एक पूर्ण त्वचा दोष मॉडल बायोमैटिरियल्स vascularization का मूल्यांकन करने के लिए<em> इन विवो</em
Summary
Vascularization सफल ऊतक इंजीनियरिंग में दृष्टिकोण की कुंजी है. इसलिए, विश्वसनीय प्रौद्योगिकियों ऊतक निर्माणों में संवहनी नेटवर्क के विकास का मूल्यांकन करने के लिए आवश्यक हैं. यहाँ हम कल्पना और इन विवो में vascularization यों के लिए एक सरल और लागत प्रभावी तरीका मौजूद है.
Abstract
अपर्याप्त vascularization ऊतक इंजीनियर निर्माणों के नैदानिक सफलता सीमित मुख्य कारकों में से एक माना जाता है. Vascularization में सुधार लाने के उद्देश्य कि नई रणनीति का मूल्यांकन करने के लिए, विश्वसनीय तरीकों दिखाई जैव कृत्रिम scaffolds में नए रक्त वाहिकाओं के में वृद्धि करने के लिए और परिणाम यों के लिए आवश्यक हैं. वर्ष के पिछले कुछ अधिक है, हमारे समूह transillumination द्वारा रक्त वाहिकाओं के प्रत्यक्ष दृश्य सक्षम बनाता है और डिजिटल विभाजन के माध्यम से गुणात्मक रूप से संभावना प्रदान करता है कि एक पूर्ण त्वचा दोष मॉडल पेश किया है. इस मॉडल में, एक शल्य चिकित्सा चूहों की पीठ में पूर्ण त्वचा दोष बनाता है और जांच की सामग्री के साथ उन्हें बदल देता है. अणु या ब्याज की कोशिकाओं को भी उनके संभावित प्रभाव का अध्ययन करने के लिए इस तरह की सामग्री में शामिल किया जा सकता है. एक की अपनी पसंद का एक अवलोकन समय के बाद, सामग्री मूल्यांकन के लिए explanted रहे हैं. द्विपक्षीय घाव वें आंतरिक तुलना करने की संभावना प्रदानपर अध्ययन के लिए आवश्यक जानवरों की संख्या कम की है और साथ ही व्यक्तियों के बीच कलाकृतियों को कम. अन्य तरीकों की तुलना में, हमारे विधि एक सरल, विश्वसनीय और लागत प्रभावी विश्लेषण प्रदान करता है. हम अलग अलग biomaterials और जैव सक्रियण दृष्टिकोण का vascularization परीक्षण जब उच्च संकल्प स्क्रीनिंग प्रदर्शन करने के लिए एक नियमित उपकरण के रूप में इस मॉडल को लागू किया है.
Introduction
हाल के दशकों में, ऊतक इंजीनियरिंग शरीर की अपनी कोशिकाओं 1 के साथ ऊतक दोषों को बदलने के लिए एक नई चिकित्सकीय विकल्प खोल दिया है. ऊतक उत्थान की शारीरिक प्रक्रिया का समर्थन करने के लिए, scaffolds के घाव बिस्तर से कोशिकाओं के विकास और दोष 2,3 बहाल कर सकते हैं, जहां एक परिदृश्य प्रदान करता है कि एक biodegradable संरचना, के रूप में तैयार कर रहे हैं.
अपर्याप्त vascularization bioartificial scaffolds 4 के नैदानिक सफलता वापस रखती है जो मुख्य बाधा, माना जाता है. कोशिकाओं के कुदी तसवीर की छाप के साथ, पोषक तत्वों और ऑक्सीजन बढ़ जाती है और सामग्री की vascularization के लिए मांग आवश्यक हो जाता है. अपर्याप्त या देरी vascularization इसलिए ऊतक इंजीनियर उत्पादों 5 की केंद्रीय गल जाना हो सकता है. इसके अलावा, रक्त वाहिकाओं प्रतिरक्षा सक्षम कोशिकाओं प्रदान और Regenerating क्षेत्र में चयापचय अवशेषों को हटा दें. उच्च संक्रमण दर और कम उत्थान ही हैंउद्देश्य से कर रहे हैं जो ऊतक इंजीनियरिंग में मनाया अपर्याप्त रक्त छिड़काव के परिणामों के कुछ scaffolds 6,7 के vascularization में वृद्धि से बचा जा सके.
Biomaterial ही है और पाड़ के microstructure की महत्वपूर्ण भूमिका पर vascularization ध्यान केंद्रित में सुधार लाने के उद्देश्य है कि कई रणनीतियों. 8,9 बहाल हो जिससे (पुनः), उत्थान के लिए मरम्मत से घाव भरने की प्रक्रिया स्थानांतरण एक के सबसे करीब शारीरिक गुणों के साथ एक ऊतक पैदा करने में नए तरीकों को विकसित करने के लिए गहन अनुसंधान प्रयासों रहे हैं. उनके पुनर्योजी क्षमता के संबंध में अध्ययन किया है और मूल्यांकन किया गया कि बायोमैटिरियल्स कोलेजन, आतंच, chitosan और alginate 10,11 शामिल थे. ये biomaterials इस्तेमाल किया और इस तरह के ऊतक decellularization, आत्म विधानसभा, रैपिड प्रोटोटाइप के रूप में विभिन्न रणनीतियों का उपयोग नए scaffolds के निर्माण और 12 electrospinning के लिए एक आधार के रूप में जोड़ा जा सकता है. Enh करने के क्रम मेंशरीर की अपनी पुनर्योजी क्षमता मंजूरी, scaffolds bioactivated किया जा सकता है. पुनः संयोजक वाहिकाजनक विकास का समावेश जैसे कारकों 14 के लिए एन्कोडिंग 13 या जीन वैक्टर पाड़ की vascularization में सुधार करने के लिए दिखाया गया है कारकों. स्टेम कोशिकाओं का उपयोग व्यापक रूप से mesenchymal stromal कोशिकाओं और endothelial पूर्वज कोशिकाओं सबसे ज्यादा ध्यान 15,16 प्राप्त की है जहां vascularization, सुधार करने के लिए एक आशाजनक रणनीति होना दिखाया गया है. अन्य दृष्टिकोण प्रत्यारोपण 17 से पहले पूर्वनिर्मित पोत नेटवर्क होते हैं कि निर्माणों का निर्माण करने का प्रयास. गहन पाड़ डिजाइन में प्रयासों और उनकी जैव सक्रियण के बावजूद कोई रणनीति भारी जला चोटों में चमड़े का प्रतिस्थापन के अपवाद के साथ, एक चिकित्सकीय महत्वपूर्ण स्तर पर vascularization सुधार और है, नैदानिक दिनचर्या में bioengineered सामग्री का अनुवाद केवल हिचहिचाकर 18 जगह ले जा रहा है .
कारणों में से एक क्यों vascularizationकृत्रिम ऊतक निर्माणों की, अभी भी एक अनसुलझी समस्या है इन विवो दृष्टिकोण में नई प्रौद्योगिकियों की सफलता का मूल्यांकन करने में कठिनाई है. इन विट्रो प्रयोगों scaffolds के vascularization क्षमता की महत्वपूर्ण अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं, उपयुक्त पशु मॉडल ऐसी सामग्री की biocompatibility, विशेष महत्व की सुरक्षा और प्रभावकारिता उपचार की और,, ऊतक के vascularization के रूप में मुख्य मापदंडों का अध्ययन करने के लिए आवश्यक हैं निर्माण. इसलिए, विश्वसनीय उपकरण कल्पना और रक्त वाहिका नेटवर्क विवो में जरूरी है यों.
इस अध्ययन में हम explanted scaffolds के अंदर संवहनी नेटवर्क के दृश्य और मात्रा का ठहराव की अनुमति देता है कि एक सरल और विश्वसनीय तरीका मौजूद है. इस विधि ऊतक transillumination और डिजिटल विभाजन पर आधारित है. इस विधि गैर इनवेसिव है, यह लक्ष्य सामग्री के आगे आणविक और histological विश्लेषण की अनुमति देता है.
Protocol
Representative Results
Discussion
Biomaterials के भीतर vascularization प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए नए विश्वसनीय तरीकों के विकास की मांग जो ऊतक इंजीनियर निर्माणों में रक्त छिड़काव, में सुधार लाने में सफल दृष्टिकोण स्थापित करने की आवश्यकता है. पू?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
एकीकरण त्वचीय उत्थान टेम्पलेट कृपया एकीकरण जीव विज्ञान निगम द्वारा प्रदान की गई थी. काम का समर्थन धन के स्रोत: (. Nr 15090007) इस काम आंशिक सीआईआरएम-BMBF अर्ली translational द्वितीय पुरस्कार और जीनोम विनियमन के लिए FONDAP केंद्र JTE के लिए दोनों द्वारा वित्त पोषण किया गया था.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Ethilon P-3 13 mm 3/8 circle 5-0 | Ethicon, Norderstedt, Germany | 698G | Ethilon polyamid-6 precision point-reverse cutting suture |
| Biopsy punches (10 mm) | Xiomedics, Acuderm inc., Fort Lauderdale, FL, USA | P1050 | |
| Biopsy punches (12 mm) | Xiomedics, Acuderm inc., Fort Lauderdale, FL, USA | P1250 | |
| Digital camera | Ricoh, Hannover, Germany | Cx1 | |
| Gazin Mullkompresse | Lohmann und Rauscher, Neuwied, Germany | 13622 | Sterile gauze (10 cm x 10 cm) |
| Double-layer collagen-based scaffold (8 'x 10') | Integra Life Science Corporation, Plainsboro, NJ, USA | 88101 | |
| Isoflurane, liquid-gas for inhalative anesthesia | Baxter, Unterschleissheim, Germany | 100196040 | |
| Pentobarbital, 16 g / 100 ml | Fa. Merial, Hallbergmoos | ||
| Nuri Nu/Nu Nude mice, CrLNU-Foxn1nu | Charles River, Sulzfeld, Germany | Strain code 088 | Athymic nude mice, 6 to 8 weeks of age and with a body weight between 20 to 25 g |
| Buprenorphine (0.3 mg/ml) | Essex Pharma GmbH, Munich, Germany | ||
| Titanized mesh (15 cm x 15 cm), extralight | PFM Medical AG, Köln, Germany | 6000029 | |
| Tissucol Duo S Immuno 2 ml | Baxter Germany GmbH, Unterschleißheim, Germany | B1332020110614 | Fibrin-thrombin solution |
| Transparent adhesove drape (30.5 cm x 26 cm) | KCI Medical Products, Wimborne Dorset, UK | M6275009/10 |
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