Method Article
Kan ile temas eden otolog hücre ve test biyouyumluluk biyomalzemeler tohumlama titanyum için bir yöntem açıklanmıştır. Bu yöntem, cerrahi implantasyon dakika içinde domuz venae kava numaralı seribaşı endotel progenitör hücrelerin ve titanyum tüpler, kullanır. Bu teknik, diğer birçok implante biyomedikal cihazlar için uyarlanabilir.
Vücuda Yerleştirilebilir tromboemboli oluşumu 1,2,3 risk teşkil yapay malzeme (örneğin titanyum (Ti), genişletilmiş politetrafloroetilen), kardiyovasküler cihazlar üretilmektedir. Biz otolog kan kaynaklı insan veya domuz endotel progenitör hücrelerin (EPC) 4 Ti tüplerin iç yüzeyi hattı için bir yöntem geliştirdiler. Ti tüpler implante domuzların inferior vena kava (IVC), domuz EPC konfluent katmanı içeren, büyük bir hayvan modeli protrombotik ortamda hücre numaralı seribaşı yüzeyi gelişmiş biyouyumluluk test edilmiş ve değiştirilmemiş çıplak metal yüzeyleri karşılaştırdık 5,6,7 (Şekil 1). Bu yöntem, implantasyon dakika içinde cihazların endothelialize ve in vivo olarak antitrombotik fonksiyon testi için kullanılabilir .
Periferik kan, 50 kg Yorkshire domuz ve EPC 4,8 izole etmek için kültürü mononükleer hücre fraksiyonu elde edildi . Ti tüpleri (9.4 mm ID), üç 4.5 cm boykesit içine önceden kesilmiş ve ısıyla daralan boru ile yeniden birleştirilen. Ti tüpler yavaş dönüş için olanak sağlayan bir tohumlama cihazının inşa edildi.
Biz domuz bir laparotomi ve bağırsak ve mesane dışsallaştırdığı. Keskin ve künt diseksiyon proksimal sağ renal arter distalinde, çatallanma IVC iskeletini kullanılmıştır. Ti tüpler sonra, tek tip hücre kaplama 9 elde etmek için 10 RPH x 30 dakika EPC süspansiyon ve yatık otolog floresan etiketli doluydu . 100 USP / kg heparin uygulamasından sonra, IVC ve lumbar ven her iki ucunda klempe edildi. A 4 cm veinotomy ve cihaz yerleştirilir ve fosfat tamponlu tuzlu su ile doluydu. Veinotomy 4-0 Prolen çalışan sütür ile kapatıldı, bir kelepçe de hava IVC kaldırıldı. Prosedürün sonunda, fasya 0-PDS (polidioksanon dikiş) ile yaklaşık 2-0 vicryl, subkutan alan kapalı ve cilt kapalı zımbalanmış.
Sonra 3 - 21 gün, domuz ötenazi, en-blok eksplante ve sabit cihaz. Ti tüpler demonte ve iç yüzeyleri bir floresan mikroskobu ile görüntülenmiş.
Biz EPC numaralı seribaşı tüpleri patent kaldı ise çıplak metal Ti tüpler tam tıkalı bulundu. Ayrıca, kan ile temas eden iç yüzeyi EPC bir konfluent katmanı göstermek mümkün.
Sonuç olarak, bizim teknoloji cihaz trombozu önlemek için otolog EPC implantasyon dakika içinde Ti tüpler endothelialize kullanılabilir. Cerrahi yöntem, az kan kaybı ve EPC numaralı seribaşı yüzey bozulması ile bu değiştirilmiş cihazların gelişmiş biyouyumluluk test etmek için izin verir.
1. Endotel progenitör hücre izolasyonu
2. Titanyum boru montaj
3. Seeding cihaz ve montaj
4. EPC-Ti tüp iç yüzeyi tohumlama
5. Domuz vena kavaya Ti tüp implantasyonu
6. Ti tüp, kaçırmanın
7. Fiksasyon ve görüntüleme Ti iç yüzey
8. Temsilcisi sonuçları:
Bu protokolün uygulanması sonrasında, doktorlar ve bilim adamları, büyük bir hayvan modeli otolog kan endotel progenitör hücreler ile katı tüp yapıları endothelialize mümkün. Şekil 2 yöntemi ile izole EPC arnavut kaldırımlı morfolojisi ile yaklaşık 7 gün sonra koloniler olarak görünür kültürü. Şekil 5 ve 6 gösterildiği tohumlama cihazı, steril koşullar 9 altında tüp iç yüzeyi düzgün kapsama EPC süspansiyon ve sonuçları ile dolu Ti tüpler yavaş dönüşü sağlar .
Bizim implantasyon cerrahisinde büyük bir hayvan modelinde tromboz, Ti gibi Biyomalzemelerin eğilimi, test etmek için izin verir. Biz domuz bu yordamı iyi tolere olduğunu ve bu implantasyon sadece az kan kaybı ve EPC katman kesinti olmadan elde edilebilir bulundu.
Ayrıca, bizim EPC çizgili tüp inferior vena kava protrombotik düşük kesme ortamda bile patent kalır ise çıplak bir Ti tüp tamamen tıkar ki t "> Şekil 7 göstermektedir. floresan etiketli konfluent tabakası hücrelerinin varlığını teyit Bu yöntemin başarı olarak Şekil 8'de gösterilmiştir.
Şekil 1 otolog endotelyal progenitör hücre (EPC) tohumlama deneyi şematik. İlk olarak, periferik kan domuz çizilir. Sonra, EPC kandan izole ve kültür genişledi. EPC sonra cerrahi hücreler izole edildiği aynı domuz inferior vena kava içine implante bir titanyum (Ti) tüp cihaz, sonra satır için kullanılır.
Şekil 2 kültür EPC, izolasyon prosedürü izleyerek yaklaşık 7 gün (Görüntüleme kamera ve QCapture yazılım ters bir Leica DMIL mikroskobu ile görüntülenmiş) Temsilcisi koloni.
Montajdan önce Şekil 3 Ti tüp bölümlerini. Ti boru boyuna 3 eşit bölüme kesme ve daha sonra 4,5 cm uzunlukta kesilir. Ti bölümlerde iç yüzeyleri görünür çukurları kaldırmak için bir tezgah taşlama ve zımpara bezi kullanarak parlatılır.
Şekil 4 PVC ısıyla daralan boru (mavi) ve ısı tabancası ile Ti tüp bölümlerini Meclisi. Ti bölümleri, Ti bölümleri uzanır ve Ti tüp iç çapı boyutları ile eşleşen bir işlenmiş alüminyum mandrel desteklenmektedir.
Şekil 5, tüm bileşenleri gösteren Titanyum tüp tertibatı, döner kapağı, şırınga 'başlık' silikon tüp, ve Ti borusu, PVC wrap (mavi ). Meclis cerrahi kullanım için sterilizasyon için önce birlikte alınır.
Şekil 6, motor, platformu gösteren kuvöz içinde Ti tüp tohumlama kurulum, işlenmiş alüminyum şırınga tutucu, Ti boru montaj ve 5 cc şırınga . Not: Montaj görselleştirme amaçlı steril koruyucu kılıf olarak gösterilir.
Şekil 7 implantasyon cerrahisi Temsilcisi brüt domuz inferior vena kava (IVC) implantasyon sonrası (A) kontrolü çıplak metal Ti tüp End görünümü. Tüp lümen sağlam bir pıhtı ile tamamen tıkalı (B) EPC numaralı seribaşı Ti tüp sonu görünümü, implantasyon sonrası . Tüp lümen tamamen patent ve net. Kontrolü (C) Dissected görünümü (çıplak) Ti tüp, 3 gün implantasyon sonra, tromboz ölçüde (deneyler aynı sonuçları ile süresi 3 hafta kadar yapılmıştır) .
3 gün implantasyon sonrası Ti tüp yüzey Şekil 8 EPC (QImaging QICAM dik bir Leica DMRB mikroskobu ile görüntülenmiş, dijital kamera ve Image Pro Plus yazılımı tek renkli) . (A) yüzeye Konfluent hücrelerin PKH26 ameliyat öncesi etiketleme gösteriyor. (B) EPC konfluent katmanı. Kırmızı: PKH26 ameliyat öncesi etiketleme. Yeşil: EPC PECAM-leke.
Burada sunulan hücre-ekim Ti tüpler yöntem hızlı ve düzgün endothelialize doktorlar ve bilim adamları kan ile temas eden yüzeyleri implante edilebilir cihazlar. Izole etmek ve periferik kan örnekleri EPC genişletmek yılından bu yana, önemli bir invaziv prosedür bu hücrelerin hasat için gereklidir. Ayrıca, EPC otolog, bu nedenle hücre numaralı seribaşı implant için herhangi bir immün reaksiyon riskini ortadan kaldırır. Onun protokolde gösterilen ilkeler Ti tüpler için değil sadece, ama birçok diğer biyomateryaller, kardiyovasküler tıp alanında kullanılmaktadır kullanılabilir.
Bu protokol Kritik adımlar bulduğumuz gibi, Ti tüpler titiz bir temizlik olduğunu kirletici tavizler hücre bağlılığın herhangi bir yandaşı bir film. Ayrıca, yavaş bir dönüş hızı (boru çapı ile ters orantılıdır) tohumlama işlemi sırasında önemlidir, öyle ki EPC, yavaş yavaş yerleşmeye ve Ti borusu hareket olarak yüzeye yapışır.
Implantasyon öncesi hemen ekim yöntemi pratik ex vivo kültür kez önler, hücreleri tek tek yapışır ve daha sonra, hemen akışının yeniden kurulması ardından bir yaprak gibi embolizasyon imkanı kaçınarak, in vivo olarak konfluent sayfalık formu. Bizim önceki çalışmalar, EPC konfluent bir katmana büyüdü sonra, ek olarak endotel bir levha olası dökülmesi en aza indirmek, onlar sıkıca yapışır ekstra bir matriks yaptığınız göstermektedir. Embolik dekolmanı olasılığı tamamen göz ardı rağmen, tüm aygıt yüzeyinin trombozu daha multifold düşük risk, bu tedavinin önlemek için tasarlanmış olduğunu sorun gibi görünüyor.
Düşük kesme içine implantasyonu Bizim yaklaşımımız, inferior vena kava protrombotik ortam kan uyumluluk ve cihazlar 5,6 trombozu araştırmak için en güvenilir büyük hayvan modellerinde kullanmaktadır. Tüm hayvan bakımı ve deney Ulusal Enstitüsü Laboratuvar Hayvanları Bakım ve Kullanım Sağlık Kuralları ve sadece Duke Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu onayından sonra uygun yapılmıştır unutmayın.
Biyomalzemeler ve cihazları test etmek için bu implantasyonu yöntemi başarıyla yararlanmak için, sabırla IVC segmentinde iskeletini, cihazın etrafında kanama bir 'yalancı lümenin' çıktığını cihazın yerleştirilmesi için hazırlık tüm venöz şube gemileri, Arter önemlidir. Diğer önemli adım, iç tüp yüzey hücreleri veinotomy kapatılması sırasında nemli kalır ve reperfüzyon başlamadan önce olduğu gibi cihaz lümenine ek DPBS. Cihaz implante yerini tespit edilemezse, IVC 'upstream' göç etmiş olabilir. - Bu 3 mm PVC boru bölümünde tüp bugünkü konumu iyice demirlemiş böylece damar duvarının üzerinden 2 ile dikiş (4-O Prolen) koyarak engelledi olabilir. Araştırmacı, bir başka patent tüp eksplantasyonu sonra Şekil 8'de gösterilen floresan önceden etiketli hücreleri bulmakta zorluk olması halinde, bu hücrelerin tutarlı bir sayfa olarak soyulmuş olması muhtemeldir . Bu tüp ile birlikte ven sabitleme sonra, 3 Ti tüp bölümlerini çevreleyen damar ve dis-montaj çok nazik diseksiyon ile önlenebilir.
Teknolojimiz, EPC-tohumlama yoluyla kardiyovasküler cihaz trombozu önlemek için proof-of-concept sağlar. Bu teknoloji, hastanın kendi endotel progenitör hücreleri ile kaplı 'biyojenik' implantların geliştirilmesinde kullanılıyor olabilir. Bizim domuz hayvan modelinde klinik pratikte bu 'kişiye özel tıp' Çeviri doğru ilk adımları için fizibilite çalışması sağlar.
Çıkar çatışması ilan etti.
Yazarlar, bu çalışmada kullanılan domuz serum sağlamak için görüntüleme titanyum bölümleri ve İkizler Bio-Ürünler değerli tavsiye için Leica Microsystems teşekkür etmek istiyorum. Ayrıca, RC1HL099863-01 "Otolog EPC astar dolaşım, biyouyumluluk yardımcı cihazlar geliştirmek için" Hibe yoluyla NIH verdikleri destek için teşekkür etmek istiyorum. Ayrıca, Ulusal Bilim Vakfı Yüksek Lisans Araştırma Bursu Alexandra Jantzen destek için minnettarız. Ayrıca, cerrahi prosedür birçok açıdan yardımcı ve araştırma hayvanların işleme George Hızlı, Mike Lowe ve Ianthia Parker teşekkür etmek istiyorum. Steven Owen bizim tohumlama cihazın işleme pek çok yerinde çok değerli ve titanyum borular vardır.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif | Firma Adı | Katalog Numarası | Yorumlar |
Acepromazine | Boehringer-Ingelheim | BIC670025 | NAC # 10280002 |
Alconox Powered Hassas Temizleyici | Alconox | 1104 | |
Balfour Cerrahi Retraktör | Adler | N / A | |
Baytril | Bayer | APVMA 46028/0705 | |
Kelebek İğne (19G) | Terumo | SV19CLK | |
Klorheksidin | 3M | 9200 | |
Kelepçeleri (45 derece) | Aesculap | FC339T | |
DPBS (-/-) | Gibco | 14190-144 | |
DPBS (+/+) | Gibco | 14040-133 | |
DuraPrep | 3M | 8635 | |
EBM-2 Orta | Lonza | CC-3156 | Hem serum serbest ve tam büyüme orta taban |
EGM-2 SingleQuots | Lonza | CC-3162 | EBM-2 ile hem de serum serbest ve tam büyüme orta kullanılır |
Elektrokoter Aracı | Valleylab | SurgII-20 | |
Zımpara bezi | 3M | 60-0700-0425-8 | 240 grit |
Euthasol Ötenazi Çözümü | Virback Hayvan Sağlık | ANADA #: 200-071 | |
Fentanil Patch | Actavis | NDC # 67767-120-18 | |
Flunixin | Schering-Plough | NAC #: 10470183 | |
Foley Kateter (16F) | Ozan | 730116 | |
HBSS | Sigma | H8264-500ML | |
Isı tabancası | Milwaukee | 8988-20 | |
Heparin | NDC #: 25021 | ||
Histopaque-1077 | Sigma | H8889-500ML | |
Entübasyon Tüpü | Mallinckrodt | 86113 | |
İsofluranın | MWI, Meridian | NDC # 13985-030 | |
IV Kateter (18G) | Becton-Dickinson | 381547 | |
Ketamin | Fort Dodge | NDC # 0856-2013 | |
Seviye | Swanson | LLA001 | |
Luer-Lock ucu kapağı | KML Kaynağı | 909-001 | |
Marcaine | Hospira | NDC #: 0409-1560-10 | |
Metzenbaum Makas | Adler | N / A | |
Micro-introducer (5F) | Galt | KIT 002-01 | |
Sivrisinek Forseps | Adler | N / A | |
Motor | Herbach ve Rademan | H1-08 | |
Oxymorphone | Endo Labs | NDC: 63481-624-10 | |
PKH26 Boya Seti | Sigma | PKH26GL-1KT | |
Domuz Serum | İkizler Bio-Ürünler | 100-115 | % 2 konsantrasyonu tam besi |
Potts Makas | Adler | N / A | |
Hassas Vista Cilt Zımba | 3M | 3998 | |
PVC Boru | McMaster-Carr/Insultab | 7132K117 | ID 15,88 mm genişletilmiş ID 7.95 mm kurtarıldı |
Sağ Açı Orta Ölçekli | Adler | N / A | |
Neşter Blade (# 10-15) | Ozan | 373910 | |
Silikon Boru | McMaster-Carr | 51735K26 | OD 16,64 mm, 9,52 mm ID |
Şırınga (5 cc) | Becton-Dickinson (BD) | 309603 | |
Tegaderm | 3M | 90001 | |
Üç şekilde Musluk | Kendall | 170060 | |
Ti Tube | Tico Titanyum | N / A | Olarak ½ "OD, 0,065" duvar, 0,370 "Kimlik, .1737 lbs / ft belirtilir |
Tripsin | Lonza | CC-5012 | |
Tripsin Nötralleştirme Çözüm (TNS) | Lonza | CC-5002 | % 0.03 |
Vetropolycin | Pharmaderm Hayvan Sağlık | NAC #: 12920110 | |
Vicryl Dikiş (3-0) | Ethicon | J808T | |
Su Banyo sonikatör | Branson | B200 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır