گرافت های عروقی که با بافتن نخ های غشای آمنیوتیک ایجاد می شوند

انسداد رگ های خونی ناشی از بیماری های قلبی عروقی می تواند منجر به پیامدهای جدی از جمله حمله قلبی یا سکته شود. این عارضه را می توان با دور زدن انسداد با استفاده از یک رگ از جای دیگری در بدن بیمار، درمان کرد. هنگامی که این امکان پذیر نباشد، معمولاً از پیوند عروق مصنوعی استفاده می شود. گرافت های مصنوعی میزان شکست بالایی دارند، اما به دلیل التهاب مزمن ناشی از دفع ماده خارجی توسط بدن. گزینه دیگر پیوند عروقی مهندسی شده با بافت انسانی (TEVGs) است که امیدوارکننده است در داخل بدن نتایج، اما نیاز به فرآیندهای طولانی، پیچیده و پرهزینه برای ایجاد.

اکنون، محققان در آزمایشگاه INSERM برای مهندسی زیستی بافت ها (BioTis U1026) در دانشگاه بوردو با استفاده از نخ های غشای آمنیوتیک انسانی (HAM) همراه با یک استراتژی بافندگی الهام گرفته از پارچه، TEVG های با قطر کوچک را با موفقیت ساخته اند. تشریح فرآیند در بیوفکراسیون، آنها ادعا می کنند که این پیوندها دارای خواص قابل توجهی هستند که حرکت به داخل را توجیه می کند در داخل بدن آزمایش حیوانات آزمایشگاهی

HAM، درونی‌ترین لایه غشایی که جنین را در حین رشد احاطه می‌کند، یک "داربست" بیولوژیکی مناسب برای مهندسی بافت فراهم می‌کند. خواص ضد التهابی، اثرات ضد میکروبی، ایمنی زایی کم (قابلیت تحریک پاسخ ایمنی)، سازگاری خون، ظرفیت نگهداری بخیه و استحکام مکانیکی بالا را نشان می دهد. همچنین به طور معمول توسط بیمارستان ها دور ریخته می شود و در نتیجه به طور گسترده در دسترس و مقرون به صرفه است.

تولید نخ

محقق اصلی نیکلاس لوروکس و همکارانش نخ‌های HAM را از غشای جنینی که از بیماران رضایت‌مند پس از زایمان سزارین جمع‌آوری شده بود، ساختند. آنها با شستشوی مکرر بافت ها در آب مقطر، غشاها را به ورقه های مستطیل شکل 10×18 سانتی متری برش داده و آمنیون و کوریون (غشاء داخلی و خارجی) را به صورت دستی جدا کردند تا غشاها را برای استفاده آماده کنند. سپس یک دستگاه برش موتوری ورق های HAM را به نوارهایی به عرض 5 یا 10 میلی متر برش داد.

برای ایجاد رشته های مکانیکی قوی، محققان این نوارها را به یک دستگاه چرخان متصل کردند که آنها را با سرعت های 5، 7.5 یا 10 دور بر سانتی متر می پیچاند. قطر نخ پس از پیچش کاهش یافت و در 7.5 دور بر سانتی‌متر فلات شد، در حالی که تنش کششی نهایی پس از چرخش در 7.5 و 10 دور بر سانتی‌متر به طور قابل‌توجهی افزایش یافت.

نخ های HAM (روبان ها و نخ ها) در دمای اتاق خشک شده، قرقره شده و در دمای 80- درجه سانتیگراد نگهداری می شوند، فرآیندی که به عنوان devitalization شناخته می شود زیرا سلول ها را می کشد. در صورت نیاز، محققان نخ ها را در آب مقطر آبرسانی کردند.

از آنجایی که هدف آنها ارائه یک ایمپلنت خارج از قفسه بود، محققان اثرات سلول زدایی و استریلیزاسیون با تابش گاما را بر روی نوارهای HAM بررسی کردند. بافت شناسی نشان داد که سلول زدایی به طور موثر اجزای سلولی را که پس از جداسازی باقی مانده بودند حذف کرد، بر استحکام HAM تأثیری نداشت و کشش پذیری آن را افزایش داد.

هنگامی که روبان های خشک HAM با گاما استریل شدند، نازک تر، سفت تر و کمتر کشش می شوند. هیدراته نگه داشتن نوارهای HAM در طول استریلیزاسیون از بسیاری از این اثرات جلوگیری کرد. محققان مشاهده کردند که عقیم سازی مرطوب بر توانایی HAM برای حمایت از اتصال و رشد سلول های اندوتلیال تأثیری ندارد.

بافتن رگ ها

در مرحله آخر، محققان نخ های HAM را در TEVG مونتاژ کردند. آنها از یک ماشین بافندگی دایره ای سفارشی برای بافتن TVEG در اطراف سنبه فولادی ضد زنگ استفاده کردند. برای ایجاد یک لوله بافته شده، یک نخ محیطی ("پود") بین مجموعه ای متحرک و ثابت از نوارهای طولی کشش ("تاب") قرار داده شد. دو مجموعه تار برای عبور از روی پود حرکت داده شدند، نخ های محیطی دوباره بین آنها کشیده شد و این روند 50 بار تکرار شد.

این تیم از 51 نوار طولی (عرض 5 میلی‌متر) و یک نخ محیطی دو نوار برای بافت TVEG با قطر داخلی متوسط ​​4.4 ± 0.2 میلی‌متر استفاده کرد. TEVGهای بافته شده از نظر مکانیکی قوی بودند، با قدرت احتباس بخیه و فشار متوسط ​​ترکیدگی نسبت به شریان های پستانی داخلی انسان، رگ ترجیحی برای جراحی بای پس قلب.

با این حال، از آنجایی که نفوذپذیری بین دیواری به طور بالقوه بسیار بالا بود، تیم گروه دومی از TVEG ها را با استفاده از نوارهای طولی 10 میلی متری و همان طرح رزوه محیطی تولید کردند. این باعث ایجاد TEVG با قطر داخلی بزرگتر 5.2 ± 0.4 میلی متر شد. دیواره ها چگالی نخ را افزایش داده و نفوذپذیری transmural را به شدت کاهش می دهند. فشار ترکیدگی افزایش یافت و قدرت احتباس بخیه ثابت ماند.

نویسندگان می نویسند: "ترکیب HAM ارزان قیمت با روش مونتاژ بافت، هزینه های تولید TEVGs را با اجتناب از استفاده از سلول ها و بیوراکتورها، که در روش های دیگر ضروری هستند، کاهش می دهد." امروزه هیچ روش مونتاژی استفاده نمی‌شود که امکان تولید ارزان‌قیمت TVEG مبتنی بر HAM با خواص مکانیکی اثبات‌شده و سازگار با کاشت شریانی را فراهم می‌کند.

محققان خاطرنشان می‌کنند که استراتژی‌های مونتاژ با الهام از منسوجات با استفاده از بافندگی، بافندگی و بافندگی در حال حاضر به طور گسترده برای تولید دستگاه‌های پزشکی استفاده می‌شود. بنابراین طراحی ماشین‌هایی برای کار با نخ HAM و تولید انبوه TVEG پس از انجام مطالعات بالینی موفقیت‌آمیز نباید دشوار باشد. آنها اضافه می کنند که قطر نخ، استحکام مکانیکی و سایر خواص مکانیکی را می توان به راحتی تغییر داد تا نیازهای مشخصات مختلف را برآورده کند.

در مرحله بعد، محققان قصد دارند تأثیر سلول زدایی و استریلیزاسیون گاما پس از مونتاژ را در خواص مختلف TVEG بافته شده، به ویژه با توجه به نفوذپذیری و کشش، ارزیابی کنند.