İnsan vücudunda en doku ve organları, besin malzemeleri gazlar alışverişinde ve atık ürünleri ortadan kaldıran fonksiyonel bir kan damarı ağına bağlıdır. lokal ya da sistemik vasküler problemleri nedeniyle, bu sistem arızası ciddi hastalıklara çok sayıda yol açabilir. Ayrıca, bu tür doku mühendisliği veya rejeneratif tıp olarak araştırma alanlarında, yapay olarak oluşturulan doku veya nakledilen organlar içinde işlevsel bir kan damarı ağı başarılı klinik uygulama için vazgeçilmezdir.
On yıllardır araştırmacılar yeni tedavi müdahaleleri bulmak ve vasküler bozuklukların daha iyi korunma sağlamak amacıyla patolojik durumların içine derin fikir edinmek için büyüyen damar sisteminde yer alan tam mekanizmaları araştırılmaktadır. İlk adımda, bu hücre-hücre etkileşimleri ve damar sistemi hücreleri üzerinde moleküllerin etkisi, temel işlemleri genellikle in vitro olarak 2D veya 3D incelenmiştirdeneyler. Geleneksel 2D modelleri iyi kurulmuş, gerçekleştirmek kolay ve bu süreçlerin daha iyi anlaşılmasına büyük katkıda bulunmuştur. 1980 yılında ilk kez, Folkman ve ark. jelatin kaplı plakalar 1 kılcal endotel hücrelerin in vitro anjiyojenez tohumlama bildirilmiştir. Bu, hemen ileri 2B anjiyogenez endotel hücre tüp oluşumu deneyi 2, göç tahlil 3 ve farklı hücre tipleri 4 eş-kültürleme üzerinde yapılan deneylerde, yanı sıra diğer çok sayıda yayınlanmasına yol verdi. Bu tahliller bugün hala kullanılan ve in vitro yöntemler standart olarak kabul edilmektedir.
En hücre tipleri, ilgili fizyolojik doku yapıları 5 oluşturmak üzere bir 3D ortamı gerektirir çünkü Ancak, bu deney düzeneği her zaman in vivo hücre davranış çalışma için uygun değildir. 3D matris mimarisi kılcal morphogenesi için belirleyici olduğunu göstermiştir olabilirs 6 ve hücre-hücre dışı matriks (ECM) etkileşimleri ve 3D kültür koşulları, tümör anjiyogenez 7 katılan önemli faktörler düzenler. 3D matris efektör proteinleri bağlamak ve doku ölçekli çözünen konsantrasyon değişimlerini kurabilir, karmaşık mekanik girişler sağlar. Ayrıca, karmaşık bir doku 5 in vivo morfojenetik ve yenileme adımları taklit etmek için gerekli olduğu düşünülmektedir. Bu sistemlerde, anjiogenez ve vaskülogenez, hem incelenebilir. Anjiyojenez kan damarları 8 zemininden kapiller filizlenmesini tarif ederken, vaskülogenez endotel hücreleri veya bunların progenitörleri 9,10 ile kan damarlarının de novo oluşumu anlamına gelir. Gemilerin Olgunlaşma düz kas hücrelerinin 11 işe yoluyla 'arteriyojenezin' olarak adlandırılan bir süreç tarif edilmektedir. In vitro model Tipik anjiyojenik, mevcut tek tabaka endotel hücrelerinin filizlenme olanS jel içinde gömülü küreciklerin yüzeyine jel yüzeyler üzerinde tek-katman olarak ya da endoteliyal hücre sferoidler 12 oluşturarak tohumlanır. vaskülojenik modellerinde tek endotel hücreleri 3D jel içinde sıkışıp kalan edilir. Onlar destekleyici hücreler 12 ile tipik bir arada, vasküler yapıları ve ağları de novo oluşturmak için komşu endotel hücreleri ile etkileşim.
Ancak, in vivo ayarları taklit edemez in vitro modellerinde bile karmaşık 3D tamamen hücre-hücre çokluk verilen ve hücre-ECM 13 etkileşimleri. Yüksek in vitro aktiviteye sahip maddeler bunun tersi de 14, aynı in vivo etki ve göstermezler. Vaskülarizasyon kapsamlı bir analizi için daha iyi bir vücut durumu simüle vivo modellerde geliştirmeye acil bir ihtiyaç vardır işler. In vivo anjiyogenez deneylerinin geniş bir ürün yelpazesi de dahil olmak üzere, literatürde açıklanmaktadırCivciv koriyoallantoik membran ölçümünün (CAM), Zebra balığı modeli, korneal anjiyogenez tahlil, dorsal hava kesesi modeli, dorsal deri kıvrım odası, deri altı tümör modelleri 14. Bununla birlikte, bu deneyler, genellikle, hızlı morfolojik değişiklikler, CAM assay veya kornea anjiyojenez tahlilinde 15 sınırlı bir alanda mevcut olanların ayırt yeni kılcal sorunlar olarak sınırlamalar ile ilişkilidir. Bundan başka, memeli olmayan sistemler kullanılabilir (örn., Zebra balığı Model 16) ksenonaklinden 17 sorunlara yol açmaktadır. yakın doku ölçüde vaskülarizasyon sürecine katkıda yana, deri altı tümör modelinde tümör kendisinden sadece köken anjiyojenez analiz edilemez. Ayrıca, çevredeki doku tümör mikro 18 şekillenmesinde belirleyici bir role sahip olabilir.
Sadece anjiyojenezi veya vaskülojenezi çalışmak için güçlü bir KD oradaEd için standart bir ve in vivo modelde, aynı zamanda, doku mühendisliği ve rejeneratif tıpta farklı vaskülarizasyon stratejileri çalışmak için iyi karakterize edilir. Günümüzde, kompleks yapay organların veya dokuların üretilmesi, in vitro ve in vivo olarak mümkündür. 3D bioprinting karmaşık 3D fonksiyonel yaşam dokuları 19 üretmek için bir on-demand fabrikasyon tekniği sağlar. Ayrıca, biyoreaktörler dokular 20 ya da, kendi gövdesini oluşturmak için kullanılabilir biyoreaktör 21 olarak kullanılabilir. Ancak, yapay olarak oluşturulan dokuların başarılı bir uygulama ana engel mühendislik yapıları içinde damarlanma eksikliğidir. Transplantasyon sonrası konağın damar derhal bağlantı özellikle büyük ölçekli yapay doku veya organların durumunda, hayatta kalmak için önemli bir ön koşuldur.
In vitro ya da in vivo prevascularization stratejilerinde farklı Devel edildilanan nakilden önce 22 yapılarda bir fonksiyonel mikrovaskuleterini kurmak. Farelerin dorsal cilde in vitro önceden tasarlanmış kılcal damarlar ile bir iskele implantasyonu bir gün 23 içinde fareler damarsal hızlı anastomoz yol açtı. Bunun aksine, üç boyutlu bir ağ prevasküler içine monte insan mezenkimal kök hücreleri ve insan göbek damarı endotelial hücrelerde oluşan bir küremsi ko-kültür, in vivo implantasyonu sonrası daha da geliştirilmiştir. Ancak, ev sahibi damarsal ile anastomoz 24 sınırlıydı. Her şeyden önce, bu tür nekrotik veya ışınlanmış alanları gibi kötü vaskülarize kusurları, içinde, bu sözde dışsal vaskülarizasyon - iskele içine çevreden gelen gemilerin büyümesi - başarısız sık sık. İçsel vaskülarizasyon, diğer yandan, yapı iskelesi 25 filizlenmeyi, yeni kılcal bir kaynağı olarak vasküler eksen dayanır. eksenel vaskülarizasyon yaklaşımı kullanarak, Mühendislik doku vasküler ekseni ile nakledilen ve alıcı yerinde yerel gemilere bağlanabilir. Hemen transplantasyon sonrasında, doku yeterince iyi entegrasyon için doğru koşulları yaratır oksijen ve besin, tarafından desteklenmektedir.
Nedeniyle in vivo anjiyogenez araştırmak için ve eksenel vaskülarize doku üretme artan önemi tanınmasında modelleri sınırlı sayıda, biz hayvan modelinde 26 bir arteriovenöz (AV) döngü oluşturmak için daha fazla Erol ve Spira mikrocerrahi yaklaşım geliştirdi. Tamamen kapalı bir implantasyon bölmenin kullanımı bu yöntem çok iyi de in vivo koşullarında, özelliği, "kontrol" (Şekil 1) altında kan damarı oluşumunu çalışmak için uygun hale getirir. Bu model değildir anjiyojenez araştırılması için kullanışlıdır, ancak, aynı zamanda en iyi şekilde, doku motorlar için iskeleler eksenel vaskülarizasyonu için uygundureering amaçları.