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

המחבר מודה ד&quot;ר ג&#39;ין גאו לסינתזה PGS, ד&quot;ר פיטר Crapo לדיון תובנה bioreactor עבור ההתקנה, בני הזוג. מוחמד Ezzelarab ו ווי וו עבור explanting הבבון עורקי הראש. מחקר זה מומן על ידי מענק מטעם מכון הבריאות הלאומי (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>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

טכניקת ייצור באמצעות אלסטומר מתכלה המתוארים כאן יש כמה תכונות. (1) השתמשנו חומצה היאלורונית (HA) כמו לשחרר עובש. מאז HA הוא מסיס במים, הפיגום השתחרר בקלות לאחר שריה אותו לתוך מים עובש הזכוכית. בדו&quot;ח זה, השתמשנו 1.0 wt / כרך% של פתרון HA בגלל ריכוז נמוך (&lt;0.5 wt / כרך%) של הפתרון הוא לא צמיג זורם למטה כל כך מהר כשאנחנו לשפוך אותו על גבי צינורות זכוכית. כדי פתרון HA מעיל אחיד, אנו התהפך צינור הזכוכית כאשר הפתרון הנמיכה את החלק התחתון של הצינור וחזר על שלב זה. זה ציפוי HA הוא קריטי בהליך הייצור שלנו לשחרור פיגומים הסופי. (2) השתמשנו חום כויץ (HS) שרוול עבור שמירה מלחים בצינור הזכוכית. מאז היו מלחים בצפיפות במרחב שבין הקיר הפנימי של צינורות זכוכית השרוול HS, שרוול HS שמר מלחים לאחר הסרת mandrel וטבעת PTFE בחלקו התחתון של הצינור. אנחנו יכולים להסיר שרוול HS בקלות על ידי הצבת את התבנית לתנור על 120 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות, ולאחר מכן לקבל תבניות מלח צינורי. (3) השתמשנו בשיטה היתוך מלח. זה ידוע היטב כי היתוך שיטה מלח יכולה לשפר interconnectivity נקבוביות תכונות מכניות על ידי שינוי זמן היתוך 10. יתר על כן, מאז השתמשנו PGS, מאקרו הנקבוביות יוצרו על ידי חלקיקי מלח בתהליך שטיפת, ואילו המיקרו נקבוביות נוצרו ככל הנראה על ידי אדי גליצרול נוצרו במהלך PGS ריפוי כפי שתואר קודם לכן 11. לכן, בשיטה זו יש פוטנציאל לייצר פיגומים צינורי נקבובי עם מאקרו שונים מיקרו מבנים על ידי שינוי חלקיקי מלח, כמו גם בריפוי מצב PGS. מיזוג מכני מ bioreactor סיפקה זלוף תזרים pulsatile (מקסימום אומרת זרימה = 14 מ&quot;ל / דקה, הלחץ גזירה מרבי = 15.3 Dyne / 2 ס&quot;מ, תדירות = 0.5-1.7 הרץ) ו - פיזיולוגית הלחץ רלוונטי עם הפיגום PGS, אשר הובילה SMC צמיחה אוריינטציה (איור 4). תוצאות אלו עולות בקנה אחד עם מחקרים קודמים דיווח כי למתוח מחזורית בתדר זה ​​הלחץ גזירה מגבירה SMC התפשטות 12, ECM ייצור החלבון 13,14. בנוסף לצמיחה SMC והכיוון, PGS לבנות נתמך ECM ייצור חלבון, במיוחד מאורגן circumferentially סיבים אלסטיים (איור 5) בתוך התרבות 3-שבוע bioreactor. כמה מחקרים באמצעות אלסטומרי פיגום כמבנה קטן בקוטר העורקים הראו חוזק מכני והלחץ פרץ להשוות העורקים יליד 15, ושילוב SMC המהירה פיגומים תואם באמצעות בקבוק טווה 16,17, בעוד סיבים אלסטיים לא נמצאו מבנים אלה. התוצאות שלנו מראים כי distension רדיאלי מחזורית מן bioreactor השתפר הולכת אותות מכני יעיל יותר SMCs ב PGS הפיגום, אשר ככל הנראה תרמו ואלסטין סינתזה הארגון. מאז SMCs כלי הדם היו רק תאים שייצרו חלבונים ECM של האנדותל שלנו, הגישה שקט ולשפר את חוזק מכני יש צורך לפתח מוצלח קלינית בקוטר קטן בונה העורקים. יש לנו דיווח כי לתאי אנדותל שיתוף תרבותי עם SMCs שנוצר monolayer ומחוברות ותמך חלבון ביטוי פנוטיפ בתנאים התרבות שלנו ומיזוג מכני 9. לכן, בהתבסס על הגישה שלנו המתואר כאן, שינוי של שיתוף התרבות תנאי הניסוי יהיה הצעד הבא כדי לשפר את הפונקציות של המבנים כתוצאה וליצור nonthrombogenic, החזקה, ואת עורקי תואם לבנות דומה העורקים הילידים.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> שם מגיב </th><th> חברה </th><th> מספר קטלוגי </th></tr><tr><td> חומצה היאלורונית מלח נתרן </td><td> סיגמא אולדריץ </td><td> H7630 </td></tr><tr><td> Tetrahydrofuran </td><td> סיגמא אולדריץ </td><td> 401757 </td></tr><tr><td> MCDB 131 </td><td> Mediatech </td><td> 15-100-CV </td></tr><tr><td> בסרום שור עוברית </td><td> Lonza </td><td> BW14-502F </td></tr><tr><td> L-גלוטמין </td><td> Mediatech </td><td> 25-005-CV </td></tr><tr><td> חומצה אסקורבית </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> A62-500 </td></tr><tr><td> לאנטיביוטיקה antimycotic פתרון </td><td> Mediatech </td><td> 30-004-CI </td></tr><tr><td> בופר פוספט (PBS) </td><td> Mediatech </td><td> 21-031-CV </td></tr><tr><td> רקמות-Tek מתחם טמפרטורה אופטימלית חיתוך, 4583 </td><td> סאקורה Finetek </td><td> 25608-930 </td></tr></tbody></table>

elastomeric pgs scaffolds in arterial tissue engineering

מחלות לב וכלי דם הוא אחד הגורם המוביל לתמותה בארה&quot;ב במיוחד, מחלת לב כלילית עולה עם האוכלוסייה המזדקנת והשמנה הגדלת 1. נכון לעכשיו, ניתוח מעקפים באמצעות כלי עצמיים, allografts, ואת שתלי סינתטי ידועים כמו נפוץ תחליפי עורקים 2. עם זאת, שתלי אלה יש יישומים מוגבלים כאשר הקוטר הפנימי של העורקים הוא פחות מ 6 מ&quot;מ בשל זמינות נמוכה, סיבוכים טרומבוטיים, התאמה תאימות היפרפלזיה intimal מאוחר 3,4. כדי להתגבר על המגבלות האלה, הנדסת רקמות יושם בהצלחה כחלופה מבטיח לפתח קטן בקוטר בונה עורקי כי הם nonthrombogenic, חזקים, ותואמת. מחקרים קודמים מספר פיתחו בקוטר קטן בונה עורקי עם מבנה תלת lamellar, תכונות מכניות מעולה הלחץ פרץ להשוות העורקים יליד 5,6. למרות חוזק מתיחה גבוה ולחץ פרץ ידי הגברת ייצור הקולגן מחומר נוקשה או סדין בתא הגרדום, המבנים הללו עדיין ייצור האלסטין ציות נמוך, וזה בעיה רצינית כדי לגרום לכישלון השתל לאחר ההשתלה. לאור בעיות אלו, אנו משערים כי elastometric ביולוגי בשילוב עם מיזוג מכני תספק גמישות והתנהגות אותות מכני יעיל יותר לתאי הדם, אשר להגביר את ייצור תאי מטריקס ותמיכה אוריינטציה הסלולר. מטרת דו&quot;ח זה היא להציג את טכניקת ייצור של פיגומים צינורי נקבוביים מיזוג מכני דינמי והחלתן על הנדסת רקמות העורקים. השתמשנו אלסטומר מתכלה, פולי (sebacate גליצרול) (PGS) 7 בודה פיגומים צינורי נקבובי מן השיטה היתוך מלח. למבוגרים חלקה העיקרי הבבון שריר תאים (SMCs) היו זורעים על לומן של פיגומים, אשר בתרבית bioreactor תוכנן שלנו לזרום pulsatile למשך 3 שבועות. פיגומים PGS היה עקבי עובי ומופץ באופן אקראי מאקרו ומיקרו הנקבוביות. מיזוג מכונות מ bioreactor תזרים pulsatile נתמך SMC התמצאות משופרת ייצור ECM של פיגומים. התוצאות מראות כי פיגומים אלסטומרי ומיזוג מכני של התרבות bioreactor עשוי להיות שיטה מבטיחה עבור הנדסת רקמות העורקים.

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

Elastomeric PGS Scaffolds in Arterial Tissue Engineering

PGS אלסטומרי פיגומים עם כלי הדם לתאי שריר חלק בתרבית bioreactor זרימה pulsatile עלול להוביל בקוטר קטן בונה מבטיח עורקי עם ייצור ECM יליד בתקופה התרבות קצר יחסית.

PGS אלסטומרי פיגומים להנדסת רקמות העורקים

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

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 ...

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

שיפוע צפיפות רבה שכבתי פלמור (DGMP): שיטה חדשנית ליצירת תא בעל מספר, פיגומים להנדסת רקמות להתאמה אישית

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

נימי חיל יתוגרפיה להנדסת רקמות לב

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

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 ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

פיגומים דיווח עצמי לתרבית תאים 3-Dimensional

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 סיבי פיגומים של פולי (גליצרול-dodecanedioate) להנדסה עצבית רקמות מתאי גזע עובריים בעכבר

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

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

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. ...

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

Repopulation תאי אפיתל והכנה של מכרסמים תאיים מטריקס פיגומים לפיתוח רקמות כליה

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

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 ...