Die Autoren bedanken sich bei Leica Microsystems für ihre wertvollen Ratschläge Bildgebung Titan Abschnitte und Gemini Bio-Produkte danken für die Bereitstellung der Schweine-Serum in dieser Studie verwendet. Wir kommen auch gerne zu den NIH für ihre Unterstützung danken durch Grant &quot;Autologe EPC-Futter auf die Biokompatibilität von Herz-Kreislauf verbessern assist devices&quot;, RC1HL099863-01. Darüber hinaus sind wir dankbar für die National Science Foundation Graduate Research Fellowship der Unterstützung von Alexandra Jantzen. Wir kommen auch gerne zu George Quick, Mike Lowe und Ianthia Parker für die Unterstützung mit vielen Aspekten des chirurgischen Eingriffs und Handhabung unserer Versuchstiere danken. Steven Owen wurde in der Bearbeitung viele Teile unserer Seeding-Gerät von unschätzbarem Wert und Schneiden Titanrohre.

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	<li>Achneck, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+bleeding+and+clotting+in+the+cardiac+surgery+patient:+from+vascular+endothelium+to+circulatory+assist+device+surface.">Pathophysiology of bleeding and clotting in the cardiac surgery patient: from vascular endothelium to circulatory assist device surface.</a> Circulation. 122, 2068-2077 (2010).</li><li>Achneck, H. E., Sileshi, B., Lawson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+the+biology+of+bleeding+and+clotting+in+the+surgical+patient.">Review of the biology of bleeding and clotting in the surgical patient.</a> Vascular. 16, 6-13 (2008).</li><li>Arvidsson, S., Askendal, A., Tengvall, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+plasma+contact+activation+on+silicon,+titanium+and+aluminium.">Blood plasma contact activation on silicon, titanium and aluminium.</a> Biomaterials. 28, 1346-1354 (2007).</li><li>Achneck, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biocompatibility+of+titanium+cardiovascular+devices+seeded+with+autologous+blood-derived+endothelial+progenitor+cells:+EPC-seeded+antithrombotic+Ti+Implants.">The biocompatibility of titanium cardiovascular devices seeded with autologous blood-derived endothelial progenitor cells: EPC-seeded antithrombotic Ti Implants.</a> Biomaterials. 32, 10-18 (2011).</li><li>Kang, C., Bonneau, M., Brouland, J. P., Bal dit Sollier, C., Drouet, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+pig+models+of+venous+thrombosis+mimicking+human+disease.">In vivo pig models of venous thrombosis mimicking human disease.</a> Thromb Haemost. 89, 256-263 (2003).</li><li>Ueberrueck, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+ovine+and+porcine+animal+models+for+biocompatibility+testing+of+vascular+prostheses.">Comparison of the ovine and porcine animal models for biocompatibility testing of vascular prostheses.</a> J Surg Res. 124, 305-311 (2005).</li><li>Velik-Salchner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+values+for+thrombelastography+(ROTEM)+and+selected+coagulation+parameters+in+porcine+blood.">Normal values for thrombelastography (ROTEM) and selected coagulation parameters in porcine blood.</a> Thromb Res. 117, 597-602 (2006).</li><li>Yoder, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redefining+endothelial+progenitor+cells+via+clonal+analysis+and+hematopoietic+stem/progenitor+cell+principals.">Redefining endothelial progenitor cells via clonal analysis and hematopoietic stem/progenitor cell principals.</a> Blood. 109, 1801-1809 (2007).</li><li>Achneck, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> American Heart Association Scientific Sessions, Abstract Oral Sessions, Medical Aspects End Stage Heart Failure: Transplantation and Device Therapies. , (2010).</li><li>Achneck, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regenerating+titanium+ventricular+assist+device+surfaces+after+gold/palladium+coating+for+scanning+electron+microscopy.">Regenerating titanium ventricular assist device surfaces after gold/palladium coating for scanning electron microscopy.</a> Microsc Res Tech. 73, 71-76 (2010).</li><li>Ford, J. W., Welling, T. H., Stanley, J. C., Messina, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PKH26+and+125I-PKH95:+characterization+and+efficacy+as+labels+for+in+vitro+and+in+vivo+endothelial+cell+localization+and+tracking.">PKH26 and 125I-PKH95: characterization and efficacy as labels for in vitro and in vivo endothelial cell localization and tracking.</a> J Surg Res. 62, 23-28 (1996).</li></ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Die Methode der Zell-Aussaat Ti Rohre hier vorgestellten ermöglicht Ärzten und Wissenschaftlern, um schnell und gleichmäßig endothelialize Blut-Kontaktflächen von Implantaten. Da wir und zu isolieren, zu erweitern EPCs aus dem peripheren Blut-Proben, kein großer Eingriff erforderlich, um diese Zellen zu ernten. Darüber hinaus sind die EPCs autologen, also das Risiko einer Immunreaktion gegen die Zellen ausgesät Implantat wird eliminiert. Die Grundsätze in seinem Protokoll nachgewiesen werden kann, nicht nur für Ti Rohre, sondern auch für viele andere Biomaterialien, die in der kardiovaskulären Medizin genutzt werden genutzt werden. Kritische Schritte in diesem Protokoll sind die sorgfältige Reinigung der Ti Rohre, wie wir festgestellt, dass eine festhaftende Verunreinigungen Kompromisse Zelladhärenz. Weiterhin ist eine langsame Drehzahl (umgekehrt proportional zum Rohrdurchmesser) wesentlich bei der Aussaat Prozess ist, kann, so dass EPCs langsam absetzen und an der Oberfläche wie die Ti Rohr bewegt. Unsere Methode der Aussaat unmittelbar vor der Implantation vermeidet unpraktisch ex vivo Kultur Zeiten; Zellen einzeln haften und bilden später eine konfluente Blatt in vivo, die Vermeidung der Möglichkeit der Embolisation wie ein Blatt unmittelbar nach der Wiederherstellung der Strömung. Unsere früheren Studien zeigen, dass, sobald die EPCs auf eine konfluente Schicht aufgewachsen sind, sie eine extra-zelluläre Matrix, an die sie fest haften zu machen, zusätzlich Minimierung möglicher Ablösung einer endothelialen Blatt. Obwohl die Möglichkeit der embolischen Ablösung kann nicht vollständig ausgeschlossen werden, so scheint es multifold geringeres Risiko als Thrombose der gesamten Oberfläche der Vorrichtung, das Problem, dass diese Therapie entwickelt, um zu verhindern sein. Unser Ansatz der Implantation in den geringer Scherung, nutzt prothrombotischen Umfeld der unteren Hohlvene eines der am meisten vertraut großen Tiermodelle für die Erforschung Blutverträglichkeit und Thrombose von Geräten 5,6. Beachten Sie, dass alle Tierpflege und Experimente in Übereinstimmung mit dem National Institute of Health Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren und nur nach Genehmigung des Duke University Institutional Animal Care und Verwenden Ausschusses durchgeführt wurde. Um erfolgreich zu nutzen diese Implantation Methode, um Biomaterialien und Geräten zu testen, ist es wichtig, geduldig Skelettierung der IVC-Segment und ligieren alle venösen Zweig Schiffe in Vorbereitung für ein Bestücken der Schaltung, so dass keine Blutung um das Gerät in einen &quot;falschen Lumen&quot; stammt. Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Zugabe von DPBS in das Gerät Lumen, so dass die Zellen auf der Innenseite Rohroberfläche feucht bleiben während des Schließens des veinotomy und vor der Reperfusion eingeleitet. Wenn das Gerät nicht in der Lage, wo es implantiert wurde gefunden werden, kann es migriert &quot;Upstream&quot; in der IVC haben. 3 mm Abschnitt der PVC-Schlauch so, dass das Rohr fest in ihren jetzigen Standort verankert - Dies kann durch eine Naht (4-O Prolene) durch die Venenwand und durch ein 2 verhindert werden. Hält sich der Forscher Schwierigkeiten, die Fluoreszenz-pre-markierten Zellen in Abbildung 8 nach der Explantation in einer ansonsten Patent Rohr gezeigt haben, ist es wahrscheinlich, dass die Zellen aus als ein zusammenhängendes Blatt geschält. Dies kann durch sehr sanfte Präparation der umliegenden Venen-und Demontagearbeiten der 3 Ti Rohrabschnitte verhindert werden, nach der Fixierung der Vene zusammen mit dem Rohr. Unsere Technologie bietet Proof-of-concept zur Verhinderung von Herz-Kreislauf-Gerät Thrombose durch EPC-Aussaat. Diese Technologie kann in der Entwicklung von &quot;biogenen&quot; Implantate mit patienteneigenen endothelialen Vorläuferzellen gefüttert werden. Die Machbarkeitsstudie in unserer Schweine Tiermodell bietet für die ersten Schritte in Richtung Umsetzung dieses &quot;personalisierten Medizin&quot; in die klinische Praxis.

<table border="1"><tbody><tr><td> Reagens </td><td> Name des Unternehmens </td><td> Katalog-Nummer </td><td> Kommentare </td></tr><tr><td> Acepromazine </td><td> Boehringer-Ingelheim </td><td> BIC670025 </td><td> NAC # 10280002 </td></tr><tr><td> Alconox Powered Precision Reiniger </td><td> Alconox </td><td> 1104 </td><td></td></tr><tr><td> Balfour Wund-Spreizer </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Baytril </td><td> Bayer </td><td> APVMA 46028/0705 </td><td></td></tr><tr><td> Butterfly-Nadel (19G) </td><td> Terumo </td><td> SV19CLK </td><td></td></tr><tr><td> Chlorhexidin </td><td> 3M </td><td> 9200 </td><td></td></tr><tr><td> Schellen (45-Grad) </td><td> Aesculap </td><td> FC339T </td><td></td></tr><tr><td> DPBS (-/-) </td><td> Gibco </td><td> 14190-144 </td><td></td></tr><tr><td> DPBS (+/+) </td><td> Gibco </td><td> 14040-133 </td><td></td></tr><tr><td> DuraPrep </td><td> 3M </td><td> 8635 </td><td></td></tr><tr><td> EBM-2 Medium </td><td> Lonza </td><td> CC-3156 </td><td> Basis für beide Serum freie und volle Wachstumsmedium </td></tr><tr><td> EGM-2 SingleQuots </td><td> Lonza </td><td> CC-3162 </td><td> Gebrauchte mit EBM-2 für beide Serum freie und volle Wachstumsmedium </td></tr><tr><td> Elektrokauter-Tool </td><td> Valleylab </td><td> SurgII-20 </td><td></td></tr><tr><td> Schmirgelleinen </td><td> 3M </td><td> 60-0700-0425-8 </td><td> 240 grit </td></tr><tr><td> Euthasol Euthanasie-Lösung </td><td> Virback Tiergesundheit </td><td></td><td> ANADA #: 200-071 </td></tr><tr><td> Fentanyl-Pflaster </td><td> Actavis </td><td></td><td> NDC # 67767-120-18 </td></tr><tr><td> Flunixin </td><td> Schering-Plough </td><td></td><td> NAC #: 10470183 </td></tr><tr><td> Foley-Katheter (16F) </td><td> Barde </td><td> 730116 </td><td></td></tr><tr><td> HBSS </td><td> Sigma </td><td> H8264-500ML </td><td></td></tr><tr><td> Heißluftgebläse </td><td> Milwaukee </td><td> 8988-20 </td><td></td></tr><tr><td> Heparin </td><td></td><td></td><td> NDC #: 25021 </td></tr><tr><td> Histopaque-1077 </td><td> Sigma </td><td> H8889-500ML </td><td></td></tr><tr><td> Intubationstubus </td><td> Mallinckrodt </td><td> 86113 </td><td></td></tr><tr><td> Isofluran </td><td> MWI, Meridian </td><td></td><td> NDC # 13985-030 </td></tr><tr><td> IV-Katheter (18G) </td><td> Becton-Dickinson </td><td> 381547 </td><td></td></tr><tr><td> Ketamin </td><td> Fort Dodge </td><td></td><td> NDC # 0856-2013 </td></tr><tr><td> Ebene </td><td> Swanson </td><td> LLA001 </td><td></td></tr><tr><td> Luer-Lock Spitzenkappe </td><td> CML Versorgung </td><td> 909-001 </td><td></td></tr><tr><td> Marcain </td><td> Hospira </td><td></td><td> NDC #: 0409-1560-10 </td></tr><tr><td> Metzenbaum Scissors </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Micro-Einführhilfe (5F) </td><td> Galt </td><td> KIT 002-01 </td><td></td></tr><tr><td> Mosquito Zange </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Motor </td><td> Herbach und Rademan </td><td> H1-08 </td><td></td></tr><tr><td> Oxymorphon </td><td> Endo Labs </td><td></td><td> NDC: 63481-624-10 </td></tr><tr><td> PKH26 Dye Kit </td><td> Sigma </td><td> PKH26GL-1KT </td><td></td></tr><tr><td> Porcine Serum </td><td> Gemini-Bio-Produkte </td><td> 100-115 </td><td> Konzentration von 2% in voller Wachstumsmedium </td></tr><tr><td> Potts Scissors </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Präzise Vista Haut Hefter </td><td> 3M </td><td> 3998 </td><td></td></tr><tr><td> PVC-Schlauch </td><td> McMaster-Carr/Insultab </td><td> 7132K117 </td><td> erweitert ID 15,88 mm, erholt ID 7,95 mm </td></tr><tr><td> Rechtwinklig Medium Size </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Skalpell (# 10-15) </td><td> Barde </td><td> 373910 </td><td></td></tr><tr><td> Silikonschlauch </td><td> McMaster-Carr </td><td> 51735K26 </td><td> 16,64 mm OD, 9,52 mm ID </td></tr><tr><td> Spritze (5 cc) </td><td> Becton-Dickinson (BD) </td><td> 309603 </td><td></td></tr><tr><td> Tegaderm </td><td> 3M </td><td> 90001 </td><td></td></tr><tr><td> Drei-Wege-Hahn </td><td> Kendall </td><td> 170060 </td><td></td></tr><tr><td> Ti Rohr </td><td> Tico Titanium </td><td> N / A </td><td> Angegeben als ½ &quot;OD, .065&quot; Wand, .370 &quot;ID, 0,1737 £ / ft </td></tr><tr><td> Trypsin </td><td> Lonza </td><td> CC-5012 </td><td></td></tr><tr><td> Trypsin neutralisierende Lösung (TNS) </td><td> Lonza </td><td> CC-5002 </td><td> 0,03% </td></tr><tr><td> Vetropolycin </td><td> PharmaDerm Tiergesundheit </td><td></td><td> NAC #: 12920110 </td></tr><tr><td> Vicryl Naht (3-0) </td><td> Ethicon </td><td> J808T </td><td></td></tr><tr><td> Wasserbad Sonicator </td><td> Branson </td><td> B200 </td><td></td></tr></tbody></table>

autologous endothelial progenitor cell-seeding technology and biocompatibility testing for cardiovascular devices in large animal model

Implantierbare Herz-Kreislauf-Geräte werden aus künstlichen Materialien (zB Titan (Ti), expandiertem Polytetrafluorethylen), die das Risiko von Thromboembolien Bildung 1,2,3 Pose hergestellt. Wir haben eine Methode, um die innere Oberfläche des Ti Rohre mit Eigenblut-derived Mensch oder Schwein endothelialen Vorläuferzellen (EPC) 4-Linie entwickelt. Durch die Implantation Ti Röhrchen eine konfluente Schicht von Schweine-EPCs in die untere Hohlvene (IVC) von Schweinen, testeten wir die verbesserte Biokompatibilität der Zell-Oberfläche ausgesät in der prothrombotischen Umfeld eines großen Tiermodell und im Vergleich zu unmodifizierten blanken Metalloberflächen 5,6,7 (Abbildung 1). Diese Methode kann verwendet werden, um Geräte innerhalb von Minuten nach der Implantation endothelialize und testen ihre antithrombotischen Funktion in vivo werden. Periphere Blut wurde von 50 kg Yorkshire Schweinen und ihren mononukleäre Zellfraktion kultiviert, um die EPCs 4,8 isolieren erhalten. Ti Rohre (9,4 mm ID) wurden in drei 4,5 cm Längsschnitten vorgestanzten und wieder mit Schrumpfschlauch. Eine Aussaat Gerät gebaut wurde, das kann für langsame Rotation des Ti Röhren. Wir führten eine Laparotomie auf die Schweine und externalisiert den Darm und Harnblase. Scharfe und stumpfe Präparation wurde die IVC von der Bifurkation distal der rechten Nierenarterie proximalen Skelettierung. Die Ti Röhrchen wurden anschließend mit autologen EPC Federung und drehen bei 10 RPH x 30 min fluoreszenzmarkierten einheitlichen Zell-Beschichtung 9 erreichen gefüllt. Nach Verabreichung von 100 USP / kg Heparin wurden beide Enden der IVC und eine lumbale Vene festgeklemmt. A 4 cm veinotomy wurde durchgeführt und das Gerät eingelegt und mit Phosphat-gepufferter Kochsalzlösung. Als veinotomy mit einem 4:0-Prolene fortlaufenden Naht verschlossen war, wurde eine Klammer zu de-air der IVC entfernt. Am Ende des Verfahrens, der Faszie mit 0-PDS (Polydioxanon Naht) wurde angenähert, schloss die subkutane Raum mit 2-0 Vicryl und die Haut geheftet geschlossen. Nach 3 bis 21 Tage, Schweine wurden getötet, das Gerät explantiert en-Block und fixiert. Die Ti Rohre wurden demontiert und die inneren Oberflächen abgebildet mit einem Fluoreszenzmikroskop. Wir fanden, dass das blanke Metall Ti Rohre komplett verschlossen, während die EPC-seeded Röhren blieb Patent. Darüber hinaus konnten wir eine konfluente Schicht von EPCs auf der Innenseite mit Blut in Kontakt Oberfläche zu demonstrieren. Abschließend kann unsere Technologie verwendet, um Ti Rohre innerhalb von Minuten nach der Implantation endothelialize mit autologen EPCs zu Thrombosen des Geräts zu verhindern. Unsere OP-Methode ermöglicht die Prüfung der verbesserten Biokompatibilität von solchen modifizierten Geräte mit minimalem Blutverlust und EPC-Oberfläche ausgesät Störung.

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Autologous Endothelial Progenitor Cell-Seeding Technology and Biocompatibility Testing For Cardiovascular Devices in Large Animal Model

Ein Verfahren zur Aussaat Titan mit Blut in Kontakt Biomaterialien mit autologen Zellen und Prüfung Biokompatibilität beschrieben. Diese Methode verwendet endothelialen Vorläuferzellen und Titan Rohre, innerhalb von Minuten von chirurgischen Implantation in porcine Hohlvenen ausgesät. Diese Technik ist geeignet für viele andere implantierbare biomedizinische Geräte.

Autologe endotheliale Vorläuferzellen Cell-Sätechnik und Biokompatibilitätstestung Für Herz-Kreislauf-Geräte in Großtiermodell

Implantable cardiovascular devices are manufactured from artificial materials (e.g. titanium (Ti), expanded polytetrafluoroethylene), which pose the risk ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

20.3K Aufrufe.  Duke University. Ein Verfahren zur Aussaat Titan mit Blut in Kontakt Biomaterialien mit autologen Zellen und Prüfung Biokompatibilität beschrieben. Diese Methode verwendet endothelialen Vorläuferzellen und Titan Rohre, innerhalb von Minuten von chirurgischen Implantation in porcine Hohlvenen ausgesät. Diese Technik ist geeignet für viele andere implantierbare biomedizinische Geräte.