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

Denne forskning blev støttet af Korea Health Technology R & U Project gennem Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), finansieret af Ministeriet for Sundhed & Velfærd, Republikken Korea (tilskudnummer: HI16C0362) og Basic Science Research Program gennem National Research Foundation of Korea (NRF) finansieret af Undervisningsministeriet (2017R1C1B2011132). De bioprøver og data, der blev anvendt i denne undersøgelse, blev leveret af Biobank of Seoul National University Hospital, et medlem af Korea Biobank Network.

Alle metoder, der er beskrevet her, er blevet godkendt af Den Institutionelle Dyrepleje- og Brugskomité (IACUC nr. 17-0164-S1A0) på Seoul National University Hospital.
1. Stilladsfremstilling
BEMÆRK: Tolags esophageal stilladser er fremstillet ved at kombinere elektrospinning og 3D-print. Den indvendige membran af rørformede stillads blev fremstillet af elektrospinning polyurethan (PU) med roterende rustfrit stål mandrels som samlere9....

<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>

Eksisterende dyreforsøg på kunstig spiserøret er stadig begrænset af flere kritiske faktorer. Den ideelle kunstige esophageal stillads bør være biokompatibel og har fremragende fysiske egenskaber. Det bør være i stand til at regenerere slimhinden epitel i den tidlige postoperative periode for at forhindre anastomotisk lækage. Regenerering af de indre cirkulære og ydre muskellag i længderetningen er også vigtig for funktionel peristalsis12,13.
<p c...

Behandling af esophageal lidelser, såsom medfødte misdannelser og esophageal karcinomer, kan føre til strukturelle segment tab af spiserøret. I de fleste tilfælde er der udført autologe erstatningstransplantater, såsom gastrisk pull-up-ledninger eller koloninterpositioner,1,2. Men, disse esophageal udskiftninger har en række kirurgiske komplikationer og reoperation risici3. Således kan brugen af væv-manipuleret spiserøret stilladser efterligne den indfødte spiserøret være en lovende alternativ strategi for i sidste ende regenerere tabt væv4,5,6.
Selv om en væv-manipuleret spiserøret potentielt tilbyder et alternativ til de nuværende behandlinger af esophageal defekter, der er betydelige barrierer for sin in vivo ansøgning. Postoperativ anastomotisk lækage og nekrose af det implanterede esophageal stillads uundgåeligt føre til en dødelig infektion i det omkringliggende aseptiske rum, såsom mediastinum7. Derfor er det yderst vigtigt at forhindre mad eller spyt forurening i såret og nasogastrisk rør. Gastrostomi eller intravenøs ernæring bør overvejes, indtil primær sårheling er afsluttet. Til dato er der udført esophageal vævsteknik i store dyremodeller, fordi store dyr kun kan fodres ved intravenøs hyperalimentation i 2-4 uger efter implantation af stilladset8. En sådan nonoral fodringsmodel er imidlertid ikke blevet etableret for tidlig overlevelse efter esophageal transplantation hos små dyr. Dette skyldes, at dyrene var ekstremt aktive og ukontrollable, så de ikke kunne holde fodring røret i maven i en længere periode. Derfor har der kun været få tilfælde af vellykket esophageal transplantation hos små dyr.
I betragtning af omstændighederne ved esophageal vævsteknik, designede vi en to-lags rørformede stillads bestående af elektrospundet nanofibre (inderlag; Figur 1A) og en 3D-printet streng (ydre lag; Figur 1B), herunder en modificeret gastrostomiteknik. Den interne nanofiber er lavet af PU, en ikke-nedbrydelig polymer, og forhindrer lækage af mad og spyt. De eksterne 3D-printede tråde er lavet af bionedbrydelige polycaprolacton (PCL), som kan give mekanisk fleksibilitet og tilpasse sig peristaltic bevægelse. Menneskelige fedt-afledte mesenkymale stamceller (hAD-MSCs) blev seedet på det indre lag af stilladset til at fremme re-tilnavn. Nanofiberstrukturen kan lette den indledende fornyelse af slimhindeveden ved at give et strukturelt ekstracellulært matrixmiljø (ECM) til cellemigration.
Vi har også øget overlevelsesraten og bioaktiviteten i de podede celler gennem bioreaktordyrkning. Det implanterede stillads var dækket med en skjoldbruskkirtelflap for at muliggøre en mere stabil regenerering af den esophageal slimhinde og muskellag. I denne rapport beskriver vi protokoller for esophageal vævsteknik teknikker, herunder stilladsfremstilling, mesenkymale stamceller-baserede bioreaktor dyrkning, en bypass fodring teknik med modificeret gastrostomi, og en modificeret kirurgisk anastomose teknik til circumferential esophageal rekonstruktion i en rotte model.

<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

Brugen af biokompatible materialer til circumferential esophageal rekonstruktion er en teknisk udfordrende opgave hos rotter og kræver en optimal implantatteknik med ernæringsmæssig støtte. For nylig har der været mange forsøg på esophageal vævsteknik, men succesraten har været begrænset på grund af vanskeligheder med tidlig tilnavnisering i det særlige miljø af peristalsis. Her udviklede vi en kunstig spiserøret, der kan forbedre regenereringen af den esophageal slimhinde og muskel lag gennem en to-lags rørformede stillads, en mesenkymal stamceller-baserede bioreaktor system, og en bypass fodring teknik med modificeret Gastrostomi. Stilladset er lavet af polyurethan (PU) nanofibre i en cylindrisk form med en tredimensionel (3D) trykt polycaprolactone streng viklet rundt om den ydre væg. Før transplantation, menneskeskabte mesenkymale stamceller blev seedet ind i lumen af stilladset, og bioreaktor dyrkning blev udført for at øge cellulære reaktivitet. Vi forbedrede graft overlevelsesraten ved at anvende kirurgisk anastomose og dækker den implanterede protese med en skjoldbruskkirtel flap, efterfulgt af midlertidig nonoral gastrostomi fodring. Disse grafts var i stand til at opsummere resultaterne af indledende epitelisering og muskel regenerering omkring de implanterede steder, som det fremgår af histologisk analyse. Desuden blev øget elastinfibre og neovaskularisering observeret i graftens periferi. Derfor præsenterer denne model en potentiel ny teknik til circumferential esophageal rekonstruktion.

Figur 1 viser et skemadiagram over fremstillingsprocessen for PU-PCL tolags rørformede stilladser. PU-opløsningen var elektrospundet fra en 18 G-nål for at lave en cylindrisk indvendig struktur med en tykkelse på 200 μm. Derefter blev den smeltede PCL trykt på PU nanofiberens ydervæg med jævne mellemrum. Overfladen morfologi af de indre og ydre vægge af den færdige rørformede stillads kan ses i scanning elektron mikroskopi billeder.
<p class="j...

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

Esophageal rekonstruktion er en udfordrende procedure, og udvikling af en væv-manipuleret spiserøret, der muliggør regenerering af esophageal slimhinde og muskler, og som kan implanteres som en kunstig graft er nødvendig. Her præsenterer vi vores protokol til at generere en kunstig spiserøret, herunder stilladsfremstilling, bioreaktordyrkning og forskellige kirurgiske teknikker.

Væv-Manipuleret Graft for circumferential esophageal rekonstruktion hos rotter

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

Circumferential esophageal reparation er teknisk udfordrende i en rotte model, der nødvendiggør udviklingen af væv-manipuleret spiserøret, der gør det muligt at regenerering af esophageal slimhinder og muskler uden esophageal anastomose lækage. Vi har implementeret et tolaget rørformet stillads som en pilotmodel, der består af indre nanofiber og en ydre 3D-print streng sammen med en mikrovaskulær anastomose for at minimere spytlækage efter transplantation. Konventionel standard esophageal rekonstruktion er forbundet med en bred vifte af komplikationer og sygelighed.Derfor, esophageal væv engineering kan være en lovende alternative strategier for at udvikle en indfødt patient spiserøret modeller. Kombinationen af hybrid stillads, bioreaktor dyrkning, og en oral ernæring system kan anvendes på ethvert system, der har en lignende forurenet miljø med sin kontinuerlige mekaniske tryk. Begynd med at sterilisere et 3D-printet spiserør stillads med en times udsættelse for ultraviolet lys, en 10-minutters blød i ethanol og tre vasker med PBS.Efter den sidste vask, placere de to-lags rørformede stillads i en nonadherent 24-godt væv kultur plade, og forsigtigt, men ensartet tilføje en gange 10 til de seks fedt-afledte menneskelige mesenkymale stamceller pr milliliter kælder membran matrix suppleret med vækstmedium til den indre overflade af stilladset. Brug et pulsatile flow bioreaktor system til fast fastsætte celle-seedede rørformede stillads til akryl indehaveren i kulturkammeret af bioreaktoren, og tilsæt 500 milliliter vækstmedium til kammeret. Derefter anvende 1 dyne per centimeter kvadratisk af flow-induceret forskydning stress under en fugtig atmosfære, der indeholder 5% kuldioxid.Efter fem dage skal du bruge et LIVE/DEAD Levedygtighed Assay Kit til at bestemme celleresponserne på stilladsets indre overflade i henhold til standardprotokoller og afbilde cellerne ved konfokal mikroskopi. Før du begynder den kirurgiske procedure, bekræfte en manglende reaktion på pedal refleks i bedøvet rotte, og placere dyret i liggende position på en steril drapere. Brug klippere til at fjerne håret fra operationsstedet, og desinficere den eksponerede hud med sekventiel BETADINE og 70% ethanol scrubs.For T-rør placering, lave en midterlinje hud og muskel snit i maven af rotten, og bruge en skalpel klinge til at skabe en tre-millimeter åbning i den forreste gastrisk væg. Sæt spidsen af en silikone T-rør i defektstedet for at fastgøre det til mavevæggen, og sutur forsigtigt røret til mavemuskelvæv. Sutur bugvæggen med 4-0 VICRYL sutur.Sæt forsigtigt den distale ende af det implanterede T-rør gennem den subkutane tunnel ind i bagsiden af halsen, og brug en angiokatheter til at forbinde en heparinhætte til enden af T-røret for at forhindre, at maveindholdet flyder baglæns. Når hætten er på plads, skal du bruge 4-0 polyglactin suturer til at lukke alle lag af abdominal hud, og placere rotten i en metabolisk bur med overvågning, indtil fuld recumbency. En uge efter T-rør placering, forberede rotten til kirurgi som påvist.Placer rotten under mikroskopet, og lav et forreste median halssnit i den eksponerede desinficerede hud. Adskil remmusklerne for at eksponere tracheoesophageal strukturen. Isoler venstre side af spiserøret fra luftrøret.Forsigtigt adskille den øverste del af spiserøret fra skjoldbruskkirtlen, og bruge kirurgisk saks til at skabe en fem-millimeter lang fuld circumferential defekt, der indeholder alle lag af spiserøret. Dernæst indsætte en 9-0 sutur mellem højre inferoposterior margin af den øverste spiserøret rest og stillads, og fortsætte sutureing fra højre til venstre mellem den øverste spiserøret rest og stilladset til at skabe en mikroanastomose i den øvre ende af den distale esophageal defekt. Derefter anastomose stilladset på samme måde som den øvre margen af den nederste spiserøret rest.Når anastomoses er færdige, lægge de omkringliggende skjoldbruskkirtlen flap over det transplanterede sted for at sikre en vaskulær forsyning til og stabil vedligeholdelse af transplantatet. Derefter sy den subkutane muskel og hudvæv med en 4-0 VICRYL sutur, og placere rotten i en metabolisk bur på en infrarød opvarmning enhed med overvågning, indtil fuld recumbency. Efter en jævn anvendelse på den indre væg af stilladset via injektion, den menneskelige mesenkymale stamceller-indlejret kælder membran matrix viser den forventede mesenkymale stamceller morfologi som vurderet ved scanning elektron mikroskopi.Efter esophageal transplantation i rotter med fuld circumferential esophageal defekter som påvist, transplantatet er dækket med en skjoldbruskkirtlen flap for stabil fiksering og vaskulær forsyning til det implanterede sted. De esophageal transplanterede rotter forbliver på 340 gram indtil omkring ni dage efter indgrebet, hvorefter dyrene hurtigt falder i vægt på grund af forskellige årsager, hvilket resulterer i døden ved dag 15. Selv om de fleste rotter udvikle ikke-esophageal obstruktion forårsaget af hårbolde, generelt er der ingen brutto tegn på perforering, anastomose lækage med fistel, seroma ophobning, byld dannelse, eller omkringliggende blødt væv nekrose i enhver eksperimentel dyr.Re-epitelisering af transplantationsstedet kan bekræftes ved immunfluorescens farvning for keratin, og det regenererede kollagenlag og elastinfibrene kan tydeligt observeres ved Massons trikromfarvning. Regenerering af esophageal muskel lag er også dokumenteret ved en rigelig neovascularization som vurderet af desmin immunohistokemiske analyse. Succesen af denne procedure er afhængig af en stabil vedligeholdelse af T-rør via fiksering bag halsen for at give ernæring under esophageal rekonstruktion.For at overvinde den tidlige dødelighed typisk for denne procedure, organoid eller tidlig vaskularisering teknologi kan anvendes efter esophageal implantation til støtte i den funktionelle esophageal rekonstruktion.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Magnetic Resonance elastografi metode til evaluering af manipuleret væv Construct Vækst

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

Protokol for Relativ Hydrodynamic Vurdering af Tri-brochure Polymer Valves

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

Kirurgisk Teknik for implantation af manipuleret væv kargrafter og efterfølgende<em&gt; In Vivo</em&gt; Overvågning

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

Generation og podning af væv-manipuleret Fartøjer i en musemodel

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

Produktion, karakterisering og potentielle anvendelse af en 3D-Tissue-manipuleret humant Esophageal Mucosal Model

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

Syntese af termogelerende Poly (N-isopropylacrylamid) X-graft-chondroitinsulfat Composites med alginatmikropartikler for Tissue Engineering

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

En kombineret 3D manipuleret væv<em&gt; In vitro</em&gt; /<em&gt; I Silico</em&gt; Lunge Tumor Model for Forudsigelse Drug Effektivitet i specifikke mutations baggrunde

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

anvendelser af<em&gt; In vivo</em&gt; Funktionel Test af Rat tibialis anterior for Evaluering manipuleret væv Skeletal Muscle Repair

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

Tre-dimensionelle Tissue Engineering justeret Astrocyte netværk for at sammenfatte udviklingsmæssige mekanismer og lette nervesystem regenerering

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