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

Эта работа была финансово поддержана NSFC проектов (81522023, 81530059, 91639113, 81772000, 81371699 и 81401534).

Использование экспериментальных животных был одобрен животных эксперименты этического Комитета Нанкай университета и осуществлялась в соответствии с руководством для ухода и использования лабораторных животных.
1. Изготовление Electrospun PCL графтов
Примеча?...

<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>

Решающее значение для восстановления и реконструкции сосудистого трансплантата в естественных условиях16клеток инфильтрата. Ограниченное клеток инфильтрата часто связаны с относительно небольшой поры трансплантата, которые препятствуют миграции клеток в стену тр?...

Сосудистых имплантатов из синтетических полимеров широко используются в клинике для лечения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). К сожалению, в случае малого диаметра сосудов графтов (D < 6 мм) существует без успешных продуктов из-за низкой проходимостью, вызвано снижение скорости кровотока, что часто приводит к тромбоз, гиперплазия интимы и другие 1осложнений.
Тканевая инженерия предоставляет альтернативную стратегию реализовать долгосрочные проходимость и основанный на эшафот руководствуясь сосудистой регенерации и восстановления гомеостаза. В деталях, сосудистого трансплантата, как трехмерные шаблон, может обеспечить механическую поддержку и структурных руководство во время регенерации сосудистых тканей и влияние клеточных функций, включая клеточной адгезии, миграция, распространение, и секрецию внеклеточная матрица2. До настоящего времени были оценены различных синтетических полимеров для приложений в сосудистой тканевой инженерии. Среди этих полимеров благодаря совместимости хорошие клетки и медленной деградации, начиная от нескольких месяцев до двух лет3интенсивно исследована poly(ε-caprolactone) (PCL). В крыса аорты модель4,5,6, PCL сосудистых имплантатов, обрабатываемые electrospinning выставлены отличные структурной целостности и проходимость, а также как непрерывно увеличение клеток вторжения и неоваскуляризации в Трансплантат стены на срок до 6 месяцев. Однако неблагоприятные тканей ремоделирования, включая регрессии клеток и капилляров и кальцификации, были также отмечены на более timepoints, до 18 месяцев.
Cellularization сосудистого трансплантата является ключевым фактором определения регенерации тканей и свергая7. Electrospinning, как универсальный метод, широко использовался для подготовки сосудистых имплантатов с нано волокнистая структура8. К сожалению относительно небольшой поровой структуры часто приводит к недостаточности клеток инфильтрата в electrospun сосудистого трансплантата, который ограничивает последующего регенерацию. Для решения этой проблемы, различные техники пытались увеличить размер поры и общая пористость, включая соли/полимерных выщелачивания9,10, модификация аппарата коллектора, после лечения, лазерного излучения11 , и т.д. В самом деле структура electrospun графтов (включая диаметр волокна, размер поры и пористость) тесно связана с обработки условий12,13. Во electrospinning диаметр волокна легко регулируется путем изменения параметров, как концентрация раствора полимера, скорость потока, напряжения и т.д. 14 , 15, и таким образом, размер пор пористость укрепились и соответственно.
Недавно мы сообщили модифицированных трансплантата electrospun PCL с Макропористые структуры (волокна с диаметром 5-7 мкм и поры 30-40 мкм). В естественных условиях имплантации, заменив крыс брюшной аорты показал высокий уровень проходимости, а также хорошее endothelialization и гладких мышц регенерации в 3 месяца после операции16. Что еще более важно не неблагоприятные тканей ремоделирования, включая кальцификации и клеток регрессии можно наблюдать даже после одного года имплантации.

<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

Здесь мы представляем протокол изготовления Макропористые PCL сосудистого трансплантата и описать протокол оценки с использованием модели крыс брюшной аорты замены. Electrospun сосудистая графтов часто обладают сравнительно небольшие поры, которые ограничить проникновение в клетки в графтов и помешать регенерации и Ремоделирование нео-артерий. В этом исследовании были сфабрикованы PCL сосудистых имплантатов с толще волокон (5-6 мкм) и большие поры (~ 30 мкм) с помощью метода изменение обработки. Долгосрочной производительности трансплантата была оценена имплантации в модели брюшной аорты крысы. УЗИ анализ показал, что трансплантаты оставался патент без аневризма или стенозом, даже после 12 месяцев имплантации. Макропористые структура улучшить врастание клеток и таким образом способствовали ткани регенерировать на 3 месяца. Что еще более важно нет никаких признаков неблагоприятных ремоделирования, таких как обызвествление в пределах трансплантата стены после 12 месяцев. Таким образом electrospun PCL сосудистых имплантатов с модифицированных Макропористые обработки провести потенциал, чтобы заменить артерии для долгосрочного имплантации.

PCL графтов были описаны на 3 месяцев и 12 месяцев постоперационно и анализируются стандартные гистологических методов гематоксилином и эозином (H & E), Массон trichrome, Верхоеф Ван Гизону (VVG), фон Kossa и пятнать для α-SMA, иммунофлюоресценции MYH, vWF и эластина. Гистологические изоб?...

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

Имплантация Electrospun сосудистых имплантатов с оптимизированной структурой в мышиной модели

Здесь мы представляем модифицированных electrospinning метод изготовления PCL сосудистых имплантатов с толщиной волокон и большие поры, и описать протокол для оценки производительности в естественных условиях в мышиной модели замены брюшной аорты.

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

Структура Квалифицированные передних конечностей Достижение в Крыса: Шкала Движение Рейтинг

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

Имплантация Engineered ткани в сердце крысы

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

Всего монтажа иммуногистохимического анализа для Эмбриональные сосудистой кожи конечностей: модельная система для исследования сосудистой Ветвление Морфогенез в зародыше

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

Optimized PCR-based Detection of Mycoplasma

Оптимизированная на основе ПЦР Выявление Mycoplasma

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

Крысы Брыжейка экстериоризации: модель для исследования Клеточная динамика, вовлеченных в ангиогенез

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

Функциональная Реорганизация и активности канала измерения очищенной дикого типа и мутантных CFTR белка

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

Оценке сосудистых Hyperpermeability-возбудителей в коже с Assay км

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

Оптимизированный скретч Assay в Vitro тестирования миграции клеток с автоматической оптической камеры

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

Анализ масс-спектрометрии для выявления повсеместного ания метеоуожего тега CENP-A (EYFP-CENP-A)

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

Одноклеточная коллекция трофибластных клеток в пери-имплантации этапе человеческих эмбрионов

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