Name: engineering biological-based vascular grafts using a pulsatile bioreactor
Uploaded: 2011-06-14T12:00:00
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Ce travail est financé par les Instituts nationaux de la santé de subvention R01 EB-008 836 et R01 HL083895 (à la fois à LEN). Nous pourrions remercier Daryl Smith, le souffleur de verre de l&#39;Université, pour rendre les bioréacteurs pour notre recherche.

Autoclave Assemblez les tubes et autoclaver pour le système de flux et de composants bioréacteur (bioréacteur lui-même et le couvercle bouchon en silicone), comme indiqué dans la Figure 1 et Figure 2. Alimentation par sonde a un connecteur mâle à une extrémité et une extrémité ouverte de l&#39;autre côté. Trois segments de tube court sont insérés à travers un bouchon de silicone pour les échanges gazeux. 1. Couture PGA Mesh <ol><li> Couper PGA mai...

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	<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>

La qualité des navires d&#39;ingénierie est en grande partie dicté par la qualité des CML utilisés en culture de tissus. Les aspects critiques du phénotype SMC comprennent la morphologie contractiles, le nombre de passages bas, et la capacité de proliférer à l&#39;intérieur du bioréacteur. Nous recommandons que le nombre de passage pas être supérieure à P3 au moment de l&#39;ensemencement des cellules sur l&#39;échafaud polymère. Par ailleurs, il est crucial de vérifier que les sources sont libres SMC m...

<table border="1"><tbody><tr><th> Nom de réactif / Matériel </th><th> Fournisseur </th><th> Numéro de catalogue </th></tr><tr><td> FBS (sérum de veau fœtal) inactivé par la chaleur </td><td> HyClone </td><td> SH30071 </td></tr><tr><td> DMEM </td><td> GIBCO </td><td> 11885 </td></tr><tr><td> rhFGF-base </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> Pénicilline G </td><td> Sigma </td><td> PENNA </td></tr><tr><td> Cuivre (II) sulfate </td><td> Sigma </td><td> C8027 </td></tr><tr><td> Gylcine </td><td> Sigma </td><td> C8790 </td></tr><tr><td> L-alanine </td><td> Sigma </td><td> A7469-25G </td></tr><tr><td> L-proline </td><td> Sigma </td><td> P5607-25G </td></tr><tr><td> Acide ascorbique </td><td> Sigma </td><td> A4544-25G </td></tr><tr><td> HEPES </td><td> Sigma </td><td> H3375-100G </td></tr><tr><td> Bouchon en silicone </td><td> Cole-Parmer </td><td> 06298-24 </td></tr><tr><td> Masterflex tubes L / S </td><td> Cole-Parmer </td><td> 06508-16, 06508-18 </td></tr><tr><td> Masterflex Pompe </td><td> Cole-Parmer </td><td> 7553-80 </td></tr><tr><td> Coiffe en Dacron </td><td> Maquet </td><td> 174406 </td></tr><tr><td> PGA senti </td><td> Concordia </td><td> MO000877-01 </td></tr><tr><td> 4-0 1.5 métriques Surgipro II de suture </td><td> Syneture </td><td> VP-557-X </td></tr><tr><td> 6-0 0.7 de suture Dexon métriques </td><td> Syneture </td><td> 7538-11 </td></tr><tr><td> 0.22μm des filtres en PTFE </td><td> Whatman </td><td> 6780-2502 </td></tr><tr><td> Three Way robinet </td><td> Edwards Lifesciences </td><td> 593WSC </td></tr><tr><td> Capteur de pression </td><td> Edwards Lifesciences </td><td> PX212 </td></tr><tr><td> Sacs IV </td><td> Baxter </td><td> R4R2110 </td></tr><tr><td> Jeu de dilution Saline </td><td> Flèche </td><td> W20030 </td></tr><tr><td> Tube silicone </td><td> Saint-Gobain </td><td> F05027 </td></tr></tbody></table>

engineering biological-based vascular grafts using a pulsatile bioreactor

Beaucoup d&#39;efforts ont été consacrés à développer et faire progresser la méthodologie pour régénérer fonctionnelle de petit diamètre artériel contourne. Dans le milieu physiologique, à la fois une stimulation mécanique et chimique sont nécessaires pour maintenir le bon développement et la fonctionnalité de 1,2 vaisseaux artériels. Systèmes de culture bioréacteur développé par notre groupe sont conçus pour soutenir la régénération navire dans une contrôlée avec précision chimio-mécanique imitant celle de l&#39;environnement des navires indigènes. Notre assemblée bioréacteur et les procédures de maintenance sont assez simples et hautement reproductibles 3,4. Les cellules musculaires lisses (SMC) sont ensemencées sur un acide glycolique tubulaire (PGA) maillage qui est enfilé sur tube en silicone conforme et cultivées dans le bioréacteur avec ou sans stimulation pulsatile pendant 12 semaines. Il ya quatre principaux attributs qui distinguent notre bioréacteur de certains prédécesseurs. 1) Contrairement aux systèmes de culture de l&#39;autre qui simulent seulement la biochimie des vaisseaux sanguins environnants natale, notre bioréacteur crée également un environnement physiologique pulsatile en appliquant cyclique contrainte radiale pour les navires dans la culture. 2) Plusieurs bateaux conçus peuvent être cultivées simultanément sous différentes conditions mécaniques dans un environnement chimique contrôlé. 3) Le bioréacteur permet une couche mono de cellules endothéliales (CE) pour être facilement appliqué sur la face luminale des vaisseaux conçus pour l&#39;implantation des modèles animaux. 4) Notre bioréacteur peut également conçu des récipients de culture avec la taille de diamètre différent variait de 1 à 3 mm, économisant l&#39;effort d&#39;adapter chaque bioréacteur individuelles pour s&#39;adapter à une taille de diamètre spécifique. Les bateaux conçus en culture dans notre bioréacteur ressemblent vaisseaux sanguins natif histologiquement à un certain degré. Les cellules dans les parois des vaisseaux matures expriment des marqueurs SMC contractiles tels que les muscles lisses de la chaîne de myosine lourde (SMMHC) 3. Une quantité importante de collagène est déposé dans la matrice extracellulaire, qui est responsable de la résistance mécanique finale des vaisseaux conçus 5. L&#39;analyse biochimique indique également que la teneur en collagène des vaisseaux d&#39;ingénierie est comparable à celui des artères natives 6. Surtout, le bioréacteur a constamment régénérée pulsatile navires qui présentent des propriétés mécaniques qui permettent des expériences implantation réussie dans des modèles animaux 3,7. De plus, ce bioréacteur peut encore être modifié pour permettre en temps réel d&#39;évaluation et de suivi du remodelage du collagène au cours du temps, de manière non invasive, en utilisant un microscope optique non-linéaire (NLOM) 8. Pour conclure, ce bioréacteur doit servir une excellente plateforme pour l&#39;étude des mécanismes fondamentaux qui régulent la régénération de la fonctionnelle de petit diamètre des greffons vasculaires.

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Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

Notre groupe a développé un système de culture bioréacteur qui imite les contraintes pulsatiles physiologiques du système cardiovasculaire pour régénérer implantables petit diamètre des greffons vasculaires.

Greffes d&#39;ingénierie biologique vasculaire basé sur l&#39;aide d&#39;un bioréacteur pulsatile

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

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Conception d&#39;un bioréacteur de chargement mécanique biaxial pour l&#39;ingénierie tissulaire

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

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