Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Bioengineering

ניטור לא הורסות של פיתוח מתכלה מבוססי לגרדום רקמות מהונדסים כלי דם באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית

doi: 10.3791/58040 Published: October 3, 2018

Summary

פרוטוקול צעד אחר צעד גמישה, תקופה ארוכה ניטור התהליך של שיפוץ כלי הדם והשפלה לגרדום בתרבות בזמן אמת של מתכלה פולימריים מבוססי לגרדום רקמות מהונדסים כלי דם עם גירוי פועמת באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית מתואר כאן.

Abstract

שתלי כלי הדם מהונדסים בעלת מאפיינים מבניים מכניים דומים לכלי הדם טבעי צפויים לפגוש את הדרישה הגוברת מעקף עורקים. אפיון של הדינמיקות צמיחה ואת תהליך שיפוץ של פולימר מתכלה מבוססי לגרדום רקמות מהונדסים כלי דם (TEBVs) עם גירוי פועמת חיונית הנדסת רקמות עילאיים. טכניקות דימות אופטי להתבלט בתור כלים רבי-עוצמה עבור ניטור אמוניה רקמות מהונדסים מאפשר דימות ברזולוציה בתרבות בזמן אמת. מאמר זה מדגים גמישה, מהר בזמן אמת הדמיה אסטרטגיה כדי לפקח על הגידול ובניה של TEBVs בתרבות לטווח ארוך באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר). מורפולוגיה גיאומטריות מחושבת, כולל תהליך שיפוץ כלי הדם, עובי הקיר של השוואה של עובי TEBV נקודות זמן תרבות אחרת, נוכחות של גירוי פועמת. לבסוף, OCT מספק אפשרויות מעשיות להשגחה בזמן אמת השפלה של פולימר ברקמות בשחזור תחת גירוי פועמת או לא, כל קטע כלי השיט, על ידי לעומת הערכת השימוש השפלה פולימרי סריקה microscopic(SEM) אלקטרון, מיקרוסקופ מקוטב.

Introduction

רקמות מהונדסים כלי הדם (TEBVs) הוא חומר המבטיחים ביותר שתל וסקולרית אידיאלי1. כדי לפתח שתלי להיות שימושי קלינית עם מאפיינים מבניים ופונקציונליים דומים ככלים מקורית, לטכניקות שונות עוצבו כדי לשמור על תפקוד כלי הדם2,3. אמנם היו כלי הנדסה במחירים patency קביל במהלך ההשתלה, מחקר קליני שלב III4, עלות גבוהה ותרבות ארוכת טווח להציג גם את הצורך בפיקוח על התפתחות TEBVs. הבנה matrix(ECM) חוץ-תאית צמיחה שיפוץ, עיבוד תהליכי TEBVs בסביבת כימותרפיה-מכניים ביונים יכול לספק מידע חיוני להתפתחות של הנדסת רקמות עילאיים.

האסטרטגיה אידיאלי כדי לעקוב אחר התפתחות כלי הנדסה בקוטר קטן5 צריכה להיות גמישה, סטרילי, האורך, תלת מימדי, כמותית. TEBVs בתנאים תרבות אחרת יכול להיות מוערך על ידי מודאליות הדמיה זו, כולל שינויים לפני ואחרי השתלת כלי הדם. אסטרטגיות כדי לתאר תכונות של חיים מהונדסים כלי נחוצים. טכניקות דימות אופטי אפשר ויזואליזציה של כימות של רקמות התצהיר, biomaterials. יתרונות נוספים הם האפשרות לאפשר לדימות רקמות עמוק, ללא תווית עם רזולוציה גבוהה6,7. אולם מולקולות ספציפיות התמונה וציוד אופטי פחות נגיש עבור ניטור בזמן אמת הוא מכשול משמעותי מעשיים, אשר הגביל יישום נרחב של מיקרוסקופ אופטי לא-ליניאריות. טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר) היא גישה אופטי עם קרישה תוך-כלית מודאליות הדמיה ככלי בשימוש נרחב קליניים כדי להנחות טיפול התערבותית לב8. בספרות דווח השיטה של OCT כדי להעריך את עובי הקיר של TEBVs9,10, בשילוב עם שיטות הדמיה חיובית לחקר הנדסת רקמות עילאיים. ואילו, הדינמיקה של הנדסה לאחור כלי הדם צמיחה ובניה נצפתה לא.

כתב יד זה, אנחנו מפרטים את הכנת TEBVs מבוססי לגרדום פולימריים מתכלים לתרבות ארבעה שבועות. תאי השריר החלק בכלי הדם האנושי עורקי הטבור (HUASMCs) מורחבת, נזרע לתוך פיגומים חומצה (PGA) נקבובי polyglycolic מתכלה ב ביוריאקטור. פולימרים מתכלים לשחק את התפקיד של מצע זמני עבור הנדסת רקמות, יש מסוים השפלה שיעור11. על מנת להבטיח התאמה המתאימה בין השפלה לגרדום ויצירת ניאו-רקמות, פיגומים ECM ו- PGA הם גורמים קריטיים עבור שיפוץ כלי דם יעיל. מערכת זלוף מדמה את microenvironment ביו-מכני של כלי יליד ושומר על עיוות עקבי תחת לחץ גירוי.

המטרה של פרוטוקול הציג היא לתאר את אסטרטגיה פשוטה יחסית, גמישה TEBVs הדמיה וניטור לטווח ארוך של תרבות. פרוטוקול זה יכול להיות מנוצל עבור ויזואליזציה של שינויים מורפולוגיים ומדידות עובי של כלי מהונדסים בתנאים תרבות אחרת. בנוסף, ניתן לבצע הבדיקות של השפלה מבוסס פולימר חומרים ברקמת הנדסה פיגומים לצורך הזיהוי. על ידי שילוב של שיטות של סריקת אלקטרונים microscopic(SEM) ו מקוטב מיקרוסקופ בשימוש פרוטוקול זה, המתאם, כימות של מטריצה חוץ-תאית הפצה והשפלה PGA יכול להתבצע, אשר יכול להקל להערכת לגרדום השפלה בשילוב הדמיה OCT.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. מתכלה PGA לגרדום המבוסס על תרבות כלי רקמות מהונדסים

  1. ייצור PGA לגרדום
    1. לתפור רשת PGA (בקוטר 19 מ מ, עובי 1 מ"מ) סביב צינורות סיליקון מחוטא ע י אתילן אוקסיד (באורך 17 ס"מ 5.0 מ"מ קוטר, בעובי 0.3 מ מ) באמצעות 5-0 בתפר.
    2. לתפור טפלון (ePTFE, אורך 1 ס מ) 4-0 בתפר על גבי אחד מהקצוות של PGA רשת, החופף של 2 מ מ.
    3. טובלים PGA פיגומים עם יד 1 מול/ליטר NaOH במשך 1 דקה כדי להתאים את המבנה המרחבי של רשת השינוי ומשרים במים כיתה תרביות רקמה שלוש פעמים למשך 2 דקות כל אחד. בעדינות פאט יבש לגרדום בנייר טישו בכל פעם. ואז לייבש פיגומים בשכונה עם מפוח לשעה.
  2. הרכבה של ביוריאקטור ו- Y-הצומת עבור הדמיה OCT
    1. משרים את הזכוכית עצמית מפותחת ביוריאקטור גלילי (בקוטר 10 ס מ ו- 11.7 ס מ גובה עם שפתיים ארבע, ארבע צד-זרועות החוצה הכור כפי שמוצג באיור1), פיגומים PGA, צינור סיליקון (חיצוני בקוטר 5 מ"מ, עובי 0.3 מ מ), צינורות מסתיימים, מחברים, מערבבים בר, ציוד להרכבה בתוך מיכל אתנול 95% עבור 2 h...
    2. משוך PGA לגרדום דרך הצד-סמל ביוריאקטור מחוברת בצד אחד עם מחבר, כמו גם צד אחר עם Y-צומת נהגו לשלוח OCT guidewire. להרכיב עוד PGA לגרדום ב ביוריאקטור באותה דרך. נא עיין באיור 1.
    3. מתאים ePTFE על השפתיים ביוריאקטור על ידי הידוק בתפרים 4-0.
    4. לשים את ביוריאקטור במיכל אתנול שוב על 1 h, לייבש לילה בשכונה עם מפוח על.
  3. זריעה של HUASMCs ומיזוג ביוריאקטור סטטי
    1. לבודד HUASMCs מן האדם עורקי הטבור בטכניקות explant רגיל.
    2. להרחיב ולתחזק בתאי השריר החלק תא מדיום הגידול מורכב DMEM בינוני, סרום שור עוברית 20%, 2.36 מ"ג/מ"ל HEPES, U/mL 100 פניצילין G, פרולין µg/mL 50, 20 אלנין µg/mL, גליצין µg/mL 50, 1.5 µg/mL CuSO4, חומצה אסקורבית µg 50/mL , 10 ננוגרם למ"ל בסיסי פיברובלסט גורם גידול ו ng/mL 10 נגזר טסית פקטורי גדילה.
    3. HUASMCs זרע-ריכוז של 5 × 106 תאים למ"ל במדיום תרבות לעיל על גבי פיגומים PGA.
    4. הכניסו למהומה בר (1.5 ס מ אורך) ביוריאקטור. הכנס אחד צינורית (בקוטר 5 מ מ, אורך 15 ס מ), שלושה מקטעי צינורות קצרים (5 מ מ קוטר, 7 ס מ אורך) לחילופי גזים דרך המכסה פקק סיליקון.
    5. לצרף PTFE מיקרומטר 0.22 מסננים כל שינוי צינורית אוויר והכובע הפארין אחד את הזונדה. להתאים את סרגל מערבבים עם מהירות מלהיב של 13 סיבובים לדקה. להרכיב ביוריאקטור זכוכית, המכסה פקק סיליקון, לגרדום PGA לתוך מערכת תרבות.
    6. לאפשר HUASMCs לדבוק למשך 45 דקות על-ידי הישענות על ביוריאקטור כל 15 דקות עם מעמד ימין ועל שמאל. הכור יציאות והמפרקים חתומים עם סרט פרפין.
    7. לחבר את לואו-Ye משאבה, PBS התיק, הנהג עם צינורות מסתיימים כמערכת זלוף. פתח את הכונן כדי למלא את הצינורות PBS.
    8. למקם את ביוריאקטור הכוללת חממה humidified עם 5% CO2 ב 37 º C. למלא את התא תרבות 450 מ של המדיום תרבות HUASMCs.
    9. לחצו על הלחצן ' עצור ', מכבה את החשמל של המכשיר נסיעה. לגדול פיגומים הזריעה תחת תרבות סטטי למשך שבוע.
    10. לשנות את המדיום תרבות כל 3-4 ימים על ידי כ רפה בעברית חצי של המדיום הישן באמצעות הזנה אנטרלית ו מילוי הכור עם כמות שווה של טרי בינוני תרבות.
  4. הכנה של מערכת זלוף OCT הדמיה
    1. משאבת נוזלים בתיק PBS לזרום דרך צינורות מסתיימים ובחזרה את התיק.
    2. פתח את הכוח של הנהג, לווסת את הגדרת משאבה עם תדירות של 60 פעימות דקה ופלט הלחץ הסיסטולי של 120 מ מ כספית. כוונן את הפרמטרים מכני לצרכים של תרבות וסקולרית הנדסת רקמות.
    3. לחץ על לחצן ההפעלה להפוך את המערכת זלוף לעבוד. לספק את לעיל קבוע פועמת גירוי בכלי הדם למשך 3 שבועות על ידי iteratively pressurizing10,צינורות מסתיימים12 לאחר שבוע של תרבות סטטי.

2. ביצוע הדמיה אופטית עם OCT

  1. השתמש מקור אור כדי להבטיח את הרזולוציה צירית של 10-20µm ואת העומק תמונה של 1-2 מ מ כדי לזהות את המבנה של TEBV מבוסס על התדר OCT קרישה תוך-כלית הדמיה מערכת9.
  2. הפעל את מתג ההפעלה ופתח את התוכנה לכידת התמונה.
  3. להתחבר הקטטר הדמיה אופטיים סיבים נסיעה-מנוע, אופטי הבקר (DOC) עם קטטר לסגת אוטומטית בתפקוד.
  4. הגדר פרמטרים של קצב רכישת התמונה 10 מסגרות לשנייה עם מהירות היי אוטומטית של 10 מ מ/s.
  5. לצרף צנתר ההדמיה Y-צומת דרך הפארין כובע עם מחט 18 גרם.
  6. להכניס את הצנתר בתוך צינור סיליקון ולזהות ההידוק בתפר של PGA רשת לפני טעינת PGA לגרדום על גבי ביוריאקטור.
  7. המקום הקטטר עצה מעל האזור של ריבית. התאם את הזז התקן ולבדוק איכות התמונה8.
  8. לרכוש תמונות ב 1, 4, 7, 10, 14, 17, 21, 28 ימים בתרבות עבור כל TEBV בודדים ולשמור ברצף עם תצפית בזמן אמת של מיקרו TEBV, כולל משטח מורפולוגיה, המבנה הפנימי, קומפוזיציה.
  9. חזור על המדידה עבור 3 פעמים לקבל מדידה אמין של כלי הנדסה בכל פעם. לכידת סדרה של תמונות במהלך בדיקה באמצעות התוכנה ללכידת תמונות.

3. הדמיה ניתוח

  1. השתמש בתוכנת ניתוח התמונה כדי למדוד את עובי הקיר TEBV. בחר את התמונה כדי להיות מנותח. לחץ על הכלי מעקב כדי לזהות באופן אוטומטי בצד הפנימי של TEBV על ידי תוכנת באופן ידני לשרטט את הצד החיצוני. דיאגרמה של עובי יופיע על המסך.
  2. חזור על המדידה עבור 5 פעמים לקבל מדידה אמין של המבנה. הניתוח OCT בוצע על ידי שני חוקרים עצמאיים עיוור על המידע שהושג.

4. הקציר של TEBV ועיבוד רקמה

  1. פתח את המכסה פקק סיליקון הניח על ביוריאקטור התרבות תסתיים וזורקים המדיום תרבות. לשחרר ePTFE מהשפתיים ביוריאקטור וחותכים את צינורות סיליקון מהצד החיצוני של ePTFE עם מספריים. הקציר TEBVs מ ביוריאקטור וחותכים למקטעים לסריקה בדיקה מיקרוסקופיית אלקטרונים.
  2. קח את שאר TEBVs וחתוכים לקוביות 4 מיקרומטר סעיפים עבה. נוציא את הצינור סיליקון תמיכה ולתקן חלקים עם 4% paraformaldehyde. ביצוע שגרתי היסטולוגית כתמים של מאסון trichrome, סיריוס אדום לבחון את המורפולוגיה של קולגן ו PGA10,13,14.
  3. כדי להעריך PGA תוכן ומרכיב קולגן, לבחון דגימות היסטולוגית עם סיריוס אדום מכתים על ידי מיקרוסקופ מקוטב. מלון PGA שרידים קיבלו את התחום בבירור דרך שבירה כפולה, האזור שריד ניתן לכמת בהתבסס על שטח חתך הרוחב10.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

מערכת תלת מימדי התרבות כללה תא תרבות את ביוריאקטור ובמערכת זלוף עם מחזור נוזל סגור10,13 (איור 1). הקטטר הדמיה OCT היה מוכנס לתוך בקצה הדיסטלי של Y-הצומת, התרחקה בצינור סיליקון עבור הדמיה. הדמיה OCT שימשה תחילה ניסחו אפיון מבניים TEBVs מבוססי לגרדום פולימריים מתכלים במהלך הטיפוח-תרגול ביוריאקטור.

איור 2 הראו בתהליך עיצוב כלי הדם מהונדסים דרך אלה חתך הרוחב הדמיה של רקמות מיקרו בזמן אמת. מורפולוגיה גיאומטריות הוערך, כולל עובי הקיר, מתכלה PGA תוכן השוואה של עובי TEBV נקודות זמן תרבות שונים, כמו גם נוכחות של גירוי פועמת. המגמה של הפחתת עובי ושינויים באופן דרמטי של רקמות מהונדסים בתוך השבועיים הראשונים של תרבות נראתה, רומז הידרדרות הדרגתית של PGA אות-עשיר ואת המבנה של רקמה חדשה מ חופשי כדי חזק. 21 ימים בתרבות להערכת יצרו מבנה חלקה עם מטריצה חוץ-תאית מופץ באופן שווה ורכיבי אותות גבוהה בעיקר התפוגג. עובי הקיר TEBVs עם אות אפילו גדל בהדרגה לאחר שלושה שבועות של תרבות. שיפוץ זה התרחש קודם לכן, שינויים מורפולוגיים באה לידי ביטוי יותר ברור בקבוצה דינמי (איור 3). ובכך OCT מאפשר הדמיה מהונדסים מורפולוגיה כלי הדם כדי, ניתן לאבחן באתרו של ובזמן אמת במהלך זמן ריצה תרבות.

איור 4 לעומת אוקטובר תמונות עם ממצאים histopathological של TEBV לאחר 4 שבועות של תרבות. צביעת trichrome מאסון מדגים סיבי קולגן מופץ בכיוון מסוים יחד עם שאריות PGA בשכבת המדיה של כלי הנדסה (איור 4B). סיריוס אדום מכתים חשף שרידים PGA ומרכיב קולגן באמצעות מיקרוסקופ מקוטב (איור 4C). Micrographs אלקטרון סריקה של כלי הנדסה עם מיקרו קומפקטי הושוו עם הערכה היסטולוגית (איור 4D). יחדיו, OCT תמונות הראה PGA בגדלים שונים, מבנה הרשת נקבובי. יש המבנה של PGA לגרדום ללא שינוי ברור ונפוחות במגע ישיר עם תרבות בינוני בשלב מוקדם של תרבות. אבל עוצמת האות של PGA צומצם. רכיבים PGA היה התפוררה והוחלף תאים, מטריצה חוץ-תאית. שברי פחות נראו על פני תקופת ארבעה שבועות. תמונות SEM של חתך הרוחב כלי הנדסה הפגינו קרע סיבים הארכת זמן הדגירה. מטריצה חוץ-תאית, חומרים מרוכבים היו במבנה דמוי חלת דבש עם שקיפות קומפקטי יותר ולא פחות.

Figure 1
איור 1 . סכמטי של רקמות הנדסת מערכת תרבות וסקולרית, שכללה תא תרבות את ביוריאקטור ובמערכת זלוף לדימות OCT. המשאבה פועמת מספק זרם נוזל יציב המדמה את microenvironment ביו-מכני. צנתר ההדמיה OCT הוזז לאחור בצינור סיליקון בבית הבליעה תרבות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2 . מיקרו של רקמות מהונדסים כלי הדם במהלך תרבות. לאורך זמן תרבות, אות-עשיר PGA בהדרגה הושפל ונפגע המבנה של רקמה חדשה היה בין חופשי ל חזק. TEBVs היה על חלק משטח ושופע מטריצה חוץ-תאית מופץ באופן שווה לאחר ארבעה שבועות של תרבות. זה הראה בתהליך עיצוב כלי הדם מהונדסים דרך חתך הרוחב תמונות בזמן אמת. איור זה השתנה מחן, W. ואח. 10 עובי צינור סיליקון המשמש כאן הוא 0.8 מ מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3 . השוואה של שינוי עובי קיר TEBV במהלך שיפוץ כלי הדם בקבוצות דינאמיים וסטטיים המתקבל מדידות OCT. קווי שגיאה מצביעים על שגיאה סטנדרטית. איור זה השתנה מחן, W. ואח. 10 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4 . הדמיה של מתכלה מבוסס פולימר רקמות מהונדסים כלי דם- (א) OCT תמונה של TEBV לאחר ארבעה שבועות של תרבות. M: תרבות בינוני; S: סיליקון שפופרת; עובי צינור סיליקון המשמש כאן הוא 0.8 מ מ. חץ לבן ציין TEBV. החץ האדום ציין PGA פרגמנט. (ב) צביעת trichrome של מאסון הפגינו סיבי קולגן מסודר יחד עם התוכן שיורית של PGA בשכבת המדיה של כלי הנדסה. סרגל קנה מידה = 100 מיקרומטר. (ג) סיריוס אדום מכתימים חשף PGA שרידים באמצעות מיקרוסקופ מקוטב. החץ הירוק מציין PGA פרגמנט. סרגל קנה מידה: 100 מיקרומטר. (ד) סריקה אלקטרון micrographs כלי הנדסה עם מיקרו קומפקטי היו הראה להשוות עם הערכה היסטולוגית. סרגל קנה מידה = 50 מיקרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

כדי ליצור מהונדסים כלי עם מבנה, תכונות מכניות דומים לאלה של כלי הדם יליד יכול להוביל לקצר את הזמן לשימוש קליני הוא המטרה הסופית של הנדסת כלי הדם. טכניקות דימות אופטי היתר הפריט החזותי של רקמות מהונדסים וסקולרית רכיבים ספציפיים, אשר לא יכול לפקח על מבנים בודדים ברחבי תרבות וחשיפה בשתלי סביבה תרבות מבלי להתפשר על עקרות7. במאמר זה, תא תרבות מופרד ממערכת זלוף. מערכת עצמאית יחסית זלוף מבטיח הקטנת הסיכון של זיהום במהלך התרבות והמיקום של OCT guidewire. בינתיים זה intraluminal הדמיה אימצו בקלות, בטיחות מהפיקוח של TEBVs סיטוס עם רזולוציה גבוהה מתקרבים של histopathology, אשר עשה את הערכת מצב גדילה TEBV של מעשי יותר וזה היה אפילו צפויה לשימוש לפני או לאחר מיקום השתל.

בפרוטוקול הנוכחי מציין אסטרטגיה הדמיה זמינות, מהר בזמן אמת ולא גמישה כדי להעריך את התפתחות כלי הנדסה מבוסס פולימר מתכלה באמצעות OCT ספירליים. דרך התבוננות של תהליך דינמי, כמה גורמים עיקריים המשפיעים על הנדסת כלי דם, כגון זיהום או תחרות אינטראקציה תא-חומר הוביל לאובדן רקמות, ניתן להבחין עם גילוי מוקדם. שלבים קריטיים כדי להבטיח את היעילות של הפרוטוקול כוללים הזיוף של NaOH-השתנה PGA לגרדום, מוצלחת זריעה של HUASMCs לגרדום, ההפרדה מערכת תרבות סטרילי מתוך מערכת ניטור, מהירה, תהליך הניתוח צנתר מיומן .

טכניקה זו יכול להיות מנוצל כדי להעריך מדינות השפלה ואת המבנה המורכב של פיגומים PGA מעורבב עם רקמה חדשה. לגרדום פולימריים עם מבנה הרשת נקבובי ונמחקות בהדרגה, חולש על התהליך של שיפוץ כלי הדם בשלושת השבועות הראשונים, אשר חשובים עבור אדהזיה תא ומשקעים מטריצה חוץ-תאית עם מבנה הוגדרו 3 עבור exchange מזין כמו האות נושאת15,16. על כימות של PGA שרידים בכלי הנדסה המזוהים במפורש על ידי סיריוס תמונות המוכתמות באדום, השימוש של מיקרוסקופים מקוטב17 בהנדסה מתכלה מבוססי לגרדום כלי הדם יש פוטנציאל להפוך ההערכה רגיל לאחר טיפוח. ומכאן הדמיה OCT בשילוב עם מיקרוסקופ מקוטב יכול לשמש שיטות איכותניות וכמותניות להערכת PGA השפלה בהנדסה כלי הדם.

מגבלה של טכניקה זו היא מגבלת רזולוציה להעריך תא התפשטות, הפצה, התא-התא, התא-ECM אינטראקציה במהלך שיפוץ כלי הדם מהונדסים. אנו מקווים למצוא שיטה מתאימה כדי לחקור TEBVs מיקרו ברמה התאית או subcellular18 ולכמת קינטיקה גידול. עם ניתוח כמותי של אותות אופטי הממוצע של OCT הדמיה, היינו מודעים יותר המנגנון של השפלה חומרים בהנדסה כלי הדם. ניסויים אלה להיות נחשבים ללימודים בעתיד שלנו.

בסך הכל, התוצאות שלנו להראות כי OCT הוא זמינות, מהר בזמן אמת ולא הורסות הדמיה אסטרטגיה כדי לפקח על הגידול, שיפוץ של TEBVs. זה מנוצל כדי לאפיין מבניים המאפיינים האדריכליים ואת תהליך שיפוץ לטווח ארוך של כלי הנדסה. היישום של מיקרוסקופ מקוטב אשר סיפק ראיות משלים עבור כימות של שרידים פולימריים בכלי הנדסה עשוי להיות שימושי עבור הערכת השפלה לגרדום בשילוב עם הדמיה OCT. יחדיו, בפרוטוקול הנוכחי מחזיקה ערך מבטיח של OCT שלה ליישום בהנדסת רקמות עילאיים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

המחברים מצהירים שיש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.

Acknowledgments

אנחנו רוצים להכיר את המדע ואת הטכנולוגיה תכנון הפרוייקט של בפרובינצית גואנג-דונג של סין (2016B070701007) לתמיכה עבודה זו.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
PGA mesh Synthecon
silicone tube Cole Parmer
connector Cole Parmer
intravascular OCT system St. Jude Medical, Inc ILUMIEN™ OPTIS™ SYSTEM
scanning electron microscopic Philips FEI Philips XL-30
polarized microscope Olympus Olympus BX51
sutures Johnson & Johnson
pulsatile pump Guangdong Cardiovascular Institute
LightLab Imaging software St. Jude Medical, Inc

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Chan-Park, M. B., et al. Biomimetic control of vascular smooth muscle cell morphology and phenotype for functional tissue-engineered small-diameter blood vessels. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 88, 1104-1121 (2009).
  2. Ballyns, J. J., Bonassar, L. J. Image-guided tissue engineering. Journal of Cellular & Molecular Medicine. 13, 1428-1436 (2009).
  3. Smith, L. E., et al. A comparison of imaging methodologies for 3D tissue engineering. Microscopy Research & Technique. 73, 1123-1133 (2010).
  4. Chang, W. G., Niklason, L. E. A short discourse on vascular tissue engineering. NPJ Regenerative Medicine. 2, (2017).
  5. Appel, A. A., Anastasio, M. A., Larson, J. C., Brey, E. M. Imaging challenges in biomaterials and tissue engineering. Biomaterials. 34, 6615-6630 (2013).
  6. Rice, W. L., et al. Non-invasive characterization of structure and morphology of silk fibroin biomaterials using non-linear microscopy. Biomaterials. 29, 2015-2024 (2008).
  7. Niklason, L. E., et al. Enabling tools for engineering collagenous tissues integrating bioreactors, intravital imaging, and biomechanical modeling. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 3335-3339 (2010).
  8. Zheng, K., Rupnick, M. A., Liu, B., Brezinski, M. E. Three Dimensional OCT in the Engineering of Tissue Constructs: A Potentially Powerful Tool for Assessing Optimal Scaffold Structure. Open Tissue Engineering & Regenerative Medicine Journal. 2, 8-13 (2009).
  9. Gurjarpadhye, A. A., et al. Imaging and characterization of bioengineered blood vessels within a bioreactor using free-space and catheter-based OCT. Lasers in Surgery and Medicine. 45, 391-400 (2013).
  10. Chen, W., et al. In vitro remodeling and structural characterization of degradable polymer scaffold-based tissue-engineered vascular grafts using optical coherence tomography. Cell & Tissue Research. 370, 417-426 (2017).
  11. Naito, Y., et al. Characterization of the natural history of extracellular matrix production in tissue-engineered vascular grafts during neovessel formation. Cells Tissues Organs. 195, 60-72 (2012).
  12. Ye, C., et al. The design conception and realization of pulsatile ventricular assist devices-from Spiral-Vortex pump to Luo-Ye pump. Chinese Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 9, 35-40 (2002).
  13. Chen, W., et al. Application of optical coherence tomography in tissue engineered blood vessel culture based on Luo-Ye pump. Chinese Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 31, 687-690 (2015).
  14. Pickering, J. G., Boughner, D. R., et al. Quantitative assessment of the age of fibrotic lesions using polarized light microscopy and digital image analysis. American Journal of Pathology. 138, 1225-1231 (1991).
  15. Martinho, J. A., et al. Dependence of optical attenuation coefficient and mechanical tension of irradiated human cartilage measured by optical coherence tomography. Cell Tissue Bank. 16, 47-53 (2015).
  16. Poirierquinot, M., et al. High-resolution 1.5-Tesla magnetic resonance imaging for tissue-engineered constructs: a noninvasive tool to assess three-dimensional scaffold architecture and cell seeding. Tissue Engineering Part C Methods. 16, 185-200 (2010).
  17. Naito, Y., et al. Beyond burst pressure: initial evaluation of the natural history of the biaxial mechanical properties of tissue-engineered vascular grafts in the venous circulation using a murine model. Tissue Engineering Part A. 20, 346-355 (2014).
  18. Smart, N., Dube, K. N., Riley, P. R. Coronary vessel development and insight towards neovascular therapy. International Journal of Clinical and Experimental Pathology. 90, 262-283 (2009).
ניטור לא הורסות של פיתוח מתכלה מבוססי לגרדום רקמות מהונדסים כלי דם באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chen, W., Liu, S., Yang, J., Wu, Y., Ma, W., Lin, Z. Nondestructive Monitoring of Degradable Scaffold-Based Tissue-Engineered Blood Vessel Development Using Optical Coherence Tomography. J. Vis. Exp. (140), e58040, doi:10.3791/58040 (2018).More

Chen, W., Liu, S., Yang, J., Wu, Y., Ma, W., Lin, Z. Nondestructive Monitoring of Degradable Scaffold-Based Tissue-Engineered Blood Vessel Development Using Optical Coherence Tomography. J. Vis. Exp. (140), e58040, doi:10.3791/58040 (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