Südame-veresoonkonna haigustest põhjustatud ummistunud veresooned võivad põhjustada tõsiseid tagajärgi, sealhulgas südameinfarkti või insuldi. Seisundit saab ravida ummistusest kirurgiliselt mööda minnes, kasutades mujalt patsiendi kehast pärit veresooni. Kui see ei ole teostatav, kasutatakse tavaliselt sünteetilist vaskulaarset transplantaati. Sünteetiliste transplantaatide ebaõnnestumise määr on kõrge, kuid kroonilise põletiku tõttu, mille põhjustab keha võõrkeha tagasilükkamine. Teine võimalus on inimese koetehnoloogiaga vaskulaarsed transplantaadid (TEVG-d), mis on paljulubavad in vivo tulemusi, kuid nende loomine nõuab pikki, keerulisi ja kulukaid protsesse.
Nüüd, teadlased aadressil INSERMi kudede biotehnoloogia labor (BioTis U1026) Bordeaux' ülikoolis on edukalt valmistanud väikese läbimõõduga TEVG-sid, kasutades inimese amnionimembraani (HAM) niite kombineerituna tekstiilist inspireeritud kudumisstrateegiaga. Protsessi kirjeldamine Biotootmine, väidavad nad, et neil pookoksadel on märkimisväärsed omadused, mis õigustavad sinna kolimist in vivo laboratoorsed loomkatsed.
HAM, loote arengu ajal ümbritsev sisemine membraanide kiht, on elujõuline bioloogiline karkass koetehnoloogia jaoks. Sellel on põletikuvastased omadused, antimikroobne toime, madal immunogeensus (võime esile kutsuda immuunvastust), vere sobivus, õmbluste hoidmise võime ja kõrge mehaaniline tugevus. Ka haiglad viskavad selle regulaarselt ära ning seetõttu on see laialdaselt saadaval ja taskukohane.
Lõnga tootmine
Põhiuurija Nicolas L'Heureux ja kolleegid lõid HAM-lõnga lootemembraanidest, mis koguti nõusolev patsientide käest pärast keisrilõike sünnitust. Nad valmistasid membraanid kasutamiseks ette, loputades kudesid korduvalt destilleeritud vees, lõigates membraanid 10 x 18 cm ristkülikukujulisteks lehtedeks ning eraldades käsitsi amnioni ja koorioni (sisemine ja välimine membraan). Seejärel lõikas mootoriga lõikeseade HAM-i lehed 5 või 10 mm laiusteks lintideks.
Mehaaniliselt tugevate niitide loomiseks kinnitasid teadlased need paelad pöörleva seadme külge, mis keeras neid 5, 7.5 või 10 pööret/cm. Lõnga läbimõõt vähenes pärast keeramist, platoo 7.5 pööret/cm, samas kui lõplik tõmbepinge suurenes oluliselt pärast keeramist kiirusel 7.5 ja 10 pööret/cm.
HAM-lõngad (paelad ja niidid) kuivatati toatemperatuuril, keriti pooli ja säilitati temperatuuril -80 °C. Seda protsessi nimetatakse devitaliseerimiseks, kuna see tapab rakud. Vajadusel rehüdreerisid teadlased lõngad destilleeritud vees.
Kuna nende eesmärk oli pakkuda valmis implantaati, uurisid teadlased detsellularatsiooni ja gammakiirgusega steriliseerimise mõju HAM-ribadele. Histoloogia näitas, et detsellularatsioon eemaldas tõhusalt rakukomponendid, mis jäid alles pärast devitalisatsiooni, ei mõjutanud HAM-i tugevust ja suurendasid selle venitatavust.
Kuivad HAM-paelad gammasteriliseeriti, muutusid need õhemaks, jäigemaks ja vähem venitatavaks. HAM-i paelte hüdraatunud hoidmine steriliseerimise ajal hoidis ära paljud neist mõjudest. Teadlased täheldasid, et märg steriliseerimine ei mõjutanud HAM-i võimet toetada endoteelirakkude kinnitumist ja kasvu.
Anumate kudumine
Viimases etapis panid teadlased HAM-lõngad kokku TEVG-deks. Nad kasutasid eritellimusel valmistatud ringkangast, et kududa TVEG-sid roostevabast terasest südamiku ümber. Kootud toru loomiseks sisestati liigutatava ja fikseeritud pingutatud pikisuunaliste paelte ("lõime") vahele ringlõng ("kude"). Kaks lõimekomplekti nihutati, et koel ristuda, nende vahel aeti ümbermõõduline lõng uuesti läbi ja protsessi korrati 50 korda.
Töörühm kasutas 51 ± 5 mm keskmise siseläbimõõduga TVEG-de kudumiseks 4.4 pikipaela (laius 0.2 mm) ja ühte topeltlindiga ümbermõõtu. Kootud TEVG-d olid mehaaniliselt vastupidavad, parema õmbluse retentsioonitugevuse ja keskmise lõhkemisrõhuga võrreldes inimese sisemiste rinnanäärmearterite omadega, mis on südame möödaviiguoperatsioonide eelistatud veresoon.
Kuna aga transmuraalne läbilaskvus oli potentsiaalselt liiga kõrge, valmistas meeskond teise komplekti TVEG-sid, kasutades 10 mm laiuseid pikisuunalisi linte ja sama ümbermõõtu. See lõi TEVG-d suurema siseläbimõõduga 5.2 ± 0.4 mm. Seintel oli suurenenud lõnga tihedus ja drastiliselt vähenenud transmuraalne läbilaskvus. Lõhkemisrõhk suurenes ja õmbluse retentsioonitugevus jäi samaks.
"Odava HAM-i kombineerimine kudumismeetodiga vähendab TEVG-de tootmise kulusid, vältides rakkude ja bioreaktorite kasutamist, mis on vajalik teiste meetodite puhul," kirjutavad autorid. "Ükski tänapäeval kasutatav montaažimeetod ei võimalda odavalt toota HAM-põhiseid TVEG-sid, millel on tõestatud mehaanilised omadused, mis sobivad arteriaalse implantatsiooniga."
Teel vitro veresoonte valmistamine
Teadlased märgivad, et tekstiilist inspireeritud kokkupanekustrateegiaid, mis kasutavad kudumist, kudumist ja punumist, kasutatakse meditsiiniseadmete tootmiseks juba laialdaselt. Seega ei tohiks pärast edukate kliiniliste uuringute läbiviimist olla keeruline konstrueerida masinaid, mis käsitseksid HAM-lõnga ja võimaldaksid TVEG-de masstootmist. Nad lisavad, et lõnga läbimõõtu, mehaanilist tugevust ja muid mehaanilisi omadusi saab hõlpsasti muuta, et see vastaks erinevatele spetsifikatsiooninõuetele.
Järgmisena kavatsevad teadlased hinnata kootud TVEG erinevate omaduste detsellularatsiooni ja montaažijärgse gammasteriliseerimise mõju, eriti seoses läbilaskvuse ja venitatavusega.
