Kardiyovasküler hastalığın neden olduğu tıkalı kan damarları, kalp krizi veya felç gibi ciddi sonuçlara yol açabilir. Bu durum, hastanın vücudunun başka bir yerinden alınan bir damar kullanılarak tıkanıklığın cerrahi olarak atlanmasıyla tedavi edilebilir. Bunun mümkün olmadığı durumlarda genellikle sentetik bir damar grefti kullanılır. Ancak sentetik greftlerin başarısızlık oranları, vücudun yabancı bir maddeyi reddetmesinden kaynaklanan kronik iltihaplanma nedeniyle yüksek orandadır. Diğer bir seçenek ise umut verici sonuçlar veren insan dokusu mühendisliğiyle üretilmiş damar greftleridir (TEVG'ler). in vivo sonuçlar verir, ancak oluşturulması uzun, karmaşık ve pahalı süreçler gerektirir.
Şimdi, araştırmacılar INSERM'in Doku Biyomühendisliği Laboratuvarı Bordeaux Üniversitesi'ndeki (BioTis U1026), tekstilden ilham alan bir dokuma stratejisiyle birleştirilmiş insan amniyotik membran (HAM) ipliklerini kullanarak küçük çaplı TEVG'leri başarıyla üretti. Sürecin açıklanması BiyofabrikasyonBu greftlerin, taşınmayı haklı çıkaracak dikkate değer özelliklere sahip olduğunu iddia ediyorlar. in vivo laboratuvar hayvanı testleri.
Gelişim sırasında fetüsü çevreleyen zarların en iç tabakası olan HAM, doku mühendisliği için uygun bir biyolojik “iskele” sağlar. Anti-inflamatuar özellikler, anti-mikrobiyal etkiler, düşük immünojenite (bağışıklık tepkisini tetikleme yeteneği), kan uyumluluğu, dikiş tutma kapasitesi ve yüksek mekanik mukavemet sergiler. Ayrıca hastaneler tarafından rutin olarak atılır ve dolayısıyla yaygın olarak bulunur ve uygun maliyetlidir.
İplik üretimi
Baş araştırmacı Nicolas L'Heureux ve meslektaşları, sezaryen doğumlarını takiben rıza gösteren hastalardan toplanan fetal membranlardan HAM iplikleri yarattı. Dokuları tekrar tekrar distile suda durulayıp, membranları 10 x 18 cm dikdörtgen levhalar halinde keserek, amniyon ve koryonu (iç ve dış zarlar) manuel olarak ayırarak membranları kullanıma hazırladılar. Daha sonra motorlu bir kesme cihazı HAM tabakalarını 5 veya 10 mm genişliğinde şeritler halinde dilimledi.
Mekanik olarak güçlü iplikler oluşturmak için araştırmacılar bu şeritleri, onları 5, 7.5 veya 10 devir/cm hızla büken dönen bir cihaza bağladılar. İplik çapı bükümden sonra azaldı, 7.5 devir/cm'de düzleşti; nihai çekme gerilimi ise 7.5 ve 10 devir/cm'de bükümden sonra önemli ölçüde arttı.
HAM iplikleri (şeritler ve iplikler) oda sıcaklığında kurutuldu, makaraya sarıldı ve hücreleri öldürdüğü için devitalizasyon olarak bilinen bir işlem olan -80°C'de saklandı. Gerektiğinde araştırmacılar iplikleri damıtılmış suda yeniden sulandırdılar.
Amaçları kullanıma hazır bir implant sağlamak olduğundan, araştırmacılar hücresizleştirme ve gama ışınlaması ile sterilizasyonun HAM şeritleri üzerindeki etkilerini incelediler. Histoloji, hücresizleştirmenin devitalizasyondan sonra kalan hücresel bileşenleri etkili bir şekilde uzaklaştırdığını, HAM gücünü etkilemediğini ve gerilebilirliğini arttırdığını gösterdi.
Kuru HAM şeritleri gama ile sterilize edildiğinde daha ince, daha sert ve daha az esneyebilir hale geldi. HAM şeritlerinin sterilizasyon sırasında sulu tutulması bu etkilerin çoğunu önledi. Araştırmacılar ıslak sterilizasyonun HAM'ın endotel hücre bağlanmasını ve büyümesini destekleme yeteneğini etkilemediğini gözlemledi.
Gemileri dokumak
Son adımda araştırmacılar HAM ipliklerini TEVG'lere dönüştürdüler. TVEG'leri paslanmaz çelik bir mandrel etrafında örmek için özel yapım dairesel bir tezgah kullandılar. Dokuma bir boru oluşturmak için, hareketli ve sabit bir dizi gerilmiş uzunlamasına şerit ("çözgü") arasına çevresel bir iplik ("atkı") yerleştirildi. İki çözgü takımı atkı üzerinden geçecek şekilde hareket ettirildi, çevresel iplik tekrar aralarından geçirildi ve işlem 50 kez tekrarlandı.
Ekip, ortalama iç çapı 51 ± 5 mm olan TVEG'leri örmek için 4.4 uzunlamasına şerit (0.2 mm genişliğinde) ve bir adet çift şeritli çevresel iplik kullandı. Dokuma TEVG'ler, kalp baypas ameliyatı için tercih edilen damar olan insan iç meme arterlerine kıyasla üstün sütür tutma mukavemeti ve ortalama patlama basıncıyla mekanik olarak sağlamdı.
Bununla birlikte, transmural geçirgenlik potansiyel olarak çok yüksek olduğundan ekip, 10 mm genişliğinde uzunlamasına şeritler ve aynı çevresel iplik tasarımını kullanarak ikinci bir TVEG seti üretti. Bu, 5.2 ± 0.4 mm'lik daha büyük bir iç çapa sahip TEVG'ler yarattı. Duvarlarda iplik yoğunluğunun arttığı ve transmural geçirgenliğin büyük ölçüde azaldığı görüldü. Patlama basıncı arttı ve sütür tutma kuvveti aynı kaldı.
Yazarlar, "Ucuz HAM'ı dokuma montaj yöntemiyle birleştirmek, diğer yöntemlerde gerekli olan hücrelerin ve biyoreaktörlerin kullanımından kaçınarak TEVG üretme maliyetlerini azaltır" diye yazıyorlar. "Bugün kullanılan hiçbir montaj yöntemi, arteriyel implantasyonla uyumlu kanıtlanmış mekanik özelliklere sahip HAM bazlı TVEG'lerin ucuz üretimine izin vermiyor."
karşı in vitro kan damarı yapımı
Araştırmacılar, dokuma, örgü ve örgüyü kullanan tekstilden ilham alan montaj stratejilerinin halihazırda tıbbi cihaz üretiminde yaygın olarak kullanıldığına dikkat çekiyor. Bu nedenle, başarılı klinik çalışmalar yapıldıktan sonra HAM ipliğini işleyecek ve TVEG'lerin seri üretimini sağlayacak makineleri tasarlamak zor olmamalıdır. İplik çapının, mekanik mukavemetin ve diğer mekanik özelliklerin, çeşitli spesifikasyon gereksinimlerini karşılamak üzere kolaylıkla değiştirilebileceğini ekliyorlar.
Daha sonra araştırmacılar, özellikle geçirgenlik ve gerilebilirlik açısından dokuma TVEG'nin çeşitli özelliklerinin hücresizleştirme ve montaj sonrası gama sterilizasyonunun etkisini değerlendirmeyi planlıyor.
