Name: implantation of electrospun vascular grafts with optimized structure in a rat model
Uploaded: 2018-06-27T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Implantation of Electrospun Vascular Grafts with Optimized Structure in a Rat Model at JoVE.com

この作品は、NSFC プロジェクト (81522023、81530059、91639113、81772000、81371699、および 81401534) によって財政的に支えられました。

実験動物の使用は動物実験倫理委員会の南海大学によって承認され、ケアと実験動物の使用のためのガイドに従い実施します。
1. エレクトロスピニング PCL 移植片の作製
注: ここで、エレクトロスピニング法は、人工血管を作製する利用されました。
<ol><li>それぞれ、クロロホルム、メタノールの混合物で PCL を溶解することにより 25 wt % と 10 の wt...

<ol>
	<li>Coombs, K. E., Leonard, A. T., Rush, M. N., Santistevan, D. A., Hedberg-Dirk, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolated+effect+of+material+stiffness+on+valvular+interstitial+cell+differentiation.">Isolated effect of material stiffness on valvular interstitial cell differentiation.</a> J Biomed Mater Res A. 105 (1), 51-61 (2017).</li><li>Zhang, L., 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=A+sandwich+tubular+scaffold+derived+from+chitosan+for+blood+vessel+tissue+engineering.">A sandwich tubular scaffold derived from chitosan for blood vessel tissue engineering.</a> J Biomed Mater Res A. 77 (2), 277-284 (2006).</li><li>Thottappillil, N., Nair, P. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaffolds+in+vascular+regeneration:+current+status.">Scaffolds in vascular regeneration: current status.</a> Vasc Health Risk Manag. 11, 79-91 (2015).</li><li>Pektok, E., 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=Degradation+and+healing+characteristics+of+small-diameter+poly+(e-caprolactone)+vascular+grafts+in+the+rat+systemic+arterial+circulation.">Degradation and healing characteristics of small-diameter poly (e-caprolactone) vascular grafts in the rat systemic arterial circulation.</a> Circulation. 118 (24), 2563-2570 (2008).</li><li>Innocente, F., 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=Paclitaxel-eluting+biodegradable+synthetic+vascular+prostheses:+a+step+towards+reduction+of+neointima+formation?.">Paclitaxel-eluting biodegradable synthetic vascular prostheses: a step towards reduction of neointima formation?.</a> Circulation. 120 (11 Suppl), S37-S45 (2009).</li><li>de Valence, S., 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=Advantages+of+bilayered+vascular+grafts+for+surgical+applicability+and+tissue+regeneration.">Advantages of bilayered vascular grafts for surgical applicability and tissue regeneration.</a> Acta Biomater. 8 (11), 3914-3920 (2012).</li><li>Assmann, A., 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=Acceleration+of+autologous+in+vivo+recellularization+of+decellularized+aortic+conduits+by+fibronectin+surface+coating.">Acceleration of autologous in vivo recellularization of decellularized aortic conduits by fibronectin surface coating.</a> Biomaterials. 34 (25), 6015-6026 (2013).</li><li>Hasan, A., 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=Electrospun+scaffolds+for+tissue+engineering+of+vascular+grafts.">Electrospun scaffolds for tissue engineering of vascular grafts.</a> Acta Biomater. 10 (1), 11-25 (2014).</li><li>Baker, B. M., 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=The+potential+to+improve+cell+infiltration+in+composite+fiber-aligned+electrospun+scaffolds+by+the+selective+removal+of+sacrificial+fibers.">The potential to improve cell infiltration in composite fiber-aligned electrospun scaffolds by the selective removal of sacrificial fibers.</a> Biomaterials. 29 (15), 2348-2358 (2008).</li><li>Wang, K., 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=Creation+of+macropores+in+electrospun+silk+fibroin+scaffolds+using+sacrificial+PEO-microparticles+to+enhance+cellular+infiltration.">Creation of macropores in electrospun silk fibroin scaffolds using sacrificial PEO-microparticles to enhance cellular infiltration.</a> Journal of Biomedical Materials Research Part A. 101 (12), 3474-3481 (2013).</li><li>Lee, B. L. P., 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=Femtosecond+laser+ablation+enhances+cell+infiltration+into+three-dimensional+electrospun+scaffolds.">Femtosecond laser ablation enhances cell infiltration into three-dimensional electrospun scaffolds.</a> Acta Biomaterialia. 8 (7), 2648-2658 (2012).</li><li>Rnjak-Kovacina, J., Weiss, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increasing+the+pore+size+of+electrospun+scaffolds.">Increasing the pore size of electrospun scaffolds.</a> Tissue Eng Part B Rev. 17 (5), 365-372 (2011).</li><li>Zhong, S., Zhang, Y., Lim, C. T. <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+large+pores+in+electrospun+nanofibrous+scaffolds+for+cellular+infiltration:+a+review.">Fabrication of large pores in electrospun nanofibrous scaffolds for cellular infiltration: a review.</a> Tissue Eng Part B Rev. 18 (2), 77-87 (2012).</li><li>Pham, Q. P., Sharma, U., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+poly(epsilon-caprolactone)+microfiber+and+multilayer+nanofiber/microfiber+scaffolds:+characterization+of+scaffolds+and+measurement+of+cellular+infiltration.">Electrospun poly(epsilon-caprolactone) microfiber and multilayer nanofiber/microfiber scaffolds: characterization of scaffolds and measurement of cellular infiltration.</a> Biomacromolecules. 7 (10), 2796-2805 (2006).</li><li>Rnjak-Kovacina, J., 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=Tailoring+the+porosity+and+pore+size+of+electrospun+synthetic+human+elastin+scaffolds+for+dermal+tissue+engineering.">Tailoring the porosity and pore size of electrospun synthetic human elastin scaffolds for dermal tissue engineering.</a> Biomaterials. 32 (28), 6729-6736 (2011).</li><li>Wang, Z., 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=The+effect+of+thick+fibers+and+large+pores+of+electrospun+poly(epsilon-caprolactone)+vascular+grafts+on+macrophage+polarization+and+arterial+regeneration.">The effect of thick fibers and large pores of electrospun poly(epsilon-caprolactone) vascular grafts on macrophage polarization and arterial regeneration.</a> Biomaterials. 35 (22), 5700-5710 (2014).</li><li>Hutcheson, J. D., 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=Genesis+and+growth+of+extracellular-vesicle-derived+microcalcification+in+atherosclerotic+plaques.">Genesis and growth of extracellular-vesicle-derived microcalcification in atherosclerotic plaques.</a> Nat Mater. 15 (3), 335-343 (2016).</li><li>Tara, S., 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=Well-organized+neointima+of+large-pore+poly(L-lactic+acid)+vascular+graft+coated+with+poly(L-lactic-co-epsilon-caprolactone)+prevents+calcific+deposition+compared+to+small-pore+electrospun+poly(L-lactic+acid)+graft+in+a+mouse+aortic+implantation+model.">Well-organized neointima of large-pore poly(L-lactic acid) vascular graft coated with poly(L-lactic-co-epsilon-caprolactone) prevents calcific deposition compared to small-pore electrospun poly(L-lactic acid) graft in a mouse aortic implantation model.</a> Atherosclerosis. 237 (2), 684-691 (2014).</li></ol>

再生の重要な細胞浸潤は、生体内で血管16の改造。限られた細胞浸潤は頻繁に細胞の血管壁への移行を妨げるグラフトの比較的小さな毛穴に関連します。この困難に対処するため大規模な細孔構造を持つエレクトロスピニング PCL 血管を準備する修正法を開発しました。詳しくは、細孔径は処理のパラメーターによって容易に制御できる線維厚の増加に伴い増加しまし...

合成ポリマーから作られた血管は、心血管疾患 (スッテパー) の治療のためのクリニック広く使用されています。残念ながら、小口径人工血管の場合 (D < 6 mm) は、成功した製品が、しばしば血栓症、内膜増殖症などにつながる減らされた血流速によって引き起こされる低開存のために利用合併症1。
ティッシュ ・ エンジニア リングは、長期的な開存性と血管再生の足場誘導と再構成に基づく恒常性を実現するために別の方法を提供します。詳しくは、血管移植三次元テンプレートとしてことができるメカニカル ・ サポートやガイダンスを提供構造維管束組織と影響の細胞機能、細胞接着、移行、増殖などの再生時に、細胞外マトリックス2の分泌。今までは、維管束組織工学用各種合成樹脂を評価されています。これらの高分子の中で poly(ε-caprolactone) (PCL) は良いセルの互換性と数ヶ月から 2 年間3に至るまで劣化を遅らせるために集中的に検討されている.優れた構造健全性開存、増加だけでなく、継続的に細胞浸潤と血管新生ラット大動脈モデル4,5,6、PCL 血管静電紡糸法による処理が展示されて、最大 6 ヶ月の壁を移植します。しかし、細胞と毛細血管と石灰化、回帰を含む不利な組織の改造もで観測した長い縦長を 18 ヶ月。
Cellularization 血管移植の組織再生を決定し、修繕7キー要因であります。エレクトロスピニング、汎用性の高い手法として採用されている広くナノ繊維構造8血管移植の準備のため。残念なことに、比較的小さな細孔構造はしばしばその後の組織再生を制限エレクトロスピニング血管で不十分な細胞浸潤に します。この問題を解決するには、様々 なテクニックは、細孔径と塩/高分子溶出9,10、コレクター装置、レーザー放射11 による治療後の変更を含む、全体的な気孔率を高めるため試行されています。、等。実際には、エレクトロスピニング移植 (ファイバー径、孔径、気孔率を含む) の構造は処理条件12,13に密着します。エレクトロスピニング、中に繊維の直径は、高分子溶液、流量、電圧などの濃度など、パラメーターを変更することにより容易に制御できます。14,15としたがって、細孔径と気孔率がそれに応じて強化され。
我々 は最近、多孔体構造 (5-7 μ m の直径 30-40 μ m の細孔の繊維) と変更された PCL エレクトロスピニング移植を報告しました。ラット腹部大動脈を置き換えることによって体内注入は、3 ヶ月手術後16で開存、として良好な血管内皮形成と平滑筋再生率が高いを示した。もっと重要なは、不利な組織の石灰化とセルの回帰を含む改造が認められなかったのも移植の 1 年後。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Poly(&#949;-caprolactone) (PCL) pellets (Mn=80,000)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>704067</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Tianjin Chemical Reagent Company</td>
			<td>1060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol</td>
			<td>Tianjin Chemical Reagent Company</td>
			<td>1083</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroform</td>
			<td>Tianjin Chemical Reagent Company</td>
			<td>A1007</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Tianjin Fengchuan Company</td>
			<td>2296</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A16046</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague Dawley rats</td>
			<td>Laboratory Animal Center of the Academy of Military Medical Sciences</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal saline</td>
			<td>Hebei Tiancheng Pharmaceutical company</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloral hydrate</td>
			<td>Tianjin Ruijinte chemical company</td>
			<td>2223</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin sodium Injection</td>
			<td>Tianjin Biochem Pharmaceutical company</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gentamycin Sulfate Injection</td>
			<td>Jiangsu Lianshui Pharmaceutical company</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-&#945;-SMA primary antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab7817</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-smooth MYH primary antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab683</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit polyclonal anti-rat elastin antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab23748</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-von Willebrand factor primary antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab6994</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-mouse IgG (Alexa Fluor 488)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>ab150117</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-rabbit IgG (Alexa Fluor 488)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>ab150077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5% normal goat serum</td>
			<td>Zhongshan Golden bridge</td>
			<td>ZLI9022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin and eosin (H&#38;E)</td>
			<td>Beijing leagene biotech</td>
			<td>DH0006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masson&#39;s trichrome</td>
			<td>Beijing leagene biotech</td>
			<td>DC0032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Verhoeff-van Gieson (VVG)</td>
			<td>Beijing leagene biotech</td>
			<td>DC0059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Von Kossa</td>
			<td>Beijing leagene biotech</td>
			<td>DS0003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical sutures needles with thread,3-0 silk</td>
			<td>Shanghai Jinhuan medical supplies company</td>
			<td>G3002b</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical sutures needles with thread,9-0 silk</td>
			<td>Shanghai Jinhuan medical supplies company</td>
			<td>H901</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

implantation of electrospun vascular grafts with optimized structure in a rat model

ここでは、マクロポーラス PCL 人工血管を作製し、腹部大動脈置換のモデルラットを用いた評価プロトコルを記述するプロトコルを提案する.エレクトロスピニング血管は頻繁、グラフトに細胞浸潤を制限し、再生とネオ動脈の改造を妨げる比較的小さな毛穴を所有しています。本研究では厚い繊維 (5-6 μ m) と孔径が大きい (~ 30 μ m) PCL 血管を修正処理テクニックを使用して作製しました。腹部大動脈ラットモデルにおける注入によるグラフトの長期的なパフォーマンスを行った。超音波は、グラフト残った動脈瘤や狭窄注入の 12 ヶ月後も発生せず特許を示した。多孔体構造はセル成長を改善し、こうして推進組織 3 カ月で再生成されます。さらに、12 ヶ月後の血管壁内石灰化などの不利な改造の兆候だった。したがって、エレクトロスピニング PCL 血管処理変更した多孔体で保持長期的な注入のため動脈代替可能性を秘めて。

PCL 移植手術後 3ヶ月と 12 ヶ月で仔だったし、ヒアリン マッソン、その行動・ ヴァン ・維 (VVG)、コッサ、蛍光染色法による α-SMA のヘマトキシリンとエオシン (H & E) の標準的な組織学的手法による分析MYH、vWF とエラスチン。組織学的イメージは、正立型顕微鏡を使用して撮影された、ﬂuorescence 顕微鏡を用いた蛍光抗体法により画像が撮影されました。
<p class="jove...

Watch this Scientific Journal Video about Implantation of Electrospun Vascular Grafts with Optimized Structure in a Rat Model at JoVE.com

Implantation of Electrospun Vascular Grafts with Optimized Structure in a Rat Model

エレクトロスピニング ラットモデルにおける最適化された構造を有する人工血管の移植

PCL 血管太い繊維と、大きな細孔を製造するため腹部大動脈置換のラットモデルにおける生体内でのパフォーマンスを評価するためのプロトコルを記述する変更されたエレクトロスピニング法を紹介します。

Here, we present a protocol to fabricate macroporous PCL vascular graft and describe an evaluation protocol by using a rat model of abdominal aorta ...

Research

JoVE Journal

Biology

The Structure of Skilled Forelimb Reaching in the Rat: A Movement Rating Scale

ラットに到達熟練前肢の構造：運動評価尺度

Skilled reaching for food is an evolutionary ancient act and is displayed by many animal species, including those in the sister clades of rodents and ...

Implantation of Engineered Tissue in the Rat Heart

ラット心臓における培養組織の移植

Rodent surgery is often an important component in assessing the utility of engineered tissues. A wide variety of surgical procedures can be performed in ...

Whole-mount Immunohistochemical Analysis for Embryonic Limb Skin Vasculature: a Model System to Study Vascular Branching Morphogenesis in Embryo

胚肢の皮膚の血管系のためのホールマウント免疫組織化学的解析：胚における血管分岐形態形成を研究するモデルシステム

Whole-mount immunohistochemical analysis for imaging the entire vasculature is pivotal for understanding the cellular mechanisms of branching ...

Optimized PCR-based Detection of Mycoplasma

マイコプラズマの最適化されたPCRベースの検出

The maintenance of contamination-free cell lines is essential to cell-based research. Among the biggest contaminant concerns are mycoplasma contamination. ...

Rat Mesentery Exteriorization: A Model for Investigating the Cellular Dynamics Involved in Angiogenesis

ラット腸間膜具象化：血管新生に関与する細胞のダイナミクスを調べるためのモデル

Microvacular network growth and remodeling are critical aspects of wound healing, inflammation, diabetic retinopathy, tumor growth and other disease ...

Functional Reconstitution and Channel Activity Measurements of Purified Wildtype and Mutant CFTR Protein

精製された野生型および変異型CFTRタンパク質の機能的再構成とチャネル活性の測定

The Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) is a unique channel-forming member of the ATP Binding Cassette (ABC) superfamily of ...

Evaluating Vascular Hyperpermeability-inducing Agents in the Skin with the Miles Assay

マイル アッセイで皮膚の血管の血管誘導剤の評価

The primary function of the vascular endothelium in vertebrate organisms is to serve as a barrier between the blood and each tissue of the body, whereby ...

Optimized Scratch Assay for In Vitro Testing of Cell Migration with an Automated Optical Camera

Optimized Scratch Assay for In Vitro Testing of Cell Migration with an Automated Optical Camera

スクラッチのアッセイの in Vitro細胞遊走の自動光学カメラのテストのために最適化されました。

Cell migration is an important process that influences many aspects of health, such as wound healing and cancer, and it is, therefore, crucial for ...

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A (EYFP-CENP-A)

Mass Spectrometry Analysis to Identify Ubiquitylation of EYFP-tagged CENP-A EYFP-CENP-A

EYFP タグ付き CENP-A (EYFP-CENP-A) のユビキタス性を同定するための質量分析分析

Studying the structure and the dynamics of kinetochores and centromeres is important in understanding chromosomal instability (CIN) and cancer ...

Single Cell Collection of Trophoblast Cells in Peri-implantation Stage Human Embryos

ヒト胚形成期における栄養芽細胞の単一細胞回収

Human implantation, the apposition and adhesion to the uterine surface epithelia and subsequent invasion of the blastocyst into the maternal decidua, is a ...

エレクトロスピニング ラットモデルにおける最適化された構造を有する人工血管の移植

エレクトロスピニングラットモデルにおける最適化された構造を有する人工血管の移植