Сферическая роторно-ячеечная система посева для производства мелких

Том 13 научных докладов, номер статьи: 3001 (2023) Цитировать эту статью

734 доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Полностью биологические тканеинженерные кровеносные сосуды человека (TEBV) ранее были разработаны для клинического использования. Тканеинженерные модели также оказались ценными инструментами моделирования заболеваний. Кроме того, существует потребность в ТЭБВ сложной геометрии для изучения многофакторных сосудистых патологий, таких как внутричерепные аневризмы. Основной целью работы, представленной в этой статье, было создание полностью человеческого разветвленного ТЭБВ малого калибра. Использование новой сферической вращающейся системы посева клеток обеспечивает эффективный и равномерный динамический высев клеток для получения жизнеспособной тканеинженерной модели in vitro. В этом отчете описывается проектирование и изготовление инновационной системы посева со случайным сферическим вращением на 360°. Изготовленные по индивидуальному заказу посевные камеры размещаются внутри системы и содержат Y-образные каркасы из полиэтилентерефталатгликоля (PETG). Условия посева, такие как концентрация клеток, скорость посева и время инкубации, были оптимизированы путем подсчета клеток, прикрепившихся к каркасам из PETG. Этот метод сферического посева сравнивали с другими подходами, такими как динамический и статический посев, и он четко показывает равномерное распределение клеток на каркасах из PETG. С помощью этой простой в использовании сферической системы также были получены полностью биологические разветвленные конструкции TEBV путем посева человеческих фибробластов непосредственно на изготовленные по индивидуальному заказу оправки из PETG сложной геометрии. Изготовление полученных от пациента TEBV малого калибра со сложной геометрией и оптимизированным распределением клеток по всей длине реконструированного сосуда может стать инновационным способом моделирования различных сосудистых заболеваний, таких как внутричерепные аневризмы.

Развитие тканеинженерных сосудистых трансплантатов в последние годы представляет собой многообещающий клинический вариант лечения сосудистых заболеваний или предоставления альтернативных моделей in vitro для изучения этих сложных нарушений1,2. Благодаря усовершенствованию модели теперь можно создавать тканеинженерные кровеносные сосуды, полученные от пациента (TEBV), с определенным генетическим фоном, чтобы лучше понять патобиологию сосудистых заболеваний3,4. За прошедшие годы были разработаны различные методы создания TEBV, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы, и их можно разделить на три основные категории: (1) сосудистые кондуиты, изготовленные из клеток, высеянных на изготовленные каркасы, (2) сосудистые кондуиты, изготовленные из клеточного листа. инженерия и (3) биопечать5,6. Однако одной из задач инженерии сосудистых тканей по-прежнему остается улучшение посева, распределения и организации клеток для гомогенного включения клеток в трубчатую структуру. Следовательно, методы динамического посева клеток превосходят более простые статические подходы7,8,9. Кроме того, в трехмерной (3D) среде необходимо равномерно контролируемое распределение клеток, чтобы способствовать гомогенному ремоделированию тканей и избежать конкуренции за питательные вещества в областях с более высокой плотностью клеток10,11,12,13. Текущее состояние динамического посева клеток позволяет легко производить линейный TEBV с использованием рулонных бутылок и перфузионного посева эндотелиальных клеток в трубчатой ​​конструкции. Однако они не идеальны для создания трехслойного TEBV более сложной геометрии, состоящего из адвентиции, среды и интимной оболочки4,14,15,16.

Ранее было показано, что производство самособирающихся линейных кровеносных сосудов малого калибра, засеянных полиэтилентерефталатгликолем (PETG), предварительно обработанным ультрафиолетовыми лучами C (UV-C), обеспечивает правильное прикрепление клеток и оптимальную секрецию внеклеточного матрикса (ECM). сборка14. Для производства TEBV сложной геометрии и улучшения высева клеток вдоль каркасов мы разработали роторную систему со случайным вращательным движением, обеспечивающую эффективное и равномерное распределение клеток. Здесь мы описываем разработку и изготовление инновационной роторной системы посева, способной выполнять полное вращение на 360 ° и производить полностью биологическую адвентицию разветвленного тканеинженерного сосуда (TEBV-A).