Summary
यह लेख एक बहुमुखी सेलुलर आत्म विधानसभा विधि सेल व्युत्पन्न ऊतक के छल्ले बनाने की रूपरेखा. अंगूठी के आकार का agarose कुओं समग्र और 7 दिनों के भीतर मजबूत तीन आयामी ऊतकों (3 डी) के रूप में अनुबंध में चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं वरीयता प्राप्त है. मिलीमीटर पैमाने पर ऊतक के छल्ले यांत्रिक परीक्षण के लिए अनुकूल हैं और ऊतक विधानसभा के लिए ब्लॉकों इमारत के रूप में काम करते हैं.
Abstract
हर साल, संयुक्त राज्य अमेरिका में रोगियों के हजारों की सैकड़ों कोरोनरी धमनी बाईपास सर्जरी से गुजरना 1 इन रोगियों के लगभग एक तिहाई उपयुक्त ऑटोलॉगस दाता रोग प्रगति या पिछली फसल के कारण जहाजों नहीं है. . संवहनी ऊतक इंजीनियरिंग के उद्देश्य के लिए इन बाईपास grafts के लिए एक उपयुक्त वैकल्पिक स्रोत विकसित करने के लिए है. इसके अलावा, इंजीनियर संवहनी ऊतक संवहनी मॉडल रहने के लिए हृदय रोगों के अध्ययन के रूप में मूल्यवान साबित हो सकता है. कई हाल ही के अध्ययन और सेल आधारित विधियों के विकास के विश्लेषण पर ध्यान केंद्रित के साथ किया गया इंजीनियरिंग रक्त वाहिकाओं के लिए कई होनहार दृष्टिकोण का पता लगाया है, इस के साथ साथ 2-5. हम तेजी से 3 डी ऊतक के छल्ले में इस्तेमाल किया जा सकता है में स्वयं को इकट्ठा कोशिकाओं के लिए एक विधि प्रस्तुत इन विट्रो संवहनी ऊतकों मॉडल के लिए.
ऐसा करने के लिए, चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं के निलंबन दौर तली कुंडलाकार agarose कुओं में वरीयता प्राप्त हैं. agarose गैर चिपकने वाला गुण वें अनुमति देते हैंकोशिकाओं ई बसा, चारों ओर अच्छी तरह से केंद्र में एक के बाद एक जोड़नेवाला ऊतक की अंगूठी के रूप में समग्र और अनुबंध 6,7 ये छल्ले. यांत्रिक, शारीरिक, जैव रासायनिक, या histological विश्लेषण के लिए कटाई करने से पहले कई दिनों के लिए सुसंस्कृत किया जा सकता है है. हम पता चला है कि इन सेल व्युत्पन्न ऊतक के छल्ले 100-500 kPa परम तन्यता 8 ताकत है जो अन्य ऊतक इंजीनियर संवहनी इसी तरह durations के (<30 kPa) के लिए सभ्य constructs के लिए सूचित मूल्य से अधिक पर उपज 9,10 हमारे परिणाम है कि मजबूत सेल का प्रदर्शन व्युत्पन्न संवहनी ऊतक अंगूठी पीढ़ी एक कम समय अवधि के भीतर प्राप्त किया जा सकता है, और कोशिकाओं और सेल व्युत्पन्न संवहनी ऊतक संरचना और समारोह के लिए मैट्रिक्स (सीडीएम) के योगदान के प्रत्यक्ष और मात्रात्मक निर्धारण के लिए अवसर प्रदान करता है.
Discussion
हाल ही में, वहाँ सेल आधारित या "पाड़ कम" ऊतक इंजीनियरिंग पाड़ आधारित ऊतक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण की सीमाओं का कुछ पता तरीकों में एक वृद्धि हुई ब्याज दिया गया है. यह देखते हुए कि सेल व्युत्पन्न ऊतकों की कोशिकाओं से बनाई गई हैं और मैट्रिक्स वे उत्पादन, वे स्वाभाविक ज्यादा उच्च घनत्व सेल होते हैं, कोई exogenous सामग्री शामिल है, और पूरी तरह से मानव कोशिकाओं और प्रोटीन से बना जा सकता है. मानव कोशिकाओं से बना संवहनी grafts exogenous scaffolds के अभाव (जैसे, फट दबाव 3400 मानव saphenous नसों के लिए 1600 mmHg तुलना mmHg) 12 में पर्याप्त यांत्रिक शक्ति प्राप्त कर सकते हैं. हालांकि सेल आधारित संवहनी ऊतकों सेल घनत्व में सुधार और यांत्रिक शक्ति, सबसे वर्तमान निर्माण विधियों (जैसे "शीट आधारित इंजीनियरिंग" 3,4,12 या "bioprinting" 5,13) एक्ज़िबिट व्यापक संस्कृति अवधि (> 3 महीने) की आवश्यकता होती है या 3 डी ऊतक निर्माण के लिए विशेष उपकरणों. सेल व्युत्पन्न ऊतक meth अंगूठीआयुध डिपो यहाँ वर्णित तेजी सेलुलर आत्म विधानसभा में सक्षम बनाता है समय की एक छोटी अवधि के भीतर और विशेष उपकरणों के उपयोग के बिना मजबूत 3D ऊतक constructs फार्म.
इस प्रोटोकॉल की प्रक्रिया हम 2 मिमी भीतरी व्यास चूहे चिकनी मांसपेशी सेल व्युत्पन्न ऊतक के छल्ले बनाने के विकसित विवरण. वर्तमान उदाहरण में, ऊतक के छल्ले 7 दिनों (तब अंगूठी संलयन और ट्यूब के गठन के लिए एक अतिरिक्त 7 दिनों के लिए सुसंस्कृत) के लिए सुसंस्कृत थे. हालांकि, सेल बोने के बाद एक दिन के रूप में जल्दी के रूप में 2 मिमी चूहा (और मानव) चिकनी मांसपेशी कोशिका के छल्ले कुओं से हटाया जा सकता है (जैसे, सिलिकॉन ट्यूब पर स्थानांतरण) पर्याप्त से निपटने के लिए एकजुट हैं. इसके अलावा, भीतरी व्यास (2, 4, और 6 मिमी) के साथ अलग मजबूत ऊतक के छल्ले बस मूल polycarbonate मोल्ड के बाद व्यास बदलकर इस विधि के साथ बनाया जा सकता है 8 हम भी हाल ही में polycarbonate मोल्ड डिजाइन संशोधित करने के लिए 2 पाँच सक्षम . मिमी बोने के लिए एक एकल बहु - अच्छी तरह से agarose कक्ष में डाली जा कुओं, जोकम PDMS और agarose का उपयोग करता है, और 6 अच्छी तरह से एक थाली (नहीं दिखाया डेटा है) अच्छी तरह से एक में फिट बैठता है है. पोस्ट व्यास में परिवर्तन, अच्छी तरह से बोने की चौड़ाई, गोल नीचे की वक्रता की त्रिज्या, बोने, कुओं, या बोने कुओं की गहराई की संख्या सब बस सीएनसी के लिए सीएडी फ़ाइल में विशिष्टताओं को बदलने के द्वारा कर सकते हैं संशोधित किया जा polycarbonate मोल्ड के मशीनिंग. अंत में, एक एकल polycarbonate मोल्ड PDMS टेम्पलेट्स के एक असीमित संख्या बनाना करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, और प्रत्येक PDMS टेम्पलेट साफ किया जा सकता है, autoclaved और बार के दर्जनों reused किया.
ऊतक के छल्ले के आकार को बदलने के अलावा, हम कई अलग अलग प्रकार की कोशिकाओं से छल्ले बना दिया है, सहित: प्राथमिक (सेल अनुप्रयोगों, R354-05) चूहे SMCs, प्राथमिक मानव कोरोनरी धमनी SMCs (Lonza, CC-2583), प्राथमिक मानव त्वचीय 11 (डॉ. जॉर्ज पिंस के उदार उपहार, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग के थोक मूल्य सूचकांक विभाग), चूहे फेफड़ों fibroblasts fibroblasts (RFL के 6, ATCC सीसीएल-192), और mesenchymal स्टेम सेल (Lonza, पीटी-2501). इन प्रकार सेल समुच्चय और केंद्र पदों के आसपास ऊतक के छल्ले के रूप में अनुबंध के प्रत्येक, हालांकि सेलुलर संगठन, ECM संरचना, और constructs के यांत्रिक गुणों प्रत्येक कोशिका प्रकार के लिए अलग अलग. प्रत्येक कोशिका प्रकार के लिए बोने मापदंडों empirically कोशिकाओं के आकार और कुल के लिए अपनी क्षमता के आधार पर निर्धारित किया जाना चाहिए. इसलिए, जबकि सेल व्युत्पन्न ऊतक के छल्ले बनाने के इस अत्यंत बहुमुखी प्रणाली है, प्रोटोकॉल विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं के साथ इष्टतम ऊतक गठन के लिए मामूली समायोजन की आवश्यकता हो सकती है.
ऊतक अंगूठी ज्यामिति अक्षीय तन्यता परीक्षण द्वारा आसान लोड हो रहा है और ऊतक सामग्री गुणों के आकलन की सुविधा, के रूप में वर्णित है. वहाँ भी रक्त वाहिनियों की अंगूठी क्षेत्रों का उपयोग करने के लिए संवहनी संकुचन और शारीरिक समारोह को मापने के लिए पर्याप्त मिसाल है. प्रारंभिक अध्ययन से संकेत मिलता है कि सेल व्युत्पन्न ऊतक के छल्ले औषधीय जवाबदेही की माप के लिए एक तार myograph डिवाइस पर रखा जा सकता है है औरसिकुड़ा बल पीढ़ी (नहीं दिखाया डेटा है). कुल मिलाकर, histological, यांत्रिक, शारीरिक, और जैव रासायनिक विश्लेषण के लिए तेजी से आत्म इकट्ठे सेल के छल्ले बनाना करने की क्षमता एक नया शक्तिशाली उपकरण है कि संवहनी ऊतक और स्वास्थ्य और रोग में संरचना और समारोह मॉडलिंग के लिए उपयोगी हो सकता है पता चलता है.
Disclosures
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Polydimethylsiloxane (PDMS) | Dow Corning | Sylgard 184 | |
| Agarose | Lonza Inc. | 50000 | |
| DMEM | Mediatech, Inc. | 15-017-CV | |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | PAA Laboratories | A05-201 | |
| Penicillin/Streptomycin | Mediatech, Inc. | 30-002-CI | |
| Digital imaging system | DVT Corporation | Model 630 | |
| Uniaxial testing machine | Instron | ElectroPuls E1000 | |
| Edge Detection Software | DVT Corporation | Framework 2.4.6 |
References
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