Name: procedure for lung engineering
Uploaded: 2011-03-08T12:00:00
Duration: 12 min 50 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Procedure for Lung Engineering at JoVE.com

نشكر Maegan باء Colehour للمساعدة في تطوير مفاعل حيوي. وتم تمويل هذه الدراسات من جانب جامعة ييل قسم التخدير والمعاهد الوطنية للصحة 098220 HL منحة (لLEN). كان مدعوما من قبل THP T32 NIH GM007171.

<ol>
	<li>American Lung 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> Lung Disease Data. , (2008).</li><li>Petersen, T. H., Calle, E. A., Colehour, M. B., 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=Bioreactor+for+the+Long+Term+Culture+of+Lung+Tissue.">Bioreactor for the Long Term Culture of Lung Tissue.</a> Cell Transplant. , (2010).</li><li>Bilek, A. M., Dee, K. C., Gaver, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+surface+tension+induced+epithelial+cell+damage+in+a+model+of+pulmonary+airway+reopening.">Mechanisms of surface tension induced epithelial cell damage in a model of pulmonary airway reopening.</a> J Appl Physiol. 94, 770-783 (2003).</li><li>Petersen, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-Engineerined+Lungs+for+in+Vivo+Implantation.">Tissue-Engineerined Lungs for in Vivo Implantation.</a> Science. 329, 538-5341 (2010).</li><li>Ott, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+and+orthotopic+transplantation+of+a+bioartificial+lung.">Regeneration and orthotopic transplantation of a bioartificial lung.</a> Nat Med. 16, 927-9233 (2010).</li><li>Cortiella, J. <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+acellular+natural+lung+matrix+on+murine+embryonic+stem+cell+differentiation+and+tissue+formation.">Influence of acellular natural lung matrix on murine embryonic stem cell differentiation and tissue formation.</a> Tissue Eng. Part A. 16, 2565-2580 (2010).</li><li>Sugihara, H., Toda, S., Miyabara, S., Fujiuyama, C., Yonemitsu, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+alveolus-like+structure+from+alveolar+type+II+epithelial+cells+in+three-dimensional+collagen+gel+matrix+culture.">Reconstruction of alveolus-like structure from alveolar type II epithelial cells in three-dimensional collagen gel matrix culture.</a> Am J Pathol. 142, 783-7892 (1993).</li><li>Choe, M. M., Sporn, P. H., Swartz, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+matrix+remodeling+by+dynamic+strain+in+a+three-dimensional+tissue-engineered+human+airway+wall+model.">Extracellular matrix remodeling by dynamic strain in a three-dimensional tissue-engineered human airway wall model.</a> American Journal Respiratory Cell Molecular Biology. 35, 306-306 (2006).</li><li>Cortiella, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue-enginered+lung:+an+in+vivo+and+in+vitro+comparison+of+polyglycolic+acid+and+pluronic+F-127+hydrogel/somatic+lung+progenitor+cell+constructs+to+support+tissue+growth.">Tissue-enginered lung: an in vivo and in vitro comparison of polyglycolic acid and pluronic F-127 hydrogel/somatic lung progenitor cell constructs to support tissue growth.</a> Tissue Engineering. 12, 1213-1213 (2006).</li><li>Price, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+Decellularized+Lung+Bioreactor+System+for+Bioengineering+the+Lung:+The+Matrix+Reloaded.">Development of a Decellularized Lung Bioreactor System for Bioengineering the Lung: The Matrix Reloaded.</a> Tissue Eng Part A. , (2010).</li><li>Ott, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Perfusion-decellularized+matrix:+using+nature's+platform+to+engineer+a+bioartificial+heart.">Perfusion-decellularized matrix: using nature's platform to engineer a bioartificial heart.</a> Nat. Med. 14, 213-221 (2008).</li><li>Uygun, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organ+reengineering+through+development+of+a+transplantable+recellularized+liver+graft+using+decellularized+liver+matrix.">Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft using decellularized liver matrix.</a> Nat. Med. 16, 814-820 (2010).</li><li>Shannon, J. M., Mason, R. J., Jennings, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+differentiation+of+alveolar+type+II+epithelial+cells+in+vitro:+effects+of+cell+shape,+cell-matrix+interactions+and+cell-cell+interactions.">Functional differentiation of alveolar type II epithelial cells in vitro: effects of cell shape, cell-matrix interactions and cell-cell interactions.</a> Biochim. Biophys. Acta. 931, 143-156 (1987).</li><li>Cortiella, J. <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+Acellular+Natural+Lung+Matrix+on+Murine+Embryonic+Stem+Cell+Differentiation+and+Tissue+Formation.">Influence of Acellular Natural Lung Matrix on Murine Embryonic Stem Cell Differentiation and Tissue Formation.</a> Tissue Eng Part A. , (2010).</li></ol>

LEN يحمل الأوراق المالية في Humacyte ، وهي شركة الطب التجديدي. لم لا Humacyte تمويل هذه الدراسات ، ولم تؤثر على تصميم ، والتفسير ، أو الإبلاغ عن أي من التجارب أو الأساليب المذكورة. وقد قدم كتاب (LEN ، THP ، EAC) وجامعة ييل طلب البراءة المتعلقة بالهندسة أنسجة الرئتين.

قدم أهم جوانب النظام وتشمل الصيانة هنا من العقم ، والرصد الدقيق من الضغوط التي تمارس على السرير الأوعية الدموية في جميع مراحل عملية إعداد وبذر السقالة وزراعة الرئة إسكانها. يتم الاحتفاظ أفضل العقم بواسطة التعقيم جميع المواد قبل استخدامها ، وتركيب الرئة في نظام مغلق ، وبعد فترة وجيزة يزدرع تجنب خرق لاحق من هذا الحاجز. بعد المصفوفة decellularized تشطف جيدا ونقلها الى مفاعل حيوي للثقافة عقيمة ، لا ينبغي غطاء سيليكون والأختام وغيرها من الاتصالات ان ينزعج أو إزالتها. للحفاظ على الضغط في الاختيار ، وتدفق مدفوعا الجاذبية هي الأفضل كلما أمكن ذلك. عندما يطلب إلى مضخة لإعادة تدوير السوائل ، تبدأ بعد الشطف مع استمرار برنامج تلفزيوني وخلال الثقافة ، ونوصي قياس الضغط مباشرة قبل قليل من السائل يدخل في الشريان الرئوي مع محول الضغط. وينبغي أن حجم الضغوط التي مورست لا تتجاوز ال 15 ملم زئبق. يمكن تربيتها Recellularized الرئتين لفترات متفاوتة الزمن ، تتراوح عادة من 4 أيام لتصل إلى 3 أسابيع. عادة ما يتم إنجاز نضح في الأوعية الدموية 1-3 مل / دقيقة خلال ثقافة البطانية ، بينما يتم تطبيق التهوية عادة بمعدل 1 التنفس / دقيقة خلال ثقافة الظهارية. خلال فترات الثقافة مجتمعة ، في وقت واحد ، ونضح التهوية المناسبة. لا يمكن أن يؤديها إما مع التهوية المتوسطة السائل أو الهواء. على مدى العقود العديدة الماضية ، قامت عدة مجموعات عمل مهمة هندسة الأنسجة تظهر جدوى التفريق ظهارة الرئة في المختبر ، وتكرار العديد من جوانب microanatomy الرئة 7،8،9 ، 10. ومع ذلك ، حتى وقت قريب ، لم يكن احد منهم 4،5 من هذه المحاولات لمهندس نسيج الرئة أدى إلى زرع الجهاز الذي كان قادرا على الحفاظ على الفصل بين الدم والتنفس والمقصورات التي يمكن أن تشارك في تبادل الغازات. لذا ، على الرغم من الأساليب المذكورة ليست سوى خطوة أولى نحو هدف طويل الأجل لتوليد أنسجة الرئة وظيفية ، وهذا العمل هو خطوة مشجعة نحو إمكانية زيادة كمية أنسجة الرئة المتاحة للزرع. وعلاوة على ذلك ، فإن هذا العمل بالتفصيل العمل الذي قام به أوت آخرون وUYGUN وزملاؤه 11،12 ، مما يدل على نجاعة المصفوفة خارج الخلية decellularized بوصفها سقالة لهندسة الأنسجة هياكل ثلاثية الأبعاد المعقدة ودعم النمو والبقاء على قيد الحياة لأنواع مختلفة من الخلايا . هذا العمل هو أيضا كبير لمساهمتها في الجهاز التنفسي أرممنتريوم الخلية والبيولوجيا الجزيئية. من خلال توفير فريدة من نوعها ، ثلاثي الأبعاد البيئة التي يمكن أن توفر أيضا مؤثرات الميكانيكية المناسبة ، والتي لا تشترك في المخاطر المصاحبة للتمايز دي السريعة التي يمكن للمرء أن تواجهها عند زراعة ظهارة القوارض في المختبر مع أكثر الأساليب التقليدية 13 ، يمكن استخدام العلماء لدينا نظام لاكتساب المعرفة الجديدة في التفاعلات خلية خلية وخلية المصفوفة التي تلعب دورا في تمايز الخلايا ووظيفتها. هذه المعرفة قد تكون قوية خاصة إذا ما استخدمت كوسيلة ضغط لتوجيه مصير السكان من مختلف الخلايا الجذعية ، ومجموعة Cortiella وأثبتت الدراسات الأولية في 14.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم كاشف </th><th> شركة </th><th> فهرس العدد </th><th> تعليقات (اختياري) </th></tr><tr><td> قتل رحيم </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> الهيبارين </td><td> سيغما الدريخ </td><td> H4784 </td><td></td></tr><tr><td> نتروبروسيد الصوديوم </td><td> Fluka </td><td> 71778 </td><td></td></tr><tr><td> Euthasol القتل الرحيم الحل </td><td> Virbac ه </td><td> 710101 </td><td> يجب تخفيفه 390 ملغ / مل الأسهم الصوديوم بنتوباربيتال حل مناسب لإدارة الملكية الفكرية </td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> Decell الحل </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> الفصلان </td><td> سيغما الدريخ </td><td> C3023 </td><td></td></tr><tr><td> كلوريد الصوديوم </td><td> الأمريكية Bioanalytical </td><td> AB01915 </td><td></td></tr><tr><td> EDTA </td><td> سيغما </td><td> E5134 </td><td></td></tr><tr><td> هيدروكسيد الصوديوم </td><td> JT بيكر </td><td> 3722-01 </td><td></td></tr><tr><td> 1X PBS </td><td> Gibco </td><td> 14190 </td><td></td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> مكونات مفاعل حيوي </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 480 مل جرة </td><td> كول Parmer </td><td> EW - 3460560 </td><td></td></tr><tr><td> سدادة السيليكون ، حجمها 14 </td><td> كول parmer </td><td> EW - 06298-26 </td><td></td></tr><tr><td> Y - الموصلات </td><td> كول Parmer </td><td> ED - 30614-08 </td><td> تستخدم لحقنة عادية الشرايين والقصبة الهوائية </td></tr><tr><td> سيليكون أنابيب </td><td> Masterflex </td><td> 96420-14 ؛ 16 </td><td> L / S 14 و 16 </td></tr><tr><td> الضغط المحولات </td><td> ادواردز Lifesciences </td><td> PX - 212 </td><td></td></tr><tr><td> فحص الصمام </td><td> كول Parmer </td><td> EW - 98553-20 </td><td> في اتجاه واحد صمام </td></tr><tr><td> 4 طريقة الصمامات </td><td> ادواردز Lifesciences </td><td> 594WSC </td><td></td></tr><tr><td> حقنة التصفية </td><td> كول Parmer </td><td> 2915-08 </td><td> السليكوون ، 0.2μm </td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> Decell apparati والشطف (الإضافات إلى مفاعل حيوي) </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 500 مل و 1000 زجاجات من الزجاج </td><td> كورنينج </td><td> 1395-500 ؛ - 1L </td><td> تستخدم لdecell والشطف بواسطة الجاذبية </td></tr><tr><td colspan="4"></td></tr><tr><td> Benzonase المعاملة </td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> البنسلين / الستربتوميسين </td><td> Gibco </td><td> 15140122 </td><td></td></tr><tr><td> FBS </td><td> Hyclone </td><td> SH30071.03 </td><td></td></tr><tr><td> تريس ، حمض الهيدروكلوريك </td><td> الأمريكية Bioanalytical </td><td> AB14043 </td><td> 1M ، ودرجة الحموضة 8.0 </td></tr><tr><td> MgCl 2 </td><td> JT بيكر </td><td> 2444-01 </td><td></td></tr><tr><td> BSA </td><td> سيغما </td><td> A9647 </td><td></td></tr><tr><td> Benzonase Nuclease </td><td> سيغما </td><td> E1014 </td><td> نوكلياز داخلية تستخدم لإزالة بقايا الحمض النووي من مصفوفة </td></tr></tbody></table>

procedure for lung engineering

أنسجة الرئة ، بما في ذلك سرطان الرئة وأمراض الرئة المزمنة مثل مرض انسداد الشعب الهوائية المزمن ، حساب تراكمي لبعض الوفيات 280000 سنويا ؛ مرض انسداد الشعب الهوائية المزمن هو رابع سبب رئيسي للوفاة في الولايات المتحدة (1). المساهمة في هذه الوفيات هو حقيقة أن الرئتين لا إصلاح أو تجديد عموما يتجاوز المستوى المجهري الخلوية. لذا ، لا أنسجة الرئة التي تضررت من انحطاط أو العدوى ، أو أنسجة الرئة التي هي محل مقطوعة جراحيا وظيفيا في الجسم الحي. لاستكشاف ما إذا كان يمكن أن تتولد أنسجة الرئة في المختبر ، نعامل الرئتين من الفئران البالغين باستخدام إجراء من شأنه أن يزيل المكونات الخلوية لإنتاج رئة خارج الخلية ديكي مصفوفة السقالة. هذه السقالة يحتفظ الهياكل الهرمية المتفرعة من المجاري الهوائية والأوعية الدموية ، فضلا عن الغشاء القاعدي سليمة إلى حد كبير ، الذي يضم الكولاجين الرابع ، laminin وفبرونيكتين. هي التي شنت على سقالة في مفاعل حيوي صمم لتقليد الجوانب الحاسمة في الفيزيولوجيا الرئة ، مثل التهوية الضغط السلبي والتروية الوعائية نابض. ظهارة بواسطة زرع بطانة الأوعية الدموية الرئوية وداخل مفاعل حيوي سقالة محمولة ، ونحن قادرون على توليد أنسجة الرئة التي هي مماثلة لأنسجة الرئة phenotypically المحلية والتي هي قادرة على المشاركة في تبادل الغازات لفترات زمنية قصيرة (45-120 دقيقة). هذه النتائج مشجعة ، وتشير إلى أن إعادة تعمير مصفوفة الرئة هو استراتيجية قابلة للتجديد الرئة. هذا الاحتمال فرصة ليس فقط للعمل من أجل زيادة المعروض من أنسجة الرئة للزرع ، ولكن أيضا لدراسة الخلية في الجهاز التنفسي والبيولوجيا الجزيئية في المختبر لفترات أطول في المكروية وأكثر دقة مما كان ممكنا في السابق.

Watch this Scientific Journal Video about Procedure for Lung Engineering at JoVE.com

Procedure for Lung Engineering

قمنا بتطوير مصفوفة الرئة decellularized خارج الخلية ومفاعل حيوي رواية بيوميمتيك التي يمكن استخدامها لتوليد أنسجة الرئة وظيفية. قبل البذر الخلايا في المصفوفة والتثقيف في مفاعل حيوي ، ونحن توليد أنسجة الذي يوضح التبادل الفعال للغاز عند زرعها في الجسم الحي لفترات قصيرة من الزمن.

الداخلي للهندسة الرئة

Lung tissue, including lung cancer and chronic lung diseases such as chronic obstructive pulmonary disease, cumulatively account for some 280,000 deaths ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Biologically Derived Injectable Materials for Myocardial Tissue Engineering

تصنيع مواد حقن المشتقة بيولوجيا للهندسة الأنسجة عضلة القلب

This protocol provides methods for the preparation of an injectable extracellular matrix (ECM) gel for myocardial tissue engineering applications.  ...

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

PGS السقالات المرنة في هندسة الأنسجة الشرياني

Cardiovascular disease is one of the leading cause of mortality in the US and especially, coronary artery disease increases with an aging population and ...

Postproduction Processing of Electrospun Fibres for Tissue Engineering

المعالجة بعد الإنتاج من الألياف Electrospun للهندسة الأنسجة

Electrospinning is a commonly used and versatile method to produce  scaffolds (often biodegradable) for 3D tissue engineering.1, 2, 3 Many tissues in vivo ...

Capillary Force Lithography for Cardiac Tissue Engineering

الشعرية قوة الطباعة الحجرية لهندسة الأنسجة القلبية

Cardiovascular disease remains the leading cause of death worldwide1. Cardiac tissue engineering holds much promise to deliver groundbreaking medical ...

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. ...

Synthesis of Keratin-based Nanofiber for Biomedical Engineering

التوليف من ألياف نانوية أساس كيراتين للهندسة الطبية الحيوية

Electrospinning, due to its versatility and potential for applications in various fields, is being frequently used to fabricate nanofibers. Production of ...

Preparation of Thermoresponsive Nanostructured Surfaces for Tissue Engineering

إعداد Thermoresponsive ذات البنية النانومترية السطوح للهندسة الأنسجة

Thermoresponsive poly(N-isopropylacrylamide) (PIPAAm)-immobilized surfaces for controlling cell adhesion and detachment were fabricated by the ...

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

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

هندسة الأنسجة عن طريق الجوهرية الأوعية الدموية في<em&gt; في فيفو</em&gt; غرفة هندسة الأنسجة

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

Microfluidic Bioprinting for Engineering Vascularized Tissues and Organoids

فاسكولاريزيد بيوبرينتينج موائع جزيئية لهندسة الأنسجة وأورجانويدس

Engineering vascularized tissue constructs and organoids has been historically challenging. Here we describe a novel method based on microfluidic ...

A Protocol for Decellularizing Mouse Cochleae for Inner Ear Tissue Engineering

بروتوكول ديسيلولاريزينج كوكليا الماوس لهندسة الأنسجة الإذن الداخلية

In mammals, mechanosensory hair cells that facilitate hearing lack the ability to regenerate, which has limited treatments for hearing loss. Current ...