Vi præsenterer her, en modificeret electrospinning metode til at fabrikere PCL vaskulære podninger med tykke fibre og store porer, og beskrive en protokol for at vurdere i vivo ydeevne i en rotte model af abdominale aorta udskiftning.
Vi præsenterer her, en protokol til at fabrikere kombineret makroporøs PCL vaskulære graft og beskrive en evaluering protokollen ved hjælp af en rotte model af abdominale aorta udskiftning. Electrospun vaskulære grafts besidder ofte forholdsvis små porer, som begrænser celle perkolatnedsivning i podninger og hindre regenerering og remodellering af neo-arterier. I denne undersøgelse, blev PCL vaskulære podninger med tykkere fibre (5-6 µm) og større porer (~ 30 µm) fremstillet ved hjælp af en modificeret behandling teknik. De langsigtede resultater af graften blev evalueret af implantation i en rotte abdominale aorta model. Ultralyd analyse viste, at podninger forblev patent uden aneurisme eller stenose sker selv efter 12 måneder efter implantation. Kombineret makroporøs struktur forbedret celle indvækst og dermed fremmet væv regenereres på 3 måneder. Endnu vigtigere, var der ingen tegn på uønskede remodeling, såsom forkalkning i graft væggen efter 12 måneder. Derfor hold electrospun PCL vaskulære podninger med modificerede kombineret makroporøs behandling potentiale til at blive en arterie erstatning for langsigtet implantation.
Vaskulære grafts fremstillet af syntetiske polymerer udnyttes bredt i klinikken til behandling af hjerte-kar-sygdomme (lidelser). Desværre for lille diameter vaskulære podninger (D < 6 mm) der findes ingen succesfulde produkter på grund af den lave passage udløst af nedsat blod flow hastighed, hvilket ofte fører til trombose, intima hyperplasi og andre komplikationer1.
Vævsmanipulering giver en alternativ strategi til at realisere langsigtede passage og homøostase baseret på et stillads-styrede vaskulære regenerering og genopbygning. Detaljeret, vaskulære graften som en tre-dimensionel skabelon, kunne give mekanisk støtte og strukturelle vejledning under regenerering af karvæv og indflydelse cellulære funktioner, herunder celle vedhæftning, migration, spredning, og sekretion af ekstracellulære matrix2. Indtil nu er blevet evalueret forskellige syntetiske polymerer til applikationer i karvæv engineering. Blandt disse polymerer, har poly(ε-caprolactone) (PCL) været intensivt undersøgt på grund af god celle forenelighed og langsom nedbrydning spænder fra flere måneder til to år3. I en rotte aorta model4,5,6, PCL vaskulære grafts behandles af electrospinning udstillet fremragende strukturelle integritet og passage, så godt som løbende øget celle invasion og neovascularization i den pode væg i op til 6 måneder. Men negative væv remodellering, herunder regression af celler og kapillærer og forkalkning, blev også observeret ved længere timepoints, op til 18 måneder.
Cellularization af vaskulære podekvisten er en nøglefaktor bestemmelse vævsregeneration og remolding7. Electrospinning, har som en alsidig teknik, været bredt ansat i udarbejdelsen af vaskulære podninger med nano-fiber struktur8. Desværre, den relativt lille pore struktur ofte fører til utilstrækkelig celle infiltration i electrospun vaskulære graft, som begrænser den efterfølgende vævsregeneration. Du kan løse dette problem ved har forskellige teknikker været forsøgt at øge porestørrelse og samlet porøsitet, herunder salt/polymer udvaskning9,10, ændring af collector apparater, efterbehandling af laserstråling11 , osv. Faktisk, er strukturen af electrospun grafts (herunder fiber diameter, porestørrelse og porøsitet) nært beslægtet med forarbejdning betingelser12,13. Under electrospinning, kan fiber diameteren styres let ved at ændre parametrene, såsom koncentrationen af polymer løsning, strømningshastighed, spænding, osv. 14 , 15, og derfor porestørrelse og porøsitet er blevet forbedret i overensstemmelse hermed.
Vi har for nylig rapporteret en modificeret PCL electrospun graft med kombineret makroporøs struktur (fibre med diameter på 5-7 µm og porerne i 30-40 µm). In vivo implantation af erstatter rotte abdominale aorta viste høj sats af passage, samt god endothelialization og glatte muskler regeneration på 3 måneder efter operationen16. Endnu vigtigere, kunne ingen negative væv remodellering herunder forkalkning og celle regression konstateres selv efter et år af implantation.
Celle infiltration er kritisk for regenerering og remodellering af vaskulære graft i vivo16. Begrænset celle infiltration er ofte relateret til de relativt små porer af graften, der forhindrer migration af celler ind i graft væggen. For at løse denne vanskelighed, udviklede vi en modificeret metode for at forberede electrospun PCL vaskulære podninger med store pore struktur. Detaljeret øget porestørrelse med forhøjelsen af fiber tykkelse, der let kunne styres ved forarbejdning pa…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev økonomisk støttet af NSFC projekter (81522023, 81530059, 91639113, 81772000, 81371699 og 81401534).
Poly(ε-caprolactone) (PCL) pellets (Mn=80,000) | Sigma | 704067 | |
Methanol | Tianjin Chemical Reagent Company | 1060 | |
Alcohol | Tianjin Chemical Reagent Company | 1083 | |
Chloroform | Tianjin Chemical Reagent Company | A1007 | |
Sucrose | Tianjin Fengchuan Company | 2296 | |
Triton X-100 | Alfa Aesar | A16046 | |
Sprague Dawley rats | Laboratory Animal Center of the Academy of Military Medical Sciences | ||
Normal saline | Hebei Tiancheng Pharmaceutical company | ||
Chloral hydrate | Tianjin Ruijinte chemical company | 2223 | |
Heparin sodium Injection | Tianjin Biochem Pharmaceutical company | ||
Gentamycin Sulfate Injection | Jiangsu Lianshui Pharmaceutical company | ||
Mouse anti-α-SMA primary antibody | Abcam | ab7817 | |
Mouse anti-smooth MYH primary antibody | Abcam | ab683 | |
Rabbit polyclonal anti-rat elastin antibody | Abcam | ab23748 | |
Rabbit anti-von Willebrand factor primary antibody | Abcam | ab6994 | |
Goat anti-mouse IgG (Alexa Fluor 488) | Invitrogen | ab150117 | |
Goat anti-rabbit IgG (Alexa Fluor 488) | Invitrogen | ab150077 | |
5% normal goat serum | Zhongshan Golden bridge | ZLI9022 | |
Hematoxylin and eosin (H&E) | Beijing leagene biotech | DH0006 | |
Masson's trichrome | Beijing leagene biotech | DC0032 | |
Verhoeff-van Gieson (VVG) | Beijing leagene biotech | DC0059 | |
Von Kossa | Beijing leagene biotech | DS0003 | |
Surgical sutures needles with thread,3-0 silk | Shanghai Jinhuan medical supplies company | G3002b | |
Surgical sutures needles with thread,9-0 silk | Shanghai Jinhuan medical supplies company | H901 |