心血管疾患によって引き起こされる血管の閉塞は、心臓発作や脳卒中などの重大な結果につながる可能性があります。 この状態は、患者の体の他の場所から血管を使用して閉塞を外科的にバイパスすることによって治療することができます。 これが不可能な場合は、一般的に合成血管移植片が使用されます。 しかし、合成移植片は、身体が異物を拒絶することによって引き起こされる慢性炎症のために、失敗する率が高い. もう XNUMX つの選択肢は、有望なヒト組織工学血管移植片 (TEVG) です。 インビボの 結果が得られますが、作成には長く複雑で費用のかかるプロセスが必要です。
今、 組織のバイオエンジニアリングのための INSERM の研究室 ボルドー大学の (BioTis U1026) は、繊維に着想を得た製織戦略と組み合わせたヒト羊膜 (HAM) 糸を使用して、小径の TEVG の製造に成功しました。 でのプロセスの説明 バイオファブリケーション、彼らは、これらの移植片には、移動を正当化する顕著な特性があると主張しています インビボの 実験動物実験。
発達中の胎児を取り囲む膜の最内層である HAM は、組織工学のための実行可能な生物学的「足場」を提供します。 抗炎症特性、抗菌効果、低い免疫原性 (免疫応答を誘発する能力)、血液適合性、縫合保持能力、および高い機械的強度を示します。 また、病院では定期的に廃棄されるため、広く入手可能で手頃な価格です。
糸の生産
主任研究者 ニコラス・ルールー と同僚は、帝王切開後の同意した患者から収集された胎児膜からHAM糸を作成しました。 彼らは、組織を蒸留水で繰り返しすすぎ、膜を 10 x 18 cm の長方形のシートに切断し、手動で羊膜と絨毛膜 (内膜と外膜) を分離して、使用する膜を準備しました。 次に、電動切断装置が HAM シートを幅 5 mm または 10 mm のリボンにスライスしました。
機械的に強い糸を作成するために、研究者はこれらのリボンを回転装置に取り付け、5、7.5、または 10 回転/cm でねじりました。 糸の直径は撚り後に減少し、7.5 回転/cm で頭打ちになりましたが、7.5 回転/cm と 10 回転/cm で撚った後、極限引張り応力が大幅に増加しました。
HAM 糸 (リボンと糸) は室温で乾燥させ、巻き取り、-80°C で保存しました。これは、細胞を殺す失活として知られるプロセスです。 必要に応じて、研究者は糸を蒸留水で再水和しました。
彼らの目的は既製のインプラントを提供することだったので、研究者は HAM リボンに対するガンマ線照射による脱細胞化と滅菌の影響を調べました。 組織学は、脱細胞化が失活後に残った細胞成分を効果的に除去し、HAMの強度に影響を与えず、伸縮性を高めたことを示しました。
乾燥した HAM リボンをガンマ線滅菌すると、薄くなり、硬くなり、伸縮性が低下します。 滅菌中に HAM リボンを水和状態に保つことで、これらの影響の多くが防止されました。 研究者らは、湿式滅菌は、HAM が内皮細胞の接着と成長をサポートする能力に影響を与えないことを観察しました。
器を織る
最後のステップで、研究者は HAM 糸を TEVG に組み立てました。 彼らは特注の円形織機を使用して、ステンレス鋼のマンドレルの周りに TVEG を織りました。 織りチューブを作成するために、周方向の糸 (「横糸」) が、張力がかかった縦方向のリボンの可動セットと固定セット (「縦糸」) の間に挿入されました。 50組のたて糸をよこ糸の上に交差するように動かし、それらの間に再び円周糸を通し、このプロセスをXNUMX回繰り返しました。
チームは、51 本の縦リボン (幅 5 mm) と 4.4 本のダブル リボン円周糸を使用して、平均内径 0.2 ± XNUMX mm の TVEG を織りました。 織られた TEVG は機械的に堅牢であり、心臓バイパス手術に適した血管である人間の内胸動脈の縫合保持強度と平均破裂圧に比べて優れています。
ただし、経壁透過性が高すぎる可能性があるため、チームは幅 10 mm の縦方向のリボンと同じ円周方向のスレッド設計を使用して、5.2 番目の TVEG セットを作成しました。 これにより、内径が 0.4 ± XNUMX mm と大きい TEVG が作成されました。 壁は糸の密度が高くなり、壁の透過性が大幅に低下しました。 破裂圧は増加し、縫合糸保持力は同じままでした。
「安価な HAM を製織アセンブリ法と組み合わせることで、他の方法で必要となる細胞やバイオリアクターの使用を回避することで、TEVG の製造コストを削減できます」と著者は書いています。 「今日使用されているアセンブリ方法では、動脈移植と互換性があることが証明された機械的特性を備えた HAM ベースの TVEG を安価に製造することはできません。」
に向かって ビトロ 血管製作
研究者は、織物、編み物、編組を使用した繊維に着想を得た組み立て戦略が、医療機器の製造にすでに広く使用されていることを指摘しています。 したがって、HAM 糸を処理し、臨床試験が成功した後に TVEG の大量生産を可能にする機械を設計することは難しくありません。 彼らは、さまざまな仕様要件を満たすために、糸の直径、機械的強度、およびその他の機械的特性を簡単に変更できると付け加えています。
次に、研究者は、特に透過性と伸縮性に関して、織られた TVEG のさまざまな特性の脱細胞化と組み立て後のガンマ線滅菌の影響を評価することを計画しています。
