A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
سوف قابلة الأوعية الدموية المهندسة تحسين تطبيق السريرية. باستخدام أدلة كبيرة بسهولة مطبوعة 3D، تم إنشاء حلقات من العضلات الملساء الوعائية ومكدسة في شكل أنبوبي، وتشكيل الكسب غير المشروع الأوعية الدموية. يمكن أن يكون الحجم ترقيع لتلبية مجموعة من الأبعاد الشريان التاجي الإنسان ببساطة عن طريق تغيير حجم دليل مطبوعة 3D.
لا يزال مرض الشريان التاجي السبب الرئيسي للوفاة، مما يؤثر على الملايين من الأميركيين. مع عدم وجود ترقيع الأوعية الدموية ذاتي المتاحة، وتوفر الطعوم المهندسة إمكانات كبيرة لعلاج المرضى. ومع ذلك، ترقيع الأوعية الدموية المهندسة هي عموما ليست قابلة بسهولة، الأمر الذي يتطلب تصنيع قوالب مخصصة أو أنابيب البوليمر من أجل تخصيص لأحجام مختلفة، مما يشكل ممارسة تستغرق وقتا طويلا ومكلفة. وتتراوح الشرايين الإنسان في قطر التجويف من حوالي 2،0 حتي 38 مم وسمك الجدار من حوالي 0،5-2،5 مم. لقد أنشأنا طريقة، يسمى "حزام زرع الطريقة"، والذي حلقات حجم مختلفة من الأنسجة من نوع الخلية المطلوبة، تظاهر هنا مع خلايا العضلات الملساء الوعائية (SMCS)، ويمكن إنشاؤها باستخدام أدلة من المشاركات مركز للسيطرة قطر التجويف والأغلفة الخارجية لإملاء سفينة سمك الجدار. ثم يتم تجميع هذه الحلقات الأنسجة لإنشاء بناء أنبوبي، ومحاكاة شكل طبيعي في أحد الاوعية الدموية. ويبلغ طول السفينة يمكن بالبريد مصممة ببساطة عن طريق تكديس عدد من حلقات المطلوبة لتشكل طول المطلوبة. مع تقنية لدينا، الأنسجة من أشكال أنبوبية، على غرار أحد الأوعية الدموية، ويمكن تصنيعها بسهولة في مجموعة متنوعة من أبعاد وأطوال لتلبية احتياجات العيادة والمريض.
في علاج أمراض الشريان التاجي (CAD)، ويتم حصاد الأوعية الدموية من المريض نفسه كمادة الكسب غير المشروع لعملية جراحية. ومع ذلك، في كثير من الأحيان، والمرضى المصابين بأمراض لا تملك السفن قابلة للحياة للتبرع لأنفسهم، وفي الحالات التي لم يفعلوا، وموقع المانحة يسبب ضرر إضافي كبير ولديه خطر جدي للعدوى. 1 ترقيع الأوعية الدموية المهندسة يمكن أن تسد هذه الحاجة. التدرجية هو من أهمية قصوى بالنسبة للسفن الهندسة من أجل تلبية مجموعة واسعة من متطلبات المريض حجم السفينة. ومع ذلك، الأساليب الحالية للسفن الهندسة ليست بسهولة قابلة لل، وعادة ما تتطلب إعادة تصنيعها من قوالب معقدة أو السقالات البوليمر. الأكثر المهندسة الطعوم إما الاستفادة سقالة البوليمر أنبوبي الذي المصنف مع الخلايا الليفية الوعائية، العضلات الملساء، أو الخلايا البطانية. أو المتداول ورقة خلية حول مغزل لإنشاء أنبوب الأنسجة. تستند اثنين ترقيع الأوعية الدموية المهندسة في التجارب السريرية على decellularizeد منصة البوليمر ECM. 2، 3، 4 ترقيع بوليمر المتاحة للاستخدام في إصلاح الأوعية الدموية معروفة لديك مشاكل مع المباح، والتي يمكن أن تنشأ باعتبارها قضية رئيسية مع تطبيق على المدى الطويل من الكسب غير المشروع مع وجود البوليمر المستدام. وقد استخدمت قوالب أنبوبية لتصنيع أوعية تماما الخلوية، 5، 6، 7، 8، 9، 10، 11، 12، 13 التي الإجراءات يتطلب تصميم إضافي وتصنيع أداة لقوالب مخصصة لإنتاج السفن في مجموعة متنوعة من الأحجام .
الطريقة الموصوفة هنا يشمل تقنية جديدة لخلق الأوعية الدموية المهندسة تحجيم بسهولةترقيع باستخدام تخصيص 3D إدراج المطبوعة ولوحات الثقافة التقليدية. هي المصنفة 14 خلايا في لوحات مع تدرج من وظيفة المركزية والغلاف الخارجي. الضوابط آخر التجويف قطر، وتتيح للأحادي الطبقة خلية في تقرير المصير، التجمع في حلقة من الأنسجة. والخارجي ضوابط قذيفة سماكة من الحلبة، وبالتالي سماكة جدار السفينة النهائية. ثم يتم تجميع حلقات النسيج الانتهاء من تشكيل أنبوبي والكسب غير المشروع الأوعية الدموية. ميزة لهذه الطريقة، ويطلق عليه "حلقة زرع الطريقة،" هو أن أي نوع من الخلايا الملتصقة يمكن المصنف في الإعداد لوحة وحلقات الأنسجة أو أنابيب من أي حجم الحاجة للتطبيق المطلوب يمكن توليدها عن طريق ببساطة تعديل إدراج دليل. لا تزال تقنيات نسبية في الأنسجة حلقات الهندسة خلق من الأنسجة يصعب على نطاق وو 15 و 16 التي تتطلب إعادة تصنيعها من قوالب لكل الحجم المطلوب. بالإضافة إلى ذلك، قدمت ترقيع الأوعية الدموية باستخدام هذه الطريقة يمكن إنتاجد في 2-3 أسابيع، عدة أسابيع أسرع مقارنة مع السفن المهندسة أخرى. 6 بالنسبة للعيادة، ويمكن هذه المرة التناقض فارقا كبيرا في علاج المريض المتدهور.
1. خلية التحضير الثقافة
2. إعداد 3D مطبوعة مدرجات وسيليكون مخصص مصبوب لوحات
3. إعداد الليفين هيدروجيل، البذر مع خلايا العضلات الملساء وصيانة لوحات
4. الجمعية الأوعية الدموية بناء وصيانة
تظاهر هنا هو تلفيق من 3 أحجام مختلفة الكسب غير المشروع الأوعية الدموية المهندسة (الشكل 1)، وتبين أن حلقة زرع الطريقة (RSM) غير قابلة لل. لإثبات إمكانية تطبيقها، وأحجام السفن مختلفة 3 اختار متطابقة مع حجم السفينة البشري الفعلي لالأمامي الأيسر ا?...
يعرض حلقة زرع الطريقة مزايا متعددة على الأنسجة المهندسة وتقنيات بناء الأوعية الدموية الحالية. ويمكن تكييف RSM لإنشاء السفن البشرية من أي حجم ببساطة عن طريق تخصيص منصب والغلاف الخارجي الأبعاد. يسمح لدينا وسيلة لتطوير السفن خالية من البوليمر المهندسة تتكون فقط من خلاي?...
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
فإن الكتاب أود أن أشكر لدينا زميل لام الزملاء مختبر عمار شيشتي وBijal باتيل للحصول على المساعدة الكريمة مع بعض من ثقافة الأنسجة والخلايا. تم توفير التمويل من جامعة واين ستايت النانوي زمالة (CBP)، للبدء في إنشاء صناديق ومعهد بحوث القلب والأوعية الدموية غرانت البذور (MTL).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Human Aortic Smooth Muscle Cells | ATCC | PCS-100-012 | vascular smooth muscle cells |
Medium 231 | Gibco (Life Technologies | M-231-500 | media specific to vascular smooth muscle cells |
Human Aortic Smooth Muscle Cell Growth Kit | ATCC | PSC-100-042 | growth factors for maintaining vascular smooth muscle cell viability |
Replicator Mini 3D printer | MakerBot | N/A | 3D printer |
Poly(lactic acid) 3D ink (PLA) | MakerBot | N/A | 3D printer filament |
Poly(dimethlysiloxane) (PDMS) | Ellworth Adhesives | 3097358-1004 | polymer for gluing plate parts |
Fibrinogen | Hyclone Labratories, Inc. | SH30256.01 | fibrin gel component |
Thrombin | Sigma Life Sciences | F3879-5G | fibrin gel component |
Tranforming Growth Factor-Beta 1 | PeproTech | 100-21 | growth factor for stimulating collagen production |
Hemocytometer | Hausser Scientific Co. | 3200 | for cell counting |
Polycarbonate tubing | US Plastics | PCTUB1.750X1.625 | material for making tall, ring stacking plates |
Polycarbonate sheet | Home Depot | 409497 | material for making tall, ring stacking plates |
Adhesive polymer solvent | SCIGRIP | 10799 | material for making tall, ring stacking plates |
Instron 5940 | Instron | N/A | tensile testing machine |
U-Stretch | Cell Scale | N/A | tensile testing machine |
Smooth Muscle Actin | MA5-11547 | Thermo Fisher | antibody |
Tropomyosin | MA5-11783 | Thermo Fisher | antibody |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved