Name: tissue-engineered graft for circumferential esophageal reconstruction in rats
Uploaded: 2020-02-10T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tissue-Engineered Graft for Circumferential Esophageal Reconstruction in Rats at JoVE.com

تم دعم هذا البحث من قبل مشروع البحث والتطوير في مجال تكنولوجيا الصحة في كوريا من خلال معهد تطوير الصناعة الصحية الكوري (KHIDI) ، الذي تموله وزارة الصحة والرعاية الاجتماعية ، جمهورية كوريا (رقم المنحة: HI16C0362) وأبحاث العلوم الأساسية برنامج من خلال المؤسسة الوطنية للبحوث الكورية (NRF) بتمويل من وزارة التربية والتعليم (2017R1C1B2011132). تم توفير العينات الحيوية والبيانات المستخدمة في هذه الدراسة من قبل البنك الحيوي لمستشفى جامعة سيول الوطنية، وهو عضو في شبكة بيوبنك الكورية.

وقد وافقت اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها (IACUC رقم 17-0164-S1A0) في مستشفى جامعة سيول الوطنية على جميع الطرق المذكورة هنا.
1. تصنيع السقالات
ملاحظة: يتم تصنيع سقالات المريء ذات الطبقات الثانية من خلال الجمع بين الغزل الكهربائي والطباعة ثلاثية الأبعاد. تم...

<ol>
	<li>Irino, 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=Long-term+functional+outcomes+after+replacement+of+the+esophagus+with+gastric,+colonic,+or+jejunal+conduits:+a+systematic+literature+review.">Long-term functional outcomes after replacement of the esophagus with gastric, colonic, or jejunal conduits: a systematic literature review.</a> Diseases of the Esophagus. 30 (12), 1-11 (2017).</li><li>Flanagan, J. C., 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=Esophagectomy+and+Gastric+Pull-through+Procedures:+Surgical+Techniques,+Imaging+Features,+and+Potential+Complications.">Esophagectomy and Gastric Pull-through Procedures: Surgical Techniques, Imaging Features, and Potential Complications.</a> Radiographics. 36 (1), 107-121 (2016).</li><li>Liu, J., Yang, Y., Zheng, C., Dong, R., Zheng, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+outcomes+of+different+approaches+to+esophageal+replacement+in+long-gap+esophageal+atresia:+A+systematic+review.">Surgical outcomes of different approaches to esophageal replacement in long-gap esophageal atresia: A systematic review.</a> Medicine. (Baltimore). 96 (21), e6942 (2017).</li><li>Luc, G., 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=Decellularized+and+matured+esophageal+scaffold+for+circumferential+esophagus+replacement:+Proof+of+concept+in+a+pig+model.">Decellularized and matured esophageal scaffold for circumferential esophagus replacement: Proof of concept in a pig model.</a> Biomaterials. 175, 1-18 (2018).</li><li>Wang, F., Maeda, Y., Zachar, V., Ansari, T., Emmersen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+the+oesophageal+muscle+layer+from+oesophagus+acellular+matrix+scaffold+using+adipose-derived+stem+cells.">Regeneration of the oesophageal muscle layer from oesophagus acellular matrix scaffold using adipose-derived stem cells.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 503 (1), 271-277 (2018).</li><li>La Francesca, 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=Long-term+regeneration+and+remodeling+of+the+pig+esophagus+after+circumferential+resection+using+a+retrievable+synthetic+scaffold+carrying+autologous+cells.">Long-term regeneration and remodeling of the pig esophagus after circumferential resection using a retrievable synthetic scaffold carrying autologous cells.</a> Scientific Reports. 8 (1), 4123 (2018).</li><li>Ponten, J. 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=Early+severe+mediastinal+bleeding+after+esophagectomy:+a+potentially+lethal+complication.">Early severe mediastinal bleeding after esophagectomy: a potentially lethal complication.</a> Journal of Thoracic Disease. 5 (2), E58-E60 (2013).</li><li>Catry, 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=Circumferential+Esophageal+Replacement+by+a+Tissue-engineered+Substitute+Using+Mesenchymal+Stem+Cells:+An+Experimental+Study+in+Mini+Pigs.">Circumferential Esophageal Replacement by a Tissue-engineered Substitute Using Mesenchymal Stem Cells: An Experimental Study in Mini Pigs.</a> Cell Transplant. 26 (12), 1831-1839 (2017).</li><li>Lee, S. 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=Characterization+and+preparation+of+bio-tubular+scaffolds+for+fabricating+artificial+vascular+grafts+by+combining+electrospinning+and+a+3D+printing+system.">Characterization and preparation of bio-tubular scaffolds for fabricating artificial vascular grafts by combining electrospinning and a 3D printing system.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 17 (5), 2996-2999 (2015).</li><li>Kim, I. G., 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=Tissue-Engineered+Esophagus+via+Bioreactor+Cultivation+for+Circumferential+Esophageal+Reconstruction.">Tissue-Engineered Esophagus via Bioreactor Cultivation for Circumferential Esophageal Reconstruction.</a> Tissue Engineering Part A. , (2019).</li><li>Wu, Y., 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=Combinational+effects+of+mechanical+forces+and+substrate+surface+characteristics+on+esophageal+epithelial+differentiation.">Combinational effects of mechanical forces and substrate surface characteristics on esophageal epithelial differentiation.</a> Journal of Biomedical Materials Research A. 107, 552-560 (2019).</li><li>Jensen, 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=Polyurethane+scaffolds+seeded+with+autologous+cells+can+regenerate+long+esophageal+gaps:+An+esophageal+atresia+treatment+model.">Polyurethane scaffolds seeded with autologous cells can regenerate long esophageal gaps: An esophageal atresia treatment model.</a> Journal of Pediatric Surgery. 3468 (18), 30685-30687 (2018).</li><li>Nakase, Y., 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=Intrathoracic+esophageal+replacement+by+in+situ+tissue-engineered+esophagus.">Intrathoracic esophageal replacement by in situ tissue-engineered esophagus.</a> Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 136 (4), 850-859 (2008).</li><li>Kwiatek, M. 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=Mechanical+properties+of+the+esophagus+in+eosinophilic+esophagitis.">Mechanical properties of the esophagus in eosinophilic esophagitis.</a> Gastroenterology. 140 (1), 82-90 (2011).</li><li>Anjum, 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=Biocomposite+nanofiber+matrices+to+support+ECM+remodeling+by+human+dermal+progenitors+and+enhanced+wound+closure.">Biocomposite nanofiber matrices to support ECM remodeling by human dermal progenitors and enhanced wound closure.</a> Scientific Reports. 7 (1), 10291 (2017).</li><li>Kuppan, P., Sethuraman, S., Krishnan, U. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PCL+and+PCL-gelatin+nanofibers+as+esophageal+tissue+scaffolds:+optimization,+characterization+and+cell-matrix+interactions.">PCL and PCL-gelatin nanofibers as esophageal tissue scaffolds: optimization, characterization and cell-matrix interactions.</a> Journal of Biomedical Nanotechnology. 9 (9), 1540-1555 (2013).</li></ol>

لا تزال الدراسات الحيوانية الحالية على المريء الاصطناعي محدودة بعدة عوامل حاسمة. يجب أن تكون سقالة المريء الاصطناعية المثالية متوافقة بيولوجيًا ولها خصائص فيزيائية ممتازة. يجب أن تكون قادرة على تجديد ظهارة الغشاء المخاطي في الفترة المبكرة بعد الجراحة لمنع تسرب anastomotic. تجديد الطبقات العض...

يمكن أن يؤدي علاج اضطرابات المريء، مثل التشوهات الخلقية وسرطان المريء، إلى فقدان الجزء الهيكلي للمريء. في معظم الحالات ، تم تنفيذ الطعوم البديلة الذاتية ، مثل قنوات سحب المعدة أو تداخل القولون ،1،2. ومع ذلك ، فإن هذه بدائل المريء لديها مجموعة متنوعة من المضاعفات الجراحية ومخاطر إعادة التشغيل3. وهكذا ، فإن استخدام سقالات المريء المهندسة الأنسجة التي تحاكي المريء الأصلي يمكن أن يكون استراتيجية بديلة واعدة لإعادة تجديد الأنسجة المفقودة في نهاية المطاف4،5،6.
على الرغم من أن المريء المهندسة الأنسجة يحتمل أن يقدم بديلا للعلاجات الحالية من عيوب المريء، وهناك حواجز كبيرة لتطبيقه في الجسم الحي. تسرب الأنستوموموت بعد الجراحة ونخر سقالة المريء المزروعة يؤدي حتما إلى عدوى قاتلة من الفضاء العقيم المحيطة بها، مثل mediastinum7. لذلك ، من المهم للغاية منع تلوث الطعام أو اللعاب في الجرح والأنبوب الأنفي. وينبغي النظر في استئصال المعدة أو التغذية عن طريق الوريد حتى يتم الانتهاء من التئام الجروح الأولية. حتى الآن ، تم إجراء هندسة أنسجة المريء في نماذج الحيوانات الكبيرة لأنه لا يمكن تغذية الحيوانات الكبيرة إلا عن طريق فرط الوريد لمدة 2-4 أسابيع بعد زرع السقالة8. ومع ذلك ، لم يتم إنشاء مثل هذا النموذج التغذية غير الشفوية للبقاء على قيد الحياة في وقت مبكر بعد زرع المريء في الحيوانات الصغيرة. وذلك لأن الحيوانات كانت نشطة للغاية ولا يمكن السيطرة عليها ، لذلك لم تتمكن من الحفاظ على أنبوب التغذية في بطونها لفترة طويلة من الزمن. لهذا السبب، كانت هناك حالات قليلة من زرع المريء الناجح في الحيوانات الصغيرة.
في ضوء ظروف هندسة الأنسجة المريء، قمنا بتصميم سقالة أنبوبي من طبقتين تتكون من ألياف نانوية كهربائية (طبقة داخلية. الشكل 1A)وحبلا ً مطبوعًا ثلاثي الأبعاد (الطبقة الخارجية؛ الشكل 1B)بما في ذلك تقنية استئصال المعدة المعدلة. يرصد الألياف النانوية الداخلية من PU، البوليمر غير قابلة للتحلل، ويمنع تسرب الطعام واللعاب. مصنوعة خيوط المطبوعة الخارجية 3D من البولي كابرولاكدون القابلة للتحلل (PCL)، والتي يمكن أن توفر المرونة الميكانيكية والتكيف مع الحركة المعتمية. تم بذر الخلايا الجذعية المتوسطة المشتقة من الدهنية البشرية (hAD-MSCs) على الطبقة الداخلية من السقالة لتعزيز إعادة النعت. يمكن لهيكل الألياف النانوية تسهيل التجدد المخاطي الأولي من خلال توفير بيئة مصفوفة خارج الخلية الهيكلية (ECM) لهجرة الخلايا.
كما قمنا بزيادة معدل البقاء على قيد الحياة والنشاط الحيوي للخلايا المنهوجة من خلال زراعة المفاعلات الحيوية. تم تغطية السقالة المزروعة برفرف الغدة الدرقية لتمكين تجديد أكثر استقرارًا للغشاء المخاطي للمريء وطبقة العضلات. في هذا التقرير ، نصف بروتوكولات تقنيات هندسة أنسجة المريء ، بما في ذلك تصنيع السقالات ، وزراعة الخلايا الجذعية القائمة على الخلايا الحيوية ، وتقنية التغذية الالتفافية مع استئصال المعدة المعدل ، والجراحة المعدلة تقنية anastomosis لإعادة بناء المريء المحيطي في نموذج الفئران.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Metabolic cage</td>
			<td>TEUNGDO BIO &#38; PLANT</td>
			<td>JD-C-66</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zoletil (50 mg/g dose)</td>
			<td>Virbac</td>
			<td>1000000188</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.25% Trypsin-EDTA</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25200-056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 mL Syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2% xylazine hydrochloride (Rumpun)</td>
			<td>Byely</td>
			<td>Q-0615-035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4% paraformaldehyde</td>
			<td>BIOSOLUTION</td>
			<td>BP031</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 Vicryl</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>W9443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>9-0 Vicryl</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>W2813</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibiotic gentamicin (Septopal).</td>
			<td>Septopal</td>
			<td>0409-1207-03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin (BSA)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>5470</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Citrate Buffer, ph6.0, 10X</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C9999</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAB PEROXIDASE SUBSTRATE KIT</td>
			<td>VECTOR</td>
			<td>SK4100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Desmin</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc-23879</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Elastic stain kit</td>
			<td>ScyTeK</td>
			<td>ETS-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>100983</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Merck</td>
			<td>64-17-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serun (FBS)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>16000-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>354400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-Mouse IgG (H+L) Secondary Antibody</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>A-11001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin cap</td>
			<td>Hyupsung Medical</td>
			<td>HS-T-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hMSC (STEMPRO) / growth medium 
			(MesenPRO RSTM)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>R7788-110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Horseradish peroxidase-conjugated kit (Vectastain)</td>
			<td>VECTOR</td>
			<td>PK7800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide</td>
			<td>JUNSEI</td>
			<td>7722-84-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Keratin13</td>
			<td>Novus</td>
			<td>NBP1-97797</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LIVE/DEAD Viability Assay Kit</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>L3224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matrigel</td>
			<td>Corning</td>
			<td>354262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N,N-dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>227056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nonadherent 
			24-well tissue culture plates.</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3738</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OsO4</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>O5500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dish</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>3072115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline (PBS)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>10010-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate-buffered saline (PBS), 10X</td>
			<td>BIOSOLUTION</td>
			<td>BP007a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycaprolactone (PCL) polymer</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>440744</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyurethane (PU+A2:A24) polymer</td>
			<td>Lubrizol</td>
			<td>2363-80AE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply</td>
			<td>NanoNC</td>
			<td>HV100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold antifade reagent with DAPI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P36931</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rumpun</td>
			<td>Bayer</td>
			<td>Q-0615-035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone T-tube</td>
			<td>Sewoon Medical</td>
			<td>2206-005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Terramycin Eye Ointment</td>
			<td>Pfizer Pharmaceutical Korea</td>
			<td>W01890011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tiletamine/Zolazepam (Zoletil)</td>
			<td>Virbac Laboratories</td>
			<td>Q-0042-058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichrome stain kit</td>
			<td>ScyTeK</td>
			<td>TRM-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>von Willebrand Factor (vWF)</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>sc 14014</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tissue-engineered graft for circumferential esophageal reconstruction in rats

استخدام المواد المتوافقة بيولوجيا لإعادة بناء المريء المحيطي هو مهمة صعبة من الناحية الفنية في الفئران ويتطلب تقنية زرع الأمثل مع الدعم الغذائي. في الآونة الأخيرة ، كانت هناك العديد من المحاولات في هندسة أنسجة المريء ، ولكن معدل النجاح كان محدودًا بسبب صعوبة الظهارة المبكرة في البيئة الخاصة للتمعش. هنا ، قمنا بتطوير مريء اصطناعي يمكن أن يحسن تجديد الغشاء المخاطي للمريء وطبقات العضلات من خلال سقالة أنبوبية ذات طبقتين ، ونظام مفاعل حيوي قائم على الخلايا الجذعية المتوسطة ، وتقنية تغذية مجازة مع تعديل استئصال المعدة. تتكون السقالة من ألياف النانو من البولي يوريثين (PU) في شكل أسطواني مع حبلا بوليكابرولاكتكونون مطبوع ثلاثي الأبعاد (3D) ملفوفحول الجدار الخارجي. قبل زرع، تم زرع الخلايا الجذعية المتوسطة المشتقة من الإنسان في تجويف السقالة، وأجريت زراعة المفاعل الحيوي لتعزيز التفاعل الخلوي. لقد قمنا بتحسين معدل البقاء على قيد الحياة من خلال تطبيق الأنستوم الجراحي وتغطية الطرف الاصطناعي المزروع برفرف الغدة الدرقية ، يليه تغذية مؤقتة غير العضو المعدي غير الفموي. وكانت هذه الطعوم قادرة على تلخيص نتائج الظهارية الأولية وتجديد العضلات حول المواقع المزروعة، كما يتضح من التحليل النسيجي. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظت زيادة ألياف الإيلاستين والأوعية الدموية الجديدة في محيط الكسب غير المشروع. لذلك، يقدم هذا النموذج تقنية جديدة محتملة لإعادة بناء المريء المحيطي.

ويبين الشكل 1 رسما تخطيطيا لعملية تصنيع السقالة الأنبوبية ذات الطبقات الثانية PU-PCL. وكان حل PU electrospun من إبرة 18 G لجعل بنية داخلية أسطوانية بسماكة 200 ميكرومتر. ثم، تم طباعة PCL ذاب على الجدار الخارجي للألياف النانوية PU على فترات منتظمة. يمكن رؤية مورفولوجيا الس...

Watch this Scientific Journal Video about Tissue-Engineered Graft for Circumferential Esophageal Reconstruction in Rats at JoVE.com

Tissue-Engineered Graft for Circumferential Esophageal Reconstruction in Rats

إعادة بناء المريء هو إجراء صعب ، وتطوير المريء المهندسة الأنسجة التي تمكن من تجديد الغشاء المخاطي المريء والعضلات والتي يمكن زرعها كطعم اصطناعي أمر ضروري. هنا ، نقدم بروتوكولنا لتوليد المريء الاصطناعي ، بما في ذلك تصنيع السقالات ، وزراعة المفاعلات الحيوية ، والتقنيات الجراحية المختلفة.

الترقيع المهندس بالأنسجة لإعادة بناء المريء المحيطي في الفئران

The use of biocompatible materials for circumferential esophageal reconstruction is a technically challenging task in rats and requires an optimal implant ...

إصلاح المريء المحيطي هو تحديا من الناحية الفنية في نموذج الفئران، مما يستلزم تطوير المريء الأنسجة المهندسة التي تمكن من تجديد الغشاء المخاطي للمريء والعضلات دون تسرب مرض المريء. لقد قمنا بتنفيذ سقالة أنبوبية من طبقتين كنموذج تجريبي ، تتكون من الألياف النانوية الداخلية وخيط خارجي للطباعة ثلاثية الأبعاد بالتزامن مع أوعية الأوعية الدموية الدقيقة لتقليل تسرب اللعاب بعد الزراعة. يرتبط إعادة بناء المريء القياسية التقليدية بمجموعة واسعة من المضاعفات والمراضة.لذلك، قد تكون هندسة أنسجة المريء استراتيجيات بديلة واعدة لتطوير نماذج المريء المريض الأصلي. ويمكن تطبيق مزيج من سقالة الهجين، والزراعة مفاعل حيوي، ونظام التغذية عن طريق الفم على أي نظام لديه بيئة ملوثة مماثلة مع الضغط الميكانيكي المستمر. تبدأ بتعقيم سقالة المريء المطبوعة ثلاثية الأبعاد مع التعرض لمدة ساعة واحدة للأشعة فوق البنفسجية ، ونقع لمدة 10 دقائق في الإيثانول ، وثلاثة يغسل مع برنامج تلفزيوني.بعد الغسيل الأخير، ضع سقالة أنبوبية من طبقتين في لوحة ثقافة الأنسجة غير المُلَهَدة 24 بئرًا، وأضف بلطف ولكن بشكل موحد مرة واحدة 10 إلى الخلايا الجذعية الوسيطة البشرية الستة المشتقة من الدهنية لكل ملليلتر من مصفوفة غشاء الطابق السفلي المُكملة بتوسيط النمو إلى السطح الداخلي للسقالة. استخدام نظام مفاعل حيوي تدفق النابض لإصلاح بحزم سقالة أنبوبية بذر الخلية إلى حامل الاكريليك في غرفة الثقافة من مفاعل حيوي، وإضافة 500 ملليلتر من متوسطة النمو إلى الغرفة. ثم، تطبيق 1 dyne لكل سنتيمتر مربع من الإجهاد القص الناجم عن التدفق تحت جو رطب يحتوي على 5٪ ثاني أكسيد الكربون.بعد خمسة أيام، استخدم مجموعة فحص حية/ميتا لتحديد استجابات الخلية على السطح الداخلي للسقالة وفقا للبروتوكولات القياسية، وصور الخلايا عن طريق المجهر confocal. قبل البدء في العملية الجراحية ، تأكد من عدم الاستجابة لدواسة منعكسة في الجرذ المُجرف ، ووضع الحيوان في موضعه الووبي على ستارة معقمة. استخدام مقص لإزالة الشعر من موقع الجراحة، وتطهير الجلد المكشوف مع BETADINE متتابعة و 70٪ من الدعك الإيثانول.لوضع تي أنبوب، وجعل شق في منتصف الجلد والعضلات في البطن من الفئران، واستخدام شفرة مشرط لإنشاء فتحة ثلاثة ملليمترات في جدار المعدة الأمامية. أدخل طرف أنبوب T-السيليكون في موقع الخلل لإصلاحه إلى جدار المعدة، وخياطة الأنبوب بعناية إلى أنسجة عضلة المعدة. خياطة جدار البطن مع 4-0 خياطة VICRYL.أدخل بعناية نهاية الأنبوبة T-tube المزروعة من خلال النفق تحت الجلد في الجزء الخلفي من الرقبة، واستخدم أنجيكاثيتر لتوصيل قبعة الهيبارين بنهاية أنبوب T لمنع محتويات المعدة من التدفق إلى الوراء. عندما يكون الغطاء في مكانه ، استخدم 4-0 خياطة البوليجلات لإغلاق جميع طبقات جلد البطن ، ووضع الجرذ في قفص التمثيل الغذائي مع المراقبة حتى إعادة شغل الوظائف الكاملة. بعد أسبوع واحد من وضع أنبوب تي، وإعداد الفئران لعملية جراحية كما هو موضح.ضع الجرذ تحت المجهر، واصنع شقًا أماميًا في الرقبة في الجلد المطهر المكشوف. فصل عضلات حزام لفضح هيكل tracheoesophageal. عزل الجانب الأيسر من المريء عن القصبة الهوائية.فصل بعناية الجزء العلوي من المريء من الغدة الدرقية، واستخدام مقص الجراحية لخلق عيب كامل طولها خمسة ملليمتر كامل يحتوي على جميع طبقات المريء. بعد ذلك ، أدخل خياطة 9-0 بين الهامش الأمامي الأيمن لبقايا المريء العلوي والسقالة ، واستمر في خياطة من اليمين إلى اليسار بين بقايا المريء العلوي والسقالة لإنشاء استئصال مجهري في الطرف العلوي من عيب المريء البعيدة. ثم، أنستوميوس سقالة في نفس الطريقة كما الهامش العلوي من بقايا المريء السفلي.عندما تكون الانستوموزات كاملة، وضع رفرف الغدة الدرقية المحيطة فوق الموقع المزروع لضمان إمدادات الأوعية الدموية إلى وصيانة مستقرة من الكسب غير المشروع. ثم، غرزة العضلات تحت الجلد وأنسجة الجلد مع خياطة VICRYL 4-0، ووضع الفئران في قفص التمثيل الغذائي على جهاز الاحترار الأشعة تحت الحمراء مع رصد حتى إعادة شغل كامل. بعد تطبيق حتى على الجدار الداخلي للسقالة عن طريق الحقن، والغشاء السفلي مصفوفة الخلية الجذعية mesenchymal الإنسان جزءا لا يتجزأ من يوضح مورفولوجيا الخلايا الجذعية mesenchymal المتوقعة كما تم تقييمها عن طريق المسح المجهري الإلكترون.بعد زرع المريء في الفئران مع عيوب المريء الكاملة المحيطة كما هو موضح ، يتم تغطية الكسب غير المشروع برفرف الغدة الدرقية لتثبيت مستقر وإمداد الأوعية الدموية إلى الموقع المزروع. تبقى الفئران المزروعة بالمريء عند 340 جرامًا حتى بعد حوالي تسعة أيام من الإجراء ، وعند هذه النقطة تنخفض الحيوانات بسرعة في الوزن لأسباب مختلفة ، مما يؤدي إلى الوفاة بحلول اليوم 15. على الرغم من أن معظم الفئران تطوير انسداد غير المريء الناجمة عن كرات الشعر، وعموما لا يوجد دليل إجمالي على ثقب، تسرب الورم مع الناسور، وتراكم المصل، وتكوين الخراج، أو نخر الأنسجة الرخوة المحيطة في أي تجريبي.يمكن تأكيد إعادة الظهارة لموقع الزرع عن طريق تلطيخ الفلورات المناعية للكيراتين ، ويمكن ملاحظة طبقة الكولاجين المجددة وألياف الإيلاستين بوضوح عن طريق تلطيخ ماسون ثلاثي اللون. كما يتضح تجديد طبقة عضلة المريء من خلال وجود نقص في النيوفاسكولارسالية كما تم تقييمه بواسطة التحليل المناعي ديسمين. يعتمد نجاح هذا الإجراء على الصيانة المستقرة للأنبوب T عبر التثبيت خلف الرقبة لتوفير التغذية أثناء إعادة بناء المريء.للتغلب على الوفيات المبكرة النموذجية لهذا الإجراء، يمكن تطبيق تقنية الأوعية أو الأوعية الدموية المبكرة بعد زرع المريء للمساعدة في إعادة بناء المريء الوظيفية.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

المغناطيسي منهجية Elastography الرنين لتقييم الأنسجة المهندسة النمو كونستركت

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

Protocol for Relative Hydrodynamic Assessment of Tri-leaflet Polymer Valves

بروتوكول لتقييم هيدرودينامي النسبية للثلاثي النشرة بوليمر صمامات

Limitations of currently available prosthetic valves, xenografts, and homografts have prompted a recent resurgence of developments in the area of ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

تقنية جراحية لزرع الأنسجة المهندسة الأوعية الدموية الطعوم واللاحقة<em&gt; في فيفو</em&gt; الرصد

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Generation and Grafting of Tissue-engineered Vessels in a Mouse Model

جيل ومسمار سفن الهندسة الأنسجة في نموذج الفأر

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

إنتاج وتوصيف والمحتملة استخدامات الأنسجة المهندسة-3D الإنسان المريء المخاطي نموذج

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Synthesis of Thermogelling Poly(N-isopropylacrylamide)-graft-chondroitin Sulfate Composites with Alginate Microparticles for Tissue Engineering

Synthesis of Thermogelling PolyN-isopropylacrylamide-graft-chondroitin Sulfate Composites with Alginate Microparticles for Tissue Engineering

توليف Thermogelling بولي (N-isopropylacrylamide) المركبات كبريتات -graft-الكوندروتن مع الجيني المجهرية الدقيقة لهندسة الأنسجة

Injectable biomaterials are defined as implantable materials that can be introduced into the body as a liquid and solidify in situ. Such materials offer ...

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

A Combined 3D Tissue Engineered In Vitro/In Silico Lung Tumor Model for Predicting Drug Effectiveness in Specific Mutational Backgrounds

والأنسجة المشتركة 3D هندسيا<em&gt; في المختبر</em&gt; /<em&gt; في السيليكو</em&gt; الرئة نموذج الورم للتنبؤ فعالية الدواء في خلفيات الطفرات محددة

In the present study, we combined an in vitro 3D lung tumor model with an in silico model to optimize predictions of drug response based on a specific ...

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

تطبيقات<em&gt; في فيفو</em&gt; التجارب الفنية من الفئران قصبة الساق الأمامية لتقييم الأنسجة المهندسة وإصلاح العضلات والهيكل العظمي

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

Three-dimensional Tissue Engineered Aligned Astrocyte Networks to Recapitulate Developmental Mechanisms and Facilitate Nervous System Regeneration

ثلاثي الأبعاد الأنسجة المهندسة الانحياز شبكات Astrocyte الخص الآليات الإنمائية وتيسير التجدد العصبي

Neurotrauma and neurodegenerative disease often result in lasting neurological deficits due to the limited capacity of the central nervous system (CNS) to ...