Name: elastomeric pgs scaffolds in arterial tissue engineering
Uploaded: 2011-04-08T11:00:00
Duration: 8 min 35 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering at JoVE.com

المؤلف يشكر الدكتور جين قاو لتخليق PGS ، والدكتور بيتر Crapo للمناقشة متعمقة لإعداد مفاعل حيوي ، الدكاترة. محمد Ezzelarab ووو وى لقرد البابون explanting الشرايين السباتية. وأيد هذه الدراسة عن طريق منحة من المعاهد القومية للصحة (R01 HL089658).

<ol>
	<li>The American Heart Association Statistics Committee Stroke Statistics Subcommittee. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=American+Heart+Association:+Heart+disease+and+stroke+statistics-2009+update.">American Heart Association: Heart disease and stroke statistics-2009 update.</a> Circulation. 119, 480-486 (2009).</li><li>Isenberg, B. C., Williams, C., Tranquillo, R. T. <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+artificial+arteries+engineered+in+vitro.">Small-diameter artificial arteries engineered in vitro.</a> Circ Res. 98, 25-35 (2006).</li><li>Conte, M. 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+ideal+small+arterial+substitute:+a+search+for+the+Holy+Grail.">The ideal small arterial substitute: a search for the Holy Grail.</a> FASEB J. 12, 43-45 (1998).</li><li>Wang, X., Lin, P., Yao, Q., Chen, C. <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+small-diameter+vascular+grafts.">Development of small-diameter vascular grafts.</a> World J Surg. 31, 682-689 (2007).</li><li>L'Heureux, N., Paquet, S., Labbe, R., Germain, L., Auger, F. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+completely+biological+tissue-engineered+human+blood+vessel.">A completely biological tissue-engineered human blood vessel.</a> FASEB J. 12, 47-56 (1998).</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>Wang, Y., Ameer, G. A., Sheppard, B. J., 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=A+tough+biodegradable+elastomer.">A tough biodegradable elastomer.</a> Nat Biotechnol. 20, 602-606 (2002).</li><li>Crapo, P. M., Gao, J., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seamless+tubular+poly(glycerol+sebacate)+scaffolds:+high-yield+fabrication+and+potential+applications.">Seamless tubular poly(glycerol sebacate) scaffolds: high-yield fabrication and potential applications.</a> J Biomed Mater Res A. 86, 354-363 (2008).</li><li>Gao, J., Ensley, A. E., Nerem, R. M., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly(glycerol+sebacate)+supports+the+proliferation+and+phenotypic+protein+expression+of+primary+baboon+vascular+cells.">Poly(glycerol sebacate) supports the proliferation and phenotypic protein expression of primary baboon vascular cells.</a> J Biomed Mater Res A. 83, 1070-1075 (2007).</li><li>Murphy, W. L., Dennis, R. G., Kileny, J. L., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Salt+fusion:+an+approach+to+improve+pore+interconnectivity+within+tissue+engineering+scaffolds.">Salt fusion: an approach to improve pore interconnectivity within tissue engineering scaffolds.</a> Tissue Eng. 8, 43-52 (2002).</li><li>Gao, J., Crapo, P. M., Wang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroporous+elastomeric+scaffolds+with+extensive+micropores+for+soft+tissue+engineering.">Macroporous elastomeric scaffolds with extensive micropores for soft tissue engineering.</a> Tissue Eng. 12, 917-925 (2006).</li><li>Wilson, E., Mai, Q., Sudhir, K., Weiss, R. H., Ives, 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=Mechanical+strain+induces+growth+of+vascular+smooth+muscle+cells+via+autocrine+action+of+PDGF.">Mechanical strain induces growth of vascular smooth muscle cells via autocrine action of PDGF.</a> J Cell Biol. 123, 741-747 (1993).</li><li>Leung, D. Y., Glagov, S., Mathews, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+stretching+stimulates+synthesis+of+matrix+components+by+arterial+smooth+muscle+cells+in+vitro.">Cyclic stretching stimulates synthesis of matrix components by arterial smooth muscle cells in vitro.</a> Science. 191, 475-477 (1976).</li><li>Kim, B. S., Nikolovski, J., Bonadio, J., Mooney, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cyclic+mechanical+strain+regulates+the+development+of+engineered+smooth+muscle+tissue.">Cyclic mechanical strain regulates the development of engineered smooth muscle tissue.</a> Nat Biotechnol. 17, 979-983 (1999).</li><li>Yang, J., Motlagh, D., Webb, A. R., Ameer, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+biphasic+elastomeric+scaffold+for+small-diameter+blood+vessel+tissue+engineering.">Novel biphasic elastomeric scaffold for small-diameter blood vessel tissue engineering.</a> Tissue Eng. 11, 1876-1886 (2005).</li><li>Stankus, J. J., Soletti, L., Fujimoto, K., Hong, Y., Vorp, D. A., Wagner, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+cell+microintegrated+blood+vessel+constructs+through+electrohydrodynamic+atomization.">Fabrication of cell microintegrated blood vessel constructs through electrohydrodynamic atomization.</a> Biomaterials. 28, 2738-2746 (2007).</li><li>Nieponice, A., Soletti, L., Guan, J., Deasy, B. M., Huard, J., Wagner, W. R., Vorp, D. A. <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+tissue-engineered+vascular+graft+combining+a+biodegradable+scaffold,+muscle-derived+stem+cells+and+a+rotational+vacuum+seeding+technique.">Development of a tissue-engineered vascular graft combining a biodegradable scaffold, muscle-derived stem cells and a rotational vacuum seeding technique.</a> Biomaterials. 29, 825-833 (2008).</li></ol>

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

تقنية التصنيع باستخدام الاستومر القابلة للتحلل وصفها هنا العديد من الميزات. (1) استخدمنا حمض الهيالورونيك (ها) في بيان العفن. منذ ها هو ذوبان في الماء ، أفرج عن سقالة بسهولة من العفن الزجاج بعد أن تمرغ في المياه. في هذا التقرير ، كنا 1.0 بالوزن / المجلد ٪ من حل HA بسبب تركيز منخفض (&lt;0.5 بالوزن / المجلد ٪) من الحل وليس لزج يتدفق بسرعة عندما صب على رأس أنابيب زجاجية. إلى حل موحد HA معطف ، انقلبت لدينا أكثر من أنابيب الزجاج عندما حل طار أسفل الجزء السفلي من الأنابيب وكرر هذه الخطوة. هذا الطلاء ها هو إجراء حاسم لدينا تصنيع السقالات للإفراج النهائي. (2) استخدمنا الحرارة تقلص (HS) الأكمام للاحتفاظ الأملاح في أنابيب زجاجية. منذ الأملاح والمزدحمة بالسكان في المساحة الواقعة بين الجدار الداخلي للأنابيب الزجاج والأكمام HS ، احتفظ HS الأكمام بعد إزالة الأملاح مغزل وخاتم PTFE في الجزء السفلي من الأنابيب. يمكن أن نلغي HS الأكمام بسهولة عن طريق وضع القالب في الفرن على 120 درجة مئوية لمدة 5 دقائق ، ومن ثم الحصول على قوالب الملح أنبوبي. (3) وقد استخدمنا أسلوب الانصهار الملح. ومن المعروف جيدا أن الملح يمكن أن تحسن أسلوب الانصهار الترابط المسام والخواص الميكانيكية طريق تنويع وقت الانصهار 10. علاوة على ذلك ، منذ كنا PGS ، فقد تم إنتاج الكلي المسام من جزيئات الملح خلال عملية الترشيح ، في حين يحتمل أن تكون المسام الصغيرة التي تشكلت خلال بخار الجلسرين PGS المعالجة كما وصفناها سابقا 11. وبالتالي ، فإن هذا الأسلوب لديه القدرة على افتعال السقالات الأنبوبية التي يسهل اختراقها مع الاقتصاد الكلي والجزئي مختلف هياكل متفاوتة بواسطة جزيئات الملح ، وكذلك علاج PGS الشرط. قدمت تكييف الميكانيكية من مفاعل حيوي نابض نضح تدفق (الحد الأقصى يعني تدفق = 14 مل / دقيقة ، إجهاد القص أقصى = 15،3 داين / سم 2 ، والتردد = 0،5-1،7 هرتز) والضغط من الناحية الفسيولوجية ذات الصلة مع سقالة PGS ، مما أدى إلى SMC النمو والتوجه (الشكل 4). هذه النتائج متسقة مع الدراسات السابقة التي تمتد التقارير الدورية في هذا التردد وإجهاد القص يزيد انتشار SMC 12 و 13،14 ECM إنتاج البروتين. بالإضافة إلى النمو SMC والتوجيه ، وبناء الدعم PGS ECM إنتاج البروتين ، وخصوصا تنظيم circumferentially الألياف المرنة (الشكل رقم 5) في غضون 3 أسابيع الثقافة في مفاعل حيوي. وقد أظهرت بعض الدراسات باستخدام سقالة بناء المرنة باعتبارها ذات القطر الصغير الشرايين وضغط القوة الميكانيكية انفجار مماثل في الشرايين الأصلية 15 ، والاندماج السريع في السقالات SMC متوافقة باستخدام الدوار قارورة 16،17 ، في حين لم يتم العثور على الألياف المرنة في هذه البنى. نتائجنا تشير الى ان انتفاخ دوري شعاعي من مفاعل حيوي تحسين ميكانيكية نقل الإشارة بصورة أكثر فعالية لSMCs في سقالة PGS ، والتي ساهمت على الأرجح إلى الإيلاستين التوليف والتنظيم. منذ SMCs خلايا الأوعية الدموية هي الوحيدة المنتجة للبروتينات ECM في بطانة لدينا ، والنهج هادئة وتحسين القوة الميكانيكية اللازمة لتطوير ناجحة سريريا ذات القطر الصغير يبني الشرياني. وذكرت لنا أن الخلايا البطانية التعاون مع مثقف SMCs إنشاء المونولاير متكدسة وأيد بروتين تعبير النمط الظاهري في ظل ظروف ثقافتنا وتكييف الميكانيكية 9. لذا ، على أساس نهجنا وصفها هنا ، وتعديل شروط المشاركة في التجربة الثقافة ستكون الخطوة التالية لتحسين وظائف وتوليد التركيبات الناتجة nonthrombogenic ، قوية ، ومتوافقة مع الشرايين مماثلة لبناء الشرايين الأصلية.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> اسم كاشف </th><th> شركة </th><th> فهرس العدد </th></tr><tr><td> ملح حمض الهيالورونيك الصوديوم </td><td> سيغما الدريخ </td><td> H7630 </td></tr><tr><td> رباعي هيدرو الفوران </td><td> سيغما الدريخ </td><td> 401757 </td></tr><tr><td> MCDB 131 </td><td> Mediatech </td><td> 15-100 - CV </td></tr><tr><td> مصل بقري جنيني </td><td> Lonza </td><td> BW14 - 502F </td></tr><tr><td> L - الجلوتامين </td><td> Mediatech </td><td> 25-005 - CV </td></tr><tr><td> حمض الأسكوربيك </td><td> فيشر العلمية </td><td> A62 - 500 </td></tr><tr><td> مضاد فطري حل للمضادات الحيوية </td><td> Mediatech </td><td> 30-004 - CI </td></tr><tr><td> التخزين المؤقت المالحة الفوسفات (PBS) </td><td> Mediatech </td><td> 21-031 - CV </td></tr><tr><td> نسيج تيك درجة الحرارة المثلى مجمع القطع ، 4583 </td><td> ساكورا Finetek </td><td> 25608-930 </td></tr></tbody></table>

elastomeric pgs scaffolds in arterial tissue engineering

أمراض القلب والأوعية الدموية هي واحدة من الأسباب الرئيسية للوفيات في الولايات المتحدة وخصوصا أمراض الشرايين التاجية يزداد مع شيخوخة السكان وزيادة السمنة 1. حاليا ، سيخضع لعملية جراحية باستخدام السفن ذاتي ، allografts ، وزرع الانسجة الصناعية والمعروفة باسم استخداما ألف لبدائل الشرياني 2. ومع ذلك ، فإن هذه الطعوم لها تطبيقات محدودة عندما القطر الداخلي للشرايين هو أقل من 6 مم بسبب توافر منخفضة ، ومضاعفات الجلطات ، عدم تطابق الامتثال ، وفرط التنسج باطنة أواخر 3،4. للتغلب على هذه القيود ، وقد تم تطبيقها بنجاح هندسة الأنسجة باعتباره بديلا واعدا لتطوير بنيات صغيرة قطرها الشرايين التي nonthrombogenic وقوية ومتوافقة. وقد وضعت العديد من الدراسات السابقة ذات القطر الصغير يبني الشرياني مع ثلاثي صفاحي هيكل وخصائص ميكانيكية ممتازة وضغوط مماثلة لانفجار الشرايين الأصلية 5،6. في حين أن عالية الشد والضغط انفجر عن طريق زيادة إنتاج الكولاجين من مادة جامدة أو خلية سقالة ورقة ، وهذه التركيبات لا تزال منخفضة وكان إنتاج الإيلاستين والامتثال ، والتي تعتبر مشكلة رئيسية في قضية الكسب غير المشروع فشل بعد الزرع. النظر في هذه القضايا ، وافترضنا أن مادة بيولوجية elastometric جنبا إلى جنب مع تكييف الميكانيكية من شأنه أن يوفر المرونة وسلوك الإشارات الميكانيكية أكثر كفاءة للخلايا الأوعية الدموية ، والتي تزيد من إنتاج مصفوفة خارج الخلية ، ودعم التوجه الخلوية. الهدف من هذا التقرير هو لإدخال تقنية تصنيع السقالات الأنبوبية التي يسهل اختراقها وتكييف دينامية ميكانيكية لتطبيقها في هندسة الأنسجة في الشرايين. استخدمنا الاستومر القابلة للتحلل ، وبولي (sebacate الجلسرين) (PGS) (7) لافتعال السقالات الأنبوبية التي يسهل اختراقها من الملح طريقة الانصهار. وكانت المصنفة الكبار الخلايا الأولية البابون العضلات الملساء (SMCs) على لمعة من السقالات ، والتي صممت لدينا مثقف في مفاعل حيوي تدفق نابض لمدة 3 أسابيع. والسقالات PGS سمك ثابت وتوزيعها عشوائيا الكلي والجزئي المسام. تكييف الميكانيكية من مفاعل حيوي تدفق نابض دعم وتعزيز التوجه SMC ECM الإنتاج في السقالات. هذه النتائج تشير إلى أن السقالات المرنة الميكانيكية وتكييف الثقافة مفاعل حيوي قد يكون وسيلة واعدة لهندسة الأنسجة في الشرايين.

Watch this Scientific Journal Video about Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering at JoVE.com

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

قد PGS السقالات المرنة مع خلايا العضلات الملساء الوعائية المستزرعة في مفاعل حيوي يؤدي إلى تدفق نابض بنيات صغيرة قطرها الشرياني واعدة مع انتاج ECM الأم في فترة قصيرة نسبيا الثقافة.

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 ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Tissue Engineering of the Intestine in a Murine Model

هندسة الأنسجة من الأمعاء في نموذج الفئران

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

Density Gradient Multilayered Polymerization (DGMP): A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Density Gradient Multilayered Polymerization DGMP: A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

التدرج الكثافة متعدد الطبقات البلمرة (DGMP): تقنية جديدة لإنشاء موضوع متعدد المقصورة، السقالات للهندسة الأنسجة تخصيص

Complex tissue culture matrices, in which types and concentrations of biological stimuli (e.g. growth factors, inhibitors, or small molecules) or matrix ...

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 ...

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

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

هندسة الأنسجة ل3D الإنسان<em&gt; في المختبر</em&gt; نظام ورم اختبار

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

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

سقالات الإبلاغ الذاتي للخلية ثقافة 3 الأبعاد

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Electrospun Fibrous Scaffolds of Poly(glycerol-dodecanedioate) for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun Fibrous Scaffolds of Polyglycerol-dodecanedioate for Engineering Neural Tissues From Mouse Embryonic Stem Cells

Electrospun الليفية سقالات بولي (الجلسرين-dodecanedioate) للهندسة الأنسجة العصبية من الخلايا الجذعية الجنينية الماوس

For tissue engineering applications, the preparation of biodegradable and biocompatible scaffolds is the most desirable but challenging task. &#160;Among ...

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. ...

Sandwich-like Microenvironments to Harness Cell/Material Interactions

Microenvironments-شطيرة مثل لتسخير خلية / المواد التفاعلات

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

Epithelial Cell Repopulation and Preparation of Rodent Extracellular Matrix Scaffolds for Renal Tissue Development

الظهارية إعادة تعمير خلية وإعداد القوارض خارج الخلية مصفوفة السقالات للتنمية نسيج الكلى

This protocol details the generation of acellular, yet biofunctional, renal extracellular matrix (ECM) scaffolds that are useful as small-scale model ...

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 ...