Name: the arteriovenous (av) loop in a small animal model to study angiogenesis and vascularized tissue engineering
Uploaded: 2016-11-02T14:00:00
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हम अपने ए वी पाश अनुसंधान के समर्थन के लिए निम्न संस्थानों को धन्यवाद देना चाहूंगा: Staedtler Stiftung, डॉ फ्रिट्ज Erler Fonds, वरना क्रोनर Fesenius Stiftung, बैक्सटर हेल्थकेयर जीएमबीएच, DFG, IZKF / वेग / efi / लिंग के लिए कार्यालय और विविधता, Forschungsstiftung चिकित्सा भोजन , Erlangen-Nürnberg (एफएयू), ए ओ फाउंडेशन, मैनफ्रेड रोथ Stiftung, ज़ू हांगकांग, हंस जॉर्ज Geis फाउंडेशन, Deutscher Akademischer Austauschdienst (डीएएडी), जर्मनी, और उच्च शिक्षा मंत्रालय और वैज्ञानिक अनुसंधान, इराक के फ्रेडरिक अलेक्जेंडर विश्वविद्यालय। हम उनके उत्कृष्ट तकनीकी सहायता के लिए स्टीफन फ्लेशर, मरीना Milde, कैटरीन कोह्न और Ilse अर्नोल्ड-Herberth को धन्यवाद देना चाहूंगा।

Erlangen-Nürnberg के फ्रेडरिक अलेक्जेंडर विश्वविद्यालय के पशु की देखभाल समिति (एफएयू) और मध्य Franconia सरकार, जर्मनी, सभी प्रयोगों को मंजूरी दे दी। प्रयोगों के लिए, 300 के एक शरीर के वजन के साथ पुरुष लुईस चूहों - 350 ग्राम इस्तेमाल ?...

एक दशक से अधिक के लिए, हम सफलतापूर्वक छोटे पशु मॉडल में धमनी (ए वी) ऊतक इंजीनियरिंग प्रयोजनों के लिए विवो में पाश और पढ़ाई angiogenesis का इस्तेमाल किया है। हम प्रदर्शन कर सकता है कि इस microsurgical मॉडल बहुत अच्छी तर...

सबसे ऊतकों और मानव शरीर के अंगों में एक कार्यात्मक रक्त वाहिका नेटवर्क है कि पोषक तत्वों की आपूर्ति, गैसों आदान-प्रदान और अपशिष्ट उत्पादों को हटा पर निर्भर हैं। स्थानीय या प्रणालीगत संवहनी समस्याओं की वजह से इस प्रणाली की खराबी गंभीर रोगों के एक भीड़ के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। इसके अलावा, इस तरह के ऊतक इंजीनियरिंग या पुनर्योजी दवा के रूप में अनुसंधान के क्षेत्रों में, कृत्रिम रूप से उत्पन्न ऊतकों या प्रत्यारोपित अंगों के भीतर एक कार्यात्मक रक्त वाहिका नेटवर्क सफल नैदानिक ​​आवेदन के लिए अपरिहार्य है। दशकों के लिए शोधकर्ताओं ने सटीक आदेश उपन्यास उपचारात्मक उपायों को खोजने और संवहनी विकारों की बेहतर रोकथाम प्रदान करने के लिए रोग स्थितियों में गहरी जानकारी हासिल करने के लिए बढ़ते वाहिका में शामिल तंत्र की जांच की गई है। पहले चरण में, इस तरह के सेल सेल बातचीत या नाड़ी तंत्र की कोशिकाओं पर अणुओं के प्रभाव के रूप में बुनियादी प्रक्रियाओं आमतौर पर इन विट्रो 2 डी या 3 डी से जांच कर रहे हैंप्रयोगों। पारंपरिक 2 डी मॉडल अच्छी तरह से स्थापित कर रहे हैं प्रदर्शन करने के लिए आसान कर रहे हैं, और इन प्रक्रियाओं का एक बेहतर समझ के लिए बहुत योगदान दिया है। 1980 में पहली बार, Folkman एट अल। जिलेटिन लेपित प्लेटों पर 1 केशिका endothelial कोशिकाओं की इन विट्रो angiogenesis बोने में सूचना दी। यह तुरंत endothelial सेल ट्यूब गठन परख 2, प्रवास परख 3 और विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं 4 के सह संवर्धन पर आगे 2 डी angiogenesis प्रयोगों, साथ ही दूसरों की एक भीड़ के प्रकाशन के लिए रास्ता दिया। ये assays आज भी उपयोग किया और इन विट्रो तरीकों में मानक के रूप में स्वीकार कर रहे हैं। हालांकि, इस प्रयोगात्मक सेटअप नहीं हमेशा इन विवो सेल व्यवहार के अध्ययन के लिए उपयुक्त बाद से सबसे अधिक प्रकार की कोशिकाओं प्रासंगिक शारीरिक ऊतक संरचनाओं 5 फार्म के लिए एक 3 डी वातावरण की आवश्यकता होती है। यह दिखाया जा सकता है कि 3 डी मैट्रिक्स की वास्तुकला केशिका morphogenesi के लिए निर्णायक है6 और उस सेल अतिरिक्त सेलुलर मैट्रिक्स (ईसीएम) बातचीत और 3 डी संस्कृति की स्थिति महत्वपूर्ण ट्यूमर angiogenesis 7 में शामिल घटकों को विनियमित। 3 डी मैट्रिक्स, जटिल यांत्रिक आदानों प्रदान करता प्रेरक प्रोटीन बाँध और ऊतक पैमाने घुला हुआ पदार्थ एकाग्रता ढ़ाल स्थापित कर सकते हैं। इसके अलावा, यह आदेश जटिल ऊतकों 5 में विवो मॉर्फ़ोजेनेटिक और remodeling चरणों में नकल करने के लिए आवश्यक माना जाता है। इन पद्धतियों में, दोनों angiogenesis और vasculogenesis का अध्ययन किया जा सकता है। Angiogenesis रक्त वाहिकाओं 8 preexisting से केशिकाओं के अंकुरण का वर्णन करता है, वहीं vasculogenesis endothelial कोशिकाओं या उनके पूर्वज 9,10 के माध्यम से रक्त वाहिकाओं की नए सिरे से गठन के लिए संदर्भित करता है। जहाजों की परिपक्वता एक प्रक्रिया चिकनी मांसपेशियों की कोशिकाओं 11 की भर्ती के माध्यम से &#39;arteriogenesis&#39; कहा जाता है में वर्णित है। इन विट्रो मॉडल में एक ठेठ एन्जियोजेनिक मौजूदा monolayer से endothelial कोशिकाओं के अंकुरण हैएस जेल सतहों पर एक monolayer, एक जेल के भीतर एम्बेडेड microspheres की सतह पर के रूप में या endothelial सेल spheroids 12 के निर्माण से वरीयता प्राप्त। vasculogenic मॉडल में एक endothelial कोशिकाओं एक 3 डी जेल में फँस जाते हैं। वे सहायक कोशिकाओं 12 के साथ सटे endothelial कोशिकाओं के साथ बातचीत संवहनी संरचनाओं और नेटवर्क नए सिरे से बनाने के लिए, आम तौर पर संयोजन में। हालांकि, इन विट्रो मॉडल विवो सेटिंग्स में नकल नहीं कर सकते में भी जटिल 3 डी पूरी तरह से सेल सेल की भीड़ को देखते हुए और सेल ईसीएम 13 सहभागिता। उच्च इन विट्रो गतिविधि के साथ पदार्थों स्वचालित रूप से विवो में एक ही प्रभाव है और इसके विपरीत 14 नहीं दिखाते। Vascularization के लिए एक व्यापक विश्लेषण के लिए प्रक्रियाओं विवो मॉडल है कि बेहतर शरीर में स्थिति अनुकरण में विकसित करने के लिए एक तत्काल आवश्यकता है। इन विवो angiogenesis assays की एक बड़ी रेंज साहित्य में वर्णित सहित,लड़की chorioallantoic झिल्ली परख (सीएएम), zebrafish मॉडल, कार्निया angiogenesis परख, पृष्ठीय हवा की थैली मॉडल, पृष्ठीय skinfold कक्ष, चमड़े के नीचे ट्यूमर मॉडल 14। हालांकि, इन assays अक्सर ऐसे तेजी से रूपात्मक परिवर्तन, सीएएम परख, या कार्निया angiogenesis परख 15 में सीमित स्थान में पहले से ही मौजूदा वाले से विशिष्ठ नई केशिकाओं में समस्याओं के रूप में सीमाओं के साथ जुड़े रहे हैं। इसके अलावा, गैर स्तनधारी प्रणाली का इस्तेमाल किया जाता है (उदाहरण के लिए।, Zebrafish मॉडल 16) है, जो xenotransplantation 17 में समस्याओं की ओर जाता है। चमड़े के नीचे ट्यूमर मॉडल में, angiogenesis ट्यूमर से ही केवल प्रारंभिक विश्लेषण नहीं किया जा सकता है, क्योंकि आसन्न ऊतक बहुत vascularization प्रक्रिया के लिए योगदान देता है। इसके अलावा, आसपास के ऊतकों ट्यूमर microenvironment 18 को आकार देने में एक निर्णायक भूमिका हो सकती है। इतना ही नहीं angiogenesis या vasculogenesis के अध्ययन के लिए एक मजबूत ne हैएड के लिए एक मानकीकृत और इन विवो मॉडल में भी, लेकिन ऊतक इंजीनियरिंग और पुनर्योजी चिकित्सा के क्षेत्र में विभिन्न vascularization रणनीतियों के अध्ययन के लिए अच्छी तरह से होती है। आज, जटिल कृत्रिम अंगों या ऊतकों की पीढ़ी दोनों इन विट्रो और इन विवो में संभव है। 3 डी bioprinting जटिल 3 डी कार्यात्मक जीवित ऊतकों 19 पैदा करने के लिए एक मांग पर निर्माण तकनीक प्रदान करता है। इसके अलावा, बायोरिएक्टर ऊतकों 20 या यहां तक कि खुद के शरीर पैदा करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता बायोरिएक्टर 21 के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। हालांकि, कृत्रिम रूप से उत्पन्न ऊतकों के सफल आवेदन करने के लिए मुख्य बाधा इंजीनियर निर्माणों के भीतर vascularization की कमी है। प्रत्यारोपण के बाद मेजबान के वाहिका को तत्काल कनेक्शन विशेष रूप से बड़े पैमाने पर कृत्रिम ऊतकों या अंगों के मामले में, अस्तित्व के लिए एक प्रमुख शर्त है। इन विट्रो में या विवो prevascularization रणनीतियों में विभिन्न गतिविधियों थेलेखक की राय आरोपण 22 से पहले निर्माणों में एक कार्यात्मक microvasculature की स्थापना। चूहों के पृष्ठीय त्वचा पर इन विट्रो preformed इंजीनियर केशिकाओं के साथ एक पाड़ के आरोपण के एक दिन के भीतर 23 चूहों वाहिका के तेजी से सम्मिलन का नेतृत्व किया। इसके विपरीत, एक अंडाकार आकृति मानव mesenchymal स्टेम कोशिकाओं और मानव नाल नस endothelial कोशिकाओं एक तीन आयामी prevascular नेटवर्क में इकट्ठे से मिलकर सह संस्कृति में विवो आरोपण के बाद आगे का विकास किया। हालांकि, मेजबान वाहिका के साथ सम्मिलन 24 ही सीमित था। इन सबसे ऊपर, ऐसे परिगलित या विकिरणित क्षेत्रों के रूप में खराब vascularized दोष, में, इस तथाकथित बाह्य vascularization - पाड़ में आसपास के क्षेत्र से जहाजों की अंतर्वृद्धि - अक्सर विफल रहता है। आंतरिक vascularization, दूसरे हाथ पर, पाड़ 25 में अंकुरण नई केशिकाओं का एक स्रोत के रूप में एक नाड़ी अक्ष पर आधारित है। अक्षीय vascularization दृष्टिकोण का प्रयोगइंजीनियर ऊतक अपनी नाड़ी अक्ष के साथ प्रत्यारोपित और प्राप्तकर्ता स्थल पर स्थानीय जहाजों से जुड़ा जा सकता है। इसके तत्काल बाद प्रत्यारोपण के बाद, ऊतक पर्याप्त रूप से ऑक्सीजन और पोषक तत्वों, जो इष्टतम एकीकरण के लिए सही स्थिति पैदा करता है के द्वारा समर्थित है। इन विवो angiogenesis की जांच के लिए और अक्षीय रूप से vascularized ऊतक पैदा करने के बढ़ते महत्व को मान्यता देने में मॉडलों की सीमित उपलब्धता के कारण, हम आगे Erol और Spira के microsurgical दृष्टिकोण विकसित पशु मॉडल 26 में एक धमनी (ए वी) पाश उत्पन्न करते हैं। एक पूरी तरह से बंद आरोपण कक्ष की इस विधि का उपयोग बहुत अच्छी तरह से &quot;नियंत्रित&quot;, अच्छी तरह से विवो परिस्थितियों में विशेषता (चित्रा 1) के तहत रक्त वाहिनियों के गठन का अध्ययन करने के लिए अनुकूल बनाता है। यह मॉडल नहीं angiogenesis की जांच के लिए ही उपयोगी है, लेकिन यह भी बेहतर ऊतक उद्योगों के लिए scaffolds के अक्षीय vascularization के लिए अनुकूल हैeering प्रयोजनों।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="931">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">0.9% sodium chloride</td>
			<td style="width:251px;">Berlin-Chemie AG</td>
			<td style="width:203px;">34592508</td>
			<td style="width:124px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:23px;width:355px;">11-0 Ethilon / polyamide 6/6</td>
			<td style="width:251px;">Ethicon</td>
			<td>EH7438G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">4-0 Vicryl / polygalactin 910</td>
			<td style="width:251px;">Ethicon</td>
			<td>V392H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">6-0 Prolene / polypropylene</td>
			<td style="width:251px;">Ethicon</td>
			<td>8695H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">aluminium spray</td>
			<td style="width:251px;">Pharma Partner Vertriebs-GmbH</td>
			<td>1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">antiseptics&#160;</td>
			<td style="width:251px;">BODE Chemie GmbH&#160;</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Catheter&#160;</td>
			<td style="width:251px;">B Braun Meslungen AG</td>
			<td>4251612-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:355px;">contrast agent</td>
			<td style="width:251px;">Flowtech</td>
			<td>&#160;MV-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:355px;">embutramide, mebezonium iodide, tetracaine hydrochloride injectable solution&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Intervet International GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">encre de chine intense indian ink</td>
			<td style="width:251px;">Lefranc &#38; Bourgeois&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Enrofloxacin&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Bayer AG</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">eye ointment&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Bayer AG</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">Formalin 4 %&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Carl Roth GmbH &#38; Co. KG</td>
			<td>P087.4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">Heparin</td>
			<td style="width:251px;">Ratiopharm GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">isoflurane&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Abbott Laboratories</td>
			<td>6055482</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Lewis rat, male</td>
			<td style="width:251px;">Charles River Laboratories</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">Metamizol-Natrium&#160;</td>
			<td style="width:251px;">Ratiopharm GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:21px;width:355px;">papaverine / Paveron N</td>
			<td style="width:251px;">Linden Arzneimittel-Vertrieb-GmbH</td>
			<td style="width:203px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:355px;">tramadol / Tramal</td>
			<td style="width:251px;">Gr&#252;nenthal GmbH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

the arteriovenous (av) loop in a small animal model to study angiogenesis and vascularized tissue engineering

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in pathological situations such as cancer, vascularization plays a leading role in disease progression. Consequently, there is a strong need for a standardized and well-characterized in vivo model in order to elucidate the mechanisms of neovascularization and develop different vascularization approaches for tissue engineering and regenerative medicine.
We describe a microsurgical approach for a small animal model for induction of a vascular axis consisting of a vein and artery that are anastomosed to an arteriovenous (AV) loop. The AV loop is transferred to an enclosed implantation chamber to create an isolated microenvironment in vivo, which is connected to the living organism only by means of the vascular axis. Using 3D imaging (MRI, micro-CT) and immunohistology, the growing vasculature can be visualized over time. By implanting different cells, growth factors and matrices, their function in blood vessel network formation can be analyzed without any disturbing influences from the surroundings in a well controllable environment. 
In addition to angiogenesis and antiangiogenesis studies, the AV loop model is also perfectly suited for engineering vascularized tissues. After a certain prevascularization time, the generated tissues can be transplanted into the defect site and microsurgically connected to the local vessels, thereby ensuring immediate blood supply and integration of the engineered tissue. By varying the matrices, cells, growth factors and chamber architecture, it is possible to generate various tissues, which can then be tailored to the individual patient's needs.

ऊतक अभियांत्रिकी अस्थि ऊतक इंजीनियरिंग प्रयोजनों के लिए, अलग अलग हड्डी के विकल्प के एक नंबर छोटे जानवर चूहे ए वी मॉडल पाश 27,28,33,34 में प्रत्यारोपित किया गया। Vascularization पूरी तरह से 3 डी...

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The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

हम एक अलग और अच्छी तरह से विशेषता वातावरण में विवो में vascularization का विश्लेषण करने के लिए एक मॉडल के रूप में एक धमनी (ए वी) पाश की पीढ़ी के लिए एक microsurgical दृष्टिकोण का वर्णन। यह मॉडल न केवल angiogenesis की जांच के लिए उपयोगी है, लेकिन यह भी बेहतर इंजीनियरिंग अक्षीय रूप से vascularized और transplantable ऊतकों के लिए अनुकूल है।

एक छोटे पशु मॉडल में धमनी (ए वी) लूप angiogenesis और vascularized ऊतक इंजीनियरिंग का अध्ययन करने के लिए

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Research

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