Name: a full skin defect model to evaluate vascularization of biomaterials in vivo
Uploaded: 2014-08-28T14:00:00
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Integra modèle de régénération dermique a été gracieusement fournie par Integra Lifesciences Corporation. Sources de fonds soutenant le travail: Ce travail a été partiellement financé par le début Award CIRM-BMBF translationnelle II et le Centre de régulation génomique FONDAP fois à JTE (Nr 15090007.).

1 Préparation des échafaudages <ol><li> Générer des échantillons des échafaudages en utilisant 12 mm de poinçons de biopsie. </li><li> Pour introduire des molécules bioactives ou des cellules dans l&#39;échafaud, égoutter les échafaudages en les pressant doucement avec une gaze stérile. Puis réhydrater les échafaudages en ajoutant 160 ul d&#39;une solution contenant des molécules ou des cellules d&#39;intérêt bioactifs. Double-vérifier le succès de bioactivation avec des cellules par des tests méta...

<ol>
	<li>Rahaman, M. N., Mao, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell-based+composite+tissue+constructs+for+regenerative+medicine.">Stem cell-based composite tissue constructs for regenerative medicine.</a> Biotechnology and Bioengineering. 91 (3), 261-284 (2005).</li><li>Lutolf, M. P., Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthetic+biomaterials+as+instructive+extracellular+microenvironments+for+morphogenesis+in+tissue+engineering.">Synthetic biomaterials as instructive extracellular microenvironments for morphogenesis in tissue engineering.</a> Nature Biotechnology. 23, 47-55 (2005).</li><li>Machens, H. G., Berger, A. 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M., Choyke, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+of+angiogenesis:+from+microscope+to+clinic.">Imaging of angiogenesis: from microscope to clinic.</a> Nature Medicine. 9 (6), 713-725 (2003).</li><li>Bergeron, L., Tang, M., Morris, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+vascular+injection+techniques+for+the+study+of+perforator+flaps.">A review of vascular injection techniques for the study of perforator flaps.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 117, 2050-2057 (2006).</li><li>Schlatter, P., K&#246;nig, M. F., Karlsson, L. M., Burri, P. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+study+of+intussusceptive+capillary+growth+in+the+chorioallantoic+membrane+(CAM)+of+the+chicken+embryo.">Quantitative study of intussusceptive capillary growth in the chorioallantoic membrane (CAM) of the chicken embryo.</a> Microvascular Research. 54 (1), 65-73 (1997).</li><li>Lehr, H. A., Leunig, M., Menger, M. D., Nolte, D., Messmer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dorsal+skinfold+chamber+technique+for+intravital+microscopy+in+nude+mice.">Dorsal skinfold chamber technique for intravital microscopy in nude mice.</a> American Journal of Pathology. 143 (4), 1055-1062 (1993).</li><li>Menger, M. D., J&#228;ger, S., Walter, P., Hammersen, F., Messmer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+technique+for+studies+on+the+microvasculature+of+transplanted+islets+of+Langerhans+in+vivo.">A novel technique for studies on the microvasculature of transplanted islets of Langerhans in vivo.</a> International journal of microcirculation, clinical and experimental. 9 (1), 103-117 (1990).</li><li>Laschke, M. 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T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+human+mesenchymal+cells+to+improve+vascularization+in+a+mouse+model+for+scaffold-based+dermal+regeneration.">Use of human mesenchymal cells to improve vascularization in a mouse model for scaffold-based dermal regeneration.</a> Tissue Eng Part A. 15 (5), 1191-1200 (2009).</li><li>Condurache, A., Aach, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vessel+segmentation+in+angiograms+using+hysteresis+thresholding.">Vessel segmentation in angiograms using hysteresis thresholding.</a> Proceedings of the Ninth IAPR Conference on Machine Vision Applications. , 269-272 (2005).</li><li>Ega&#241;a, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+method+to+visualize+and+quantify+vascular+networks+in+native+and+tissue+engineered+skin.">Ex vivo method to visualize and quantify vascular networks in native and tissue engineered skin.</a> Langenbecks Archives of Surgery. 394, 349-356 (2009).</li></ol>

Il est nécessaire d&#39;établir des méthodes efficaces dans l&#39;amélioration de la perfusion sanguine dans les constructions de l&#39;ingénierie tissulaire, qui exige la mise au point de nouvelles méthodes fiables pour étudier les processus de vascularisation dans les biomatériaux. Les méthodes courantes pour faire échafaud vascularisation ex vivo visible comprennent l&#39;utilisation de la microscopie, qui fournit un outil de haute résolution. Dans la plupart des cas, cependant, cette méthode est...

Dans les dernières décennies, l&#39;ingénierie tissulaire a ouvert une nouvelle option thérapeutique pour remplacer défauts des tissus avec les propres cellules de l&#39;organisme 1. Afin de soutenir le processus physiologique de la régénération des tissus, des échafaudages sont conçus comme une structure biodégradable, qui fournit un scénario où les cellules du lit de la plaie peuvent se développer et de rétablir le défaut 2,3. Vascularisation insuffisante est considéré comme le principal obstacle qui freine la percée clinique d&#39;échafaudages bioartificiel 4. Avec la croissance de cellules, la demande de nutriments et d&#39;oxygène augmente et la vascularisation de la matière devient indispensable. Vascularisation insuffisante ou tardive peut donc conduire à une nécrose centrale de produits de l&#39;ingénierie tissulaire 5. De plus, les vaisseaux sanguins fournissent des cellules immunocompétentes et enlever les résidus métaboliques dans la zone de régénération. Des taux d&#39;infection élevés et une faible régénération ne sontquelques-unes des conséquences de l&#39;insuffisance perfusion sanguine observés dans l&#39;ingénierie tissulaire, qui visent à être évités par l&#39;augmentation de la vascularisation des échafaudages 6,7. Plusieurs stratégies visant à améliorer la vascularisation accent sur le rôle clé du biomatériau lui-même et la microstructure de l&#39;échafaud. Il ya des efforts intensifs de recherche pour développer de nouvelles approches en déplaçant le processus de guérison de la réparation de la régénération, de ce fait (re) produire un tissu avec des propriétés physiologiques les plus proches de celui qui doit être restaurées 8,9. Biomatériaux qui ont été étudiés et évalués en ce qui concerne leur potentiel de régénération inclus collagène, fibrine, le chitosane et l&#39;alginate 10,11. Ces biomatériaux peuvent être utilisés et combinés comme une épine dorsale pour la construction de nouveaux échafaudages en utilisant différentes stratégies telles que décellularisation de tissus, auto-assemblage, prototypage rapide et électrofilature 12. Pour ENHment propre capacité de régénération de l&#39;organisme, les échafaudages peuvent être bioactivé. L&#39;incorporation de croissance angiogénique recombinant facteurs 13 ou génétiques des vecteurs codant pour des facteurs tels 14 a montré pour améliorer la vascularisation de l&#39;échafaud. L&#39;utilisation de cellules souches a été largement démontré être une stratégie prometteuse pour améliorer la vascularisation, où les cellules stromales et les cellules mésenchymateuses progénitrices endothéliales ont obtenu la plus grande attention 15,16. D&#39;autres approches tentent de construire des constructions qui contiennent des réseaux de vaisseaux préfabriqués avant la transplantation 17. Malgré des efforts intensifs dans la conception de l&#39;échafaudage et de leur bio-activation, pas de stratégie a amélioré la vascularisation au niveau cliniquement significative et, à l&#39;exception des remplacements dermiques dans les brûlures massives, la traduction des documents issus du génie génétique dans la routine clinique n&#39;est déroule hésitant 18 . L&#39;une des raisons pour lesquelles la vascularisationde constructions de tissu artificiel est encore un problème non résolu, est la difficulté d&#39;évaluer le succès des nouvelles technologies dans les approches in vivo. Bien que des expériences in vitro peuvent fournir des indications importantes sur le potentiel de la vascularisation des échafaudages, des modèles animaux appropriés sont nécessaires pour étudier les paramètres clés tels que la biocompatibilité du matériau, la sécurité et l&#39;efficacité du traitement et, d&#39;une importance particulière, la vascularisation du tissu construire. Par conséquent, des outils fiables de visualiser et de quantifier les réseaux de vaisseaux sanguins in vivo sont essentiels. Dans cette étude, nous présentons une méthode simple et fiable qui permet la visualisation et la quantification du réseau vasculaire à l&#39;intérieur des échafaudages explantées. Cette méthode est basée sur la transillumination de tissus et de segmentation numérique. Etant donné que cette méthode est non invasif, il permet d&#39;autres analyses moléculaires et histologiques de la matière cible.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1091">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:319px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:223px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:431px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:319px;">Ethilon P-3 13 mm 3/8 circle 5-0</td>
			<td style="width:223px;">Ethicon, Norderstedt, Germany</td>
			<td style="width:119px;">698G</td>
			<td>Ethilon polyamid-6 precision point-reverse cutting suture</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:319px;">Biopsy punches (10 mm)</td>
			<td style="width:223px;">Xiomedics, Acuderm inc., Fort Lauderdale, FL, USA</td>
			<td style="width:119px;">P1050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:319px;">Biopsy punches (12 mm)</td>
			<td style="width:223px;">Xiomedics, Acuderm inc., Fort Lauderdale, FL, USA</td>
			<td style="width:119px;">P1250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Digital camera&#160;</td>
			<td style="width:223px;">Ricoh, Hannover, Germany</td>
			<td style="width:119px;">Cx1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Gazin Mullkompresse&#160;</td>
			<td style="width:223px;">Lohmann und Rauscher, Neuwied, Germany</td>
			<td style="width:119px;">13622</td>
			<td>Sterile gauze (10 cm x 10 cm)</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Double-layer collagen-based scaffold (8 &#39;x 10&#39;)</td>
			<td style="width:223px;">Integra Life Science Corporation, Plainsboro, NJ, USA</td>
			<td style="width:119px;">88101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Isoflurane, liquid-gas for inhalative anesthesia&#160;</td>
			<td style="width:223px;">Baxter, Unterschleissheim, Germany</td>
			<td style="width:119px;">100196040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Pentobarbital, 16 g / 100 ml</td>
			<td style="width:223px;">Fa. Merial, Hallbergmoos</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:319px;">Nuri Nu/Nu Nude mice, CrLNU-Foxn1nu</td>
			<td style="width:223px;">Charles River, Sulzfeld, Germany</td>
			<td style="width:119px;">Strain code 088</td>
			<td>Athymic nude mice, 6 to 8 weeks of age and with a body weight between 20 to 25 g&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:319px;">Buprenorphine (0.3 mg/ml)</td>
			<td style="width:223px;">Essex Pharma GmbH, Munich, Germany</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Titanized mesh (15 cm x 15 cm), extralight</td>
			<td style="width:223px;">PFM Medical AG, K&#246;ln, Germany</td>
			<td style="width:119px;">6000029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:319px;">Tissucol Duo S Immuno 2 ml</td>
			<td style="width:223px;">Baxter Germany GmbH, Unterschlei&#223;heim, Germany</td>
			<td style="width:119px;">B1332020110614</td>
			<td>Fibrin-thrombin solution&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Transparent adhesove drape (30.5 cm x 26 cm)</td>
			<td style="width:223px;">KCI Medical Products, Wimborne Dorset, UK</td>
			<td style="width:119px;">M6275009/10</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a full skin defect model to evaluate vascularization of biomaterials in vivo

Vascularisation insuffisante est considéré comme l&#39;un des facteurs principaux limitant le succès clinique de constructions du génie tissulaire. Afin d&#39;évaluer de nouvelles stratégies visant à améliorer la vascularisation, méthodes fiables sont nécessaires pour rendre le dans la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins dans les échafaudages de bio-artificiel visibles et quantifier les résultats. Au cours des deux dernières années, notre groupe a mis en place un modèle de défaut de peau complet qui permet la visualisation directe des vaisseaux sanguins par transillumination et offre la possibilité de quantification par la segmentation numérique. Dans ce modèle, on crée chirurgicalement défauts complets de la peau dans le dos de souris et les remplace par du matériau testé. Molécules ou cellules d&#39;intérêt peuvent aussi être incorporés dans ces matières à étudier leur effet potentiel. Après un temps d&#39;observation de son choix un, les matériaux sont explantées pour l&#39;évaluation. Blessures bilatéraux prévoient la possibilité de faire des comparaisons internes eà minimiser les artefacts entre les individus ainsi que de diminuer le nombre d&#39;animaux nécessaires à l&#39;étude. En comparaison à d&#39;autres approches, notre méthode offre une analyse simple, fiable et rentable. Nous avons mis en place ce modèle comme un outil de routine pour effectuer le criblage à haute résolution lors du test de la vascularisation de différents biomatériaux et les approches bio-activation.

A défaut fiable pleine peau bilatérale peut être créé chez la souris (Figure 1) où la peau peut être remplacé par un biomatériau à l&#39;étude (Figure 2). Ici, pas de complications majeures sont observées pendant ou après l&#39;intervention chirurgicale, ni signes macroscopiques d&#39;infection ou de réaction à corps étranger. Dans de rares cas, un échafaudage se perd lorsque la souris le supprime. La contraction des plaies n&#39;a jamais été observée (figure...

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A Full Skin Defect Model to Evaluate Vascularization of Biomaterials In Vivo

La vascularisation est la clé pour les approches en ingénierie tissulaire succès. Par conséquent, des technologies fiables sont nécessaires pour évaluer le développement des réseaux vasculaires dans les tissus-constructions. Nous présentons ici une méthode simple et efficace de visualiser et de quantifier la vascularisation in vivo.

Une peau pleine de défauts modèle pour évaluer la vascularisation des biomatériaux<em&gt; In Vivo</em

Insufficient vascularization is considered to be one of the main factors limiting the clinical success of tissue-engineered constructs. In order to ...

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The Three-Dimensional Human Skin Reconstruct Model: a Tool to Study Normal  Skin and Melanoma Progression

La peau Three-Dimensional Human Reconstruire Modèle: un outil pour étudier la peau normale et la progression du mélanome

Most in vitro studies in experimental skin biology have been done in 2-dimensional (2D) monocultures, while accumulating evidence suggests that cells ...

Recherche

Bio-ingénierie

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Conception d&#39;un bioréacteur pour la pression cyclique Ex Vivo Étude des valves cardiaques aortiques

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

Génération d&#39;une épaisseur en trois dimensions équivalent de peau et automatisé Blessant

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Sandwich-like Microenvironments to Harness Cell/Material Interactions

Microenvironnements sandwich à exploiter cellulaires / Interactions matérielles

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

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

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

Génie tissulaire par Intrinsic vascularisation dans un<em&gt; In Vivo</em&gt; Tissue Chambre Ingénierie

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

A Method for Evaluating Timeliness and Accuracy of Volitional Motor Responses to Vibrotactile Stimuli

Une méthode d&#39;évaluation de rapidité et la précision des réponses Volitional moteur à vibrotactile Stimuli

Artificial sensory feedback (ASF) systems can be used to compensate for lost proprioception in individuals with lower-limb impairments.  Effective design ...

Quantification of Strain in a Porcine Model of Skin Expansion Using Multi-View Stereo and Isogeometric Kinematics

Quantification de la souche dans un modèle d&#39;extension Porcine de la peau Utilisation du Multi-View stéréo et isogéométrique Cinématique

Tissue expansion is a popular technique in plastic and reconstructive surgery that grows skin in vivo for correction of large defects such as burns and ...

Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair

Visualizing Angiogenesis by Multiphoton Microscopy In Vivo in Genetically Modified 3D-PLGA/nHAp Scaffold for Calvarial Critical Bone Defect Repair

Visualisation de l’angiogenèse par microscopie Multiphoton In Vivo en échafaudage de 3D-PLGA/PNVS génétiquement modifiés pour la réparation osseuse défaut critique substance

The reconstruction of critically sized bone defects remains a serious clinical problem because of poor angiogenesis within tissue-engineered scaffolds ...

A Zebrafish Embryo Model for In Vivo Visualization and Intravital Analysis of Biomaterial-associated Staphylococcus aureus Infection

A Zebrafish Embryo Model for In Vivo Visualization and Intravital Analysis of Biomaterial-associated Staphylococcus aureus Infection

Un modèle d’embryon de poisson zèbre pour In Vivo visualisation et analyse Intravitale du biomatériau associée à Staphylococcus aureus Infection

Biomaterial-associated infection (BAI) is a major cause of the failure of biomaterials/medical devices. Staphylococcus aureus is one of the major ...

A Reliable and Reproducible Critical-Sized Segmental Femoral Defect Model in Rats Stabilized with a Custom External Fixator

Un modèle fiable et reproductible taille critique segmentaire fémorale défaut chez les Rats stabilisé avec un fixateur externe personnalisée

Orthopedic research relies heavily on animal models to study mechanisms of bone healing in vivo as well as investigate the new treatment techniques. ...