ברצוננו להודות למוסדות הבאים לתמיכה במחקר לולאה AV שלנו: Staedtler Stiftung, ד&quot;ר פריץ Erler Fonds, Else קרונה Fesenius Stiftung, בקסטר בריאות GmbH, DFG, IZKF / ELAN / EFI / המשרד מגדר גיוון, את Forschungsstiftung Medizin , פרידריך אלכסנדר מאוניברסיטת ארלנגן-נירנברג (FAU), קרן AO, Stiftung מנפרד רוט, Xue הונג, קרן הנס גיאורג Geis, דויטשר Akademischer Austauschdienst (DAAD), גרמניה, ואת המשרד להשכלה גבוהה ולמחקר מדעי, עיראק. ברצוננו להודות סטפן פליישר, מרינה ומילךה, קתרין קוהן אילזה ארנולד-Herberth לקבלת התמיכה הטכנית המעולה שלהם.

ועדת טיפול בבעלי חיים של אוניברסיטת פרידריך אלכסנדר ארלנגן-נירנברג (FAU) וממשלת פרנקוניה התיכון, גרמניה, אישר את כל הניסויים. עבור הניסויים, חולדות לואיס זכרו עם משקל גוף של 300 - 350 גרם שמשו. 1. דגם Loop arteriovenous בחולדה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הליך ההשתלה (איור 2) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור הרדמה להשתמש בקופסת פלסטיק מיוחד המחובר באמצעות צינור אל מאדה isoflurane וסגר על ידי מכסה. הפעל גז אספקה ​​וזרימת מטר בין 0.8 - 1.5 ליטר / דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החולדה בתיבת פלסטיק אינדוקציה ולאטום העליון. הפעל מאדה isoflurane עד 5%. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אנא קראו בעיון את החולדה במהלך אינדוקציה של הרדמה. אחרי 3 - 4 דקות, החולדה תהיה מורדמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אשר הרדמה תקינה: פסד של רפלקס ליישר, אובדן רפלקס palpebral, רפלקס נסיגה, רפלקס מצמוץ חיובי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ותיפטר מהתיבה ולבדוק שלהמשקל לחישוב של תרופות. החל העין משחה למניעת יובש לאחר הרדמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נהל משככי כאבים ואנטיביוטיקה (למשל., 7.5 מ&quot;ג / ק&quot;ג Enrofloxacin תת עורית (SC), 12.5 מ&quot;ג / ק&quot;ג tramadol 100 מ&quot;ג / ק&quot;ג דיפירון הן לווריד (iv)). נהל crystalloids המותאמות במשקל במהלך המבצע (למשל., 30 מ&quot;ל / ק&quot;ג SC). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החולדה על גבו על צלחת ההתחממות על 37 מעלות צלזיוס בהרדמה עם 1 - שאיפה isoflurane 2% מנוהל באמצעות מסכה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צג הרדמה כראוי ולהגדיל isoflurane אם רמת הרדמה היא נמוכה מדי (תנועה של העכברוש, בתגובה לכאב, טון לסת, אין אובדן הרפלקסים (ראה 1.1.4.), קצב לב הגדלה). היזהר שלא ממנה יתר isoflurane (אובדן הרפלקסים קרני, קצב לב גבוה, ירידת רוויון חמצן). השתמש oximetry דופק מיוחד לבעלי חיים קטנים לבדיקת ריווי החמצן (95 - 100%) וקצב לב (250 - 450 / min) של החולדה. במהלך operatiעל הטמפרטורה צג של עכברוש (36 - 40 ° C) ולהתאים הטמפרטורה של צלחת ההתחממות במידת הצורך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגלח את הצדדים הפנימיים של הגפיים האחוריים עם סכין גילוח חשמלי ולחטא את האזור עם חומרים אנטיספטיים. מורחים את הגפיים האחוריות ולתקן אותן עם דבק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את העכברוש תחת מיקרוסקופ כירורגים ולכסות את העכברוש עם כורכת סטרילי. ודא כי הליך הניתוח כולו מתבצע בתנאים סטריליים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את העור באמצע הירך השמאלית עם חתך אורכים מהברך העליונה למפשעה באמצעות אזמל (מס &#39;10). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים את הרקמה התת עורית ו fascia בשכבות של כ 3 ס&quot;מ אורך באמצעות מספריים microforceps לנתח עד צרור וסקולרית הירך חשופה מהעורק האגן במפשעה אל הסתעפות של עורק הירך בברך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפרד את הכלי ולהסיר את adventitia באמצעות מספרי adventitia ואת microforceps. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להקריש את צד ב &#39;חוות באמצעות קרישה חשמלית. מכסה את שדה הפעולה עם רטייה לחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את העור בצד ימין כפי שתואר עבור בצד שמאל, 1.1.11 - 1.1.14. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקציר שתל הוורידים, ולקשור וריד הירך התקין ידי קרישה חשמלית על הפרוקסימלי ומסתיים הדיסטלי במרחק של 1 - 1.5 סנטימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את שתל הוורידים עם microforceps ולשטוף את שתל הוורידים עם פתרון הפרין (50 IU / ml בתמיסת נתרן כלורי 0.9%) באמצעות צינורית השקיה ולהעביר אותו אל ירך השמאל. מכסה את שדה הפעולה בצד ימין עם רטייה לחה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ולקשור וריד הירך בצד שמאל proximally בבית באזור מפשעתי עם מלחציים microvessel. להקריש וריד הירך distally ידי קרישה חשמלי, בברך העליונה לפני הסתעפות, במרחק של כ -2 ס&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור השקה חבר את הקצה הפרוקסימלי של שתל הוורידים עם סוף הפרוקסימלי של העורק על ידי השקת end-to-end עם 11-0 suturדואר. השתמש כ -8 תפרים קטע. בגין עם נחת שני התפרים הראשונים ב -12 בבוקר ו -6 העמדות בערב. לאחר מכן, לשים 2 עד 3 תפרים יותר בין נקודות אלה בצד הקדמי ולאחר מכן לשים 2 עד 3 תפרים יותר לתוך הצד האחורי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ולקשור את העורק הפמורלי באותו אופן שתואר עבור וריד הירך (1.1.18.). ודא כלי לולאה אינם מעוות. Anastomose בקצה הדיסטלי של שתל הוורידים עם סוף הפרוקסימלי של העורק כמתואר עבור וריד הירך (שלבי 1.1.19.). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נהל 25 IU הפרין לוריד. הפוך שוב בטוח כלי לולאה אינם מעוות, הסר את מהדק ולבדוק דליפה patency של הלולאה כ -5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Papaverine לכדרר (למשל, 4 מ&quot;ג / מ&quot;ל) על כלי כדי למנוע התכווצויות כלי הדם. אם יש patency, הלולאה מתרחבת ואת הדופק של העורק ניתן לצפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא מראש בתא ההשתלה למחצית הראשונה (כ -500 μl) של המטריצה (למשל &lt;/ Em&gt;, הידרוג או מטריצת עצם עם או בלי תאים). הטמע את הלולאה לתוך תא ההשתלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממלא את חדר ההשתלה עם המחצית השנייה של המטריצה ​​כדי בהיקף כולל של 1,000 μl. חותם את התא עם מכסה התא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תקן את תא ההשתלה על הירך עם תפר 6-0 שאינם נספגים. תקן את המכסה קאמרית עם תפר 6-0 שאינם נספגים. תפסיק דימום אפשרי עם קרישה חשמלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את העור עם 4-0 תפרים נספגים. מכסים את הפצע עם ספריי אלומיניום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נהל אנטיביוטיקה ומשככי כאבים (למשל, 7.5 מ&quot;ג / ק&quot;ג Enrofloxacin SC, tramadol 12.5 מ&quot;ג / ק&quot;ג פומי (PO) (דרך מי השתייה) במשך 3 - 5 ימים ולאחר מכן בהתאם להתנהגות של עכברוש). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סובב את מאדה את ולאפשר החולדה לנשום גז אספקה ​​עד שהוא מתחיל להתעורר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החולדה בקופסה עם תמיכה תרמית ולבחון אותו בזהירות עד התאושש לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אל תשאירו את העכברוש unהשתתפו עד שב להכרתו מספיק כדי לשמור שכיבה sternal. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אל תשלח את החולדה בחברת חיות אחרות עד התאושש לחלוטין. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נוהל explantation <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצעו את explantation לאחר ההשתלה קצרת זמן או זמן ארוך (בהתאם לעיצוב המחקר, לדוגמאות ראה הפניות 27-32). להרדים את העכברוש על פי שלבי 1.1.1.-1.1.9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את העור של הבטן עם אזמל (מס &#39;10) ולהעביר את המעיים בצד עם רטייה. לחשוף את אבי העורקים בבטן ואת צמר גפן הווריד הנבוב caudalis משתמש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Cannulate אבי העורקים בבטן (למשל., 24 מד צינורית פלסטיק) וחתך את הווריד הנבוב caudalis במספריים לנתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שטוף את אב העורקים בבטן עם פתרון נתרן כלורי 0.9% המכיל הפרין 100 IU / ml עד שהנוזל הדולף ברור. Perfuse האאורטה עם 30 מ&quot;ל פתרון זלוף (למשל., בניגוד סוכן או הודויא). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את העכברוש על ידי הזרקה של מינון קטלני של embutramide, יודיד mebezonium, פתרון בזריקות hydrochloride tetracaine (0.1 - 0.2 מ&quot;ל / ק&quot;ג) ב הרדמה עמוקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ולקשור את אבי העורקים בבטן ואת הווריד הנבוב caudalis עם תפר 4-0 שאינם נספגים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את אזור הפצע הפתוח עם 1 - 2 מלחציים. אחסן את החולדה למשך 24 שעות ב 4 ° C (ריפוי של הפתרון זלוף). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את החולדה על הגב שלה. מורחים את הגפיים האחוריות ולתקן אותן עם דבק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את העור מעל החדר עם חתך אורכי עם אזמל (מס &#39;10). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את רקמת החיבור של החדר ואת pedicle לולאה באמצעות מספריים microforceps לנתח. חותך את pedicle לולאת ממרחק של 1 סנטימטר מהפתח הקאמרי במספריים לנתח ולהסיר את קאמרית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את המכסה של התא ובזהירות להסיר את המבנה מהאולם עם מלקחיים ולתקן אותה בתמיסה שנאגרה פורמלין 4% למשך 24 שעות ב חדרטֶמפֶּרָטוּרָה. לאחר מכן להשתמש לבנות עבור טומוגרפיה מיקרו שחושב 3D או פרפין מוטבע לניתוח היסטולוגית 30. </li></ol></li></ol>

The authors have nothing to disclose.

במשך למעלה מעשור, יש לנו בהצלחה השתמשו arteriovenous (AV) לולאה למטרות הנדסת רקמות אנגיוגנזה הלומדים vivo במודל חיה קטנה. יכולנו להוכיח כי מודל מייקרו זה גם מאוד מתאים הנדסת רקמות שונות וכי הוא יכול לשמש גם ללימודי אנגיוגנזה או antiangiogenesis. <p class="jove_content" style=";text-align:right;direction:r...

רוב הרקמות ואיברים בגוף האדם תלויות רשת כלי דם תפקודית המספקת חומרים מזינים, מחליף גזים ומסיר חומרי פסולת. תקלה במערכת הזו נגרמת על ידי בעיות בכלי דם מקומיות או מערכתיות יכולה להוביל למספר רב של מחלות קשות. יתר על כן, באזורי מחקר כגון הנדסת רקמות או רפואת רגנרטיבית, רשת כלי דם תפקודית בתוך רקמות שנוצרו באופן מלאכותי או איברים מושתלים היא הכרחית עבור יישומים קליניים מוצלחים. במשך עשרות שנים חוקרים כבר חוקרת את המנגנונים המדויקים המעורבים כלי הדם גדל כדי להבין טוב יותר למצבים פתולוגיים כדי למצוא התערבויות טיפוליות חדשניות ולספק מניעה טובה יותר של הפרעות בכלי הדם. בשלב הראשון, תהליכים בסיסיים כגון תאי תאי אינטראקציות או את ההשפעה של מולקולות על תאים של מערכת כלי הדם בדרך כלל נחקרים על ידי במבחנת 2D או 3Dניסויים. מודלי 2D מסורתיים הם קלים לביצוע, מבוססים היטב ותרמו רב להבנה טובה יותר של תהליכים אלה. בפעם הראשונה בשנת 1980, פולקמן ואח &#39;. דווח זריעת אנגיוגנזה חוץ גופייה של תאי אנדותל נימים על צלחות ג&#39;לטין מצופה 1. זה מיד פינתה פרסום של מספר רב של ניסויים אנגיוגנזה 2D נוסף על assay היווצרות צינור תא האנדותל 2, הגירה assay 3 ואת שיתוף culturing של סוגי תאים שונים 4, כמו גם אחרים. מבחנים אלו משמשים עד היום וקבלו כסטנדרט בשיטות במבחנה. עם זאת, התקנה ניסיונית זו אינה עולה תמיד מתאימה לחקר התנהגות תא in vivo מאז סוגי התאים ביותר דורשים סביבת 3D כדי ליצור מבני רקמות פיסיולוגיים רלוונטיים 5. זה יכול להיות הראה כי הארכיטקטורה של מטריקס 3D יש משקל מכריע morphogenesi נימיםים 6 וכי מטריקס הסלולר נוסף תא (ECM) אינטראקציות ותרבות 3D תנאים להסדיר גורמים חשובים מעורבי אנגיוגנזה גידול 7. מטריצת 3D מספקת תשומות מכאניות מורכבות, יכול לקשור חלבונים מפעילים ולהקים הדרגתיים ריכוז מומס בקנה מידת רקמות. יתר על כן, זה נחשב הכרחי על מנת לחקות המוךפו&quot;גנטי שהולך vivo וצעדי שיפוץ ברקמות מורכבות 5. במערכות אלה, הוא אנגיוגנזה vasculogenesis ניתן ללמוד. בעוד אנגיוגנזה מתאר נביטת נימים מן קודמות כלי הדם 8, vasculogenesis מתייחס היווצרות דה נובו של כלי הדם באמצעות תאי אנדותל או אבות שלהם 9,10. ההבשלה של כלי מתואר תהליך הנקרא &#39;arteriogenesis&#39; באמצעות גיוס של תאי שריר חלק 11. Angiogenic טיפוסי במודל חוץ גופית היא הנבטה של תאי האנדותל מן בשכבה הקיימתהים זורע כמו בשכבה על גבי משטחים ג&#39;ל, על פני שטח של microspheres מוטבע בתוך ג&#39;ל או ע&quot;י בניית spheroids תא האנדותל 12. במודלי vasculogenic יחידים בתאי האנדותל הם לכודים ג&#39;ל 3D. הם אינטראקציה עם תאי אנדותל סמוכים כדי ליצור מבנים וסקולרית ורשתות דה נובו, בדרך כלל בשילוב עם תאים תומכים 12. עם זאת, אפילו 3D מורכבים במודלים חוץ גופית לא יכול לחקות במסגרות vivo נתון לחלוטין ריבוי תאים תאים ותא-ECM קשרי הגומלין 13. חומרים בעלי פעילות גבוהה במבחנה לא מראים באופן אוטומטי את אותם אפקטים in vivo ולהיפך 14. לקבלת ניתוח מקיף של כלי הדם מעבד יש צורך דחוף לפתח במודלים vivo כי טוב לדמות את המצב בגוף. מגוון גדול של מבחני אנגיוגנזה vivo ב מתוארים בספרות, כוללassay קרום חומוס chorioallantoic (רמ&quot;א), מודל דג הזברה, assay אנגיוגנזה הקרני, מודל השק הגבה אוויר, תא skinfold הגבה, 14 דגמי הגידול תת עורית. עם זאת, מבחנים אלה קשורים בדרך כלל עם מגבלות, כגון שינויי מורפולוגיים מהירים, בעיות נימים חדשות המבדילות מקבוצות קיימות כבר ב assay CAM, או מספר המקומות המוגבלים assay אנגיוגנזה הקרני 15. יתר על כן, מערכות שאינן יונקים משמשות (למשל., מודל דג הזברה 16), מה שמוביל לבעיות ב השתלה שלא מבן-מיניתי 17. במודל הגידול תת עורית, אנגיוגנזה שמקורם רק מן הגידול עצמו לא ניתן לנתח מאז הרקמות הסמוכות תורמות רבות לתהליך כלי הדם. יתר על כן, את הרקמה שמסביב יכול להיות תפקיד מכריע בעיצוב במיקרו-סביבה של הגידול 18. לא רק ללימוד אנגיוגנזה או vasculogenesis האם יש ne חזקed עבור ב סטנדרטית היטב מאופיין מודל vivo אלא גם ללימוד אסטרטגיות כלי דם שונים בהנדסת רקמות ורפואה רגנרטיבית. היום, הדור של איברים מורכבים מלאכותיים או רקמות אפשרי הוא במבחנת in vivo. 3D bioprinting מספק טכניקת ייצור על פי דרישה להפקת רקמות מחייה שימושית 3D מורכב 19. יתר על כן, מתקני הגידול יכול לשמש להפקת רקמות 20 או אפילו הגוף עצמו יכול לשמש bioreactor 21. עם זאת, המכשול העיקרי ליישום מוצלח של רקמות שנוצרו באופן מלאכותי הוא חוסר כלי דם בתוך המבנים המהונדסים. חיבור מיידי של כלי דם המארח לאחר ההשתלה הוא תנאי הכרחי להישרדות, במיוחד במקרה של רקמות מלאכותיות בקנה מידה גדולה או איברים. שונה במבחנה או באסטרטגיות prevascularization vivo היה develOpEd להקים microvasculature תפקודית בונה לפני ההשתלה 22. השתלת פיגום עם נימים מהונדסים מתבצעות חוץ גופית על עור הגב של עכברים הביאה השקה מהירה של כלי הדם בעכברים תוך יום 23. לעומת זאת, אליפטית שיתוף תרבות המורכבת של אדם בתאי גזע mesenchymal ותאי אנדותל וריד אדם הטבור התאספו לתוך רשת prevascular תלת ממד פיתוח נוסף לאחר השתלת in vivo. עם זאת, השקה עם כלי דם המארח הוגבלה 24. מעל לכל, פגמים vascularized גרוע, כגון אזורים נמקי או מוקרן, כלי דם חיצוניים כביכול זה - ingrowth כלי מהאזור לתוך הפיגום - לעתים קרובות נכשל. כלי דם פנימיים, לעומת זאת, מבוסס על ציר כלי דם כמקור נימים החדשים הנבטה לתוך הפיגום 25. שימוש בגישת כלי הדם הציריניתן להשתיל, הרקמה המהונדסת עם ציר כלי הדם שלו ומחוברת כלי מקומי באתר הנמען. מיד לאחר ההשתלה, הרקמה נתמך כראוי על ידי חמצן וחומרים מזינים, אשר יוצר את התנאים המתאימים לשילוב אופטימלי. בשל זמינות מוגבלת של מודלים לחקירת in vivo אנגיוגנזה ומתוך הכרת החשיבות הגוברת של יצירת רקמת vascularized axially, פיתחנו את הגישה microsurgical של ארול ו Spira נוספת כדי ליצור לולאה arteriovenous (AV) במודל חיה 26. השימוש בתא השתלה סגור לחלוטין עושה שיטה זו מתאימה מאוד גם ללמוד כלי דם היווצרות תחת &quot;נשלט&quot;, גם מאופיין בתנאי vivo (איור 1). מודל זה הוא לא שימושי רק עבור החקירה של אנגיוגנזה אלא גם מתאים באופן אופטימלי עבור כלי הדם הציריים של פיגומי engin רקמותלמטרות eering.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="931">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">0.9% sodium chloride</td>
			<td style="width:251px;">Berlin-Chemie AG</td>
			<td style="width:203px;">34592508</td>
			<td style="width:124px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:355px;">11-0 Ethilon / polyamide 6/6</td>
			<td style="width:251px;">Ethicon</td>
			<td>EH7438G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">4-0 Vicryl / polygalactin 910</td>
			<td style="width:251px;">Ethicon</td>
			<td>V392H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">6-0 Prolene / polypropylene</td>
			<td style="width:251px;">Ethicon</td>
			<td>8695H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">aluminium spray</td>
			<td style="width:251px;">Pharma Partner Vertriebs-GmbH</td>
			<td>1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">antiseptics&#160;</td>
			<td style="width:251px;">BODE Chemie GmbH&#160;</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Catheter&#160;</td>
			<td style="width:251px;">B Braun Meslungen AG</td>
			<td>4251612-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:355px;">contrast agent</td>
			<td style="width:251px;">Flowtech</td>
			<td>&#160;MV-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:355px;">embutramide, mebezonium iodide, tetracaine hydrochloride injectable solution&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Intervet International GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">encre de chine intense indian ink</td>
			<td style="width:251px;">Lefranc &#38; Bourgeois&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Enrofloxacin&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Bayer AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">eye ointment&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Bayer AG</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">Formalin 4 %&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Carl Roth GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td>P087.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">Heparin</td>
			<td style="width:251px;">Ratiopharm GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">isoflurane&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Abbott Laboratories</td>
			<td>6055482</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Lewis rat, male</td>
			<td style="width:251px;">Charles River Laboratories</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Metamizol-Natrium&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Ratiopharm GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">papaverine / Paveron N</td>
			<td style="width:251px;">Linden Arzneimittel-Vertrieb-GmbH</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">tramadol / Tramal</td>
			<td style="width:251px;">Gr&#252;nenthal GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the arteriovenous (av) loop in a small animal model to study angiogenesis and vascularized tissue engineering

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in pathological situations such as cancer, vascularization plays a leading role in disease progression. Consequently, there is a strong need for a standardized and well-characterized in vivo model in order to elucidate the mechanisms of neovascularization and develop different vascularization approaches for tissue engineering and regenerative medicine.
We describe a microsurgical approach for a small animal model for induction of a vascular axis consisting of a vein and artery that are anastomosed to an arteriovenous (AV) loop. The AV loop is transferred to an enclosed implantation chamber to create an isolated microenvironment in vivo, which is connected to the living organism only by means of the vascular axis. Using 3D imaging (MRI, micro-CT) and immunohistology, the growing vasculature can be visualized over time. By implanting different cells, growth factors and matrices, their function in blood vessel network formation can be analyzed without any disturbing influences from the surroundings in a well controllable environment. 
In addition to angiogenesis and antiangiogenesis studies, the AV loop model is also perfectly suited for engineering vascularized tissues. After a certain prevascularization time, the generated tissues can be transplanted into the defect site and microsurgically connected to the local vessels, thereby ensuring immediate blood supply and integration of the engineered tissue. By varying the matrices, cells, growth factors and chamber architecture, it is possible to generate various tissues, which can then be tailored to the individual patient's needs.

הנדסת רקמות למטרות הנדסת עצם רקמות, מספר תחליפי עצם שונים הושתלו ב 27,28,33,34 מודל לולאת AV חולדת חיה הקטנה. כלי הדם יכול להיות הפגינו בצורה מושלמת על ידי טומוגרפיה מיקרו שחושב 3D (מיקרו CT) (איור 3 א). כלי הדם של רקמת עצם ספוגי שור ?...

Watch this Scientific Journal Video about The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering at JoVE.com

The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

אנו מתארים גישה מיקרו עבור הדור של בלופ arteriovenous (AV) כמודל לניתוח כלי דם in vivo בסביבה מבודדת היטב מאופיין. מודל זה הוא לא רק שימושי עבור חקירת אנגיוגנזה, אלא גם מתאים באופן אופטימלי עבור הנדסה vascularized axially ורקמות להשתלה.

Arteriovenous (AV) Loop במודל בעלי חיים קטנים לחקר אנגיוגנזה והנדסת רקמות כלי דם

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

the-arteriovenous-av-loop-small-animal-model-to-study-angiogenesis

Research

JoVE Journal

Bioengineering

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

12.5K Views.  University Hospital of Erlangen, Friedrich-Alexander University of Erlangen-Nürnberg (FAU).  אנו מתארים גישה מיקרו עבור הדור של בלופ arteriovenous (AV) כמודל לניתוח כלי דם in vivo בסביבה מבודדת היטב מאופיין. מודל זה הוא לא רק שימושי עבור חקירת אנגיוגנזה, אלא גם מתאים באופן אופטימלי עבור הנדסה vascularized axially ורקמות להשתלה. 

Video: The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

עיצוב של bioreactor לחץ על מחזורי Ex Vivo מחקר של מסתמי הלב אבי העורקים

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Tissue Engineering of the Intestine in a Murine Model

Tissue-engineered small intestine (TESI) has successfully been used to rescue Lewis rats after massive small bowel resection, resulting in return to preoperative weights within 40 days.1 In humans, massive small bowel resection can result in short bowel syndrome, a functional malabsorptive state that confers significant morbidity, mortality, and healthcare costs including parenteral nutrition dependence, liver failure and cirrhosis, and the need for multivisceral organ transplantation.2 In this paper, we describe and document our protocol for creating tissue-engineered intestine in a mouse model with a multicellular organoid units-on-scaffold approach. Organoid units are multicellular aggregates derived from the intestine that contain both mucosal and mesenchymal elements,3 the relationship between which preserves the intestinal stem cell niche.4 In ongoing and future research, the transition of our technique into the mouse will allow for investigation of the processes involved during TESI formation by utilizing the transgenic tools available in this species.5The availability of immunocompromised mouse strains will also permit us to apply the technique to human intestinal tissue and optimize the formation of human TESI as a mouse xenograft before its transition into humans. Our method employs good manufacturing practice (GMP) reagents and materials that have already been approved for use in human patients, and therefore offers a significant advantage over approaches that rely upon decellularized animal tissues. The ultimate goal of this method is its translation to humans as a regenerative medicine therapeutic strategy for short bowel syndrome.

This article and the accompanying video present our protocol for generating tissue-engineered intestine in the mouse, using an organoid units-on-scaffold approach.

הנדסת רקמות של המעי בדגם Murine

Tissue-engineered small intestine (TESI) has successfully been used to rescue Lewis rats after massive small bowel resection, resulting in return to ...

Design of a Biaxial Mechanical Loading Bioreactor for Tissue Engineering

We designed a loading device that is capable of applying uniaxial or biaxial mechanical strain to a tissue engineered biocomposites fabricated for transplantation. While the device primarily functions as a bioreactor that mimics the native mechanical strains, it is also outfitted with a load cell for providing force feedback or mechanical testing of the constructs. The device subjects engineered cartilage constructs to biaxial mechanical loading with great precision of loading dose (amplitude and frequency) and is compact enough to fit inside a standard tissue culture incubator. It loads samples directly in a tissue culture plate, and multiple plate sizes are compatible with the system. The device has been designed using components manufactured for precision-guided laser applications. Bi-axial loading is accomplished by two orthogonal stages. The stages have a 50 mm travel range and are driven independently by stepper motor actuators, controlled by a closed-loop stepper motor driver that features micro-stepping capabilities, enabling step sizes of less than 50 nm. A polysulfone loading platen is coupled to the bi-axial moving platform. Movements of the stages are controlled by Thor-labs Advanced Positioning Technology (APT) software. The stepper motor driver is used with the software to adjust load parameters of frequency and amplitude of both shear and compression independently and simultaneously. Positional feedback is provided by linear optical encoders that have a bidirectional repeatability of 0.1 &mu;m and a resolution of 20 nm, translating to a positional accuracy of less than 3 &mu;m over the full 50 mm of travel. These encoders provide the necessary position feedback to the drive electronics to ensure true nanopositioning capabilities. In order to provide the force feedback to detect contact and evaluate loading responses, a precision miniature load cell is positioned between the loading platen and the moving platform. The load cell has high accuracies of 0.15% to 0.25% full scale.

We designed a novel mechanical loading bioreactor that can apply uniaxial or biaxial mechanical strain to a cartilage biocomposite prior to transplantation into an articular cartilage defect.

עיצוב של Bioreactor טוען מכונות Biaxial להנדסת רקמות

We  designed a loading device that is capable of applying uniaxial or biaxial  mechanical strain to a tissue engineered biocomposites fabricated for  ...

Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

Cancer is one of the leading causes of death worldwide. Current therapeutic strategies are predominantly developed in 2D culture systems, which inadequately reflect physiological conditions in vivo. Biological 3D matrices provide cells an environment in which cells can self-organize, allowing the study of tissue organization and cell differentiation. Such scaffolds can be seeded with a mixture of different cell types to study direct 3D cell-cell-interactions. To mimic the 3D complexity of cancer tumors, our group has developed a 3D in vitro tumor test system.	
	Our 3D tissue test system models the in vivo situation of malignant peripheral nerve sheath tumors (MPNSTs), which we established with our decellularized porcine jejunal segment derived biological vascularized scaffold (BioVaSc). In our model, we reseeded a modified BioVaSc matrix with primary fibroblasts, microvascular endothelial cells (mvECs) and the S462 tumor cell line. For static culture, the vascular structure of the BioVaSc is removed and the remaining scaffold is cut open on one side (Small Intestinal Submucosa SIS-Muc). The resulting matrix is then fixed between two metal rings (cell crowns).	
	Another option is to culture the cell-seeded SIS-Muc in a flow bioreactor system that exposes the cells to shear stress. Here, the bioreactor is connected to a peristaltic pump in a self-constructed incubator. A computer regulates the arterial oxygen and nutrient supply via parameters such as blood pressure, temperature, and flow rate. This setup allows for a dynamic culture with either pressure-regulated pulsatile or constant flow.	
	In this study, we could successfully establish both a static and dynamic 3D culture system for MPNSTs. The ability to model cancer tumors in a more natural 3D environment will enable the discovery, testing, and validation of future pharmaceuticals in a human-like model.

Tissue Engineering of a Human 3D in vitro Tumor Test System

Methods to create human 3D tumor tissues as test systems are described. These technologies are based on a decellularized Biological Vascularized Scaffold (BioVaSc), primary human cells and a tumor cell line, which can be cultured under static as well as under dynamic conditions in a flow bioreactor.

הנדסת רקמות של 3D אדם<em&gt; במבחנה</emמערכת מבחן גידול&gt;

Cancer is one of the leading causes of death worldwide.  Current therapeutic strategies are predominantly developed in 2D culture  systems, which ...

Tissue Engineering of Tumor Stromal Microenvironment with Application to Cancer Cell Invasion

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and invasion. Rat tail type I collagen and/or matrix derived from Engelbreth-Holm-Swarm mouse sarcoma cells have been traditionally employed as the substrates to model the matrix or stromal microenvironment into which mesenchymal cells (usually fibroblasts) are populated. Although experiments using such matrices are very informative, it can be argued that due to an overriding presence of a single protein (such as in type I Collagen) or a high content of basement membrane components and growth factors (such as in matrix derived from mouse sarcoma cells), these substrates do not best reflect the contribution to matrix composition made by the stromal cells themselves. To study native matrices produced by primary dermal fibroblasts isolated from patients with a tumor prone, genetic blistering disorder (recessive dystrophic epidermolysis bullosa), we have adapted an existing native matrix protocol to study tumor cell invasion. Fibroblasts are induced to produce their own matrix over a prolonged period in culture. This native matrix is then detached from the culture dish and epithelial cells are seeded onto it before the entire coculture is raised to the air-liquid interface. Cellular differentiation and/or invasion can then be assessed over time. This technique provides the ability to assess epithelial-mesenchymal cell interactions in a 3D setting without the need for a synthetic or foreign matrix with the only disadvantage being the prolonged period of time required to produce the native matrix. Here we describe the application of this technique to assess the ability of a single molecule expressed by fibroblasts, type VII collagen, to inhibit tumor cell invasion.

Tissue engineered fibroblast-derived native matrix is an emerging tool to generate a stromal substrate which supports epithelial cell proliferation and differentiation. Here a protocol applying this methodology to assess the impact of different stromal cell types on tumor cell biology is presented.

הנדסת רקמות של גידול סטרומה Microenvironment עם בקשה לפלישת תאי הסרטן

3D organotypic cultures of epithelial cells on a matrix embedded with mesenchymal cells are widely used to study epithelial cell differentiation and ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models reflect the human wound situation better than animal models. Although two-dimensional models are widely used to investigate processes such as cellular migration and proliferation, models that are more complex are required to gain a deeper knowledge about wound healing. Besides a suitable model system, the generation of precise and reproducible wounds is crucial to ensure comparable results between different test runs. In this study, the generation of a three-dimensional full thickness skin equivalent to study wound healing is shown. The dermal part of the models is comprised of human dermal fibroblast embedded in a rat-tail collagen type I hydrogel. Following the inoculation with human epidermal keratinocytes and consequent culture at the air-liquid interface, a multilayered epidermis is formed on top of the models. To study the wound healing process, we additionally developed an automated wounding device, which generates standardized wounds in a sterile atmosphere.

The goal of this protocol is to build up a three-dimensional full thickness skin equivalent, which resembles natural skin. With a specifically constructed automated wounding device, precise and reproducible wounds can be generated under maintenance of sterility.

דור של עור בעובי מלא תלת ממדי Equivalent ואוטומטי פציעה

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. Collagen has been extensively used for a wide range of biomedical applications and is considered a valid alternative to synthetic materials due to its inherent biocompatibility (i.e., low antigenicity, inflammation, and cytotoxic responses). However, the limited mechanical properties and the related low hand-ability of collagen gels have hampered their use as scaffold materials for vascular tissue engineering. Therefore, the rationale behind this work was first to engineer cellularized collagen gels into a tubular-shaped geometry and second to enhance smooth muscle cells driven reorganization of collagen matrix to obtain tissues stiff enough to be handled.
The strategy described here is based on the direct assembling of collagen and smooth muscle cells (construct) in a 3D cylindrical geometry with the use of a molding technique. This process requires a maturation period, during which the constructs are cultured in a bioreactor under static conditions (without applied external dynamic mechanical constraints) for 1 or 2 weeks. The &#8220;static bioreactor&#8221; provides a monitored and controlled sterile environment (pH, temperature, gas exchange, nutrient supply and waste removal) to the constructs. During culture period, thickness measurements were performed to evaluate the cells-driven remodeling of the collagen matrix, and glucose consumption and lactate production rates were measured to monitor the cells metabolic activity. Finally, mechanical and viscoelastic properties were assessed for the resulting tubular constructs. To this end, specific protocols and a focused know-how (manipulation, gripping, working in hydrated environment, and so on) were developed to characterize the engineered tissues.

In this work, we present a technique for the rapid fabrication of living vascular tissues by direct culturing of collagen, smooth muscle cells and endothelial cells. In addition, a new protocol for the mechanical characterization of engineered vascular tissues is described.

הנדסת ג&#39;ל קולגן Cellularized 3D לשחזור רקמות וכלי דם

Synthetic materials are known to initiate clinical complications such as inflammation, stenosis, and infections when implanted as vascular substitutes. ...

Sandwich-like Microenvironments to Harness Cell/Material Interactions

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. However in vivo, most of the cells are completely surrounded by the extracellular matrix (ECM), resulting in a three-dimensional (3D) distribution of receptors. This may trigger differences in the outside-in signaling pathways and thus in cell behavior.
This article shows that stimulating the dorsal receptors of cells already adhered to a 2D substrate by overlaying a film of a new material (a sandwich-like culture) triggers important changes with respect to standard 2D cultures. Furthermore, the simultaneous excitation of ventral and dorsal receptors shifts cell behavior closer to that found in 3D environments. Additionally, due to the nature of the system, a sandwich-like culture is a versatile tool that allows the study of different parameters in cell/material interactions, e.g., topography, stiffness and different protein coatings at both the ventral and dorsal sides. Finally, since sandwich-like cultures are based on 2D substrates, several analysis procedures already developed for standard 2D cultures can be used normally, overcoming more complex procedures needed for 3D systems.

The following protocol describes the procedure to assemble sandwich-like cultures to be used as an intermediate stage between bi-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) cellular environments. The engineered systems can have applications in microscopy, biomechanics, biochemistry and cell biology assays.

כמו כריך microenvironments לרתום ניידים / חומרי אינטראקציות

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. ...

Use of a Rat Model to Study Ventral Abdominal Hernia Repair

Ventral abdominal hernia is a relatively common clinical condition that sometimes requires herniorraphy (surgical repair). The repair of ventral abdominal hernia typically requires implantation of a material to serve as a mechanical bridge across the defect in the abdominal wall. Biomaterials, such as porcine small intestinal submucosa (SIS), also serve as a lattice for cell growth into the implant and can naturally incorporate into the host tissue. Development of such repair materials benefits from use of animal models in which experimental abdominal wall defects are easily created and are amenable to repair in a reproducible fashion. The method offered here describes surgical creation and repair of ventral abdominal hernia in a rat model. When SIS is used to repair an experimental ventral abdominal hernia in this model, it is rapidly incorporated into host tissue within 28 days of implantation. Histologically, incorporation of their implanted material into host tissue is characterized by a robust fibrovascular response. Future refinements and applications of the rat abdominal hernia model may likely involve diabetic and/or obese animals as a means to more closely mimic common co-morbidities of man.

This manuscript describes methods associated with creation and repair of a ventral abdominal wall defect (hernia). This model can be used to study repair strategies such as those that use implanted materials. In this manuscript, repair of the experimental hernia with porcine small intestinal submucosa is presented as an example.

לשימוש בדגם עכברוש ללמוד תיקון בקע בבטן הגחון

Ventral abdominal hernia is a relatively common clinical condition that sometimes requires herniorraphy (surgical repair). The repair of ventral abdominal ...

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and trade one defect for another. Tissue engineering holds the promise to address this increasing demand. However, most tissue engineering strategies fail to generate stable and functional tissue substitutes because of poor vascularization. This paper focuses on an in vivo tissue engineering chamber model of intrinsic vascularization where a perfused artery and a vein either as an arteriovenous loop or a flow-through pedicle configuration is directed inside a protected hollow chamber. In this chamber-based system angiogenic sprouting occurs from the arteriovenous vessels and this system attracts ischemic and inflammatory driven endogenous cell migration which gradually fills the chamber space with fibro-vascular tissue. Exogenous cell/matrix implantation at the time of chamber construction enhances cell survival and determines specificity of the engineered tissues which develop. Our studies have shown that this chamber model can successfully generate different tissues such as fat, cardiac muscle, liver and others. However, modifications and refinements are required to ensure target tissue formation is consistent and reproducible. This article describes a standardized protocol for the fabrication of two different vascularized tissue engineering chamber models in vivo.

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

This is a guideline for constructing in vivo vascularized tissue using a microsurgical arteriovenous loop or a flow-through pedicle configuration inside a tissue engineering chamber. The vascularized tissues generated can be employed for organ regeneration and replacement of tissue defects, as well as for drug testing and disease modeling.

הנדסת רקמות ידי עצמותי כלי דם בתוך<em&gt; In vivo</em&gt; הנדסת רקמות קאמרית

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...

Arteriovenous (AV) Loop במודל בעלי חיים קטנים לחקר אנגיוגנזה והנדסת רקמות כלי דם

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video