New model of artificial capillary network for ex vivo organogenesis

Full Text

Неоваскуляризация in situ или ex vivo является обязательным условием приживления и функционирования ткани, созданной в лаборатории. Формирования полноценной сосудистой сети является одной из основных задач создания трехмерных (3D) тканеинженерных конструкций [1, 2]. Для решения этой задачи объемные конструкции помещают в хорошо васкуляризированные области тела, такие, как почечная капсула, мышцы или подкожная жировая клетчатка. Конструкцию также можно разместить в области крупных сосудов, сформировав сосудистый пучок, или подвести к ней «питающие лоскуты» на сосудистых ножках. Через несколько недель зрелая и васкуляризированная ткань (или мини-орган) может быть перенесена на место своего терапевтического назначения [3-6]. Проблема васкуляризации тканеинженерной конструкции может быть решена также с помощью биоматериалов, несущих мобилизированные факторы роста (например, VEGF).

В журнале Tissue Engineering представлено новое изобретение от группы Langer-Vacanti J. - биодеградируемая микроваскулярная конструкция. Её основу составил биорезорбируемый материал PGS (polyglycerol sebacate). Ранее для создания искусственных капиллярных сетей (ИКС) в тканевой инженерии различные группы применяли такие материалы, как полилактид-когликолид (polylactide-coglycolide - PLG), полидиметилсилоксан (polydimethylsiloxane - PDMS) [7, 8]. На этих материалах была показана возможность эндотелизации. Однако эти материалы имеют существенные недостатки, не позволяющие применять их в медицине. Так, PLG — небиодеградируемый материал, а PDMS вызывал хроническое воспаление в экспериментах in vivo [9]. PGS - новый биоматериал в тканевой инженерии, был предложен группой Langer несколько лет назад. По механическим свойствам он сравним со стенкой вены человека. В экспериментах in vivo изучена его биодеградируемость, а также показано, что полимер инертен и не вызывает воспалительной реакции у животных [9, 10]. Из оксида кремния были изготовлены пресс-формы, имитирующие капиллярную сеть. По этим формам создавали опытные образцы на основе PGS (рис. 1). В статье описываются этапы и технические критерии создания конструкции. В окончательном виде конструкция представляла собой тонкую пленку с сетью полых трубочек-капилляров внутри. Для лучшей адгезии эндотелиальных клеток ИКС была обработана раствором фибронектина. Эндотелиоциты получали из вены пуповины человека (Cambrex Bio Science Walkersville), наносили на капиллярные трубочки конструкции и культивировали в течение 4 недель в условиях проточной струи среды. Было отмечено, что эндотелиоциты быстро адгезируют к поверхности полимера (рис. 2). Жизнеспособность клеток в ИКС сохранялась на достаточном уровне в течение 4 недель и более. Авторы заключают, что эндотелизированная конструкция должна быть изучена в дальнейших экспериментах in vivo. Изобретение может стать ключевым в разработке сложных 3D тканеинженерных конструкций с ИКС и контролируемой перфузией питательных веществ. Если эксперименты in vivo завершатся успешно, то применение новой конструкции может революционизировать применение тканеинженерных конструкций в медицине и открыть новые перспективы в микрофабрикации органов (органогенезе) ex vivo.

Рис. 1. Внешний вид конструкции. Из Tissue Eng 2005; 11; 1-2: 302-30.

Рис. 2. Адгезия эндотелиоцитов к стенкам капилляров конструкции через 14 дней. Ув. а - Ч10; б - Ч 40. Из Tissue Eng 2005; 11; 1-2: 302-308 с изменениями.

About the authors

A. V. Volkov

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Appearance of the structure. From Tissue Eng 2005; eleven; 1-2:302-30.

Download (30KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2. Adhesion of endotheliocytes to the walls of the capillaries of the structure after 14 days. SW. a - Ch10; b - Ch 40. From Tissue Eng 2005; eleven; 1-2: 302-308 with changes.

Download (36KB)

Indexing metadata