يمكن أن يؤدي انسداد الأوعية الدموية الناجم عن أمراض القلب والأوعية الدموية إلى نتائج خطيرة بما في ذلك النوبة القلبية أو السكتة الدماغية. يمكن علاج الحالة عن طريق تجاوز الانسداد جراحيًا باستخدام وعاء من مكان آخر في جسم المريض. عندما لا يكون ذلك ممكنًا ، يتم استخدام طعم اصطناعي للأوعية الدموية بشكل عام. الطعوم الاصطناعية لديها معدلات فشل عالية بسبب الالتهاب المزمن الذي يسببه رفض الجسم لمادة غريبة. خيار آخر هو الطعوم الوعائية المصممة بنسيج بشري (TEVGs) ، والتي تظهر واعدة في الجسم الحي النتائج ، ولكنها تتطلب عمليات طويلة ومعقدة ومكلفة لإنشائها.
الآن ، باحثون في مختبر INSERM للهندسة الحيوية للأنسجة نجح (BioTis U1026) في جامعة بوردو في تصنيع TEVGs ذات القطر الصغير باستخدام خيوط الغشاء الأمنيوسي البشري (HAM) جنبًا إلى جنب مع استراتيجية النسيج المستوحاة من النسيج. وصف العملية في التصنيع الحيوي، يزعمون أن هذه الطعوم لها خصائص رائعة تبرر الانتقال إليها في الجسم الحي اختبار الحيوانات المعملية.
HAM ، الطبقة الأعمق من الأغشية المحيطة بالجنين أثناء النمو ، توفر "سقالة" بيولوجية قابلة للحياة لهندسة الأنسجة. إنه يعرض خصائص مضادة للالتهابات ، وتأثيرات مضادة للميكروبات ، ومناعة منخفضة (القدرة على إثارة استجابة مناعية) ، وتوافق الدم ، والقدرة على خياطة الجروح وقوة ميكانيكية عالية. كما يتم التخلص منه بشكل روتيني من قبل المستشفيات ، وبالتالي فهو متاح على نطاق واسع وبأسعار معقولة.
إنتاج الغزل
الباحث الرئيسي نيكولاس لوريوكس ابتكر وزملاؤه خيوط HAM من أغشية الجنين التي تم جمعها من المرضى الموافقين بعد الولادات القيصرية. قاموا بتحضير الأغشية لاستخدامها عن طريق شطف الأنسجة مرارًا وتكرارًا في الماء المقطر ، وقطع الأغشية إلى صفائح مستطيلة مقاس 10 × 18 سم ، وفصل السلى والمشيمة يدويًا (الأغشية الداخلية والخارجية). ثم قام جهاز قطع آلي بتقطيع صفائح HAM إلى شرائط بعرض 5 أو 10 مم.
لإنشاء خيوط قوية ميكانيكيًا ، قام الباحثون بربط هذه الشرائط بجهاز دوار قام بلفها عند 5 أو 7.5 أو 10 دورات / سم. انخفض قطر الغزل بعد التواء ، وهضبة عند 7.5 دورة / سم ، بينما زاد إجهاد الشد النهائي بشكل ملحوظ بعد التواء عند 7.5 و 10 دورات / سم.
تم تجفيف خيوط HAM (شرائط وخيوط) في درجة حرارة الغرفة ، ولفها وتخزينها عند -80 درجة مئوية ، وهي عملية تُعرف بإفساد الخلايا لأنها تقتل الخلايا. عند الحاجة ، قام الباحثون بإعادة ترطيب الخيوط في الماء المقطر.
نظرًا لأن هدفهم كان توفير غرسة جاهزة ، قام الباحثون بفحص آثار إزالة الخلايا والتعقيم بإشعاع جاما على شرائط HAM. أظهر علم الأنسجة أن إزالة الخلايا تزيل بشكل فعال المكونات الخلوية التي بقيت بعد الإزالة ، ولم تؤثر على قوة HAM وزادت من قابليتها للتمدد.
عندما تم تعقيم شرائط HAM الجافة ، أصبحت أرق وأكثر صلابة وأقل قابلية للتمدد. منع ترطيب شرائط HAM أثناء التعقيم من حدوث العديد من هذه التأثيرات. لاحظ الباحثون أن التعقيم الرطب لا يؤثر على قدرة HAM لدعم ارتباط الخلايا البطانية ونموها.
حياكة الأوعية
في الخطوة الأخيرة ، قام الباحثون بتجميع خيوط HAM في TEVGs. استخدموا نولًا دائريًا مصنوعًا خصيصًا لنسج TVEGs حول مغزل من الفولاذ المقاوم للصدأ. لإنشاء أنبوب منسوج ، تم إدخال خيط محيطي ("اللحمة") بين مجموعة ثابتة ومتحركة من شرائط طولية متوترة ("الالتواء"). تم تحريك مجموعتي السداة للعبور فوق اللحمة ، وتم تشغيل الخيوط المحيطية مرة أخرى بينهما ، وتكررت العملية 50 مرة.
استخدم الفريق 51 شريطاً طولياً (بعرض 5 مم) وخيط محيطي مزدوج الشريط لنسج TVEGs بمتوسط قطر داخلي يبلغ 4.4 ± 0.2 مم. كانت TEVGs المنسوجة قوية ميكانيكيًا ، مع قوة الاحتفاظ بالخيوط الفائقة ومتوسط ضغط الانفجار لتلك الموجودة في الشرايين الثديية الداخلية للإنسان ، الوعاء المفضل لجراحة القلب الالتفافية.
ومع ذلك ، نظرًا لأن نفاذية النقل كانت عالية جدًا ، فقد أنتج الفريق مجموعة ثانية من TVEGs باستخدام شرائط طولية بعرض 10 مم ونفس تصميم الخيط المحيطي. أدى هذا إلى إنشاء TEVG بقطر داخلي أكبر يبلغ 5.2 ± 0.4 مم. أظهرت الجدران كثافة غزل متزايدة وقللت بشكل كبير من نفاذية النقل. زاد ضغط الانفجار وظلت قوة الاحتفاظ بالخيوط كما هي.
كتب المؤلفون: "إن الجمع بين HAM غير المكلف وطريقة تجميع النسيج يقلل من تكاليف إنتاج TEVG من خلال تجنب استخدام الخلايا والمفاعلات الحيوية ، والتي تعتبر ضرورية في طرق أخرى". "لا توجد طريقة تجميع مستخدمة اليوم تسمح بإنتاج غير مكلف من TVEGs القائمة على HAM مع خصائص ميكانيكية مثبتة متوافقة مع زرع الشرايين."
تجاه المختبر تصنيع الأوعية الدموية
يشير الباحثون إلى أن استراتيجيات التجميع المستوحاة من النسيج باستخدام النسيج والحياكة والتضفير تُستخدم بالفعل على نطاق واسع لإنتاج الأجهزة الطبية. وبالتالي لا ينبغي أن يكون من الصعب تصميم آلات للتعامل مع خيوط HAM وتمكين الإنتاج الضخم لـ TVEGs بعد إجراء الدراسات السريرية الناجحة. يضيفون أن قطر الغزل والقوة الميكانيكية والخصائص الميكانيكية الأخرى يمكن تعديلها بسهولة لتلبية متطلبات المواصفات المختلفة.
بعد ذلك ، يخطط الباحثون لتقييم تأثير إزالة الخلايا وتعقيم جاما بعد التجميع للخصائص المختلفة لـ TVEG المنسوج ، لا سيما فيما يتعلق بالنفاذية وقابلية التمدد.