Sökandet efter en stabil, förnybar blodkärl, särskilt för potentiella användning i hjärtat bypass operation, har nått en milstolpe vid State University of New York at Buffalo .
En tvärvetenskaplig grupp vid SUNY Buffalo utformade vävnadsteknisk blodkärl (TEVs) med hjälp av en matris av glatta muskelceller inbäddade i fibrin geler. Efter bara två veckor i kultur, visade TEVs styrka och elasticitet som krävs för implantation. Ännu mer spännande, 15 veckor efter implantation, det fibrin-baserade TEVs "ställde märkliga remodeling med stor produktion av kollagen och elastin, och avsevärt ökad mekanisk styrka (och) fysiologiska nivåer av blodflödet och vasoreactivity", enligt en artikel publicerad på nätet i American Journal of Physiology-Hjärta-kärl fysiologi.
För närvarande är blodkärl vanligtvis "skördas" från patientens eget ben, ofta orsakar smärta och obehag, samt extra kirurgiska steg. Så behovet av en källa till stark, men ändå elastisk - och fysiologiskt lyhörd - utbyte blodkärl har varit föremål för laboratorie-sökningar och experiment i årtionden.
I studien, "Fibrin-baserade funktionella och implanterbara små fartyg diameter blod", skriven av Daniel D. Swartz och James A. Russell från SUNY Buffalo Institutionen för fysiologi och biofysik, och Stelios T. Andreadis av SUNY Buffalo Institutionen för kemi-och bioteknik, Buffalo, New York.
Fibrin-baserade TEVs utveckla styrka och reaktivitet efter två veckor i kultur
Forskarna drog slutsatsen att "fibrin-baserade TEVs har avsevärda lovande för behandling av kärlsjukdom och som en modell för att ta itu intressanta frågor när det gäller blodkärlsnybildning och patofysiologi."
Byte av stora (6-millimeter och större) blodkärl har varit framgångsrik med flera syntetiska material, men mindre diameter kneg oftast misslyckades på grund av blodpropp eller plackbildning. Olika vävnadsteknik metoder har utvecklats med hjälp av naturliga eller syntetiska biomaterial som byggnadsställningar för celltillväxt. Biologiskt nedbrytbart ställningar med polyglycolic syra (PGA) har visat lovande resultat och geler kollagen också jobbat, men 7mm kollagenbaserade TEVs behövs Dacron mesh förstärkning.
Innan denna studie trodde SUNY Buffalo forskare fibrin kan ersätta kollagen som en klätterställning för TEV eftersom den delar hög seedning verkningsgrad (med glatta muskelceller, eller SMC) och jämn cell distribution. Ja, i "motsats till kollagen, stimulerar fibrin syntesen av kollagen och elastin och avkastningen TEV konstruktioner med förbättrade mekaniska egenskaper, vilket tyder på att fibrin kan vara en mer lämplig klätterställning för hjärt tissue engineering", sade de.
I den aktuella studien tog SUNY Buffalo forskarna lamm glatta muskelceller och endotelceller till ingenjör liten diameter (4mm) blodkärl ", som nådde stor mekanisk styrka och vasoractivity efter bara två veckor i kulturen." När trombin / fibrinogen lösning var hälls i fibrin mögel att starta processen, det "geléartad inom 5-10 sekunder."
Tester med vasoaktiva receptorn och ämnen nonreceptor visade att fibrin-baserade TEVs uppvisade en förmåga att expandera och över tid, liknande infödda fartyg. Detta är en mycket viktig egenskap som gör att blodkärlen att anpassa sig till förändringar i blod flödet.
Transplanterade TEVs producerar nytt kollagen, elastin