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

Denna forskning stöddes av Korea Health Technology FoU-projektet genom Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), finansierad av ministeriet för hälsa och välfärd, Sydkorea (bidragsnummer: HI16C0362) och Grundläggande vetenskap forskning Program genom National Research Foundation of Korea (NRF) finansierat av undervisningsministeriet (2017R1C1B2011132). De bioprover och data som används i denna studie tillhandahölls av Biobank i Seoul National University Hospital, en medlem av Korea Biobank Network.

Alla metoder som beskrivs här har godkänts av institutional animal care and use committee (IACUC nr 17-0164-S1A0) vid Seoul National University Hospital.
1. Byggnadsställning Tillverkning
OBS: Tvåskiktade esofagusbyggnadsställningar tillverkas genom att kombinera elektrospinning och 3D-utskrift. Det inre membranet i rörformiga byggnadsställningen tillverkades av elektrospinning polyuretan (PU) med roterande rostfria mandreller som samlare9</su...

<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>

Befintliga djurstudier på konstgjord matstrupe begränsas fortfarande av flera kritiska faktorer. Den idealiska konstgjorda matstrupsställningen ska vara biokompatibel och ha utmärkta fysiska egenskaper. Det bör kunna regenerera slemhinnan epitel i början av postoperativa perioden för att förhindra anastomotiskt läckage. Regenerering av de inre cirkulära och yttre längsgående muskellagren är också viktigt för funktionell peristaltik12,13.
<p cla...

Behandling av matstrupssjukdomar, såsom medfödda missbildningar och matstrupscancer, kan leda till strukturell segmentförlust av matstrupen. I de flesta fall, autolog ersättning transplantat, såsom gastric pull-up ledningar eller kolon interpositions, har utförts1,2. Emellertid, dessa esofagus ersättare har en mängd olika kirurgiska komplikationer och återanvändning risker3. Således kan användningen av vävnadskonstruerade esofagsställningar härma den inhemska matstrupen vara en lovande alternativ strategi för att i slutändan regenerera förlorade vävnader4,5,6.
Även om en vävnadskonstruerad matstrupe potentiellt erbjuder ett alternativ till de nuvarande behandlingarna av matstrupsdefekter, finns det betydande hinder för dess in vivo-applicering. Postoperativa anastomotic läckage och nekros av implanterade esofagus byggnadsställning oundvikligen leda till en dödlig infektion i det omgivande aseptiska utrymmet, såsom mediastinum7. Därför är det oerhört viktigt att förhindra mat eller salivkontaminering i såret och nasogastriskröret. Gastrostomy eller intravenös näring bör övervägas tills primära sårläkning är klar. Hittills har esofagus vävnad smittforskning utförts i stora djurmodeller eftersom stora djur kan matas endast genom intravenös hyperalimentation för 2-4 veckor efter implantation avbyggnadsställning8. En sådan ickeoral utfodring modell har dock inte fastställts för tidig överlevnad efter matstrupstransplantation hos små djur. Detta beror på att djuren var extremt aktiva och okontrollerbara, så att de inte kunde hålla matningsröret i magen under en längre tid. Av denna anledning har det förekommit få fall av framgångsrik matstrupstransplantation hos små djur.
Med tanke på omständigheterna kring esofagusvävnad svimering, konstruerade vi en två lager rörformig byggnadsställning bestående av elektrospunnerade nanofibrer (inre lager; Bild 1A)och en 3D-tryckt sträng (yttre skikt; Figur 1B) inklusive en modifierad gastrostomiteknik. Den inre nanofibern är tillverkad av PU, en icke-nedbrytbar polymer, och förhindrar läckage av mat och saliv. De externa 3D-tryckta strängarna är tillverkade av biologiskt nedbrytbar polykaprolak (PCL), som kan ge mekanisk flexibilitet och anpassa sig till peristaltisk rörelse. Mänskliga fett-härledda mesenchymal stamceller (hAD-MSCs) var seedade på det inre lagret av byggnadsställningen för att främja re-epithelization. Nanofiberstrukturen kan underlätta inledande slemhinnans regenerering genom att tillhandahålla en strukturell extracellulär matris (ECM) miljö för cellmigrering.
Vi har också ökat överlevnaden och bioaktiviteten hos de vaccinerade cellerna genom bioreaktorodling. Den implanterade byggnadsställningen var täckt med en sköldkörtelflik för att möjliggöra en stabilare regenerering av matstrupsslemhinnan och muskelskiktet. I denna rapport beskriver vi protokoll för esofagusvävnadsteknik, inklusive byggnadsställningstillverkning, mesenchymal stamcellsbaserad bioreaktorodling, en bypassmatningsteknik med modifierad gastrostomi och en modifierad kirurgisk anastomos teknik för circumferential esofagrekonstruktion i en råtta 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

Användningen av biokompatibla material för omkrets esofagial rekonstruktion är en tekniskt utmanande uppgift hos råttor och kräver en optimal implantatteknik med näringsstöd. Nyligen har det gjorts många försök till esofagusvävnad teknik, men framgången har begränsats på grund av svårigheter i tidig epitet i den speciella miljön av peristaltik. Här utvecklade vi en konstgjord matstrupe som kan förbättra regenereringen av matstrupsslemhinnan och muskellagren genom en tuschig tubulär byggnadsställning, en mesenchymal stamcellsbaserat bioreaktorsystem och en bypassmatningsteknik med modifierad gastrostomi. Byggnadsställningen är tillverkad av polyuretan (PU) nanofibrer i en cylindrisk form med en tredimensionell (3D) tryckt polykaprolactonsträng lindad runt ytterväggen. Före transplantationen sådds mesenchymala stamceller till byggnadsställningens lumen och bioreaktorodling utfördes för att förbättra cellulär reaktivitet. Vi förbättrade transplantat överlevnad genom att tillämpa kirurgisk anastomos och täcker implanterade protes med en sköldkörtelflik, följt av tillfällig nonoral gastrostomy utfodring. Dessa ympkvistar kunde sammanfatta resultaten av inledande epitelisering och muskelregenerering runt de implanterade platserna, vilket framgår av histologisk analys. Dessutom observerades ökad elastinfibrer och karkulakulärisering i transplantatets periferi. Därför presenterar denna modell en potentiell ny teknik för omkrets esofagerad rekonstruktion.

Bild 1 visar ett schemadiagram över tillverkningsprocessen för PU-PCL tvåskiktad rörformig byggnadsställning. PU-lösningen var elektrospunnen från en 18 G nål för att göra en cylindrisk inre struktur med en tjocklek på 200 μm. Sedan trycktes det smälta PCL på den yttre väggen i PU-nanofiber med jämna mellanrum. Ytan morfologi av de inre och yttre väggarna i den färdiga rörformiga byggnadsställningen kan ses i scanning elektronmikroskopi bi...

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

Esofagus rekonstruktion är ett utmanande förfarande, och utveckling av en vävnad-konstruerad matstrupe som möjliggör regenerering av matstrupslemhinnan och muskler och som kan implanteras som ett artificiellt transplantat är nödvändigt. Här presenterar vi vårt protokoll för att generera en konstgjord matstrupe, inklusive byggnadsställningstillverkning, bioreaktorodling och olika kirurgiska tekniker.

Vävnadskonstruerad transplantat för circumferential esofagial rekonstruktion hos råttor

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

Circumferential esofagus reparation är tekniskt utmanande i en råtta modell, nödvändiggör utvecklingen av vävnad-konstruerad matstrupe som möjliggör regenerering av matstrupe slemhinna och muskler utan matstrupe anastomos läckage. Vi har genomfört en två-lagers rörformiga byggnadsställning som pilotmodell, bestående av inre nanofiber och en yttre 3D-utskrift strand i samband med en mikrovaskulär anastomos att minimera saliv läckage efter transplantation. Konventionell standard esofagus återuppbyggnad är associerad med brett spektrum av komplikationer och sjuklighet.Därför kan esofagus vävnadsteknik vara en lovande alternativa strategier för att utveckla en infödd patient matstrupen modeller. Kombinationen av hybrid byggnadsställning, bioreaktor odling, och ett oralt nutritionssystem kan tillämpas på alla system som har en liknande förorenad miljö med dess kontinuerliga mekaniska tryck. Börja med att sterilisera en 3D-tryckt matstrupe med en timmes exponering för ultraviolett ljus, en 10-minuters blöt i etanol och tre tvättar med PBS.Efter den sista tvätten, placera två-skiktad rörformiga byggnadsställning i en nonadherent 24-väl vävnad kulturplatta, och försiktigt men enhetligt lägga till en gånger 10 till de sex fett-härledda mänskliga mesenchymala stamceller per milliliter av källaren membran matris kompletteras med tillväxt medium till den inre ytan av byggnadsställningen. Använd ett pulsatile flöde bioreaktorsystem för att ordentligt fixera den cellfrö röret byggnadsställning till akrylhållaren i kulturkammaren av bioreaktorn, och tillsätt 500 milliliter tillväxtmedium till kammaren. Applicera sedan 1 dyne per centimeter i kvadrat av flödesinducerad skjuvningsstress under en fuktig atmosfär som innehåller 5 %-koldioxid.Efter fem dagar, använd en LIVE/ DEAD Viability Assay Kit för att bestämma cellen svar på den inre ytan av ställningen enligt standardprotokoll, och bild cellerna genom confocal mikroskopi. Innan du påbörjar det kirurgiska ingreppet, bekräfta en brist på svar på pedalreflex i den sövda råttan, och placera djuret i ryggläge på en steril drapera. Använd klippare för att avlägsna håret från operationsstället, och desinficera den exponerade huden med sekventiell BETADINE och 70%etanolskrubber.För T-rör placering, gör en mittlinjen hud och muskel snitt i buken av råttan, och använda en skalpell blad för att skapa en tre-millimeters mynning i den främre magväggen. Sätt in spetsen på en silikon T-rör i defekten platsen för att fixa det till magen väggen, och försiktigt suturera röret till magmuskelvävnaden. Suturera bukväggen med 4-0 VICRYL sutur.För försiktigt in den implanterade T-rörets distala ände genom den subkutana tunneln i nacken, och använd en angiokateter för att ansluta ett heparinlock till slutet av T-röret för att förhindra att maginnehållet rinner bakåt. När locket är på plats, använd 4-0 polyglactin suturer för att stänga alla lager av buken huden, och placera råttan i en metabolisk bur med övervakning tills full recumbency. En vecka efter T-röret placering, förbereda råttan för kirurgi som visats.Placera råttan under mikroskopet, och gör ett främre medianhalsans snitt i den exponerade desinficerade huden. Separera remmusklerna för att exponera tracheoesofagealstrukturen. Isolera den vänstra sidan av matstrupen från luftstrupen.Separera försiktigt den övre delen av matstrupen från sköldkörteln, och använd kirurgiska saxar för att skapa en fem millimeter lång full omkretsande defekt som innehåller alla av skikten i matstrupen. Därefter sätter du in en 9-0 sutur mellan höger inferoposterior marginalen av övre esophagus kvarleva och byggnadsställning, och fortsätta suturering från höger till vänster mellan den övre matstrupen kvarleva och ställningen för att skapa en mikroanastomos i den övre änden av distala esofagus defekten. Sedan anastomose ställningen på samma sätt som den övre marginalen av den nedre matstrupen kvarleva.När anastomoses är klar, låg den omgivande sköldkörteln lock över den transplanterade platsen för att säkerställa en vaskulär försörjning till och stabilt underhåll av transplantatet. Sedan, sy den subkutana muskeln och hudvävnad med en 4-0 VICRYL sutur, och placera råttan i en metabolisk bur på en infraröd uppvärmning enhet med övervakning tills full recumbency. Efter en jämn applicering på den inre väggen av ställningen via injektion, den mänskliga mesenkymala stamceller-inbäddade källaren membran matrisen visar den förväntade mesenchymala stamceller morfologi som bedöms av scanning elektronmikroskopi.Efter esofagus transplantation till råttor med full circumferential esofagus defekter som visats, är transplantatet täckt med en sköldkörteln körtel lock för stabil fixering och Vaskulär leverans till implanterade webbplatsen. De esofagus transplanterade råttorna kvar på 340 gram fram till cirka nio dagar efter ingreppet, då djuren snabbt minskar i vikt på grund av olika orsaker, vilket resulterar i döden av dag 15. Även om de flesta råttor utveckla icke-esofagus obstruktion orsakas av hairballs, totalt sett finns det inga grova bevis för perforering, anastomos läckage med fistel, seroma ansamling, böld bildas eller omgivande mjuk-vävnad nekros i något experimentellt djur.Re-epithelialization av transplantation webbplats kan bekräftas genom immunofluorescens färgning för keratin, och regenererade kollagenskiktet och elastin fibrerna kan tydligt observeras genom Massons trichrome färgning. Regenerering av esofagus muskellagret framgår också av en riklig kärlnybildning som bedöms av desmin immunohistochemical analys. Framgången för detta förfarande bygger på stabilt underhåll av T-röret via fixering bakom halsen för att ge näring under esofagus återuppbyggnaden.För att övervinna den tidiga dödligheten som är typisk för detta förfarande, kunde organoid eller tidig vascularization teknik tillämpas efter esofagus implantation till stöd i den funktionella esofagus återuppbyggnaden.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Magnetic Resonance elastografi Metodik för utvärdering vävnadstekniska Construct tillväxt

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 för relativ Hydrodynamisk Bedömning av Tri-broschyr 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 teknik för implantation av vävnadstekniska kärlimplantat och efterföljande<em&gt; In Vivo</em&gt; Övervakning

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 och Nagelvävnadstekniska Fartyg i en musmodell

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 och potentiella användningsområdena för en 3D vävnadstekniska Human Esophageal Mucosal Modell

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

Syntes av värmegelande Poly (N-isopropylakrylamid) -graft-kondroitinsulfat Composites med alginatmikropartiklar för 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 kombinerad 3D vävnadstekniska<em&gt; In Vitro</em&gt; /<em&gt; In silico</em&gt; Lungtumör modell för att förutsäga läkemedelseffektivitet i specifika Mutations bakgrunder

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

tillämpningar av<em&gt; In Vivo</em&gt; Provning av Rat tibialis anterior för utvärdering vävnadstekniska skelettmuskulatur 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

Tredimensionella vävnadstekniska justerad Astrocyten nätverk att Recapitulate utvecklingsmässiga mekanismer och underlätta nervsystemet regenerering

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