Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

غرس اليكتروسبون ترقيع الأوعية الدموية مع الهيكل الأمثل في نموذج الفئران

doi: 10.3791/57340 Published: June 27, 2018

Summary

نقدم هنا، أسلوب اليكتروسبينينج معدلة لاختلاق PCL ترقيع الأوعية الدموية مع ألياف سميكة والمسام الكبيرة، ووصف وضع بروتوكول لتقييم الأداء في فيفو في نموذج الفئران لاستبدال الشريان الاورطي البطني.

Abstract

نقدم هنا، بروتوكولا لاختلاق ماكروبوروس PCL الاختلاس والأوعية الدموية، ووصف وضع بروتوكول تقييم باستخدام نموذج الفئران لاستبدال الشريان الاورطي البطني. غالباً ما تمتلك ترقيع الأوعية الدموية اليكتروسبون المسام الصغيرة نسبيا، والتي تحد من اختراق الخلية الطعوم وتعيق التجديد وإعادة عرض النيو-الشرايين. في هذه الدراسة، كانت ملفقة PCL ترقيع الأوعية الدموية مع ألياف أكثر سمكا (5-6 ميكرومتر) وأكبر المسام (~ 30 ميكرومتر) باستخدام تقنية معالجة معدلة. تم تقييم الأداء على المدى الطويل للاختلاس بغرس في نموذج الفئران الشريان الاورطي البطني. وأظهر تحليل الموجات فوق الصوتية أن الطعوم لا تزال البراءات دون تمدد الأوعية الدموية أو تضيق تحدث حتى بعد 12 شهرا زرع. هيكل ماكروبوروس تحسين إينجرووث خلية وهكذا شجعت الأنسجة مجدد في 3 أشهر. الأهم من ذلك، لا توجد أي إشارة ليعيد البناء الضارة، مثل تكلس داخل الجدار الاختلاس بعد 12 شهرا. ولذلك، اليكتروسبون PCL ترقيع الأوعية الدموية مع ماكروبوروس تعديل تجهيز عقد يحتمل أن تكون بديلاً شريان لغرس طويلة الأجل.

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

ترقيع الأوعية المصنوعة من البوليمرات الاصطناعية تستخدم على نطاق واسع في عيادة لعلاج أمراض القلب والأوعية الدموية (كفدس). للأسف، في حالة ترقيع الأوعية الدموية الصغيرة-قطر (د < 6 مم) لا تتوفر أي منتجات ناجحة بسبب سالكيه المنخفضة الناجمة عن سرعة تدفق الدم مخفضة، الأمر الذي غالباً ما يؤدي إلى تجلط الدم وفرط إينتيمال، وغيرها 1من المضاعفات.

هندسة الأنسجة يوفر استراتيجية بديلة لتحقيق سالكيه طويلة الأجل والتوازن على أساس سقالة تسترشد تجديد الأوعية الدموية وإعادة الإعمار. بالتفصيل، الاختلاس والأوعية الدموية، كقالب ثلاثي الأبعاد، يمكن أن توفر الدعم الميكانيكية والتوجيه الهيكلية خلال تجديد الوظائف الخلوية الأنسجة الوعائية والنفوذ، بما في ذلك التصاق الخلايا، والهجرة، والانتشار، و إفراز من المصفوفة خارج الخلية2. وحتى الآن، تم تقييمها البوليمرات التركيبية المختلفة لتطبيقات في هندسة الأنسجة الوعائية. من بين هذه البوليمرات، poly(ε-caprolactone) (PCL) التحقيق مكثف نظراً للتوافق الخليوي جيدة وتدهور بطيء تتراوح بين عدة أشهر إلى عامين3. في الفئران الشريان الاورطي نموذجي4،5،6، عرضت ترقيع الأوعية الدموية PCL معالجتها بواسطة اليكتروسبينينج السلامة الهيكلية ممتازة وسالكيه وغزو الخلية بشكل مستمر، وكذلك زيادة ونيوفاسكولاريزيشن في الجدار الابتزاز لمدة تصل إلى 6 أشهر. ومع ذلك، يعيد البناء الأنسجة الضارة، بما في ذلك الانحدار من الخلايا والشعيرات الدموية وتكلس، لوحظت أيضا في تيميبوينتس أطول، حتى لمدة 18 شهرا.

سيلولاريزيشن الفساد والأوعية الدموية عامل رئيسي في تحديد تجديد الأنسجة وإصلاح7. اليكتروسبينينج، كتقنية متعددة الاستعمالات، على نطاق واسع واستخدمت للتحضير ترقيع الأوعية الدموية مع هيكل نانو ليفية8. ولسوء الحظ، هيكل مسام صغيرة نسبيا غالباً ما يؤدي إلى تسلل خلية غير كافية في الفساد اليكتروسبون والأوعية الدموية، مما يحد من تجديد الأنسجة اللاحقة. لحل هذه المشكلة، حاولت تقنيات مختلفة لزيادة حجم المسام والمساميه عموما، بما في ذلك الملح/البوليمر النض9،10، تعديل جهاز جامع، وبعد العلاج بالإشعاع الليزر11 ، إلخ. وفي الواقع، هيكل ترقيع اليكتروسبون (بما في ذلك القطر الألياف وحجم المسام مسامية) ارتباطاً وثيقا بال12،شروط تجهيز13. أثناء اليكتروسبينينج، يمكن التحكم قطر الألياف بسهولة عن طريق تغيير المعلمات، مثل تركيز حل البوليمر، ومعدل التدفق، والجهد، إلخ. 14 , 15، وذلك، حجم المسام مسامية تم تعزيز وتبعاً لذلك.

نحن ذكرت مؤخرا طعم اليكتروسبون PCL معدلة مع هيكل ماكروبوروس (ألياف مع قطرها من 5-7 ميكرون والمسام من 30-40 ميكرون). في فيفو غرس باستبدال الشريان الاورطي البطني الفئران أظهرت ارتفاع معدل سالكيه، فضلا عن تجديد اندوثيلياليزيشن والعضلات الملساء جيدة في الجراحة بعد 3 أشهر16. الأهم من ذلك، يمكن ملاحظة لا أنسجة ضارة يعيد البناء بما في ذلك الانحدار تكلس وخلية حتى بعد سنة واحدة من زرع.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

استخدام الحيوانات التجريبية كان وافق "الحيوانات التجارب الأخلاقية اللجنة من جامعة نانكاى" ونفذ وفقا للدليل لرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية.

1-تصنيع الطعوم PCL اليكتروسبون

ملاحظة: هذه الوثيقة، استخدم أسلوب اليكتروسبينينج لاختلاق ترقيع الأوعية الدموية.

  1. إعداد الحلول PCL 25 wt % و 10% بالوزن، بتذويب PCL في خليط من الميثانول وكلوروفورم، على التوالي، (نسبة حجم 1:5)، في درجة حرارة الغرفة (RT) ح 12.
  2. تحميل الحل PCL في محقن زجاج 10 مل.
  3. مكان حقنه بإبرة 21-ز.
  4. ضع مغزل الفولاذ المقاوم للصدأ (2 مم في القطر، وطولها 25 سم) على أداة جمع.
  5. ترقيع أكثر سمكا والألياف، استخدام الحل PCL 25% بالوزن، العامل مسافة 17 سم من الحافة إبرة إلى جامع، ومعدل التدفق لمل 8/ح، والجهد 11 كيلوفولت كمعلمات اليكتروسبينينج. ترقيع أرق-الألياف، استخدام الحل PCL 10 wt %، العامل مسافة 20 سم من طرف الإبرة لجامع، بمعدل تدفق 2 مل/ساعة، والجهد من 18 كيلو فولت كمعلمات اليكتروسبينينج.
  6. ضمان وضع الطعوم التي تم الحصول عليها في فراغ بين عشية وضحاها لإزالة المذيبات المتبقية. تعقيم كل الصكوك قبل الإجراء والحفاظ على الأسلوب العقيم في جميع أنحاء.
  7. قبل غرس، تطهير الطعوم التي غمر بها في 10 مل إيثانول 75% لمدة 30 دقيقة وثم تعريضها لضوء الأشعة فوق البنفسجية بين عشية وضحاها.
  8. قياسات حجم الألياف والمسام: حساب قطر الألياف متوسط استخدام البرمجيات ImageJ استناداً إلى مسح صور المجهر الإلكتروني (SEM).
  9. اختبار الميكانيكية من السقالات:
    1. قص السقالات أنبوبي إلى أقسام 3 ملم في الطول باستخدام شفرة حلاقة. قياس سمك السقالات استخدام ميكرومتر.
    2. ضع السقالات أنبوبي على جهاز اختبار الشد حمولتها 100 أ.
    3. المشبك السقالات مع المسافة بين المشبك 1 مم وسحب طوليا بمعدل 10 ملم/دقيقة حتى تمزق. قياس قوة الشد والاستطالة في نهاية المطاف في استراحة. حساب معامل يونغ من منطقة الخطي الأولى (تصل إلى سلالة 5 ٪) من منحنى الإجهاد-الانفعال.

2-الجرذ الشريان الاورطي البطني غرس النموذجي

ملاحظة: جميع المواد والأدوات المستخدمة في الجراحة عقيمة. أثناء الجراحة، تأكد من أن المشغل ترتدي قناع شاش والقفازات المعقمة لتجنب العدوى. التأكد من درجة حرارة الغرفة يتم الاحتفاظ في 27-30 درجة مئوية للحفاظ على درجة حرارة جسم الحيوان. اتبع المبادئ التوجيهية إياكوك المحلية بشأن التسكين.

  1. استخدام ذكور الفئران "سبراغ داولي" وزنها 240-270 ز كمتلقين للابتزاز والأوعية الدموية. ضمان الفئران قد صام 24 ساعة قبل الجراحة. هدف الفئران الصيام ح 24 فارغة البراز في الأمعاء بما فيه الكفاية، ومن ثم توسيع الأفق للمشغل.
  2. فهم الرقبة الخلفية للفئران والاحتفاظ برأسه أسفل، أدخل إبرة سبرينج في تجويف البطن من أسفل البطن. حمل الفئران للتخدير مع كلورال هيدرات (330 ملغ/كغ) بحقنه داخل.
  3. تأكيد أنيسثيتيزيشن الكافية بضمان أن الفئران قد استرخاء العضلات والتنفس المطرد. ضع الفئران تحت المجهر التشغيل في وضع ضعيف.
  4. تطبيق مرهم الفازلين بيطري العيون في العيون لمنع جفاف بينما تحت التخدير. إدارة منع تخثر الدم (100 UI/كغ) مع المحلول الملحي الفسيولوجي هيبارينيزيد الحل (50 UI/mL) بحقن الوريد الذيل قبل الجراحة.
  5. يحلق خارج الفراء في جدار البطن الأمامي باستخدام شفرة حلاقة، وتنظيف الجلد باستخدام حل اليود والكحول الطبي الحل.
  6. تنفيذ شق البطن خط الوسط مع المقص الجراحي والتأكد من أن الشق طولها حوالي 4-5 سم ثم يعرض تجويف البطن.
  7. تتراجع والتفاف الأمعاء مع شاش مبلل مع المحلول الملحي تفضيلي.
  8. تشريح الشريان الاورطي البطني بعناية.
  9. تحديد وسد جميع فروع صغيرة باستخدام خيوط النايلون حيدة 9-0.
  10. المشبك المقطع معزولة (تصل إلى 1 سم في الطول) من الشريان الاورطي استخدام المشابك الأوعية الدموية اثنين. يمكن أن يبقى الشريان الاورطي فرضت لمدة 20-30 دقيقة.
  11. قطاع الشريان الاورطي البطني بين المشابك اثنين باستخدام مقص الصغرى لإنشاء المواقع أناستوموتيك.
  12. استواء طرفي الشريان الاورطي باستخدام حل هيبارينيزيد المالحة (50 UI/mL) لإزالة الدم المتبقي.
  13. تقشر الغلالة استخدام مقص الصغرى.
  14. أناستوموسي الاختلاس مع القطر الداخلي 2 ملم و 1 سم في الطول للشريان الاورطي البطني في الفئران مع نمط خياطة الشكل من ثمانية باستخدام خيوط النايلون حيدة 9-0.
  15. أولاً، بناء أربعة أناستوموسيس وفقا لتسلسل المناصب 06:00 ص في الجهة الدانية، 12، 9 و 3، ثم anastomose حواف قطع في غرز 4 بين اثنين خياطة الجروح. بعد الانتهاء من خياطة الدانية، خياطة الجانب القاصي بنفس الطريقة.
    ملاحظة: كل غرزة مطلوب لضمان الجانب الأصلي قليلاً مضمن في الاختلاس.
  16. إزالة المشبك القاصي للسماح للدم في التدفق إلى الفساد، ثم إزالة المشبك الدانية.
  17. اضغط نهايات خياطة لوقف النزيف استخدام كرة القطن معقمة أو الأسفنج شاش صغيرة. اضغط لحوالي 3 دقائق، حتى الأرقاء.
  18. إرجاع الأمعاء إلى تجويف البطن.
  19. مسح تجويف البطن باستخدام حل المحلول الملحي الفسيولوجي دافئة مع الجنتاميسين (320 U/mL).
  20. خياطة حتى جدار البطن باستخدام خياطة نايلون 3-0 في طبقة العضلات والجلد، على التوالي.
  21. وضع الفئران في قفص نظيفة وجافة ووضع وسادة تدفئة تحت القفص للحفاظ على درجة حرارة جسم الحيوان؛ ثم الانتظار للفئران للتعافي من التخدير. حضور للحيوان حتى قد وعيه كافية للحفاظ على ريكومبينسي القصية.
  22. بعد أن يستعيد وعيه، وضعت الفئران في قفص واحد مع الغذاء والماء. تطبيق اليود على الجرح لمنع العدوى بعد الجراحة. عودة الفئران إلى شركة الحيوانات الأخرى إلا أنه يتعافى تماما.
  23. Euthanize الفئران وفقا للمبادئ التوجيهية المؤسسية عند نقطة زمنية محددة مسبقاً.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

الطعوم PCL كانت اكسبلانتيد في 3 أشهر و 12 شهرا قد وتحليلها من قبل تقنيات نسيجية القياسية الهيماتوكسيلين ويوزين (H & E)، الفلورة تلطيخ ل α-SMA، ويحققون فون، ماسون trichrome وجيسون فإن بيرهوف (ففج) مية و vWF الايلاستين. أخذت الصور النسيجي باستخدام مجهر تستقيم، وأخذت الصور الفلورة استخدام مجهر fluorescence.

وأعرب عن جميع البيانات يعني ± التنمية المستدامة. اثنين-الذيل إقران الطالب t-تم استخدام اختبار لمقارنة الاختلافات. قيمة p < اعتبرت 0.05 يعتد به إحصائيا.

اليكتروسبون رواية PCL الطعوم مع الهيكل الأمثل، أي ألياف أكثر سمكا والمسام الكبيرة، كانت ملفقة بنجاح في هذه الدراسة. صور SEM تثبت أن قطر الألياف متوسط تقريبا 8 مرات أكثر سمكا في ترقيع المعدلة (الشكل 1A) مما في التقليدية واحد (الشكل 1B) (± 5.59 0.67 مقابل 0.69 ± 0.54 ميكرومتر). كنتيجة لذلك، كان حجم المسام متوسط ملحوظ زيادة، من ~ ميكرومتر 4.66 في الاختلاس أرق-الألياف إلى ~ 40.88 مليميكرون أثخن الألياف أحد. وأظهرت المقاطع العرضية توزيع الألياف متجانسة داخل الجدار الطعوم أنبوبي في أثخن الألياف (الشكل 1و) ومجموعات أرق-الألياف (الشكل 1أنا). وكان سمك الجدار عن 400-500 ميكرون. الخواص الميكانيكية ترقيع اتسمت باختبار الشد، ومنحنيات الإجهاد-الانفعال نموذجي مبين في الشكل 1. الخواص الميكانيكية ترقيع اثنين كان من الواضح أنها مختلفة من حيث الاستطالة. وكان القيمة المقابلة ترقيع أثخن الألياف حوالي 3 إضعاف الطعوم أرق-الألياف، مما يوحي بالمتانة المحسنة.

ترقيع الأوعية الدموية المعدة (القطر الداخلي 2.0 مم) وطول 1 سم (الشكل 2A) تم زرعها لاستبدال جزء من الشريان الاورطي البطني الأصلية في الفئران (الشكل 2). عند نقطة زمنية محددة مسبقاً، تم فحص سالكيه الطعوم مزروع بالموجات فوق الصوتية. النتائج أظهرت أن معظم الطعوم من براءات الاختراع (الشكل 2). علاوة على ذلك، كانت سرعة تدفق الدم مماثلة بين الفساد والأوعية الدموية الأصلية المجاورة في غضون 12 شهرا. اكسبلانتيد ترقيع الاحتفاظ مورفولوجيا جيدة دون تمدد الأوعية الدموية (الشكل 2D)، ويمكن ملاحظة لا تضيق أو الجلطات على سطح لومينال (الشكل 2E).

كذلك تم تقييم تجديد الأنسجة وإفراز ECM في 3 أشهر بتحاليل الأنسجة. ح & ه تلطيخ أظهرت أن تشكلت طبقة من أنسجة الأجسام القريبة من الأرض في التجويف الاختلاس (الشكل 3-H). وعلاوة على ذلك، تلطيخ vWF تبين أن السطح لومينال مشمولة بالكامل في البطانة المشكلة حديثا (الشكل 3 ألف)، تشبه من الشريان الاورطي الأصلي (الشكل 3B). وفي الوقت نفسه نظمت عدة طبقات من الخلايا إيجابية مية على طول اتجاه كفافى، مشيراً إلى تجديد وسائط الأوعية الدموية (الشكل 3د). ولاحظ توليف المصفوفة خارج الخلية ماسون وففج تلطيخ، على التوالي. ويمكن ملاحظة كمية كبيرة من الكولاجين وألياف الايلاستين ضمن الابتزاز (الشكل 3Iي، كL)، الذي يلعب دوراً مهما في تجديد الأوعية الدموية ويعيد البناء. كما أظهرت تلطيخ الفلورة هيكل الايلاستين تمت محاذاة circumferentially في نمط مثل هذا في الشريان الأصلي (الشكل 3Eو).

وعلاوة على ذلك، الأنسجة المجددة بما في ذلك البطانة والحفاظ على العضلات الملساء المتكاملة وعدم التراجع بعد 12 شهرا غرس (4A الرقمج). الأهم من ذلك، لا توجد أي إشارة تكلس التي تحدث داخل الجدار الاختلاس استناداً إلى كوسي فون تلطيخ (الشكل 4).

Figure 1
الشكل 1 : هيكل والخصائص الميكانيكية للاختلاس PCL. صور SEM اليكتروسبون PCL الحصير ألياف أكثر سمكا (A) وأرق ألياف (ب). المقاطع العرضية أثخن الألياف الطعوم أنبوبي (دو) والطعوم أرق-الألياف (زأنا). (ج) يبين منحنى الإجهاد إجهاد تمثيلية. وقد تم تعديل هذه الأرقام من تشاو, et al. 16 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
الشكل 2 : غرس ترقيع الأوعية الدموية في الشريان الاورطي البطني نموذج الفئران. وكان الفساد PCL اليكتروسبون الأوعية الدموية من 1 سم في الطول (A) جراحيا ستفصل في الشريان الاورطي البطني في الفئران (ب). صورة بالموجات فوق الصوتية أظهرت أن الاختلاس براءات الاختراع في فيفو في السنة 1 (ج). صور ستيريوميكروسكوبيك تظهر أن الاختلاس متكامل مع الشريان الاورطي الأصلية المجاورة دون تمدد الأوعية الدموية (د)، والسطح لومينال نظيفة وخالية من خثرة (E). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3 : تجديد الأنسجة وترسب ECM في ترقيع اكسبلانتيد في 3 أشهر بالمقارنة مع الشريان الاورطي الأصلي- الصور المقطعية الطعوم المجددة (Aو Cو E) والشريان الأصلي (ب ود، وواو) كانت إيمونوستينيد للكشف عن خلايا بطانية، خلايا العضلات الملساء، والايلاستين. ح & ه تلطيخ يظهر تجديد الأنسجة في ترقيع اكسبلانتيد (ز) مقارنة بالشريان الاورطي الأصلي (ح). ماسون في تلطيخ كشفت أن وجود الكولاجين في ترقيع اكسبلانتيد (أنا) والشريان الاورطي الأصلي (J). تلوين ففج أظهرت وجود الايلاستين في ترقيع اكسبلانتيد (K) والشريان الاورطي الأصلي (L). وقد تم تعديل هذه الأرقام من تشاو, et al. 16 الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
الشكل 4 : التحليل النسيجي ترقيع اكسبلانتيد في 12 شهرا- (أ) ح & ه تلطيخ أظهر تجديد الأنسجة في ترقيع اكسبلانتيد. (ب) البطانة كان إيمونوستينيد بجسم فوف. العضلات الملساء (ج) كان إيمونوستينيد بجسم α-SMA. وكان تقييم تكلس (د) فون كوسي تلطيخ. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

تسلل خلية حاسم بالنسبة للتجديد ويعيد للابتزاز والأوعية الدموية في الجسم الحي16. تسلل خلية محدودة غالباً ما تتصل بمسام صغيرة نسبيا الاختلاس التي تعوق هجرة الخلايا إلى الجدار الاختلاس. ولمواجهة هذه الصعوبة، قمنا بتطوير طريقة معدلة لإعداد اليكتروسبون PCL ترقيع الأوعية الدموية مع هيكل المسام الكبيرة. بالتفصيل، زيادة حجم المسام مع زيادة سمك الألياف التي يمكن التحكم في سهولة بمعالجة معلمات. وأظهرت النتائج أن الخلايا المضيفة يمكن بسهولة التسلل إلى الجدار لهذا الابتزاز ماكروبوروس بعد في فيفو غرس وسيلولاريتي ظلت على مستوى عال نسبيا دون الانحدار الخلية واضحة في الجراحة بعد 12 شهرا.

يتكون الشريان الأصلي أساسا من ثلاث طبقات، هي البطانة، والغلالة وسائل الإعلام، والغلالة. البطانة، كواجهة ثرومبوجينيك المضادة، تلعب دوراً حيويا في الحفاظ على سالكيه طويلة الأجل من الأوعية الدموية. في دراستنا، لوحظ endothelialization كاملة على الاختلاس في 3 أشهر. وبالإضافة إلى ذلك، وسائل الإعلام الغلالة تتكون من عدة طبقات من خلايا العضلات الملساء مهمة جداً في تنظيم وظيفة الأوعية الدموية وتوفير الخصائص الميكانيكية الملائمة الشريان. كشفت هذه الدراسة أن ترقيع PCL اليكتروسبون مع ألياف سميكة والمسام كبير ملحوظ تعزيز التجديد لوسائل الإعلام الغلالة الوظيفية. وإلى جانب ذلك، بنية العضلات الملساء المجددة مماثلة لتلك التي الأصلي الغلالة وسائل الإعلام. وأظهرت عدة طبقات من خلايا مية+ موزعة داخل شبكة الايلاستين، مما يعكس النمط الظاهري الهوس من خلايا العضلات الملساء circumferentially تلطيخ الفلورة. أكثر الأهم من ذلك، إعادة إنشاء الأنسجة (العضلات الملساء والبطانة) تبقى سليمة وكان هناك لا يعيد البناء الضارة حتى بعد 12 شهرا بسبب اختلال التوازن بين التوليف إدارة المحتوى في المؤسسة، والتدهور.

تكلس لا تزال مشكلة رئيسية المرتبطة بزراعة القلب والأوعية الدموية، لا سيما في الابتزاز والأوعية الدموية. خلايا العضلات الملساء والأوعية الدموية (فسمكس) تفقد النمط الظاهري الأصلي وتجربة التمايز عبر اتجاه أوستيوتشوندروجينيك، مما يؤدي إلى حمل خارج الرحم من التمعدن أثناء العملية تكلس الأوعية الدموية. وأظهرت دراستنا أن كان هناك لا ترسب الكالسيوم التي تحدث داخل الجدار الفساد حتى بعد 12 شهرا زرع. وتشمل الأسباب الرئيسية تكلس تحول دون في الابتزاز والأوعية الدموية ماكرو المسامية: (1) هيكل الاختلاس الماكرو المسامية يعزز التمثيل الغذائي، مثل التبادل الأيوني بين الخلايا والدم؛ (2) الرموز المادية هيكل الفساد يمكن أن تنظم أو تمنع التفريق بين فسمك إلى أوستيوبلاست1، (3) تسلل خلية جيدة في المسام الكبيرة تعزز إفراز إدارة المحتوى في المؤسسة، ويحول دون تدهورها الذي سيقوم بتشغيل تكلس17، و (4) فسمكس طبيعية أو وظيفية على إمكانيات لمنع ترسب الكالسيوم18.

وباختصار، التقييم طويل الأجل من اليكتروسبون الماكرو المسامية PCL ترقيع الأوعية الدموية في نموذج الفئران الشريان الاورطي البطني ثاقبة هامة التحديات المحتملة ترقيع الأوعية القابلة للتحلل، التي سوف توجه البحوث التالية.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

المؤلفين قد لا تضارب المصالح المالية.

Acknowledgments

وأيد هذا العمل ماليا المشاريع تشرف (81522023، 81530059، 91639113، 81772000، 81371699 و 81401534).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Coombs, K. E., Leonard, A. T., Rush, M. N., Santistevan, D. A., Hedberg-Dirk, E. L. Isolated effect of material stiffness on valvular interstitial cell differentiation. J Biomed Mater Res A. 105, (1), 51-61 (2017).
  2. Zhang, L., et al. A sandwich tubular scaffold derived from chitosan for blood vessel tissue engineering. J Biomed Mater Res A. 77, (2), 277-284 (2006).
  3. Thottappillil, N., Nair, P. D. Scaffolds in vascular regeneration: current status. Vasc Health Risk Manag. 11, 79-91 (2015).
  4. Pektok, E., et al. Degradation and healing characteristics of small-diameter poly (e-caprolactone) vascular grafts in the rat systemic arterial circulation. Circulation. 118, (24), 2563-2570 (2008).
  5. Innocente, F., et al. Paclitaxel-eluting biodegradable synthetic vascular prostheses: a step towards reduction of neointima formation? Circulation. 120, (11 Suppl), S37-S45 (2009).
  6. de Valence, S., et al. Advantages of bilayered vascular grafts for surgical applicability and tissue regeneration. Acta Biomater. 8, (11), 3914-3920 (2012).
  7. Assmann, A., et al. Acceleration of autologous in vivo recellularization of decellularized aortic conduits by fibronectin surface coating. Biomaterials. 34, (25), 6015-6026 (2013).
  8. Hasan, A., et al. Electrospun scaffolds for tissue engineering of vascular grafts. Acta Biomater. 10, (1), 11-25 (2014).
  9. Baker, B. M., et al. The potential to improve cell infiltration in composite fiber-aligned electrospun scaffolds by the selective removal of sacrificial fibers. Biomaterials. 29, (15), 2348-2358 (2008).
  10. Wang, K., et al. Creation of macropores in electrospun silk fibroin scaffolds using sacrificial PEO-microparticles to enhance cellular infiltration. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 101, (12), 3474-3481 (2013).
  11. Lee, B. L. P., et al. Femtosecond laser ablation enhances cell infiltration into three-dimensional electrospun scaffolds. Acta Biomaterialia. 8, (7), 2648-2658 (2012).
  12. Rnjak-Kovacina, J., Weiss, A. S. Increasing the pore size of electrospun scaffolds. Tissue Eng Part B Rev. 17, (5), 365-372 (2011).
  13. Zhong, S., Zhang, Y., Lim, C. T. Fabrication of large pores in electrospun nanofibrous scaffolds for cellular infiltration: a review. Tissue Eng Part B Rev. 18, (2), 77-87 (2012).
  14. Pham, Q. P., Sharma, U., Mikos, A. G. Electrospun poly(epsilon-caprolactone) microfiber and multilayer nanofiber/microfiber scaffolds: characterization of scaffolds and measurement of cellular infiltration. Biomacromolecules. 7, (10), 2796-2805 (2006).
  15. Rnjak-Kovacina, J., et al. Tailoring the porosity and pore size of electrospun synthetic human elastin scaffolds for dermal tissue engineering. Biomaterials. 32, (28), 6729-6736 (2011).
  16. Wang, Z., et al. The effect of thick fibers and large pores of electrospun poly(epsilon-caprolactone) vascular grafts on macrophage polarization and arterial regeneration. Biomaterials. 35, (22), 5700-5710 (2014).
  17. Hutcheson, J. D., et al. Genesis and growth of extracellular-vesicle-derived microcalcification in atherosclerotic plaques. Nat Mater. 15, (3), 335-343 (2016).
  18. Tara, S., et al. Well-organized neointima of large-pore poly(L-lactic acid) vascular graft coated with poly(L-lactic-co-epsilon-caprolactone) prevents calcific deposition compared to small-pore electrospun poly(L-lactic acid) graft in a mouse aortic implantation model. Atherosclerosis. 237, (2), 684-691 (2014).
غرس اليكتروسبون ترقيع الأوعية الدموية مع الهيكل الأمثل في نموذج الفئران
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Qin, K., Wu, Y., Pan, Y., Wang, K., Kong, D., Zhao, Q. Implantation of Electrospun Vascular Grafts with Optimized Structure in a Rat Model. J. Vis. Exp. (136), e57340, doi:10.3791/57340 (2018).More

Qin, K., Wu, Y., Pan, Y., Wang, K., Kong, D., Zhao, Q. Implantation of Electrospun Vascular Grafts with Optimized Structure in a Rat Model. J. Vis. Exp. (136), e57340, doi:10.3791/57340 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter