타악기 흐름 생물 반응기에서 교양 혈관 평활근 세포와 탄성 PGS의 공사장 공중 발판은 비교적 짧은 기간에 문화 기본 ECM 생산과 유망 중소 지름 동맥 구조가 발생할 수 있습니다.
심혈관 질환은 미국에서 사망의 주요 원인 중 하나이며, 특히 관상 동맥 질환은 노령화 인구 증가 비만 1 증가합니다. 현재 autologous 선박, allografts, 그리고 합성 이식 일반적으로이 동맥 대체 사용으로 알려져 있습니다을 사용하여 수술을 우회. 그러나 이러한 이식은 동맥의 내경이 낮은 가용성, thrombotic 합병증, 컴플 라 이언스 불일치, 그리고 늦은 내막 증식증 3,4로 인해 6mm 이하는 제한된 애플 리케이션을했습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 조직 공학이 성공적으로 nonthrombogenic, 강력하고, 준수 작은 직경 동맥 구조를 개발하는 유망 대안으로 적용되었습니다. 몇몇 이전 연구는 트라이 – 층상 구조, 우수한 기계적 성질과 기본 동맥 5,6에 비해 파열 압력과 작은 직경 동맥 구조를 개발했습니다. 높은 인장 강도와 단단한 재료 또는 셀 시트 발판에서 콜라겐의 생산을 증가하여 파열 압력이 구조는 여전히 이식 후 이식 실패를 일으킬 수있는 주요 문제 낮은 엘라스틴 생산 및 규정 준수를했다 동안. 이러한 문제 고려, 우리는 기계 컨디셔닝과 함께 elastometric biomaterial이 탄력을 제공하고 세포외 기질의 생산을 증가하고 세포의 방향을 지원하는 혈관 세포에보다 효율적으로 기계적 신호를 실시할 것이라고 가상.
이 보고서의 목적은 다공성 관형 공사장 공중 발판의 제조 기술과 동맥 조직 공학에게 적용하는 역동적인 기계 시설을 소개하는 것입니다. 우리는 소금의 융합 방식에서 다공성 관형 공사장 공중 발판을 fabricating위한 폴리 (글리세롤의 sebacate) (PGS) 7 생분해성 탄성체를 사용합니다. 성인 기본 개코 원숭이 평활근 세포 (SMCs)은 3 주간의 설계 타악기 유동 생물 반응기에서 교양 공사장 공중 발판의 루멘에 씨앗을 품고 있었다. PGS의 공사장 공중 발판을 일관성 두께했고 무작위로 배포 매크로 및 마이크로 모공. 타악기 흐름 생물 반응기에서 기계 시설은 SMC 오리 엔테이션과 공사장 공중 발판의 향상된 ECM 생산을 지원. 이러한 결과는 탄성 공사장 공중 발판 및 생물 반응기 문화의 기계적 조절은 동맥 조직 공학을위한 유망한 방법 수 있습니다하는 것이 좋습니다.
여기에서 설명한 생분해성 탄성체를 사용하여 제조 기술은 몇 가지 기능을 가지고 있습니다. (1) 우리는 금형 자료로 hyaluronic 산성 (HA)을 사용합니다. HA는 물 용해되기 때문에, 발판은 쉽게 물에 그것을 몸으로 후 유리 금형에서 발표되었습니다. 솔루션의 낮은 농도 (<0.5 WT / 권 %)가 점성이 아니므로 우리가 유리 튜브의 상단에 물을 붓는 경우 아래로 너무 빨리 흐르고 있기 때문에이 보고서에서 우리는 HA 솔루션의 1.0 WT / 권 %를 사용합니다. 이 솔루션은 튜브의 바닥을 날아이 단계를 반복하면 코트의 HA 솔루션에 균일하게, 우리는 유리 튜브를 통해 협조했습니다. 이 HA 코팅이 최종 공사장 공중 발판을 발표에 대한 우리의 제작 과정에 중요합니다. (2) 우리는 유리 튜브에 염분을 유지를위한 열 수축 (HS) 슬리브를 사용합니다. 소금은 밀도가 유리 튜브와 HS 슬리브의 내부 벽 사이의 공간에 포장하고 있기 때문에, HS 슬리브가 튜브의 바닥에 심봉 및 PTFE 링을 제거한 후 소금을 유지. 우리는 ° C 5 분 120에 오븐에 곰팡이를 넣어 쉽게 HS 슬리브를 제거한 다음 소금 관형 템플릿을 얻을 수 있습니다. (3) 우리는 소금의 융합 방법을 사용합니다. 이곳은 소금 융합 방법은 융합 시간 10 변화에 의해 기공 상호 및 기계적 특성을 향상시킬 수있는 것으로 알려져 있습니다. 우리가 PGS를 사용한 이후 마이크로 모공 가능성이 글리세롤의 증기에 의해 생성된 우리가 이전에 11 설명된대로 치료 PGS 동안 형성하는 동안 또한, 매크로 모공은 침출 과정에서 소금 입자에 의해 생산되었다. 따라서이 방법은 소금의 입자뿐만 아니라 조건을 치료 PGS을 변화하여 다른 매크로 및 마이크로 구조와 다공성 관형 공사장 공중 발판을 조작하는 잠재력이있다.
생물 반응기에서 기계 시설은 타악기 흐름 재관류를 제공하고 있습니다 (최대 유량을 의미 = 14 ML / 분, 최대 전단 응력 = 15.3 다인 / cm 2, 주파수 = 0.5-1.7 Hz에서) 및 LED PGS 발판과 생리학 관련 압박 SMC의 성장과 방향 (그림 4). 이러한 결과는 이전 연구는이 주파수에서 그 순환 스트레칭을보고 및 전단 응력은 SMC 증식 12 및 ECM 단백질 생산 13,14 증가와 일치하고 있습니다. SMC의 성장과 방향뿐만 아니라, PGS는 특히 circumferentially 생물 반응기에서 3 주간 문화 이내 탄성 섬유 (그림 5) 조직, ECM 단백질 생산을 지원하는 개념입니다. 더 탄성 섬유가 이러한 구조를 찾을 수 없습니다 동안 작은 직경 동맥 구조로 탄성 발판을 사용하여 일부 연구는, 기계적 강도와 원시 동맥 15, 스피너 플라스크 16,17를 사용하여 호환 공사장 공중 발판으로 급속한 SMC 통합 비교 버스트 압력을 증명하고있다. 우리의 결과는 생물 반응기로부터 순환 방사형 팽만 가능성이 합성과 조직을 엘라스틴에 기여 PGS 발판에 SMCs에보다 효과적으로 기계적 신호 전달을 개선하는 것이 좋습니다.
혈관 SMCs 우리 접근, 정지 내피에서 ECM의 단백질을 생산하고 임상 성공 작은 직경 동맥 구조를 개발하는 데 필요한 기계적 강도를 개선하는 유일한 세포가 있기 때문에. 우리는 내피 세포가 우리 문화의 조건과 기계 시설 9 미만의 합류 monolayer 및 지원 표현형 단백질 발현을 생성 SMCs 공동 교양보고있다. 따라서, 우리의 접근 방법을 바탕으로 공동의 문화 실험 조건의 수정이 결과 구조의 기능을 개선하고 nonthrombogenic, 강력한를 생성하기 위해 다음 단계로 될, 여기서 설명하고, 준수 동맥 원래 동맥과 비슷한 개념입니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 PGS 합성, 생물 반응기 설치, DRS에 대한 통찰력 토론을위한 박사 베드로 크라포 박사 진 가오 감사합니다. 모하메드 Ezzelarab와 개코 원숭이 경동맥의 동맥을 explanting위한 그치 우. 이 연구는 국립 보건원 (R01 HL089658)에서 부여에 의해 지원되었다.
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
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Hyaluronic acid sodium salt | Sigma-Aldrich | H7630 |
Tetrahydrofuran | Sigma-Aldrich | 401757 |
MCDB 131 | Mediatech | 15-100-CV |
Fetal bovine serum | Lonza | BW14-502F |
L-glutamine | Mediatech | 25-005-CV |
Ascorbic acid | Fisher Scientific | A62-500 |
Antibiotic-antimycotic solution | Mediatech | 30-004-CI |
Phosphate Buffered Saline (PBS) | Mediatech | 21-031-CV |
Tissue-Tek optimal cutting temperature compound, 4583 | Sakura Finetek | 25608-930 |