$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Burada açıklanan tüm yöntemler, Seul Ulusal Üniversitesi Hastanesi'nin Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC No. 17-0164-S1A0) tarafından onaylanmıştır.
1. İskele İmalatı
NOT: İki katmanlı özofagus iskeleleri elektrospinning ve 3D baskı birleştirilerek üretilmektedir. Boru iskelesinin iç zarı elektrospinning poliüretan (PU) ile üretilen ve dönen paslanmaz çelik mandreller ile9.
- Tübüler PU nanofiberlerin hazırlanması için, oda sıcaklığında 8 saat boyunca N,N-dimethylformamide (DMF) karıştırılarak PU polimerin %20 (w/v) çözeltisini hazırlayın.
- Pu çözeltisini künt metal iğne (22 G) ile şırınganın üzerine yerleştirin ve dönen paslanmaz çelik mandrellere (çap = 2 mm) iğne ucu ile dönen kolektör arasında 30 cm mesafede elektrospin yerleştirin.
NOT: Güç kaynağı 15 kV potansiyelyüksek voltajlı doğru akıma ayarlanır. Çözeltinin besleme hızı şırınga pompası kullanılarak 0,5 mL/h olarak sabitlenir.
- Mandrel'in yüzeyinde 3,14 m/s'de dönen boruhalinde bir nanofiber tabaka yapın.
- Artık çözücünün tamamen temizlenmesi için PU nanofiber'i bir gecede 40 °C'de bir vakum fırınında kurutun.
NOT: Özofagus iskelesinin 3Boyutlu baskılı dış duvarı hızlı bir prototipleme sistemi kullanılarak hazırlanır. 3D baskı ekipmanı bir dağıtıcı, meme, sıkıştırma/ısı denetleyicisi, 3 eksenli dönüştürme aşaması ve yazılım sisteminden oluşur.
- PCL peletler 100 °C'de ısıtma silindirinde çözülür ve biyoplotting sisteminin kontrolü altında yüksek basınçta (7 bar) nanofiberlerin yüzeyine basılır. Nozul boyutu 300 μm ve iplikçik mesafesi 700 μm'dir.
- Mandrel iki katmanlı iskele çıkardıktan sonra, ultraviyole ışık altında% 70 etanol ıslatarak sterilize.
NOT: Daha önceki çalışmalarda iskelenin daha ayrıntılı özellikleri bildirilmiştir10.
2. Greftlerde Hücre Tohumlama ve Biyoreaktör Yetiştiriciliği
NOT: Bir şirketten satın alınan insan yağtürtül mezenkimal kök hücreleri (hMSCs) değişiklik yapılmadan kullanılmıştır.
- Hücre naklinden önce, 3D baskılı yemek borusunu ultraviyole ışık altında 1 saat sterilize edin, 10 dakika etanolile ıslayın ve fosfat tamponlu salin (PBS) ile 3 kat yıkayın.
- Kültür ve büyüme orta (bazal orta / büyüme takviyesi) hMSCs genişletmek. İki katmanlı borulu iskeleler nonadherent 24 kuyu doku kültür plakaları transfer edildi.
- Hücreleri iskelenin iç yüzeyine takmak için hMSC süspansiyonu büyüme ortamını içeren bazal membran matrisinde 1 x 106 hücre/mL yoğunlukta hafifçe ekleyin.
- İki katmanlı borulu iskelenin iç yüzeyine aynı şekilde bodrum membran matris süspansiyonuna birikintisi yatırın.
- HMSC tohumlu boru iskelesini, pulsatil akış biyoreaktör sistemi kullanarak biyoreaktörün kültür odasındaki akrilik tutucuya sıkıca sabitle.
NOT: Özel olarak tasarlanmış biyoreaktör sistemi bir pompa, kabarcık kapanı, akış odası, basınç göstergesi, kontrol edilebilir vana ve orta rezervuaroluşur. Kültür odasında kesme stresi uygularken, 1-2 dk11dinlenme süresi sağlar.
- Kültür odasına büyüme ortamı ekleyin ve %5 CO210içeren nemli bir atmosfer altında 0,1 dyne/cm2 akışa bağlı kesme gerilimi uygulayın.
NOT: Akışa bağlı kesme stresinin değeri, insan vücudundan elde edilen özofagus dokusunun peristalsisinin simüle edilerek hesaplanmıştır10.
- Üreticinin talimatlarına göre live/DEAD Canlılık Teşp kiti kullanarak 5 gün sonra biyoreaktör ekimi yapılmadan iki katmanlı borulu iskelelerin iç yüzeylerinde hücre yanıtlarını belirleyin. Z-stack aracını kullanarak konfokal mikroskopi ile görüntü alın.
- Üçüncü gün, taramalı elektron mikroskobu (SEM) aracılığıyla hMSC tohumlu boru iskelesinin yüzey morfolojisini gözlemleyin.
- 24 saat için %2,5 glutaraldehit ve OsO4 ile hMSC ile kuluçkaya yatan iskeleyi düzeltin ve etanol ile susuz kalın.
- Argon atmosferik koşullarda bir sputter coater kullanarak platin ile sabit hMSCs kat ve 25 kV hızlanan voltajda SEM görüntüleri elde.
3. Hayvan Cerrahisi için Cerrahi Hazırlık
NOT: Hem gastrostomi hem de özofagus transplantasyonu ndan önce cerrahi preparatlar uygulanır.
- Steril cerrahi aletleri kurun: Neşter bıçak, Weitlaner retraktör, mikroiğne tutucu, mikrosutür forceps, mikrodoku forceps, mikrosisör, Mayo-Hegar iğne tutucu, çalışma makas, iris makas, pansuman, doku forceps, kıymık forceps, iris forceps, 5 mL şırınga (21 G iğne), 10 mL şırınga (22 G iğne), 9-0 poliamid sütür, 4-0 poliglactin sütür.
- Kiremit/zolazepam (50 mg/g doz) ve %2 ksilazin hidroklorür (2 mg/kg doz) intramüsküler enjeksiyonu ile hayvanı anestezi edin.
NOT: Özofagus naklinde 398-420 g ağırlığında erişkin Sprague-Dawley (SD) sıçanlar kullanıldı.
- Cerrahi örtüye geçmeden önce, kuyruk larını çengelle çimdikleyerek hayvanın uygun anestezik durumunu kontrol edin.
- Hayvanı steril örtüye bir supine pozisyonda yerleştirin ve kılları boyundan (özofagus ekimi için) veya karından (gastrostomi için) çıkarmak için makas kullanın. Sonra betadine ve% 70 etanol ile cerrahi site ovmak.
- Kesiden önce, ağrı kesici için buprenorfin (0.05-0.1 mg/kg) gibi bir analjezik deri altı enjekte edin.
4. Gastrostomi Cerrahisi Sıçanlarda T-tüp kullanma
NOT: Tüm deneysel hayvanlarda geçici bypass nonoral tüp beslemesi için modifiye gastrostomi yapıldı (n = 5).
- Ameliyattan bir gün önce fareleri oruçlun. Bölüm 3'te olduğu gibi ameliyat hazırlayın.
- Anestezi li sıçanların deri ve karın kaslarının orta hat kesisi ile mide maruz.
- Bir neşter bıçak ile ön mide duvarında 3 mm delik oluşturun.
- Silikon T-tüpünün ucunu defekt bölgesine takın ve mide duvarına sabitle.
- T-tüpün mide duvarından ayrılmasın diye düzgün bir şekilde dikiş atın.
- İmplante edilen T-tüpün distal ucunu subkutan tünelden boynun arkasına doğru götürün.
- Mide içeriğinin geriye doğru akmasını önlemek için heparin kapağını T-tüpün ucuna takın.
NOT: T-tüpün ucunu heparin kapağına bağlamak için anjiyokateter kullanın.
- 4-0 poliglactin sütür kullanarak karın duvarı ve cilt tüm katmanları dikiş.
- Gastrostomi tamamlandıktan sonra tüm deneysel sıçanları metabolik bir kafeste ayrı tutun.
5. Özofagus Transplantasyonu
NOT: İki katmanlı boru lu iskelenin özofagus nakli gastrostomiden 1 hafta sonra yapılır (n = 5). Transplantasyondan önce, hMSC'leri (hücre yoğunluğu: bazal membran matrisinde 1 x 106 hücre/mL) her iskelenin iç duvarına aşılayın ve biyoreaktör sisteminde 3 gün kuluçkaya yatırın. Cerrahi işlem aşağıdaki gibidir.
- Model hayvanların boyun kıllarını çıkarın ve aseptik cerrahi için cerrahi alanın standart draping yapmak.
NOT: Hayvan üzerinde şüpheci cerrahi korumak için büyük bir tıraş alanı oluşturmak önerilir.
- Boynun anterior median insizyonu sonra, kayış kasları ayırmak ve trakeoözofageal yapısını ortaya çıkarmak.
- Segmenti kesmeden önce ağız dan vagus sinirini kesip, aksi takdirde hayvanın solunumtehlikeye.
- Büyütme altında, trakea yemek borusunun sol tarafı izole ve dikkatle tiroid bezinden üst kısmını ayırın.
- Cerrahi makas kullanarak yemek borusunun tüm katmanlarını içeren 5 mm uzunluğunda tam çevresel defekt oluşturun.
NOT: Özofagus naklinden önce, hazırlanan iskeleleri, nakil bölgesinin uzunluğuna uyacak şekilde cerrahi makas kullanarak kesin.
- Mikroskop altında, 9-0 dikiş ipliği kullanarak distal özofagus defektinin her iki ucunda mikroanastomoz yapın. Üst özofagus kalıntısı ve iskelesağ inferoposterior marjı arasında ilk sütür yerleştirin. Üst özofagus kalıntısı ile iskele arasında sağdan sola doğru dikiş atmaya devam edin. Alt yemek borusu kalıntısının üst kenar boşluğu yla aynı şekilde iskeleyi anastomozlayın.
NOT: Özofagus transplantasyonu için klinik cerrahide kullanılan mikrovasküler anastomoz u yapın. İmplant bölgesinin hassas ve su geçirmez dikişleri için bir mikroskopla çalışın.
- Daha sonra, greftler için istikrarlı bakım ve vasküler kaynağı sağlamak için nakledilen site üzerinde çevreleyen tiroid bezi flebi yatıyordu.
- Transplantasyondan sonra deri altı kas ve deri dokusunu 4-0 vicryl sütür ile dikin.
- Tüm deneysel sıçanları tek tek metabolik kafeslerde tutun.
6. Ameliyat sonrası prosedürler
NOT: Postoperatif işlemler hem gastrostomi hem de özofagus transplantasyonu sonrası yapılır.
- Karın yarası kapatıldıktan sonra, bireysel metabolik kafesler içine sıçan koymak ve hipotermi önlemek için kızılötesi ısınma cihazları üzerine kafesler yerleştirin.
- Onlar elde edene kadar hayvanları izlemek ve sternal recumbency korumak (yani, göğüs üzerinde dik yatarken).
- Cerrahi bölgede iltihabı en aza indirmek için, antibiyotik gentamisin (20 mg / kg) sıçanlara günlük uygulayın.
- Çalışmanın bitiş noktasına kadar üçüncü postoperatif günde oral sıvı beslemeye başlayın. Tüm beslenme formülünü (20.6 g/100 ml [g%] karbonhidrat, %3.8 protein, %0.2 gr yağ) ameliyattan sonra güne başlayan heparin kapağı ile günde 3kat tedarik edin.
- Hayvanların görünümünü ve vücut ağırlığını her gün kontrol edin. Kendine zarar veren kesi bölgesi veya tüp alımına karşı direnç gibi davranışların yanı sıra çeşitli cerrahi komplikasyonları yönetin. Sıçan modellerinin vücut ağırlığı hızla azaldığında 20% veya daha fazla, CO2 inhalasyon ile ötenazi gerçekleştirin.
7. Histoloji ve immünohistokimya
NOT: Histolojik analiz için ötanazi yapılan hayvanların özofagus dokusunun tamamı cerrahi makas kullanılarak elde edilir. Hematoksilin ve eozin boyama ve Masson'un trikrom boyama sı standart histolojik teknikler kullanılarak yapıldı. İmmünohistokimya aşağıdaki protokole göre yapıldı.
- Nakledilen bölgeleri içeren tüm yemek borusunu %4 paraformaldehitle düzeltin. Bir parafin bloğu oluşturun ve 4 μm kalınlığında kesin.
- Doku bölümlerini deparafinize ve bir etanol serisi onları dehydrate. Sitrat tampon ve mikrodalga 10 dakika boyunca ısı doku slaytlar batırın. Hücreleri 20 dk soğuk PBS ile soğutun. 6 dk için %3 hidrojen peroksit batırın ve 10 dk PBS ile yıkayın.
- Doku bölümlerinin nonspesifik reaksiyonlarını engellemek için oda sıcaklığında 1 saat boyunca %3 büyükbaş serum albumin (BSA) inkübül.
- 5 dk. Desmin (1:200'e seyreltilmiş), keratin 13 (1:100'e seyreltilmiş) ve von Willebrand Factor (vWF; 1:100'e seyreltilmiş) 4 °C'de bir gecede primer antikorlarla 3 kat Yıkayın.
- 15 dakika PBS ile 3x yıkayın. Oda sıcaklığında Desmin ve Keratin 13 için 1:500 konsantrasyonda uygun ikincil antikor ile incubate. Daha sonra slaytları PBS ile iki kez 10 dakika yıkayın.
NOT: vWF için doku bölümleri horseradish peroksidaz konjuge kit kullanılarak inkübe edildi (Malzeme Tablosunabakınız) ve daha sonra 3,3'-diaminobenzidin (DAB) kullanılarak görselleştirildi.
- Montaj ortamı içeren bir cam kapak ve 4',6-diamidino-2-fenolindole (DAPI) kullanarak monte.