Kardiyovasküler hastalıkların prevalansı ve mortalitesi küresel olarak artmakta ve önemli bir halk sağlığı sorununu temsil etmektedir1. Vasküler baypas greftleme, şiddetli koroner kalp hastalığı ve periferik vasküler hastalık için etkili bir müdahaledir2. Çapları 6 mm'yi aşan yapay vasküler greftlerin kullanımı klinik ortamlarda iyi belgelenmiştir. Tersine, çapı 6 mm'nin altında olanlar tromboz ve intimal hiperplaziye eğilimlidir ve bu da önemli bir restenoz riskine yol açabilir3. Son yıllarda küçük çaplı vasküler greftlerin araştırılması ve geliştirilmesindeki önemli ilerlemelere rağmen, birçok ürünün klinik uygulamaya yaklaşmasıyla birlikte, birçok zorluk devam etmektedir 4,5. Bunlar, nispeten düşük bir uzun vadeli açıklık oranı, sınırlı vasküler rejenerasyon ve rejenerasyon mekanizmasının yetersiz anlaşılmasını içerir.
Yeni küçük çaplı vasküler greftlerin klinik öncesi değerlendirmesi, çeşitli hayvan modellerinde in vivo implantasyona dayanır. En sık kullanılan modeller arasında koyun karotis arteri, köpek femoral arteri, tavşan karotis arteri ve sıçan abdominal arter implantasyon modelleribulunur 6,7,8,9. Vasküler greftlerin açıklığı koyun, domuz ve köpek gibi orta ila büyük boy hayvanlarda değerlendirilebilir. Ancak bu çalışmalar, gereken uzmanlık ve ekipman nedeniyle önemli maliyetler içermektedir. Ek olarak, teknik karmaşıklıkları uygulama için bir zorluk teşkil etmektedir. Buna karşılık, tavşanlar ve sıçanlar gibi küçük hayvan modelleri, açıkça tanımlanmış genetik geçmişlere sahip iyi kurulmuş transgenik türlerden yoksundur ve bu da vasküler rejenerasyon mekanizmalarının incelenmesinde önemli bir engel teşkil eder.
Yukarıda bahsedilen hayvan modelleriyle karşılaştırıldığında, fare modeli nispeten basit bir cerrahi prosedür, genetik olarak tasarlanmış fareler üretmek için iyi kurulmuş bir metodoloji ve açıkça tanımlanmış bir genetik arka plan sunar. Bununla birlikte, fare kan damarlarının küçük çapı, vasküler greftlemede uçtan uca anastomozu teknik olarak karmaşık hale getirir, önemli uzmanlık gerektirir ve nispeten düşük bir başarı oranı sağlar. Prosedürün karmaşıklığını azaltmak ve vasküler greft implantasyonunun başarı oranını artırmak için, bu çalışmada bir fare karotis arter implantasyon modelinde manşet tekniği kullanılmıştır.
İn vivo implantasyonu takiben, vasküler greftler, vasküler doku yenilenmesine katkıda bulunan endojen hücreleri işe alabilir. Bu hücrelerin varlığı, greftlerin düz kas tabakasının endotelizasyonunu ve rejenerasyonunu kolaylaştırır. 10. Bununla birlikte, vasküler doku rejenerasyonunda yer alan hücrelerin kaynağı ve türü belirsizliğini korumaktadır ve çok sayıda rakip teori araştırılmaktadır11. Bunlar arasında araştırmalar, enflamatuar ve kök hücrelerin rollerine odaklanmıştır. Breuer ve ark. insan kemik iliğinden türetilmiş monositleri (hBMC'ler) vasküler greftler üzerine tohumladı ve tohumlanan hücrelerin, monosit kemoatraktan protein-1'in (MCP-1) salınması yoluyla konakçı hücreleri greft duvarına aldığını ve böylece vasküler doku rejenerasyonunu desteklediğini buldu12. Bu çalışmada, makrofajları polikaprolakton (PCL) küçük çaplı vasküler greftler üzerine tohumlamak için etkili bir perfüzyon adsorpsiyon hücre tohumlama yöntemi önerilmiş ve başarıyla kullanılmıştır. İmplantasyonu takiben, bu hücreler sürekli canlılık sergiledi.
Bu makale, doku mühendisliği yapılmış vasküler greftlerin hazırlanması için metodolojiyi ve manşet tekniği kullanılarak farelerde karotis arter implantasyon prosedürünü detaylandırmaktadır. Proses, elektrostatik eğirme yoluyla tanımlanmış parametrelere sahip PCL küçük çaplı vasküler greftlerin üretilmesiyle başlar. Daha sonra implantasyon için uygun görülen greftler mekanik testlere tabi tutulur. Makrofajlar daha sonra perfüzyon adsorpsiyon yöntemi kullanılarak vasküler greftler üzerine ekilir. Son olarak, makrofaj tohumlu vasküler greftler, manşet tekniği kullanılarak fare karotis arterine implante edilir ve bir aylık in vivo implantasyondan sonra açıklık ve rejeneratif özellikler analiz edilir.
Bu teknik, fare modellerinde vasküler greftlemenin etkinliğini ve başarı oranlarını artırma potansiyeline sahiptir. Ayrıca model, yeni küçük çaplı vasküler greftlerin fonksiyonel modifikasyonu ve geliştirilmesi için teorik ve metodolojik destek sağlayarak, vasküler rejenerasyonda hücre kaynaklarının, pivotal genlerin ve aktif faktörlerin altında yatan mekanizmaları araştırmak için kullanılabilir.