Burada, deterjanlar ve recellularization tarafından periferik kan ve endotel orta perfüzyon kullanarak safen ven decellularization için bir protokol açıklayın.
Vasküler kanalların çoğu vasküler cerrahi sırasında kullanılan kez immünosupresyon ve zavallı a_ılabilinirse neden komplikasyonlara yol allojenik veya sentetik Greftler vardır. Doku mühendisliği doğal hücre dışı matriks decellularization ve recellularization yöntemini kullanarak alıcının hücreleri içeren kişiselleştirilmiş Greftler oluşturmak için yeni bir çözüm sunuyor. Biz insan safen ven ve recellularization decellularization periferik kan perfüzyon tarafından gerçekleştirmek için detaylı bir yöntemi gösterir. Ven ventriküler 1 oranında decellularized Triton X-100, % 1’tri-n-butil-fosfat (TnBP) ve 2.000 Kunitz birimleri deoksiribonükleaz (DNaz). DNaz 10 mL/dk 4 h için 37 ° C’de periosteum iken Triton X-100 ve TnBP 35 mL/dk 4 h için derin. Ven Ultrasaf Su ve PBS yıkanmış ve % 0.1 Perasetik asit sterilize edilmiştir. Tekrar PBS içinde yıkanmış ve endotel ortamda preconditioned. Damar bir biyoreaktör bağlı ve periosteum ile endotel orta 50 IU/mL içeren doldurmak biyoreaktör taze kan ile Steen çözüm seyreltilmiş 1:1 ve endokrin bezi kaynaklı eklemek için 1 h. Recellularization heparin gerçekleştirildi vasküler endotelyal büyüme faktörleri (80 ng/mL), temel fibroblast büyüme faktörleri (4 µL/mL) ve asetil salisilik asit (5 µg/mL). Biyoreaktör sonra bir kuluçka taşındı ve glikoz 3-9 mmol/l arasında koruyarak 2 mL/dk 48 h için derin Daha sonra damar endotel orta ile dolu ve PBS ile yıkanmış kuluçka 96 h için derin. Triton X-100, TnBP ve DNaz ile tedavi 5 döngülerle safen ven decellularized. Decellularized ven normal ve recellularized damarlar (ışık kırmızı) aksine beyaz baktım. Hematoksilen ve eozin (H & E) boyama çekirdeği varlığı sadece normal ama decellularized damarlar gösterdi. Recellularized şekilde, H & E boyama ven luminal yüzeyinde hücreleri varlığını gösterdi.
Vasküler kanallar gibi anevrizma, karotid arter stenoz ve ateroskleroz ciddi vasküler sorunlar için önde gelen birkaç klinik koşulları için gereklidir. Cerrahlar otolog, allojeneik veya sentetik vasküler kanallar fonksiyonel kan akımı geri yüklemek için kullanın. Otolog kan damarları kullanımı hala ideal yaklaşım olarak kabul rağmen hastalarda oldukça sınırlı olduğunu. Allojenik veya sentetik Greftler gibi alternatifleri immünsüpresif tedaviler ve zavallı açıklık reoperation1,2önemli sağlık ülkelere ekonomik yükleri kaynaklanan, önde gelen derin sorunları var. Doku mühendisliği kan damarlarının doğal Homoloji ve otolog hücrelerin Greftler sunmayı amaçlamaktadır. Böylece, alıcı bağışıklık sistemi transplante greft kendini olarak tanır ve böyle bir greft doğal proteinler ve özgün yapılandırmayı hücrelerde içerdiğinden, daha iyi geçerli alternatifleri ile karşılaştırıldığında işlev. Mesane3, üretra4, nefes borusu5ve damarlar6,7, başarıyla klinikte kullanılmış gibi doku organları, mühendislik.
Kişiselleştirilmiş Greftler üretmek için doku mühendisliği bir greft decellularization ve recellularization ardından bir donörden gerektirir. Decellularization hücreleri doku ve organların8,9,10‘ dan kaldırmak için umut verici bir teknolojidir. Decellularization belirli fiziksel, kimyasal ve enzimatik Yöntemler11 veya bunları birleştirerek tarafından gerçekleştirilebilir. Bu yöntemlerin en uygun kullanımı decellularized dokularda benzer yapısal ve işlevsel proteinler bir hücre dışı matriks yerli dokulara benzer olabilir. Böyle organları eki, geçiş, yayılması ve gelen kök hücre farklılaşma geliştirmek iç kapasitesine sahip.
Recellularization hücre greft tohum dinamik bir süreçtir ve alıcı kök hücre klinik ekimi için kullanılabilir. Şu anda bu tür amaçlar için kullanılan kök hücreler kemik iliği, mezenkimal ve organ sakinleri3,5,6içerir. Hayvan ve araştırma odaklı çalışmalar fetal ve indüklenmiş pluripotent12,13,14vardır mezenkimal kökenli kök hücrelerden kullandık. Bu işlem bir biyoreaktör (damarı tutar ve sıcaklık, gazlar, pH ve basınç gibi gerekli koşulları sağlayan bir odası) gerektirir hücreleri ve Kültür medya. Recellularization mücadelesine hücreleri belirli bir türü ve hangi tarafından bütün doku veya organ hücreleri ulaşabilirsiniz tohum bir strateji gerekli sayıda elde etmektir. Rağmen hiçbir tam doku veya organ yapısal ve işlevsel olarak yapılmış oluşturulan ve şimdiye kadar birkaç gelişmeler alan ve ilk sonuçları gelecekteki olasılığı15göster değerlendirildi. Ven tuşu fonksiyonu iltihabi hücre infiltrasyonu doku ve daralma içinde yardımcı olur ve kan basıncı16tutmak için güç sağlar orta düz kas katmanı içine denetler luminal endotel yatıyor. Çalışmalar sırasında hasar, anastomoz veya dolaşan endotelyal progenitor hücreler (EPCs) kan17,18,19endothelialization oluştuğunu göstermiştir. Bizim strateji recellularization damarlar için kan dolaşan mevcut EPCs kullanır.
Doku mühendisliği damarları ve arterler farklı decellularization recellularization stratejileri20,ve21takip çeşitli gruplar tarafından gerçekleştirildi. Grubumuz aynı zamanda gerçekleştirilen ve iliak ve meme damarlar6,7için decellularization ve recellularization stratejiler geliştirdi. Decellularization Triton X-100, tri-n-butil fosfat (TnBP) ve enzim deoksiribonükleaz (DNaz) damarda ajitasyon tarafından gerçekleştirildi. Recellularization kemik iliği türetilmiş endotel ve düz kas hücreleri6 veya periferik kan7kullanılarak gerçekleştirildi. Ekstra hepatik portal damar tıkanıklığı6,7ile fonksiyonel kan akımı pediatrik hastalarda ekiminde sağlanmasında klinik vaat iki protokolü tarafından damarları recellularized.
Biz şu anda küçük çaplı damarlar decellularization, recellularization ve biyoreaktör işlenmesi kolay ve geliştirilmiş performans için aynı iletişim kuralını değiştirilmiş bir versiyonu geliştirdik. Geçerli decellularization iletişim kuralı deterjanlar ajitasyon deterjanlar ile yerine basınç uygulayarak ven yoluyla perfüzyon gerekli. Recellularization Protokolü Önkoşullanma hücre adezyon ve ek hücre adezyon, hayatta kalma ve yayılmasını önleme geliştirmek için kan dolaşan içinde büyüme faktörlerinin artırmak için ek bir adım içerir. Piyasada bulunan ürünleri kullanarak Biyoreaktör Tasarımı da iyileştirilmiştir. Bu yazıda, biz decellularization ve recellularization insan safen damar gerçekleştirmek için değiştirilmiş bir protokol ayrıntılı bir açıklama mevcut.
Safen damarlar decellularization için burada sunulan teknik umbilikal ve meme damarlar gibi tüm küçük çaplı damarlar için uygulanabilir kolay, basit ve düşük maliyetli bir yöntemdir. Decellularization çözümleri ve bu yöntemde kullanılan onların konsantrasyonları bizim önceki sonuçları6,7‘ den vardır. Decellularization 5 döngüleri öneririz rağmen bazı damarlarda biz de 3 kür tam decellularization fark ettim. Ancak, tekrarlanabilir sonuçlar 5 döngüleri kullanarak elde edilmiştir. Bu iletişim kuralı uygulayarak, biz uzunlukları değişen damarları decellularized 30 cm’ye kadar başarıyla (yayınlanmamış sonuç). Decellularization çözümün çıkış tarafından 45 cm kaldırma 33 mmHg ven içinde basınç oluşturur. Deneyim, biz bütün damar düzgün decellularizing ve tekrarlanarak 5 döngüleri önemli bir adım olarak bu fark. Seçilen basınç normal safen ven basınç (5-10 mmHg) 3 kat daha yüksek ama yetersiz olduğu (varis)23damarlar. Ayrıca, bu yüksek basınç önemli bir güç damar duvarlarında oluşturur ve bu nedenle, verimli ve daha hızlı hücre kaldırılmasına yardımcı olabilir spekülasyon.
TnBP bir organik çözücü ve suda çözünmez olduğundan, deterjan bulutlu hale gelinceye kadar karıştırarak önemlidir; Aksi takdirde, deterjan yüzer olacak. Aynı nedenle, hortum çıkış ile cam kavanoz üstündeki deterjan’ın çıkış tüp çözümde, karışık TnBP tutmak için yerleştirildi. TnBP verimli kaldırılması damardan sonra onun kullanım her döngüsünde TnBP damlacıkları yıkanmış suda yüzen yokluğu tarafından görülebilir. Ayrıca DNaz adım atlama da decellularized bir doku üretti ama birkaç durumlarda, decellularized doku nispeten yüksek bir DNA içeriği fark etmişsinizdir. Yüksek basınç ve yüksek akış oranları verimli DNaz etkinlik için gerekli değildir, bir düşük perfüzyon oranı (10 mL/dak) kullanılabilir. Onun küçük boyutta kurulumu kolay İşlemede yardımcı olarak farklı peristaltik pompa kullanıldı. Çoğu hücre hasarı dönemi 2 sonuçlarında decellularization sırasında fark ettik beri DNaz tedavi döngüleri 1 ve 3 (yayınlanmamış sonuç) sırasında atlama öneririz. Karakterizasyonu ve miktar hücre dışı matriks proteinleri bu el yazması yapıldı değil olsa bile, bizim önceki deneyim benzer decellularization protokollerle biyomekanik özellikleri korunması gösterdi, hücre dışı matriks7yapısı ve proteinler. Bu damarlar ile bizim ön miktar deneyler (yayınlanmamış) benzer bir sonuç üretilen rağmen zaten yayınlanmış sonuçlarımız bu güven güçlendirecektir.
Bir önlemek uzun hücre genişletme kez, genişletilmiş hücreleri, cerrahi işgali ve rahatsızlık spontan mutasyonlar hasta için kan kullanarak recellularization bir rahat ve kolay kemik iliği genişletilmiş hücrenin üzerine işlemdir. Bu bilinen beri endothelialization da EPCs dolaşan oluşabilir, biz o perfüzyon ile endotel orta perfüzyon ardından kan ile olan recellularization için yeterli olacaktır. İki tür damarlar ile ekstra hepatik portal damar tıkanıklığı7çocuk içine implante edildi Emanet benzer bir yöntemle mühendislik ven dokuların nakli başarılı sonuçlarından görülür. Decellularized hücre dışı matriks içinde büyüme faktörleri EPCs kan24dolaşan eki verecektir spekülasyon. Recellularization benzer bir protokol sonrası damar hücreleri VEGF reseptör-2 ve farklılaşma (CD) 14 lümen CD45 ifade hücreleri adventitia7‘ de görüldü ise küme için olumlu gösterdi. Ayrıca sürekli endotel katman her durumda bu kişilerin progenitör hücre25dolaşan numaraları azalma Bilindiği gibi özellikle büyük ve hastalıklı hastalardan kan ne zaman istimal gözlenen değil ki hayal. Ancak, biz bu perfüzyon ile alıcının kendi önermeyi kan yüzünden decellularization maruz kalır ve böylece olumsuz inflamatuar reaksiyonları sadece dikim yerine nakledilen olasılığını azaltmak antijenleri pek çok maske decellularized kan damarları. Buna ek olarak, kan perfüzyon büyüme faktörleri lümen ve hangi sırayla recellularization vivo içindehızlı bir işlemde ortaya çıkan progenitör hücre dolaşımdaki artan numaraları işe olabilir adventitia, daha yüksek düzeyde yatırabilirsiniz.
Bu çalışmada kullanılan biyoreaktör tasarım avantajı tam Isıyla, kolay montaj, maliyet-etkililik, kolay kullanım ve en az zarar olasılığı vardır. Deneyim, dakikada 10 cm uzunluğunda recellularized geçerli Tasarım, damarları kullanarak. Düz-se bile kadar damarları 25 cm uzunluğunda de recellularized damar “U” şeklinde biyoreaktör içinde tutarak, bu doğrulanması gerektiğini. Biyoreaktör Tasarımı ven akış yönünü yerçekimine karşı ve normal insanlarda bu damarlar için akış yönünü olduğundan bu nedenle tasarlanmıştır gösterilmiştir. Endotel orta adım 12 h perfüzyon ven yaygõn ve gelen EPCs eki benzeşim artırmak olduğunu. İlave heparin ve perfüzyon 1 h için eklenmesi kan pıhtıları kan perfüzyon sırasında tüplerde şekillendirme riskini düşürür.
Gerekli kan kan hacmi damarın uzunluğuna bağlıdır. Damar içinde kan sokulmasına biz kan hacmi için takip temel ilkedir. Kan 45 mL büyük birimler işlerken, ara sıra karıştırma biyoreaktör alt hücre birikimi önlemek için gerekli olabilir. Biz Steen’ın çözüm yüksek miktarda protein ve dokuların sağlıklı organ nakli26,27sırasında korumak için gerekli bileşenler içerdiğinden kan için ekledi. VEGF ve b-FGF ek olarak onlar güçlü anjiogenik büyüme faktörleri28 ve geçiş, yayılmasını önleme ve EPCs29,30,31,32 farklılaşma varlıklarını indükler faydalıdır . Eklendi VEGF miktarı EPCs yayılması 80 ng/mL nerede görülmüş önceki yayınlanmamış sonuçlarımız temel alır. Aspirin ilavesi böylece endotel tabakası kendi eki olasılığını azaltarak trombosit33 aktivasyonu engeller. Sürekli izlenmesi ve glikoz ilavesi de hücre çoğalması ve hemoliz kırmızı kan hücrelerinin önlenmesi için faydalı olacaktır.
Sadece basit kan örneği alıcıdan gelen gerekli olduğu için daha az teknik uzmanlık gerektiren bir kolay ve uygulanabilir prosedür olarak kabul edilebilir. Burada bitirmek için baştan gösterilen tüm prosedürü 20 gün alır rağmen, decellularized damarlar olarak saklamak bir raftan ürün hastalar için 8 gün yordamına kısaltacaktır. Decellularized damarlar depolanmasını Teknik olarak recellularization verimliliği etkilememelidir rağmen değerlendirilmelidir. Aşağıdaki yordamı oluşturulan doku mühendisliği damarları tıkalı damarlar, varis bağışıklık suppression gerek kalmadan önde gelen ve böylece daha iyi bir kalite sağlayan venöz yetmezlik yerine bypass ameliyatları için klinikte kullanılabilir hayat hasta için.
The authors have nothing to disclose.
Profesör Anders Jeppsson kan damarlarının deneylerde kullanılan sağlama konusunda yardım için teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma finanse LUA ALF hibe SSH.
4-Port Cap | CPLabSafety | WF-GL45-4Kit | |
Acetyl salicylic acid | Sigma Aldrich | A5376 | |
Anti-Anti | Life Technologies | 15240-062 | |
B-FGF | Lonza | cc-4113B | |
Blood Glucose monitoring system – Free style Lite | Abbott | 70808-70 | |
D-Glucose | Sigma Aldrich | G8769 | |
DNase-I | Worthington | LS0020007 | |
Dulbecco's PBS with CaCl2 and MgCl2 | Sigma Aldrich | D8662 | |
EDTA disodium salt dihydrate | AlfaAesar | A15161.OB | |
EGM-2 Growth Factors Kit | Lonza | CC-4176 | |
EG-VEGF | Peprotech | 100-44 | |
Glass bottle 250ml | VWR | 2151593 | Any bottle with GL45 cap can be used |
Glass bottle 1L | VWR | 2151595 | Any bottle with GL45 cap can be used |
Glass jar 500ml with bottom hose outlet | Kimble Chase Life Science | 14607 | |
Heparin | Leo | 387107 | |
Heparin Coated Vacutainer Tubes | Becton Dickinson | 368480 | |
Human AB Serum | Sigma Aldrich | H3667 | |
L-Glutamine | Life Technologies | 25030-024 | |
Luer Female with 1/8" ID Barb | Oina | LF-2PP-QC | For 3X5mm silicon tube |
Luer Female with 3/32" ID Barb | Oina | LF-1.5PP-QC | For 2X4mm silicon tube |
Luer Male with 3/32" ID Barb | Oina | LM-1.5PP-QC | For 2X4mm silicon tube |
Luer Male with 1/8" ID Barb | Oina | LM-2PP-QC | For 3X5mm silicon tube |
Luer Male with 5/32" ID Barb | Cole Parmer | EW-45518-06 | For 5X8mm silicon tube |
MCDB 131 | Life Technologies | 10372-019 | |
Per acetic acid | Sigma Aldrich | 433241 | |
Peristaltic pump I | Masterflex | 7524-45 | For Decellularization setup 1 and 2. The cassette used is 7519-75 |
Peristaltic pump II | Ismatec | ISM941 | For Decellularization setup 3 and Recellularization bioreactor. |
Potassium chloride | Sigma Aldrich | P5405 | |
Potassium hydrogen phosphate | Sigma Aldrich | P9791 | |
Reducing Connector 1.5mmX2.5mm | Biotech | ISM569A | |
Shaker | Ika | KS4000 i control | |
Sodium Azide | Sigma Aldrich | 71290 | |
Sodium chloride | Sigma Aldrich | 13423 | |
Sodium hydrogen phosphate | Merck | 71640-M | |
Steen solution | Xvivo | 19004 | |
Suture | Agnthos | 14817 | |
Tri-n-butyl Phosphate | AlfaAesar | A16084.AU | |
Triton-X-100 | AlfaAesar | A16046.OF | |
Tube 60ml with flat base | Sarstedt | 60596 | |
Tube A | VWR | 2280706 | Cut 3 pieces, each of 25 cm length for decellularization perfusion steup 1 and 2 |
Tube B | VWR | 2280706 | Cut 1 piece of 35 cm length for decellularization perfusion steup |
Tube C | VWR | 2280706 | Cut 5 pieces, each of 75 cm length for decellularization perfusion steups 1-3 |
Tube D | VWR | 2280706 | Cut 1 piece of 90 cm length for decellularization perfusion steup 2 |
Tube E | VWR | 2280706 | Cut 1 piece of 20 cm length for recellularization perfusion steup |
Tube F | VWR | 2280713 | Cut 2 pieces, each of 15 cm length for decellularization perfusion steup 1 and 2 |
Tube G | VWR | 2280713 | Cut 2 pieces, each of 15 cm length for decellularization perfusion steup 1 and 2 |
Tube H | VWR | 2280703 | Cut 1 piece of 15 cm length for recellularization perfusion steup |
Tube I | VWR | 2280703 | Cut 1 piece of 20 cm length for recellularization perfusion steup |
Tube J | VWR | 2280703 | Cut 1 piece of 25 cm length for recellularization perfusion steup |
Tube K | VWR | 2280703 | Cut 2 pieces, each of 35 cm length for recellularization perfusion steup |