ऊतक इंजीनियर संवहनी grafts और इसके बाद के आरोपण के लिए शल्य चिकित्सा तकनीक<em> Vivo</em> निगरानी
Summary
पशु बलि तक विवो में अंत करने के लिए अंत सम्मिलन और वास्तविक समय डिजिटल आकलन का उपयोग कर एक भेड़ की मन्या धमनी में ऊतक इंजीनियर वेसल्स (TEVs) की अंतर-स्थितीय नियुक्ति के लिए एक कदम दर कदम प्रोटोकॉल।
Abstract
ऊतक इंजीनियर वेसल्स (TEVs) का विकास करने की क्षमता से उन्नत है एक बड़े पशु मॉडल में नियमित रूप से और प्रभावी रूप से प्रत्यारोपण TEVs (व्यास में 4-5 मिमी) के लिए। TEV और देशी मन्या धमनियों की TEV और वास्तविक समय डिजिटल मूल्यांकन के अंतर-स्थितीय नियुक्ति के लिए एक कदम दर कदम प्रोटोकॉल यहाँ वर्णित है। में vivo निगरानी संभव बनाया है प्रवाह जांच, कैथेटर और अल्ट्रासोनिक क्रिस्टल का आरोपण (सक्षम द्वारा की सर्जरी के समय में प्रत्यारोपित TEVs और देशी मन्या धमनियों) के गतिशील व्यास परिवर्तन रिकॉर्डिंग। एक बार जब शोधकर्ताओं ने ऐसे नाड़ी लहर वेग, वृद्धि सूचकांक, नाड़ी दबाव और अनुपालन के रूप में मानकों से बेदखल धमनी रक्त प्रवाह पैटर्न, आक्रामक रक्तचाप और धमनी व्यास गणना कर सकते हैं, प्रत्यारोपित किया। डाटा अधिग्रहण प्रयोग की अवधि के दौरान विश्लेषण के लिए एक ही कंप्यूटर प्रोग्राम का उपयोग कर पूरा किया है। इस तरह की अमूल्य डेटा TEV मैट्रिक्स remodeling में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है, इसकी resemblanदेशी / नकली नियंत्रण और vivo में समग्र TEV प्रदर्शन करने के लिए CE।
Introduction
TEVs के विकास के लिए प्राथमिक ध्यान ऑटोलॉगस जहाजों उपलब्ध नहीं हैं जब ऑटोलॉगस भ्रष्टाचार प्रतिस्थापन के लिए एक विकल्प प्रदान करने के लिए और दाता दृष्टि रुग्णता को सीमित करने के लिए किया गया है। उदाहरण के लिए, प्रति वर्ष कोरोनरी धमनी बाईपास सर्जरी की संख्या संयुक्त राज्य अमेरिका में 350,000 से अधिक हो गई है, और उपयुक्त ग्राफ्ट का एक आदर्श स्रोत कोरोनरी धमनी और saphenous नस एक उतरते बाईं आंतरिक स्तन धमनी, बाएँ पूर्वकाल बनी हुई है। वाहिका रोगों से पीड़ित कई व्यक्तियों, जो ऑटोलॉगस भ्रष्टाचार प्रतिस्थापन के लिए उपयुक्त धमनियों और नसों नहीं हो सकता है के बाद से, TEVs का विकास इस प्रकार दशकों 1-6 के लिए अनुसंधान का एक तीव्र क्षेत्र बन गया है। उपन्यास TEVs के इंजीनियरिंग और अनुकूलन के लिए खुद को ऐसी तीव्र चर्चा का विषय नहीं किया गया है TEVs प्रत्यारोपण करने के लिए नियोजित शल्य चिकित्सा तकनीक पर रिपोर्टिंग, कई प्रगति आया है जबकि। बल्कि, पशु मॉडल में TEVs का आरोपण के बारे में प्रोटोकॉल बड़े पैमाने पर छोड़ दिया जाता हैजांचकर्ताओं अनुसंधान करने के लिए ऊपर।
निम्नलिखित पांडुलिपि एक अंत करने के लिए अंत सम्मिलन दृष्टिकोण का उपयोग करके TEVs प्रत्यारोपण को दर्शाता है। यह प्रक्रिया अनुदैर्ध्य तनाव और इन विवो निगरानी उपकरण के अलावा अनुकूलन, सिवनी तकनीक स्थिर, एक विशिष्ट शाखामिलन संबंधी suturing पैटर्न का उपयोग करके अनुकूलित किया गया था। इस विधि में पहले से इस्तेमाल किया गया है कि कई रूपों में से कुछ के विपरीत है। इसके अलावा, इस प्रक्रिया धमनी रक्तचाप, TEV व्यास / अनुपालन के रूप में इस तरह के मापदंडों के अधिग्रहण और explantation तक सर्जरी के बाद TEV दर के माध्यम से प्रवाह करने के लिए कैसे करें। यह remodeling की प्रक्रिया में है, जबकि इस डेटा संग्रह TEV का एक अनिवार्य विश्लेषण प्रदान करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
इस रिपोर्ट का उद्देश्य ovine मन्या धमनी में रुचि के प्रत्यारोपण TEVs करने के लिए एक विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने की प्रक्रिया प्रदान करना है। इस मॉडल में प्रयुक्त जानवर के देशी मन्या धमनियों मोटाई …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम राष्ट्रीय हृदय और फेफड़ों संस्थान (R01 HL086582) और न्यूयॉर्क स्टेम सेल साइंस फंड (NYSTEM, अनुबंध # से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया एसटीए और जॉन के Nyquist द्वारा पूरा किया गया जौव वीडियो में इस्तेमाल किया DDS के चित्र को C024316); भैंस पर न्यूयॉर्क के राज्य विश्वविद्यालय से चिकित्सा में Illustrator।
Materials
| Equipment | Manufacturer | Serial/Catalog # | Notes | |
| Pressure Transducer | Becton Dickinson | P23XL-1 | 1+ (1 for each artery) Used with water-filled diaphragm domes |
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| Amplifier and transducer box | Gould | 5900 Signal Conditioner Cage | 1 Two transducers and amplifiers should be included in cage. While this specific unit may be discontinued, other commercially available pressure transducers with a BNC/analog output will communicate with the Sonometrics equipment |
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| T403 Console with TS420 perivascular flowmeter module(x2) | Transonic Systems | T403 module and TS420 (x2) | 1 Flow probes measuring flow through each of the carotid arteries will connect to each of the TS420 units. |
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| Digital ultrasonic measurement unit | Sonometrics | TR-USB | 1 | |
| Flow Probe Precision S-Series 4mm | Transonic Systems Inc. | MC4PSS-LS-WC100-CM4B-GA | 2 | |
| 1mm Sonometrics Crystals | Sonometrics Systems | 1R-38S-20-NC-SH | 2-4 (2 for each artery) | |
| Catheter for implantation | BD (Becton Dickinson) | 381447 | 1+ (1 for each artery) Catheter is cut and secured to microbore tubing, stylette is utilized for insertion |
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| Tygon Microbore Tubing | Norton Performance Plastics | (AAQ04127) Formulation S-54-HL | NA (cut to length for an extension set) | |
| Luer Stub Adapter | BD (Becton Dickinson) | 427564 (20 gauge) | 1+ (1 for each arterial catheter) | |
| Surflo Injection Plug | Terumo | SR-IP2 | 1+ (1 for each arterial catheter) | |
| Meadox | PTFE (Teflon) Felt | 19306 | NA (cut to size) The PTFE felt used in our studies was discontinued. However, comparable companies such as “Surgical Mesh” offer products which are equivalent. |
References
- Goldman, S., et al. Long-term patency of saphenous vein and left internal mammary artery grafts after coronary artery bypass surgery: Results from a Department of Veterans Affairs Cooperative Study. Journal of the American College of Cardiology. 44, 2149-2156 (2004).
- Achouh, P., et al. Long-term (5- to 20-year) patency of the radial artery for coronary bypass grafting. The Journal of Thoracic And Cardiovascular Surgery. 140, 73-79 (2010).
- Conklin, B. S., Richter, E. R., Kreutziger, K. L., Zhong, D. S., Chen, C. Development and evaluation of a novel decellularized vascular xenograft. Medical Engineering & Physics. 24, 173-183 (2002).
- Zhu, C., et al. Development of anti-atherosclerotic tissue-engineered blood vessel by A20-regulated endothelial progenitor cells seeding decellularized vascular matrix. Biomaterials. 29, 2628-2636 (2008).
- Quint, C., et al. Decellularized tissue-engineered blood vessel as an arterial conduit. Proceedings of the National Academy of Sciences. 108, 9214-9219 (2011).
- Kaushal, S., et al. Functional small-diameter neovessels created using endothelial progenitor cells expanded ex vivo. Nat Med. 7, 1035-1040 (2001).
- Galatos, A. D. Anesthesia and Analgesia in Sheep and Goats. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice. 27, 47-59 (2011).
- Okutomi, T., Whittington, R. A., Stein, D. J., Morishima, H. O. Comparison of the effects of sevoflurane and isoflurane anesthesia on the maternal-fetal unit in sheep. J Anesth. 23, 392-398 (2009).
- Swartz, D. D., Russell, J. A., Andreadis, S. T. Engineering of fibrin-based functional and implantable small-diameter blood vessels. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 288, H1451-H1460 (2005).
- Niklason, L. E., et al. Functional arteries grown in vitro. Science. 284, 489-493 (1999).
- Dahl, S. L. M., et al. Readily Available Tissue-Engineered Vascular Grafts. Science Translational Medicine. 3, 68ra69 (2011).
- Wu, W., Allen, R. A., Wang, Y. Fast-degrading elastomer enables rapid remodeling of a cell-free synthetic graft into a neoartery. Nature Medicine. 18, 1148-1153 (2012).
- Saami, K. Y., Bryan, W. T., Joel, L. B., Shay, S., Randolph, L. G. The fate of an endothelium layer after preconditioning. Journal of vascular surgery : Official Publication, the Society for Vascular Surgery [and] International Society for Cardiovascular Surgery, North American Chapter. 51, 174-183 (2010).
- Ueberrueck, T., et al. Comparison of the ovine and porcine animal models for biocompatibility testing of vascular prostheses. Journal of Surgical Research. 124, 305-311 (2005).
- Labbé, R., Germain, L., Auger, F. A. A completely biological tissue-engineered human blood vessel. The FASEB Journal. 12, 47-56 (1998).
- Samaha, F. J., Oliva, A., Buncke, G. M., Buncke, H. J., Siko, P. P. A clinical study of end-to-end versus end-to-side techniques for microvascular anastomosis. Plastic and Reconstructive Surgery. 99, 1109-1111 (1997).
- Huang, H., et al. A novel end-to-side anastomosis technique for hepatic rearterialization in rat orthotopic liver transplantation to accommodate size mismatches between vessels. European Surgical Research. 47, 53-62 (2011).
- Peng, H., Schlaich, E. M., Row, S., Andreadis, S. T., Swartz, D. D. A Novel Ovine ex vivo Arteriovenous Shunt Model to Test Vascular Implantability. Cells, Tissues, Organs. 195, 108 (2011).
- Zilla, P., Bezuidenhout, D., Human, P. Prosthetic vascular grafts: Wrong models, wrong questions and no healing. Biomaterials. 28, 5009-5027 (2007).
- Berger, K., Sauvage, L. R., Rao, A. M., Wood, S. J. Healing of Arterial Prostheses in Man: Its Incompleteness. Annals of Surgery. 175, 118-127 (1972).
- Byrom, M. J., Bannon, P. G., White, G. H., Ng, M. K. C. Animal models for the assessment of novel vascular conduits. Journal of Vascular Surgery : Official Publication, the Society for Vascular Surgery [and] International Society for Cardiovascular Surgery, North American Chapter. 52, 176-195 (2010).
- Swartz, D. D., Andreadis, S. T. Animal models for vascular tissue-engineering. Current Opinion in Biotechnology. 24, 916-925 (2013).
- Liang, M. -. S., Andreadis, S. T. Engineering fibrin-binding TGF-β1 for sustained signaling and contractile function of MSC based vascular constructs. Biomaterials. 32, 8684-8693 (2011).
- Han, J., Liu, J. Y., Swartz, D. D., Andreadis, S. T. Molecular and functional effects of organismal ageing on smooth muscle cells derived from bone marrow mesenchymal stem cells. Cardiovascular Research. 87, 147-155 (2010).
