Name: autologous endothelial progenitor cell-seeding technology and biocompatibility testing for cardiovascular devices in large animal model
Uploaded: 2011-09-09T13:00:00
Duration: 11 min 49 s
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Gli autori desiderano ringraziare Leica Microsystems per i loro preziosi consigli su immagini sezioni titanio e Gemini Bio-Prodotti per la fornitura del siero suina utilizzati in questo studio. Ci piace anche ringraziare i NIH per il loro sostegno attraverso Grant &quot;rivestimento autologo EPC per migliorare la biocompatibilità dei dispositivi di assistenza circolatoria&quot;, RC1HL099863-01. Inoltre, siamo grati per il supporto della National Science Foundation Graduate Research Fellowship di Alexandra Jantzen. Ci piace anche ringraziare George rapida, Mike Lowe e Ianthia Parker per assistere con molti aspetti della procedura chirurgica e la gestione dei nostri animali di ricerca. Steven Owen è stato prezioso per la lavorazione di pezzi molti dei nostri dispositivi semina e taglio di tubi in titanio.

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	<li>Achneck, 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=Pathophysiology+of+bleeding+and+clotting+in+the+cardiac+surgery+patient:+from+vascular+endothelium+to+circulatory+assist+device+surface.">Pathophysiology of bleeding and clotting in the cardiac surgery patient: from vascular endothelium to circulatory assist device surface.</a> Circulation. 122, 2068-2077 (2010).</li><li>Achneck, H. E., Sileshi, B., Lawson, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+the+biology+of+bleeding+and+clotting+in+the+surgical+patient.">Review of the biology of bleeding and clotting in the surgical patient.</a> Vascular. 16, 6-13 (2008).</li><li>Arvidsson, S., Askendal, A., Tengvall, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Blood+plasma+contact+activation+on+silicon,+titanium+and+aluminium.">Blood plasma contact activation on silicon, titanium and aluminium.</a> Biomaterials. 28, 1346-1354 (2007).</li><li>Achneck, 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=The+biocompatibility+of+titanium+cardiovascular+devices+seeded+with+autologous+blood-derived+endothelial+progenitor+cells:+EPC-seeded+antithrombotic+Ti+Implants.">The biocompatibility of titanium cardiovascular devices seeded with autologous blood-derived endothelial progenitor cells: EPC-seeded antithrombotic Ti Implants.</a> Biomaterials. 32, 10-18 (2011).</li><li>Kang, C., Bonneau, M., Brouland, J. P., Bal dit Sollier, C., Drouet, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+pig+models+of+venous+thrombosis+mimicking+human+disease.">In vivo pig models of venous thrombosis mimicking human disease.</a> Thromb Haemost. 89, 256-263 (2003).</li><li>Ueberrueck, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+ovine+and+porcine+animal+models+for+biocompatibility+testing+of+vascular+prostheses.">Comparison of the ovine and porcine animal models for biocompatibility testing of vascular prostheses.</a> J Surg Res. 124, 305-311 (2005).</li><li>Velik-Salchner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normal+values+for+thrombelastography+(ROTEM)+and+selected+coagulation+parameters+in+porcine+blood.">Normal values for thrombelastography (ROTEM) and selected coagulation parameters in porcine blood.</a> Thromb Res. 117, 597-602 (2006).</li><li>Yoder, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redefining+endothelial+progenitor+cells+via+clonal+analysis+and+hematopoietic+stem/progenitor+cell+principals.">Redefining endothelial progenitor cells via clonal analysis and hematopoietic stem/progenitor cell principals.</a> Blood. 109, 1801-1809 (2007).</li><li>Achneck, 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=.">.</a> American Heart Association Scientific Sessions, Abstract Oral Sessions, Medical Aspects End Stage Heart Failure: Transplantation and Device Therapies. , (2010).</li><li>Achneck, 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=Regenerating+titanium+ventricular+assist+device+surfaces+after+gold/palladium+coating+for+scanning+electron+microscopy.">Regenerating titanium ventricular assist device surfaces after gold/palladium coating for scanning electron microscopy.</a> Microsc Res Tech. 73, 71-76 (2010).</li><li>Ford, J. W., Welling, T. H., Stanley, J. C., Messina, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PKH26+and+125I-PKH95:+characterization+and+efficacy+as+labels+for+in+vitro+and+in+vivo+endothelial+cell+localization+and+tracking.">PKH26 and 125I-PKH95: characterization and efficacy as labels for in vitro and in vivo endothelial cell localization and tracking.</a> J Surg Res. 62, 23-28 (1996).</li></ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Il metodo di cellule semina tubi Ti presentato qui permette ai medici e agli scienziati di endothelialize rapidamente e in modo uniforme il sangue a contatto superfici di dispositivi impiantabili. Dal momento che abbiamo isolare ed espandere EPC da campioni di sangue periferico, nessuna procedura di grandi invasiva è necessaria per sfruttare queste cellule. Inoltre, l&#39;EPC sono autologhe, quindi, il rischio di reazione immunitaria alla cella testa di serie impianto viene eliminato. I principi dimostrato nel suo protocollo può essere utilizzato non solo per i tubi di titanio, ma per molti altri biomateriali, che vengono utilizzate nella medicina cardiovascolare. Passaggi critici in questo protocollo sono la pulizia meticolosa dei tubi Ti, come abbiamo scoperto che ogni pellicola aderente di contaminante cellule aderenza compromessi. Inoltre, una velocità di rotazione lenta (inversamente proporzionale al diametro del tubo) è essenziale durante il processo di semina, in modo che lentamente EPC possono stabilirsi e aderire alla superficie del tubo Ti è in movimento. Il nostro metodo di semina immediatamente prima dell&#39;impianto evitando impraticabile ex tempi cultura vivo; cellule aderire individualmente e in seguito forma un foglio confluenti in vivo, evitando la possibilità di embolizzazione come un foglio subito dopo il ristabilimento del flusso. I nostri studi precedenti mostrano che una volta che l&#39;EPC sono cresciuti a un livello confluenti, fanno un matrice extracellulare a cui aderire, in aggiunta al minimo ogni possibile mutare di un foglio endoteliale. Anche se la possibilità di distacco embolico non può essere completamente escluso, sembra essere molteplici rischio inferiore trombosi della superficie intero dispositivo, il problema che questa terapia è stato progettato per prevenire. Il nostro approccio di impianto nel taglio basso, l&#39;ambiente protrombotici della vena cava inferiore utilizza uno dei modelli più affidabili grande animale per la ricerca di compatibilità del sangue e trombosi dei dispositivi di 5,6. Si noti che tutti la cura degli animali e la sperimentazione è stata condotta in conformità con l&#39;Istituto Nazionale della Salute Linee guida per la cura e l&#39;uso di animali da laboratorio e solo dopo l&#39;approvazione dei prodotti per animali Duke University e del Comitato Istituzionale Usa. Al fine di utilizzare con successo questo metodo per testare l&#39;impianto biomateriali e dispositivi, è importante skeletonize pazientemente il segmento IVC e legare tutte le navi ramo venoso in preparazione per l&#39;inserimento dispositivo, tale che nessun sanguinamento intorno al dispositivo originario di un &#39;falso lume&#39;. Un altro passo fondamentale è l&#39;aggiunta di DPBS nel lume dispositivo in modo che le cellule sulla superficie interna del tubo rimanere umido durante la chiusura del veinotomy e prima di riperfusione è iniziata. Se il dispositivo non può essere trovato nella posizione in cui è stato impiantato, può avere migrato &#39;a monte&#39; nella IVC. Questo può essere evitato mettendo una sutura (4-O Prolene) attraverso la parete venosa e attraverso un 2-3 mm di sezione del tubo in PVC in modo che il tubo sia saldamente ancorata nella sua posizione attuale. Qualora il ricercatore hanno difficoltà a trovare le cellule fluorescenza pre-etichettati mostrato nella Figura 8, dopo espianto in un tubo di brevetto in caso contrario, è probabile che le cellule hanno staccata come un foglio coerente. Questo può essere impedito da dissezione molto delicato della vena circostante e smontaggio delle 3 sezioni del tubo Ti, dopo aver fissato la vena insieme con il tubo. La nostra tecnologia fornisce proof-of-concept per prevenire la trombosi cardiovascolare dispositivo attraverso EPC-semina. Questa tecnologia può essere utilizzata per lo sviluppo di &#39;biogene&#39; impianti fiancheggiata da cellule dei pazienti &#39;progenitrici endoteliali. Lo studio di fattibilità nel nostro modello animale della specie suina prevede i primi passi verso la traduzione di questa &#39;medicina personalizzata&#39; nella pratica clinica.

<table border="1"><tbody><tr><td> Reagente </td><td> Nome Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti </td></tr><tr><td> Acepromazina </td><td> Boehringer-Ingelheim </td><td> BIC670025 </td><td> NAC # 10280002 </td></tr><tr><td> Alconox Pulitore di precisione Powered </td><td> Alconox </td><td> 1104 </td><td></td></tr><tr><td> Balfour Retrattore chirurgica </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Baytril </td><td> Bayer </td><td> APVMA 46028/0705 </td><td></td></tr><tr><td> Farfalla ago (19G) </td><td> Terumo </td><td> SV19CLK </td><td></td></tr><tr><td> Clorexidina </td><td> 3M </td><td> 9200 </td><td></td></tr><tr><td> Morsetti (45 gradi) </td><td> Aesculap </td><td> FC339T </td><td></td></tr><tr><td> DPBS (-/-) </td><td> Gibco </td><td> 14190-144 </td><td></td></tr><tr><td> DPBS (+/+) </td><td> Gibco </td><td> 14040-133 </td><td></td></tr><tr><td> DuraPrep </td><td> 3M </td><td> 8635 </td><td></td></tr><tr><td> EBM-2 Media </td><td> Lonza </td><td> CC-3156 </td><td> Base per la crescita di medio siero libero e pieno </td></tr><tr><td> EGM-2 SingleQuots </td><td> Lonza </td><td> CC-3162 </td><td> Utilizzato con EBM-2 sia per la crescita media del siero libero e pieno </td></tr><tr><td> Strumento elettrocauterizzazione </td><td> Valleylab </td><td> SurgII-20 </td><td></td></tr><tr><td> Panno smeriglio </td><td> 3M </td><td> 60-0700-0425-8 </td><td> Grana 240 </td></tr><tr><td> Euthasol Eutanasia Soluzione </td><td> Virback Animal Health </td><td></td><td> ANADA #: 200-071 </td></tr><tr><td> Fentanil Patch </td><td> Actavis </td><td></td><td> NDC # 67767-120-18 </td></tr><tr><td> Flunixin </td><td> Schering-Plough </td><td></td><td> NAC #: 10470183 </td></tr><tr><td> Foley Catheter (16F) </td><td> Vate </td><td> 730116 </td><td></td></tr><tr><td> HBSS </td><td> Sigma </td><td> H8264-500ML </td><td></td></tr><tr><td> Pistola di calore </td><td> Milwaukee </td><td> 8988-20 </td><td></td></tr><tr><td> Eparina </td><td></td><td></td><td> NDC #: 25021 </td></tr><tr><td> HISTOPAQUE-1077 </td><td> Sigma </td><td> H8889-500ML </td><td></td></tr><tr><td> Intubazione del tubo </td><td> Mallinckrodt </td><td> 86113 </td><td></td></tr><tr><td> Isoflurano </td><td> MWI, Meridian </td><td></td><td> NDC # 13985-030 </td></tr><tr><td> IV catetere (18G) </td><td> Becton Dickinson- </td><td> 381547 </td><td></td></tr><tr><td> Ketamina </td><td> Fort Dodge </td><td></td><td> NDC # 0856-2013 </td></tr><tr><td> Livello </td><td> Swanson </td><td> LLA001 </td><td></td></tr><tr><td> Luer-Lock cappuccio </td><td> CML di alimentazione </td><td> 909-001 </td><td></td></tr><tr><td> Marcaine </td><td> Hospira </td><td></td><td> NDC #: 0409-1560-10 </td></tr><tr><td> Metzenbaum Forbici </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Micro-introduttore (5F) </td><td> Galt </td><td> KIT 002-01 </td><td></td></tr><tr><td> Pinza Mosquito </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Motore </td><td> Herbach e Rademan </td><td> H1-08 </td><td></td></tr><tr><td> Ossimorfone </td><td> Endo Labs </td><td></td><td> NDC: 63481-624-10 </td></tr><tr><td> PKH26 Dye Kit </td><td> Sigma </td><td> PKH26GL-1KT </td><td></td></tr><tr><td> Suini Siero </td><td> Gemini Bio-Prodotti </td><td> 100-115 </td><td> Concentrazione del 2% nel medio piena crescita </td></tr><tr><td> Potts Forbici </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Preciso Vista pelle pinzatrice </td><td> 3M </td><td> 3998 </td><td></td></tr><tr><td> Tubi in PVC </td><td> McMaster-Carr/Insultab </td><td> 7132K117 </td><td> ampliato ID 15,88 millimetri, recuperato ID 7,95 millimetri </td></tr><tr><td> Diritto grandezza media in angolo </td><td> Adler </td><td> N / A </td><td></td></tr><tr><td> Scalpel Blade (# 10-15) </td><td> Vate </td><td> 373910 </td><td></td></tr><tr><td> Tubi in silicone </td><td> McMaster-Carr </td><td> 51735K26 </td><td> 16,64 millimetri OD, 9.52 mm ID </td></tr><tr><td> Siringa (5 cc) </td><td> Becton-Dickinson (BD) </td><td> 309603 </td><td></td></tr><tr><td> Tegaderm </td><td> 3M </td><td> 90001 </td><td></td></tr><tr><td> Rubinetto a tre vie </td><td> Kendall </td><td> 170060 </td><td></td></tr><tr><td> Ti tubo </td><td> Tico titanio </td><td> N / A </td><td> Specificato come ½ &quot;OD, 0,065&quot; muro, 0,370 &quot;ID, 0,1737 £ / ft </td></tr><tr><td> Tripsina </td><td> Lonza </td><td> CC-5012 </td><td></td></tr><tr><td> Tripsina soluzione neutralizzante (TNS) </td><td> Lonza </td><td> CC-5002 </td><td> 0,03% </td></tr><tr><td> Vetropolycin </td><td> Pharmaderm Animal Health </td><td></td><td> NAC #: 12920110 </td></tr><tr><td> Suture Vicryl (3-0) </td><td> Ethicon </td><td> J808T </td><td></td></tr><tr><td> Acqua bagno Sonicator </td><td> Branson </td><td> B200 </td><td></td></tr></tbody></table>

autologous endothelial progenitor cell-seeding technology and biocompatibility testing for cardiovascular devices in large animal model

Dispositivi impiantabili cardiovascolari sono realizzati con materiali artificiali (per esempio in titanio (Ti), politetrafluoroetilene espanso), che comportano il rischio di formazione di tromboembolie 1,2,3. Abbiamo sviluppato un metodo per allineare la superficie interna dei tubi Ti con cellule umane autologhe o suina emoderivati ​​progenitrici endoteliali (EPC) 4. Mediante l&#39;impianto di tubi di titanio contenente uno strato confluente di EPC suina nella vena cava inferiore (IVC) di suini, abbiamo testato la biocompatibilità miglioramento della cellula-superficie seminata in ambiente protrombotico di un modello animale di grandi dimensioni e non modificato rispetto a superfici di metallo nudo 5,6,7 (Figura 1). Questo metodo può essere utilizzato per endothelialize dispositivi in pochi minuti di impianto e testare la loro funzione antitrombotica in vivo. Sangue periferico è stato ottenuto da 50 kg Yorkshire suina e la sua frazione di cellule mononucleate in coltura per isolare EPC 4,8. Ti tubi (9,4 mm ID) sono stati pre-tagliati in tre sezioni 4,5 centimetri longitudinale e riassemblati con una guaina termoretraibile. Un dispositivo di semina è stata costruita, che consente la rotazione lenta dei tubi Ti. Abbiamo eseguito una laparotomia sui maiali e esteriorizzato dell&#39;intestino e della vescica urinaria. Dissezione acuto e schietto è stato utilizzato per skeletonize l&#39;IVC dalla sua biforcazione distale dell&#39;arteria renale destra prossimale. I tubi Ti sono stati poi riempiti con fluorescenza marcata autologo sospensione EPC e ruotato di 10 RPH x 30 minuti per raggiungere uniforme delle cellule di rivestimento 9. Dopo la somministrazione di 100 USP / kg di eparina, entrambe le estremità della IVC e una vena lombare sono stati bloccati. A 4 veinotomy centimetri è stata effettuata e il dispositivo inserito e pieno di PBS. Mentre il veinotomy è stata chiusa con una sutura Prolene 4-0 in esecuzione, un morsetto è stato rimosso a de-air la IVC. Al termine della procedura, la fascia è stata approssimata con 0-PDS (polidiossanone sutura), lo spazio sottocutaneo chiuso con Vicryl 2-0 e la pelle cucito con punti metallici chiusi. Dopo 3 - 21 giorni, i maiali sono stati sottoposti ad eutanasia, il dispositivo espiantato en-blocco e fissi. I tubi Ti sono stati smontati e le superfici interne ripreso con un microscopio a fluorescenza. Abbiamo scoperto che il metallo nudo tubi Ti completamente occluso considerando che la SPE-teste di serie tubi rimasti brevetto. Inoltre, siamo stati in grado di dimostrare uno strato confluente di EPC all&#39;interno del sangue a contatto della superficie. Concludendo, la nostra tecnologia può essere usata per endothelialize tubi Ti pochi minuti di impianto con EPC autologhe per prevenire la trombosi del dispositivo. Il nostro metodo chirurgico consente di testare la biocompatibilità miglioramento di tali dispositivi modificati con minima perdita di sangue ed EPC-seminato distruzione di superficie.

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Autologous Endothelial Progenitor Cell-Seeding Technology and Biocompatibility Testing For Cardiovascular Devices in Large Animal Model

Un metodo per il titanio semina sangue a contatto con le cellule autologhe biomateriali e biocompatibilità test è descritta. Questo metodo utilizza cellule progenitrici endoteliali e tubi in titanio, teste di serie in pochi minuti di impianto chirurgico nelle cave cavae suina. Questa tecnica è adattabile a molti altri dispositivi biomedici impiantabili.

Autologo di cellule progenitrici endoteliali-Seeding Tecnologie e test di biocompatibilità per dispositivi cardiovascolari in un modello animale di grandi dimensioni

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