Name: engineering biological-based vascular grafts using a pulsatile bioreactor
Uploaded: 2011-06-14T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor at JoVE.com

ويتم تمويل هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة المنحة R01 EB - 008836 وHL083895 R01 (على حد سواء لLEN). يمكننا أن يشكر داريل سميث ، جامعة نافخي الزجاج ، لجعل المفاعلات الحيوية لأبحاثنا.

الأوتوكلاف تجميع والأوتوكلاف أنابيب لنظام تدفق ومكونات مفاعل حيوي (مفاعل حيوي نفسها وغطاء سدادة سيليكون) كما أمرهم في الشكل 1 والشكل 2. تغذية أنبوب موصل الذكور واحدة على نهاية ونهاية مفتوحة على الجانب الآخر. يتم إدراج ثلاثة أجزاء ق?...

<ol>
	<li>Risau, W., Flamme, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vasculogenesis.">Vasculogenesis.</a> Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 11, 73-91 (1995).</li><li>Fankhauser, F., Bebie, H., Kwasniewska, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Influcence+of+mechanical+Forices+and+Flow+Mechanisms+on+Vessel+Occlusion.">The Influcence of mechanical Forices and Flow Mechanisms on Vessel Occlusion.</a> Lasers in Surgery and Medicine. 6, 530-532 (1987).</li><li>Niklason, L. E., Gao, J., Abbott, W. M., Hirschi, K. K., Houser, S., Marini, R., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+arteries+grown+in+vitro.">Functional arteries grown in vitro.</a> Science. 284, 489-493 (1999).</li><li>Prabhakar, V., Grinstaff, M. W., Alarcon, J., Knors, C., Solan, A. K., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineering+porcine+arteries:+Effects+of+scaffold+modification.">Engineering porcine arteries: Effects of scaffold modification.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 67A, 303-311 (2003).</li><li>Mitchell, S. L., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Requirements+for+growing+tissue-engineered+vascular+grafts.">Requirements for growing tissue-engineered vascular grafts.</a> Cardiovascular Pathology. 12, 59-64 (2003).</li><li>Dahl, S. L. M., Rhim, C., Song, Y. C., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+properties+and+compositions+of+tissue+engineered+and+native+arteries.">Mechanical properties and compositions of tissue engineered and native arteries.</a> Annals of Biomedical Engineering. 35, 348-355 (2007).</li><li>Quint, C., Kondo, Y., Manson, R. J., Lawson, J. H., Dardik, A., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decellularized+tissue-engineered+blood+vessel+as+an+arterial+conduit.">Decellularized tissue-engineered blood vessel as an arterial conduit.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 9214-9219 (2011).</li><li>Niklason, L. E., Yeh, A. T., Calle, E. A., Bai, Y., Valent&#237;n, A., Humphrey, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enabling+Tools+for+Engineering+Collagenous+Tissues+Integrating+Bioreactors,+Intravital+Imaging,+and+Biomechanical+Modeling.">Enabling Tools for Engineering Collagenous Tissues Integrating Bioreactors, Intravital Imaging, and Biomechanical Modeling.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 107, 3335-3339 (2010).</li><li>Gong, Z., Calkins, G., Cheng, E. -. c., Krause, D., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Culture+Medium+on+Smooth+Muscle+Cell+Differentiation+from+Human+Bone+Marrow-Derived+Mesenchymal+Stem+Cells.">Influence of Culture Medium on Smooth Muscle Cell Differentiation from Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stem Cells.</a> Tissue Engineering Part A. 15, 319-330 (2009).</li><li>Gong, Z. D., Niklason, L. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-diameter+human+vessel+wall+engineered+from+bone+marrow-derived+mesenchymal+stem+cells+(hMSCs.">Small-diameter human vessel wall engineered from bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSCs.</a> Faseb Journal. 22, 1635-1648 (2008).</li><li>Poh, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+vessels+engineered+from+human+cells.">Blood vessels engineered from human cells.</a> Lancet. 365, 2122-2124 (2005).</li><li>American Heart Association. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biostatistical fact sheet: cardiovascular procedures. , (2002).</li></ol>

نوعية السفن هندسيا هو في جزء كبير منه تمليه نوعية SMCs المستخدمة في زراعة الأنسجة. الجوانب الحاسمة في النمط الظاهري SMC تشمل مورفولوجيا مقلص ، وانخفاض عدد الممر ، والقدرة على التكاثر داخل مفاعل حيوي. نوصي بأن يكون أكبر عدد ممر لا يتجاوز P3 في وقت البذر الخلية على السقالة ا...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم الكاشف / مواد </th><th> المزود </th><th> رقم كتالوج </th></tr><tr><td> FBS (الجنين المصل البقري) الحرارة المعطل </td><td> HyClone </td><td> SH30071 </td></tr><tr><td> DMEM </td><td> GIBCO </td><td> 11885 </td></tr><tr><td> rhFGF - الأساسية </td><td> R &amp; B </td><td> 234 - FSE </td></tr><tr><td> rrPDGF - BB </td><td> R &amp; B </td><td> 520 - BB </td></tr><tr><td> Penicilin G </td><td> سيغما </td><td> بينا </td></tr><tr><td> النحاس (II) سلفات </td><td> سيغما </td><td> C8027 </td></tr><tr><td> Gylcine </td><td> سيغما </td><td> C8790 </td></tr><tr><td> L - ألانين </td><td> سيغما </td><td> A7469 - 25G </td></tr><tr><td> L - برولين </td><td> سيغما </td><td> P5607 - 25G </td></tr><tr><td> حمض الأسكوربيك </td><td> سيغما </td><td> A4544 - 25G </td></tr><tr><td> HEPES </td><td> سيغما </td><td> H3375 - 100G </td></tr><tr><td> سيليكون سدادة </td><td> كول - Parmer </td><td> 06298-24 </td></tr><tr><td> Masterflex أنابيب L / S </td><td> كول - Parmer </td><td> 06508-16 ، 06508-18 </td></tr><tr><td> Masterflex مضخة </td><td> كول - Parmer </td><td> 7553-80 </td></tr><tr><td> الداكرون الكفة </td><td> ماكيه </td><td> 174406 </td></tr><tr><td> ورأى PGA </td><td> كونكورديا </td><td> MO000877 - 01 </td></tr><tr><td> 1.5 متري 4-0 Surgipro الثاني خياطة </td><td> Syneture </td><td> VP - 557 - X </td></tr><tr><td> 6-0 0.7 خياطة Dexon متري </td><td> Syneture </td><td> 7538-11 </td></tr><tr><td> 0.22μm PTFE مرشحات </td><td> Whatman </td><td> 6780-2502 </td></tr><tr><td> ثلاثة الطريق وقف الديك </td><td> ادواردز Lifesciences </td><td> 593WSC </td></tr><tr><td> محول الضغط </td><td> ادواردز Lifesciences </td><td> PX212 </td></tr><tr><td> أكياس الرابع </td><td> باكستر </td><td> R4R2110 </td></tr><tr><td> تخفيف المالحة تعيين </td><td> سهم </td><td> W20030 </td></tr><tr><td> سيليكون أنابيب </td><td> سان جوبان </td><td> F05027 </td></tr></tbody></table>

engineering biological-based vascular grafts using a pulsatile bioreactor

وقد كرس الكثير من الجهد لتطوير وتعزيز منهجية لتجديد وظيفية صغيرة قطرها يتجاوز الشرايين. في البيئة الفسيولوجية ، وكلاهما مطلوب تحفيز الميكانيكية والكيميائية للحفاظ على التنمية السليمة وظيفة 1،2 الأوعية الشريانية. تم تصميم أنظمة الثقافة مفاعل حيوي وضعتها مجموعتنا لدعم تجديد السفينة ضمن بيئة الكيماوي والميكانيكية التي تسيطر على وجه التحديد تحاكي السفن الأم. جمعيتنا مفاعل حيوي وإجراءات الصيانة بسيطة نوعا ما ومتكررة للغاية 3،4. هي المصنفة خلايا العضلات الملساء (SMCs) على حمض polyglycolic أنبوبي (PGA) أن شبكة مترابطة عبر أنابيب من السيليكون ومتوافقة مع مثقف في مفاعل حيوي مع أو بدون تحفيز نابض لمدة تصل إلى 12 أسبوعا. هناك أربع سمات رئيسية تميز مفاعل حيوي لدينا من بعض أسلافه. 1) خلافا للأنظمة التي تحاكي ثقافة أخرى فقط البيوكيميائية المحيطة الأوعية الدموية الأصلية ، مفاعل حيوي لدينا أيضا بإنشاء البيئة الفسيولوجية نابض عن طريق تطبيق سلالة شعاعي دوري للسفن في مجال الثقافة. 2) ويمكن تربيتها السفن المهندسة متعددة في وقت واحد في ظل ظروف الميكانيكية المختلفة داخل بيئة الكيميائية الخاضعة للرقابة. 3) ومفاعل حيوي يسمح طبقة أحادية من الخلايا البطانية (EC) لتكون مغلفة بسهولة على الجانب اللمعية السفن هندسيا لزرع النماذج الحيوانية. 4) يمكن للمفاعل حيوي لدينا تراوحت أيضا السفن الثقافة هندسيا مع حجم قطرها مختلفة من 1 مم إلى 3 مم ، وتوفير الجهد لتكييف كل فرد مفاعل حيوي لتتناسب مع حجم قطرها محددة. هندسة السفن مثقف في مفاعل حيوي لدينا تشبه الأوعية الدموية الأصلي تشريحيا إلى حد ما. الخلايا الموجودة في جدران الأوعية التعبير عن علامات النضج SMC مقلص مثل العضلات الملساء ميوسين الثقيلة سلسلة (SMMHC) 3. وتودع وكمية كبيرة من الكولاجين داخل المصفوفة خارج الخلية ، والتي هي المسؤولة عن القوة الميكانيكية النهائي للهندسة السفن 5. تحليل البيوكيميائية يشير أيضا إلى أن محتوى الكولاجين السفن هندسيا هو مماثلة لتلك الشرايين الأصلية 6. الأهم من ذلك ، وإعادة إنشاء مفاعل حيوي نابض باستمرار السفن التي يحمل الخواص الميكانيكية التي تسمح التجارب الناجحة في غرس 3،7 النماذج الحيوانية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تعديل هذه مفاعل حيوي للسماح للمزيد من الوقت الحقيقي وتقييم ومتابعة إعادة عرض الكولاجين مع مرور الوقت ، غير جراحية ، وذلك باستخدام المجهر الضوئي غير الخطي (NLOM) 8. وختاما ، ينبغي لهذه مفاعل حيوي بمثابة منصة مثالية لدراسة الآليات الأساسية التي تنظم تجديد الطعوم الصغيرة القطر وظيفية في الأوعية الدموية.

Watch this Scientific Journal Video about Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor at JoVE.com

Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

وقد وضعت مجموعتنا نظام الثقافة مفاعل حيوي الذي يحاكي تؤكد نابض الفسيولوجية للنظام القلب والأوعية الدموية لتجديد زرع صغيرة قطرها ترقيع الأوعية الدموية.

الطعوم الوعائية الهندسة البيولوجية ، عن طريق بناء مفاعل حيوي نابض

Much effort has been devoted to develop and advance the methodology to regenerate functional small-diameter arterial bypasses. In the physiological ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Design of a Biaxial Mechanical Loading Bioreactor for Tissue Engineering

تصميم مفاعل حيوي ذو محورين الميكانيكية جار للهندسة الأنسجة

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

Operation of a Benchtop Bioreactor

تشغيل الفوق تفاعلات الاحيائية

Fermentation systems are used to provide an optimal growth environment for many different types of cell cultures. The ability afforded by fermentors to ...

Nonhuman Primate Lung Decellularization and Recellularization Using a Specialized Large-organ Bioreactor

There are an insufficient number of lungs available to meet current and future organ transplantation needs. Bioartificial tissue regeneration is an ...

Construction and Characterization of a Novel Vocal Fold Bioreactor

البناء وتوصيف من طية تفاعلات الاحيائية الرواية الصوتية

In vitro engineering of mechanically active tissues requires the presentation of physiologically relevant mechanical conditions to cultured cells. To ...

Cultivation of Mammalian Cells Using a Single-use Pneumatic Bioreactor System

زراعة خلايا الثدييات عن طريق استخدام المفرد نظام هوائي تفاعلات الاحيائية

Recent advances in mammalian, insect, and stem cell cultivation and scale-up have created tremendous opportunities for new therapeutics and personalized ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

تقنية جراحية لزرع الأنسجة المهندسة الأوعية الدموية الطعوم واللاحقة<em&gt; في فيفو</em&gt; الرصد

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Engineering 3D Cellularized Collagen Gels for Vascular Tissue Regeneration

الهندسة 3D Cellularized الهلام الكولاجين لتجديد الأنسجة الوعائية

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

A Novel Bioreactor for High Density Cultivation of Diverse Microbial Communities

مفاعل حيوي رواية لزراعة ارتفاع كثافة المجتمعات الميكروبية متنوعة

A novel reactor design, coined a high density bioreactor (HDBR), is presented for the cultivation and study of high density microbial communities. Past ...

Image-guided, Laser-based Fabrication of Vascular-derived Microfluidic Networks

صورة موجهة، التصنيع القائم على الليزر من شبكات ميكروفلويديك المستمدة الأوعية الدموية.

This detailed protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation for the fabrication of vascular-derived microfluidic ...

Scaling of Engineered Vascular Grafts Using 3D Printed Guides and the Ring Stacking Method

التحجيم من المهندسة الطعوم الأوعية الدموية عن طريق 3D مطبوعة أدلة والطوق زرع الطريقة

Coronary artery disease remains a leading cause of death, affecting millions of Americans. With the lack of autologous vascular grafts available, ...