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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私たちは、AVループ研究を支援するために、次の機関に感謝したいと思います：ステッドラー財団、博士フリッツエルラーフォン、ジェンダーと多様性のためのエルスクローネFesenius財団、バクスター・ヘルスケア社、DFG、IZKF / ELAN / EFI /オフィス、Forschungsstiftung Medizin 、エアランゲン・ニュルンベルク（FAU）、AO財団、マンフレッド・ロス財団、雪香港、ハンス・ゲオルク・ガイス財団、ドイツ学術交流会（DAAD）、ドイツ、および高等教育省と科学研究、イラクのフリードリヒ・アレクサンダー大学。私たちは、その優れた技術サポートのためのステファン・フライシャー、マリーナミルデ、カトリン・コーンとイルゼアーノルド・Herberthに感謝したいと思います。

エアランゲン・ニュルンベルク（FAU）のフリードリヒ・アレクサンダー大学の動物実験委員会とミッテルフランケン、ドイツ政府は、すべての実験を承認しました。実験のため、300の体重を有する雄のLewisラット - 350 gを使用しました。 1.ラットにおける動静脈ループモデル<ol><li> 移植手順（図2） <ol><li>麻酔のためにイソフルラン気化器にチューブを介して接続さ?...

10年以上にわたり、我々は、組織工学のために動静脈（AV）ループを正常に使用していると、小さな動物モデルにおいてin vivoでの血管新生を研究します。我々は、この顕微モデルが異なる組織を操作するための、それはまた、血管新生または抗血管新生研究のために使用することができる非常によく適していることを示している可能性があります。 既存の/?...

人体のほとんどの組織や器官は、栄養素を供給するガスを交換し、老廃物を除去する機能血管網に依存しています。局所または全身の血管の問題によって引き起こされるこのシステムの機能不全は、深刻な病気の多数につながることができます。また、このような組織工学や再生医療などの研究分野において、人工的に生成された組織または移植された臓器内の機能的血管網が成功臨床応用のために不可欠です。 何十年もの研究者らは、新規な治療的介入を見つけて、血管障害のより良い予防を提供するために、病理学的な状況へのより深い洞察を得るために成長している血管系に関与する正確なメカニズムを調査してきました。第1のステップでは、そのような細胞-細胞相互作用または血管系の細胞上の分子の影響のような基本的なプロセスは、通常、インビトロ 2Dまたは3Dによって調査されています実験。従来の2Dモデルは、実行が容易であり、十分に確立されており、これらのプロセスのより良い理解に大きく貢献してきました。 1980年に初めて、フォークマンら 。ゼラチンコーティングしたプレート1上の毛細血管内皮細胞のin vitroでの血管新生の播種に報告しました。これはすぐに、さらに2D血管新生内皮細胞管形成アッセイ2、遊走アッセイ3と異なる細胞タイプ4の共培養上の実験と同様に、他の多数の出版物に道を譲りました。これらのアッセイは、今日でも使用され、 インビトロ方法における標準として受け入れられています。 ほとんどの細胞型は、関連する生理学的組織構造5を形成するために、3D環境を必要とするので、この実験は、常に、 インビボ細胞挙動の研究には適していません。三次元マトリックスのアーキテクチャは、毛細管morphogenesiために決定的であることを示すことができS 6と、その細胞の細胞外マトリックス（ECM）相互作用および3D培養条件は、腫瘍の血管新生7に関与する重要な因子を調節します。 3Dマトリックスは、エフェクタータンパク質と結合し、組織規模溶質濃度勾配を確立することができ、複雑な機械的な入力を提供します。また、それは複雑な組織5においてインビボ形態形成およびリモデリングの手順で模倣するために必要であると考えられます。これらのシステムでは、血管新生および脈管の両方を研究することができます。血管新生は、血管8既存の毛細血管の出芽を説明しているが、脈管形成は、内皮細胞またはその前駆体9,10を介して血管のデノボ形成を指します。血管の成熟は、平滑筋細胞11の動員を介して 「動脈形成」と呼ばれるプロセスに記載されています。 インビトロモデルにおける典型的な血管新生は、既存の単層からの内皮細胞の発芽でありますSは、ゲル内または内皮細胞スフェロイド12を構築することにより、埋め込まれたミクロスフェアの表面に、ゲル表面上の単層として播種しました。血管性のモデルでは、単一の内皮細胞は3Dゲル内に捕捉されています。それらは、典型的には支持セル12と組み合わせて、新規血管構造とネットワークを形成するために隣接の内皮細胞と相互作用します。 しかし、 インビトロモデルでさえ複雑な3Dは完全に細胞-細胞および細胞- ECMは13の相互作用の多数与えられたin vivoでの設定で模倣することはできません。高いインビトロ活性を有する物質は、自動的にその逆も 14と同じin vivoでの効果とを示していません。血管新生プロセスの総合的な分析のためのより良い体内の状況をシミュレートするin vivoモデルで開発することが急務です。 インビボ血管新生アッセイの広い範囲を含めて、文献に記載されていますヒヨコ漿尿膜アッセイ（CAM）、ゼブラフィッシュモデル、角膜血管新生アッセイ、背気嚢モデル、背側皮下脂肪チャンバー、皮下腫瘍モデル14。しかし、これらのアッセイは、多くの場合、このような急速な形態学的変化、CAMアッセイ、または角膜血管新生アッセイ15内の限られたスペース内にすでに存在するものから区別する新たな毛細血管内の問題などの制限に関連しています。また、非哺乳動物システムが使用されている（ 例えば 、ゼブラフィッシュモデル16）異種移植17で問題につながります。隣接する組織が大幅に血管新生プロセスに寄与するため、皮下腫瘍モデルでは、腫瘍自体からのみ由来する血管新生を分析することはできません。また、周囲の組織は、腫瘍微小環境18の形成に決定的な役割を持つことができます。 血管新生又は脈管形成を研究するためだけでなく、強いneがありますEDのための標準化およびin vivoモデルでも組織工学と再生医療における異なる血管新生の戦略を研究するための十分に特徴付けられました。今日、複雑な人工器官または組織の発生は、 インビトロおよびインビボの両方が可能です。 3Dのbioprintingは、複雑な3D機能的なリビング組織19を生成するためのオンデマンド製造技術を提供します。さらに、バイオリアクターは、組織20、あるいは自身の体を生成するために使用することができるバイオリアクター21として使用することができます。しかし、人工的に生成された組織の成功のアプリケーションに対する主な障壁は工学構成物内の血管新生の欠如です。移植後の宿主の血管系への即時の接続は、特に大規模な人工組織または器官の場合には、生存のための主要な前提条件です。 in vitroまたはin vivo prevascularization戦略の異なるがdevelにしましたOPEDは移植前22に構築物における機能的な微小血管系を確立します。マウスの背部皮膚へのin vitroでの予備形成工学毛細血管と足場の移植は23日以内に、マウスの血管系の急速な吻合につながりました。対照的に、三次元の前血管ネットワークに組み立てヒト間葉系幹細胞およびヒト臍静脈内皮細胞からなるスフェロイド共培養は、in vivo移植後さらに開発しました。しかし、ホスト血管系との吻合は24限られていました。中でも、このような壊死性や照射領域として不十分に血管新生の欠陥で、このいわゆる外因性血管新生 - 足場に周辺地域からの血管の内部成長は - 多くの場合失敗します。内因性血管新生は、他の一方で、足場25に発芽新しい毛細血管のソースとして、血管の軸に基づいています。軸方向の血管新生のアプローチを使用して、改変された組織は、その血管軸を移植し、レシピエント部位での局所血管に接続することができます。すぐに移植後、組織が適切に最適な統合のための適切な条件を作成し、酸素と栄養、によってサポートされています。 in vivoでの血管新生を調査するために軸方向血管組織の生成の重要性が増していることの認識におけるモデルの利用が限らに、我々は動物モデル26における動静脈（AV）ループを生成するために、さらにエロルとスピラの顕微手法を開発しました。完全に閉じた注入室を使用することは、この方法は非常によくよくインビボ条件を特徴とする 「制御」（ 図1）の下で血管形成を研究するために最適です。このモデルだけでなく、血管新生の研究のために有用であるだけでなく、最適な組織ENGINのための足場の軸方向の血管新生に適していますeering目的。

<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.

ヒト組織工学 骨組織工学の目的のために、異なる代用骨の数は、小動物ラットAVループモデル27,28,33,34に移植しました。血管新生は、完全な3Dマイクロコンピュータ断層撮影（マイクロCT）（ 図3A）によって実証することができます。処理された牛海綿骨（PBCB）行列の血管新生は、血管新生のない群と比較してループ群で有意に?...

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

我々は、単離され、十分に特徴付けられた環境で、in vivoで血管新生を分析するためのモデルとして動静脈（AV）ループの生成のための顕微的なアプローチを説明します。このモデルだけでなく、血管新生の研究のために有用であるだけでなく、最適なエンジニアリングを軸方向に血管および移植組織に適しています。

血管新生および血管組織工学を研究するための小さな動物モデルにおける動静脈（AV）ループ

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 ...

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