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 forskningen ble støttet av Korea Health Technology R&D Project gjennom Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), finansiert av Helse- og velferdsdepartementet, Republikken Korea (stipendnummer: HI16C0362) og Basic Science Research Program gjennom National Research Foundation of Korea (NRF) finansiert av Kunnskapsdepartementet (2017R1C1B2011132). Bioprøvene og dataene som ble brukt i denne studien ble levert av Biobank of Seoul National University Hospital, medlem av Korea Biobank Network.

Alle metoder som er beskrevet her, er godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC Nr. 17-0164-S1A0) fra Seoul National University Hospital.
1. Stillas Produksjon
MERK: Tolags esophageal stillas er produsert ved å kombinere elektrospinning og 3D-utskrift. Den indre membranen av det rørformede stillaset ble fabrikkert av elektrospinnende polyuretan (PU) med roterende rustfritt stål mandrels som samlerne9.
<ol><li>For fre...

<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 dyrestudier på kunstig eøser er fortsatt begrenset av flere kritiske faktorer. Det ideelle kunstige esophageal stillaset bør være biokompatibelt og ha gode fysiske egenskaper. Det bør være i stand til å regenerere slimhinneepitelet i tidlig postoperativ periode for å forhindre anastomotisk lekkasje. Regenerering av de indre sirkulære og ytre langsgående muskellagene er også viktig for funksjonell peristaltikk12,13.
<p class="jove_conte...

Behandlingen av esophageal lidelser, som medfødte misdannelser og esophageal karsinommer, kan føre til strukturell segmenttap av spiserøret. I de fleste tilfeller har autologe erstatningstransplantater, for eksempel magetrekkingsrør eller kolonforlag, blitt utført1,2. Imidlertid har disse esophageal erstatninger en rekke kirurgiske komplikasjoner og reoperasjon risiko3. Dermed kan bruk av vevskonstruerte spiserørstillasettere den innfødte spiserøret være en lovende alternativ strategi for til slutt å regenerere tapte vev4,5,6.
Selv om en vevskonstruert spiserør potensielt tilbyr et alternativ til dagens behandlinger av esophageal defekter, er det betydelige barrierer for sin in vivo søknad. Postoperativ anastomotisk lekkasje og nekrose i det implanterte spiserøret stillas fører uunngåelig til en dødelig infeksjon i det omkringliggende aseptiske rommet, for eksempel mediastinum7. Derfor er det ekstremt viktig å forhindre mat eller spyttforurensning i såret og nasogastrisk rør. Gastrostomi eller intravenøs ernæring bør vurderes til primær sårheling er fullført. Hittil har esophageal tissue engineering blitt utført i store dyremodeller fordi store dyr bare kan mates ved intravenøs hyperalimentasjon i 2-4 uker etter implantasjon avstillaset 8. En slik ikke-oral fôringsmodell er imidlertid ikke fastslått for tidlig overlevelse etter esophageal transplantasjon hos små dyr. Dette er fordi dyrene var ekstremt aktive og ukontrollerbare, slik at de ikke kunne holde fôringsrøret i magen i en lengre periode. Av denne grunn har det vært få tilfeller av vellykket esophageal transplantasjon hos små dyr.
I lys av omstendighetene rundt esophageal vev engineering, designet vi en to-lags rørformede stillas bestående av elektrospun nanofiber (indre lag; Figur 1A) og en 3D-trykt tråd (ytre lag; Figur 1B) inkludert en modifisert gastrostomiteknikk. Den interne nanofiber er laget av PU, en ikke-nedbrytbar polymer, og forhindrer lekkasje av mat og spytt. De eksterne 3D-trykte trådene er laget av biologisk nedbrytbar polykaprolacton (PCL), som kan gi mekanisk fleksibilitet og tilpasse seg peristaltisk bevegelse. Human adipose-avledet mesenchymal stamceller (hAD-MSCs) ble seeded på det indre laget av stillaset for å fremme re-epitelization. Nanofiberstrukturen kan lette innledende mucosal regenerering ved å gi et strukturelt ekstracellulær matrise (ECM) miljø for cellemigrasjon.
Vi har også økt overlevelsesraten og bioaktiviteten til de inokulerte cellene gjennom bioreaktordyrking. Det implanterte stillaset var dekket med en skjoldbruskkjertelklaff for å muliggjøre mer stabil regenerering av spiserøret smukosog muskellag. I denne rapporten beskriver vi protokoller for esophageal vev engineering teknikker, inkludert stillas produksjon, mesenchymal stamcellebasert bioreaktor dyrking, en bypass fôring teknikk med modifisert gastrostomi, og en modifisert kirurgisk anastomose teknikk for omkrets esophageal rekonstruksjon i en rotte modell.

<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

Bruk av biokompatible materialer for omkrets esophageal rekonstruksjon er en teknisk utfordrende oppgave hos rotter og krever en optimal implantatteknikk med ernæringsmessig støtte. Nylig har det vært mange forsøk på esophageal vev engineering, men suksessraten har vært begrenset på grunn av vanskeligheter i tidlig epitelisering i det spesielle miljøet av peristaltikk. Her utviklet vi en kunstig spiserør som kan forbedre regenerering av esophageal slimhinnen og muskellag gjennom en tolags rørformet stillas, en mesenchymal stamcellebasert bioreaktor system, og en bypass fôring teknikk med modifisert gastrostomi. Stillaset er laget av polyuretan (PU) nanofibre i en sylindrisk form med en tredimensjonal (3D) trykt polycaprolactone strand viklet rundt ytterveggen. Før transplantasjon ble menneskeavledede mesenchymale stamceller sådd inn i lumen av stillaset, og bioreaktordyrking ble utført for å forbedre cellulær reaktivitet. Vi forbedret graft overlevelsesraten ved å bruke kirurgisk anastomose og dekker den implanterte protesen med skjoldbruskkjertelklaff, etterfulgt av midlertidig nonoral gastrostomi fôring. Disse grafts var i stand til å rekapitulere funnene av første epitelisering og muskel regenerering rundt implanterte nettsteder, som demonstrert av histologisk analyse. I tillegg ble det observert økte elastinfibre og neovaskularisering i periferien av transplantatet. Derfor presenterer denne modellen en potensiell ny teknikk for omkrets esophageal rekonstruksjon.

Figur 1 viser et skjematisk diagram over produksjonsprosessen til PU-PCL tolags rørformede stillas. PU-løsningen ble elektrospunnet fra en 18 G nål for å lage en sylindrisk indre struktur med en tykkelse på 200 μm. Deretter ble smeltet PCL trykt på ytterveggen av PU nanofiber med jevne mellomrom. Overflaten morfologi av de indre og ytre veggene i det ferdige rørformede stillaset kan sees i skanning elektron mikroskopi bilder.
<p class="jove_conten...

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 rekonstruksjon er en utfordrende prosedyre, og utvikling av en vev-konstruert spiserør som muliggjør regenerering av esophageal mucosa og muskel, og som kan implanteres som en kunstig pode er nødvendig. Her presenterer vi vår protokoll for å generere en kunstig spiserør, inkludert stillasproduksjon, bioreaktordyrking og ulike kirurgiske teknikker.

Vevskonstruert graft for omkrets esophageal rekonstruksjon 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 reparasjon er teknisk utfordrende i en rottemodell, noe som krever utvikling av vevskonstruert spiserør som muliggjør regenerering av spiserørslimhinnen og muskelen uten esophageal anastomose lekkasje. Vi har implementert et tolags rørformet stillas som pilotmodell, bestående av indre nanofiber og en ytre 3D-printing strand i forbindelse med en mikrovaskulær anastomose for å minimere spyttlekkasje etter transplantasjon. Konvensjonell standard esophageal rekonstruksjon er forbundet med bredt spekter av komplikasjoner og sykelighet.Derfor kan esophageal vev engineering være en lovende alternative strategier for å utvikle en innfødt pasient spiserør modeller. Kombinasjonen av hybrid stillas, bioreaktor dyrking, og en muntlig ernæring system kan brukes til ethvert system som har en lignende forurenset miljø med kontinuerlig mekanisk trykk. Begynn med å sterilisere et 3D-trykt spiserørasas med en times eksponering for ultrafiolett lys, en 10-minutters suge i etanol og tre vasker med PBS.Etter den siste vasken, legg det tolags rørformede stillaset i en ikke-adhemmelig 24-brønns vevskulturplate, og legg forsiktig, men jevnt til en gang 10 til de seks fettavledede humane mesenchymale stamcellene per milliliter kjellermembranmatrise supplert med vekstmedium til den indre overflaten av stillaset. Bruk et pulsatile strømningsbioreaktorsystem for å fikse celleseedede rørformede stillas til akrylholderen i bioreaktorens kulturkammer, og tilsett 500 milliliter vekstmedium til kammeret. Deretter påfør 1 dyne per centimeter kvadrert av strømningsindusert skjærstress under en fuktig atmosfære som inneholder 5%karbondioksid.Etter fem dager, bruk et LIVE / DEAD Levedyktighetsanalysesett for å bestemme celleresponsene på den indre overflaten av stillaset i henhold til standardprotokoller, og bilde cellene ved konfokal mikroskopi. Før du begynner den kirurgiske prosedyren, må du bekrefte mangel på respons på pedalrefleks i den bedøvede rotten, og plasser dyret i liggende stilling på en steril drapering. Bruk klippere til å fjerne håret fra operasjonsstedet, og desinfisere den eksponerte huden med sekvensiell BETADINE og 70% etanolskrubb.For T-tube plassering, lage en midline hud og muskel snitt i magen av rotten, og bruke en skalpell blad for å skape en tre millimeter åpning i fremre mageveggen. Sett spissen av en silikon T-rør inn i defekten området for å fikse det til mageveggen, og forsiktig sutur røret til magemuskelvevet. Sutur bukveggen med 4-0 VICRYL sutur.Sett forsiktig den distale enden av det implanterte T-røret gjennom den subkutane tunnelen inn i nakken, og bruk en angiocatheter til å koble en heparinhette til enden av T-røret for å hindre at mageinnholdet strømmer bakover. Når hetten er på plass, bruk 4-0 polyglactin suturer for å lukke alle lagene i bukhuden, og plasser rotten i et metabolsk bur med overvåking til full recumbency. En uke etter T-tube plassering, forberede rotten for kirurgi som demonstrert.Plasser rotten under mikroskopet, og gjør et fremre median nakke snitt i den eksponerte desinfiserte huden. Skill stroppen muskler for å eksponere tracheoesophageal struktur. Isoler venstre side av spiserøret fra luftrøret.Separer forsiktig den øvre delen av spiserøret fra skjoldbruskkjertelen, og bruk kirurgisk saks for å skape en fem millimeter lang full omkretsdefekt som inneholder alle lagene i spiserøret. Deretter setter du inn en 9-0 sutur mellom høyre inferoposterior margin av den øvre spiserøret rest og stillas, og fortsette å suturere fra høyre til venstre mellom den øvre spiserøret rest og stillaset for å skape en mikroanastomose i den øvre enden av den distale esophageal defekt. Deretter anastomose stillaset på samme måte som den øvre marginen av den nedre spiserøret resten.Når anastomosene er fullført, legg den omkringliggende skjoldbruskkjertelklaffen over det transplanterte stedet for å sikre en vaskulær tilførsel til og stabilt vedlikehold av transplantatet. Deretter syr du den subkutane muskel- og hudvevet med en 4-0 VICRYL-sutur, og plasserer rotten i et metabolsk bur på en infrarød oppvarmingsenhet med overvåking til full recumbency. Etter en jevn påføring på den indre veggen av stillaset via injeksjon, viser den menneskelige mesenchymale stamcelleindrerte kjellermembranmatrisen den forventede mesenchymale stamcellemorfologien vurdert ved å skanne elektronmikroskopi.Etter esophageal transplantasjon til rotter med full omkrets esophageal defekter som demonstrert, er transplantatet dekket med en skjoldbruskkjertelklaff for stabil fiksering og vaskulær forsyning til det implanterte stedet. Esophageal transplanterte rotter forblir på 340 gram til omtrent ni dager etter prosedyren, og da reduseres dyrene raskt i vekt på grunn av ulike årsaker, noe som resulterer i død på dag 15. Selv om de fleste rotter utvikler ikke-esophageal obstruksjon forårsaket av, er det generelt ingen grove tegn på perforering, anastomoselekkasje med fistel, seromaakkumulering, abscessdannelse eller omkringliggende bløtvevnekrose hos noe eksperimentelt dyr.Re-epitelisering av transplantasjonsstedet kan bekreftes ved immunofluorescence farging for keratin, og det regenererte kollagenlaget og elastinfibrene kan tydelig observeres av Massons trichrome farging. Regenerering av esophageal muskellaget er også dokumentert av en rikelig neovaskularisering som vurdert ved desmin immunohistokjemisk analyse. Suksessen til denne prosedyren er avhengig av stabilt vedlikehold av T-røret via fiksering bak nakken for å gi ernæring under esophageal rekonstruksjon.For å overvinne den tidlige dødeligheten som er typisk for denne prosedyren, kan organoid eller tidlig vaskulariseringsteknologi brukes etter esophageal implantasjon for å hjelpe til med den funksjonelle esophageal rekonstruksjonen.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Magnetic Resonance Elastography Metodikk for vurdering av Tissue Engineered Construct Vekst

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

Protokoll for Relativ Hydrodynamisk Vurdering av Tri-brosjyre Polymer Ventiler

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 teknikk for Implantasjon av Tissue Engineered vaskulære implantater og Følgende<em&gt; I Vivo</em&gt; Overvåking

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

Generasjon og Negl Tissue-konstruert Fartøy i en musemodell

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

Produksjon, karakterisering og potensielle bruk av en 3D Tissue-konstruert Menneskelig Esophageal slimhinnene 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 av Thermogelling Poly (N-isopropylakrylamid) -graft-chondroitin sulfate Composites med Alginat Mikropartikler 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 Kombinert 3D Tissue Konstruert<em&gt; In Vitro</em&gt; /<em&gt; I Silico</em&gt; Lung Tumor modell for å forutsi Drug Effective i Spesifikke mutasjons bakgrunner

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 av<em&gt; I Vivo</em&gt; Functional Testing av Rat tibialis anterior for Vurderer Tissue Konstruert Skeletal Muscle Reparasjon

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

Tredimensjonale vev utvikling justert astrocytter nettverk å Recapitulate utviklingsmessige mekanismer og tilrettelegge nervesystemet gjenfødelse

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