Dissertations / Theses on the topic 'Vascularized tissue'
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Peticone, C. "Microscale tissue engineering : a modular approach for vascularized bone regeneration." Thesis, University College London (University of London), 2017. http://discovery.ucl.ac.uk/1547725/.
Full textGkouma, Savvini. "Engineering Vascularized Skin Tissue in a 3D format supported by Recombinant Spider Silk." Thesis, KTH, Proteinteknologi, 2020. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-283605.
Full textHuber, Birgit [Verfasser], and Günter [Akademischer Betreuer] Tovar. "Development of culture media for the construction of vascularized adipose tissue and vascularized 3D full-skin equivalents in vitro / Birgit Huber ; Betreuer: Günter Tovar." Stuttgart : Universitätsbibliothek der Universität Stuttgart, 2016. http://d-nb.info/1123081085/34.
Full textEgerszegi, E. Patricia. "Experimental models in the primate for reconstructive surgery utilizing vascularized free tissue transplants with nerve repair." Thesis, McGill University, 1990. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=22402.
Full textA neurovascular free flap comprised of the entire soft tissue coverage of the second digit and a hand transplant model were successfully designed in the baboon (Papio hamadryas anubis). Seven transplanted neurovascular free flaps and four hand transplants were undertaken. High dose Cyclosporin A was found to be necessary to prevent rejection. Steroids proved to be a necessary part of the immunosuppressive regime. Nine out of 11 transplants survived to or beyond 4 months. In most cases, the end point was determined by the date for evaluation of reinnervation by our neurophysiologist colleagues and not loss of the transplant due to rejection.
Only 3 out of 11 transplants survived with little or no signs of rejection. All others had significant episodes of rejection, most of which were successfully reversed or controlled by using our rejection protocol. In addition, all animals, to varying degrees, demonstrated some of the following side effects: anorexia, anemia, gingival hyperplasia, hepatotoxicity, hirsutism, lymphoma, nephrotoxicity, subcutaneous or intramuscular abscesses and tremors. (Abstract shortened by UMI.)
Schanz, Johanna E. "Etablierung einer biologischen vaskularisierten Matrix als Grundlage für ein in vitro Lebertestsystem Establishment of a biological vascularized scaffold as a basis for in vitro liver test system /." [S.l. : s.n.], 2007. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:93-opus-34146.
Full textKremer, Antje [Verfasser], Heike [Gutachter] Walles, Michael [Gutachter] Raghunath, Jörg [Gutachter] Teßmar, Kai [Gutachter] Fehske, and Iris [Gutachter] Ribitsch. "Tissue Engineering of a Vascularized Meniscus Implant / Antje Kremer ; Gutachter: Heike Walles, Michael Raghunath, Jörg Teßmar, Kai Fehske, Iris Ribitsch." Würzburg : Universität Würzburg, 2019. http://d-nb.info/1191102491/34.
Full textWerner, Katharina Julia [Verfasser], Lorenz [Gutachter] Meinel, and Torsten [Gutachter] Blunk. "Adipose Tissue Engineering - In vitro Development of a subcutaneous fat layer and a vascularized adipose tissue construct utilizing extracellular matrix structures / Katharina Julia Werner. Gutachter: Lorenz Meinel ; Torsten Blunk." Würzburg : Universität Würzburg, 2014. http://d-nb.info/1111508194/34.
Full textTron, Alexandru-Cristian [Verfasser], Rainer H. H. [Akademischer Betreuer] [Gutachter] Burgkart, and Klaus-Dietrich [Gutachter] Wolff. "Decellularized whole organs as vascularized bioscaffolds for bone tissue engineering / Alexandru-Cristian Tron ; Gutachter: Klaus-Dietrich Wolff, Rainer H. H. Burgkart ; Betreuer: Rainer H. H. Burgkart." München : Universitätsbibliothek der TU München, 2016. http://d-nb.info/1118722140/34.
Full textDevillard, Chloé. "Développement de tissus vasculaires par bioimpression 3D." Thesis, Lyon, 2021. http://www.theses.fr/2021LYSE1339.
Full textThis thesis aims to develop a vascular tissue by the method of 3D bioprinting of living tissue. To carry out this work, a bioink composed of three natural biomaterials: gelatin, alginate, and fibrinogen, was formulated. An improvement in the manufacturing process of a 3D object by bioprinting as well as the development of a specific consolidation solution allowed the development of a three-dimensional cellular network. The particular use of culture medium at all stages of manufacture, from the preparation of the biomaterials to the consolidation of the object, has demonstrated a marked increase in cell proliferation. Rheological and histological characterizations were set up to demonstrate this increased proliferation. To develop vascular tissue, several technological approaches have been presented, following well-defined specifications: (i) tubular vascular biofabrication technology and (ii) planar vascular biofabrication technology. The methods of 3D bioprinting by micro-extrusion with 1 and 3 extruders, co-axial and tri-axial 3D bioprinting, 3D bioprinting in a constrained environment, 4D printing by enzymatic diffusion, bio- 3D printing by winding, have thus been studied to respond to the creation of a tubular, multilayer structure of centimeter size. Micro-extrusion 3D bioprinting and 4D bioprinting were presented to respond to the creation of a planar multilayer structure, biologically relevant, mimicking the vascular wall composed of an endothelial layer, d 'a layer of vascular smooth muscle cells, and a layer of fibroblasts. The last part of this thesis concerns the results of bioprinting, allowing to biofabricate a vascularized tissue. A study of the impact of communications between fibroblasts and endothelial cells, within a 3D environment, on the development of a complex network, was presented. A vascularized tissue organized by endothelial cells inside a dense extracellular matrix and neosynthesized by fibroblasts could thus be placed in 7 days. Histological characterizations demonstrated the presence of micro-vascularization and transmission electron microscopy technology characterized the formation of collagen and elastin fibers, secreted by fibroblasts
Volz, Ann-Cathrin Verfasser], and Petra Juliane [Akademischer Betreuer] [Kluger. "Establishment of defined culture conditions for the differentiation, long-term maintenance and co-culture of adipose-derived stem cells for the setup of human vascularized adipose tissue / Ann-Cathrin Volz ; Betreuer: Petra Juliane Kluger." Hohenheim : Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim, 2019. http://d-nb.info/1176020617/34.
Full textVolz, Ann-Cathrin [Verfasser], and Petra Juliane [Akademischer Betreuer] Kluger. "Establishment of defined culture conditions for the differentiation, long-term maintenance and co-culture of adipose-derived stem cells for the setup of human vascularized adipose tissue / Ann-Cathrin Volz ; Betreuer: Petra Juliane Kluger." Hohenheim : Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim, 2019. http://d-nb.info/1176020617/34.
Full textKolesky, David Barry. "3D Bioprinting of Vascularized Human Tissues." Thesis, Harvard University, 2016. http://nrs.harvard.edu/urn-3:HUL.InstRepos:33493427.
Full textEngineering and Applied Sciences - Engineering Sciences
Makhene, Lebohang. "The development of biodegradable aerogel scaffolds for the generation of vascularised 3D adipose tissue models." Thesis, Rhodes University, 2017. http://hdl.handle.net/10962/59245.
Full textPourchet, Léa. "Développement d’une bio-encre pour la bioimpression 3D de tissus vivants : étude de la formulation et caractérisation du développement tissulaire." Thesis, Lyon, 2018. http://www.theses.fr/2018LYSE1232/document.
Full textThis thesis focus on the development of a 3D bioprinting process for living tissue. This new field of research, 3D bioprinting, aims to fabricate tissues using a bioprinter based on the tissue engineering fundamentals.To carry out this work, a specific bioink was formulated using natural biomaterials to meet the requirement of biocompatibility, cell viability and support of a three-dimensional cellular network. Several characterizations have been used to demonstrate the cells viability during the 3D bioprinting process.The bioprinter technological evolution is then presented, starting from an open-source technology and ending with the use of a 6-axis robotic arm. The specifications of this bioprinter evolved through different prototypes.The last part of this thesis concerns tissue bioprinting results obtained through multiple collaborations. Several tissues will be studied and characterized: the dermis and its maturation towards a total skin, the cartilage and the mesenchymal stem cells bioprinting, a microvascularized tissue thanks to the incorporation of endothelial cells and finally a perfusable tissue by using a dynamic culture approach in bioreactor
Pan, Hua. "Induction de tolérance au cours des greffes de tissus composites chez le porcelet nouveau-né." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10050/document.
Full textThis present research is devoted to the exploration of performing vascularized composite allografts as a treatment for severe congenital hand or face anomalies in neonates or very young infants. The bibliographic studies at first revised the discovery and mechanisms of neonatal tolerance in mice, as well as in utero hematopoietic stem cells transplantation in large-animal models and human fetuses. Then the properties of human neonatal immune system were described; and the non-myeloablative or non-toxic conditioning regimens for solid organ transplant tolerance induction were also studied, in order to give the clue to a applicable conditioning regimen for tolerance induction in neonates. The potent thymus and vascularized bone marrow transplantation in neonatal VCA were considered as advantages. Finally, the researches concerning tolerance induction for VCA in large animal models and in human patients were reviewed. ln experimental studies, the preclinical VCA was firstly established in neonatal swines. Subsequent experiments thus studied the immunosuppressive agents, as well as conditioning regimen, including the administration of cyclosporine A, rabbit anti-pig thymocyte globulin and mycophenolate mofetil for VCA in pig neonates. The findings in these experiments were then concluded. Based on these finding, a general tolerance induction protocol for VCA in neonatal swines was designed and experiment will be performed in year 2014-2015. lf donor-specific tolerance for VCA could be induced with present protocol, we will subsequently elaborate an applicable tolerance induction protocol and hand allotransplantation program in human newborn infants
Samper, Martínez Esther [Verfasser], Andres [Akademischer Betreuer] Hilfiker, Birgit [Akademischer Betreuer] Andrée, and Sotirios [Akademischer Betreuer] Korossis. "Development of a human vascularised tissue engineered myocardial patch / Esther Samper Martínez ; Akademische Betreuer: Andres Hilfiker, Birgit Andrée, Sotirios Korossis ; Hannover Biomedical Research School; Klinik für Herz-, Thorax-, Transplantations- und Gefäßchirurgie; Leibniz-Forschungslaboratorien für Biotechnologie und Künstliche Organe." Hannover : Bibliothek der Medizinischen Hochschule Hannover, 2019. http://d-nb.info/1201612209/34.
Full textKremer, Antje. "Tissue Engineering of a Vascularized Meniscus Implant." Doctoral thesis, 2019. https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-184326.
Full textDas Knie ist ein komplex zusammengesetztes Gelenk mit zwei C-förmigen Keilen aus Bindegewebsknorpel, die Menisken. Sie sorgen für die mechanische Belastbarkeit des Knies, wodurch der Gelenksknorpel geschützt wird. Aufgrund des limitierten Heilungspotentials beeinträchtigen Meniskusverletzungen nicht nur den Meniskus selbst, sondern schädigen auch das Gelenksgleichgewicht und führen zu sekundärer Osteoarthritis. Der Meniskus wurde in seiner Anatomie, Struktur und Meniskusmarkern wie Aggrekan, Kollagen I und Kollagen II charakterisiert. Die Komponenten von Meniskus Tissue Engineering, Zellen, Kollagen I Materialien, biochemische und biomechanische Stimuli wurden untersucht. Meniskuszellen (MCs) wurden aus Meniskus isoliert, mesenchymale Stammzellen (MSCs) aus Knochenmark und dermale mikrovaskuläre Endothelzellen (d-mvECs) aus Vorhautbiopsien. Für das humane (h) Meniskus-Modell wurde die keilförmige Kompression eines hMSC-beladenen Kollagen I Gels erfolgreich etabliert. Während drei Wochen statischer Kultur führte der biochemische Stimulus transformierender Wachs-tumsfaktor beta-3 (TGF beta-3) zu einer kompakten Kollagenstruktur. An Tag 21 zeigte dieses Meniskus-Modell eine hohe metabolische Aktivität und Matrixumbau durch die Detektion von Matrix-Metalloproteasen. Der Bindegewebsknorpel wurde durch immunhistochemische Detektion der Meniskusmarker, einem signifikanten GAG/DNA Anstieg und erhöhter Kompressionseigenschaften bestätigt. Für weitere Verbesserungen wurden biomechanische Stimulierungssysteme mittels Kompression und hydrostatischen Druck aufgebaut. Als Vaskularisierungsansatz führte die direkte Stimulierung mit Ciclopirox Olamine (CPX) sogar in Abwesenheit von Helferzellen wie MSCs zu einem erhöhten Sprouting der hd-mvEC Spheroide. Zweitens wurde ein hMSC/hd-mvEC Sheet mithilfe eines Temperatur-abhängigen Verfahrens produziert und auf das keilförmige Meniskus-Modell transferiert. Drittens wurde ein vaskularisiertes Biomaterial (BioVaSc-TERM) mit hd-mvECs besiedelt, wodurch ein vitales Gefäßystem bereitgestellt wurde. Die vaskularisierte BioVaSc-TERM wurde als Hülle des Meniskus-Modells unter der Verwendung von zwei Nahttechniken vorgeschlagen: die All-Inside-Repair (AIR) für das Hinterhorn und die Outside-In-Refixation (OIR) für das Vorderhorn und den mittleren Teil. Dieses Meniskus-Modell ist ein vielversprechender Ansatz für den Meniskusersatz, um in Vaskularisierung, biochemischer und biomechanischer Stimuli weiter optimiert zu werden
Mihaila, Silvia Maria. "Routes to advance vascularized bone tissue engineering constructs." Doctoral thesis, 2015. http://hdl.handle.net/1822/36397.
Full textOne of tissue engineering (TE) challenges concerns the vascularization of engineered constructs upon implantation into the defect. In fact, for the survival of the engineered tissue beyond the oxygen diffusion limit, the formation of new blood vessels is mandatory. Therefore, this thesis aimed at designing routes towards advanced vascularized bone analogs, based on the combination of cells, biomaterials and inorganic components. The major objectives of this thesis were 1) to identify a single cell source to obtain both endothelial (ECs) and osteoblast-like cells (OBs); 2) to identify the optimal conditions in which these cells synergistically communicate; 3) to trigger the osteogenic differentiation of stem/stromal cells by inorganic osteoinducers and 4) to design 3D hydrogel systems for the controlled spatial distribution of cells. The use of adipose tissue (AT) as a cell pool for TE purposes is highly appealing, since its stromal vascular fraction (SVF) contains stem/stromal-like cells (hASCs) that can be differentiated into specific lineages, enhancing their potential use in a clinical setting. Under this context, the SSEA-4+ cellular subset of SVF (SSEA-4+hASCs) was proven to hold enhanced differentiation potential into ECs- and OBs-like cells, the most relevant cell types for bone vascularization TE routes. Using immunomagnetic selection tools, SSEA-4+hASCs were successfully separated and differentiated towards both endothelial and osteogenic lineages. Furthermore, it was found that culturing these obtained ECs and pre-OBs at an initial ratio of 75:25 in a mixture of standard endothelial and osteogenic media, cells synergistically communicate to encourage the full differentiation of pre-OBs and the maintenance of ECs phenotype. Culturing SSEA-4+hASCs in presence of sNPs in basal condition lead to the deposition of a collagen-enriched matrix relevant for bone TE. When in combination with standard osteogenic factors, sNPs were able to significantly increase the osteogenic commitment of both hMSCs and SSEA-4+hASCs. Finally, to address the tri-dimensionality of the bone, hydrogels templates, based on kappa-carrageenan (κ-CA) and chitosan (CHT), were designed to accommodate SSEA-4+hASCs-derived ECs and OBs. The CHT coated κ-CA hydrogel microfibers, arranged in such a fashion to mimic the blood vessel network, were able to support the endothelial signature of entrapped ECs. These, upon assembly within a pre-OBs loaded matrix, are appealing to be templates to attain a 3D microvascular network. By decorating κ-CA with photocrosslinkable units, hydrogels with tunable mechanical properties and high recovery rates after deformation we obtained. The controlled spatial distribution of cells was achieved by patterning the hydrogels in well-defined geometries. In summary, the research work described in this thesis addressed new strategies within the TE field that might inspire the development of improved vascularized bone-engineered constructs. The use of SSEA-4+hASCs was proven to be an endearing choice of undifferentiated cells, while their combination with sNPs and κ-CA hydrogels displayed numerous advantages. Nonetheless, the unraveling of the real potential of these cells, alone or in combination with sNPs and/or κ-CA hydrogels, towards promoting vascularized bone formation yet requires in vivo confirmation.
Um dos desafios da engenharia de tecidos consiste na vascularização após a implantação do implante no defeito. De facto, para a sobrevivência do substituto do tecido é essencial a difusão de oxigénio assim como a formação de novos vasos sanguíneos. Portanto, esta tese explora novas estratégias para o desenvolvimento de análogos de osso vascularizado, com base na combinação de células, biomateriais e componentes inorgânicos. Os objetivos principais desta tese foram: 1) identificar uma única fonte celular para obter tanto as células endoteliais (ECs), como as osteoblastos (OBs); 2) identificar as condições ideais em que estas células comunicam de uma forma sinérgica; 3) desencadear a diferenciação osteogénica das células estaminais através dos osteoindutores inorgânicos e 4) projetar sistemas de hidrogéis em 3D para controlar a distribuição espacial das células. O uso do tecido adiposo como uma fonte de células é altamente atraente para engenharia de tecidos. As células estaminais derivadas do tecido adiposo (hASCs) podem ser diferenciadas em linhagens específicas, melhorando assim o seu potencial para aplicações clínicas. Neste contexto, a população SSEA-4+, identificada na fração vascular do tecido adiposo (SSEA-4+hASCs), foi a que demonstrou melhor potencial de diferenciação em células endoteliais (ECs) e osteoblastos (OBs), as células mais envolvidas na vascularização óssea. Usando ferramentas de seleção imunomagnéticas, as SSEA-4+hASCs foram separadas e diferenciadas em ambas linhagens: endotelial e osteogénica. Além disso, verificou-se que a cultura de ECs e pré-OBs numa razão inicial de 75:25, num meio de cultura misto, levou a uma comunicação celular sinérgica, incentivando a diferenciação completa das pré-OBs e a manutenção do fenótipo endotelial das ECs. A cultura das SSEA-4+hASCs na presença de nanopartículas de silica (SNPs) num meio basal, levou à deposição de uma matriz enriquecida em colagénio, essencial na regeneração óssea. Em combinação com fatores osteogénicos, as SNPs foram capazes de significativamente aumentar o compromisso osteogénico de ambas as células mesenquimais humanas e SSEA-4+hASCs. Finalmente, para resolver a tridimensionalidade do osso, modelos 3D com base em hidrogéis de kappa-carragenina (κ-CA) e quitosano (CHT), foram desenvolvidos para acomodar as ECs e OBs. Microfibras de κ-CA revestidas com CHT, dispostas de tal forma que mimetizam a rede vascular, foram capazes de manter a assinatura endotelial das ECs. Após o arranjo dentro de uma matriz enriquecida em pré-OBs, espera-se que agissem como padrões para gerir uma rede microvascular funcional. Seguinte, a decoração da κ- CA com unidades foto-reticulaveis rendeu hidrogéis com propriedades mecânicas ajustáveis e altas taxas de recuperação após a deformação. Uma distribuição controlada de células foi obtido por patterning em geometrias bem definidas. Em resumo, o trabalho de investigação descrito nesta tese propõe novas estratégias dentro da engenharia de tecidos que podem inspirar o desenvolvimento de construções de osso vascularizado. O uso das SSEA-4+hASCs provou ser uma escolha cativante de células não diferenciadas, enquanto a combinação com SNPs e hidrogéis de κ-CA exibiu várias vantagens. No entanto, o desenrolar do verdadeiro potencial destas células, individualmente ou em combinação com SNPs e/ou hidrogéis de κ-CA, no sentido de promover a formação de tecido ósseo vascularizado, ainda requer confirmação in vivo.
Foundation for Science and Technology (FTC) and MIT- doctoral grant (SFRH/BD/42968/2008).
Ciucurel, Ema Cristina. "Biomaterial-based Strategies to Build Vascularized Modular Tissue Engineered Constructs." Thesis, 2013. http://hdl.handle.net/1807/35794.
Full textTorres, Ana Luísa Pereira da Silva. "Development of pre-vascularized injectable microspheres for ischemic tissue repair." Tese, 2019. https://hdl.handle.net/10216/125423.
Full textTorres, Ana Luísa Pereira da Silva. "Development of pre-vascularized injectable microspheres for ischemic tissue repair." Doctoral thesis, 2019. https://hdl.handle.net/10216/125423.
Full textLeung, Brendan Martin Pue-Bun. "A modular vascularized tissue engineering construct containing smooth muscle cells and endothelial cells." 2006. http://link.library.utoronto.ca/eir/EIRdetail.cfm?Resources__ID=441989&T=F.
Full textKreß, Sebastian. "Development and proof of concept of a biological vascularized cell‐based drug delivery system." Doctoral thesis, 2019. https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-178650.
Full textEine kontinuierlich steigende Inzidenz chronischer Krankheiten stellt eine immer größer werdende therapeutische Herausforderung dar. Der anhaltende Funktionsverlust von Geweben erfordert die bedarfsgerechte Verfügbarkeit von Wirkstoffen, deren kontinuierliche Bereitstellung und Verteilung über die Blutzirkulation von implantierbaren Pharmakotherapie‐Produkten gelöst werden kann. Trotz der Fortschritte und Erfolge mit Zelltherapien sowie der Nachbildung der Zell‐eigenen Nischen konnten bisher noch keine funktionellen Gewebe für die medizinische Anwendbarkeit hergestellt werden. Diese Studie zeigt die Möglichkeit zur Herstellung einer vaskularisierten Plattform‐ Technologie um die Beschränkung der Nährstoff‐Versorgung zu überwinden für die Entwicklung von Transplantaten für die klinische Anwendung und deren sofortige Anastomose an die Blutzirkulation. Die Möglichkeit Rattendarmsegmente zu dezellularisieren, die Extrazellulärmatrix und das interne Gefäßsystem dabei jedoch zu erhalten um diese Strukturen wiederzubesiedeln wurde bewiesen. Das Wiederherstellen des funktionellen arteriovenösen Perfusionskreislaufs ermöglichte die Versorgung von Ko‐kultivierten Zellen um damit funktionalen Gewebeersatz bzw. ‐modelle aufzubauen oder als Medizin‐ Produkt Einsatz zu finden. In vitro‐Studien zeigten eindrucksvoll Reife und Anwendbarkeit des hier entwickelten miniaturisierten, biologischen, vaskularisierten Scaffold (mBioVaSc‐TERM®). Während in in vivo‐Studien zunächst vielversprechende Ergebnisse erzielt wurden, zeigten Langzeit Implantationen die aktuellen Grenzen zur Translation in die klinische Anwendung. Die gewonnenen Erkenntnisse werden dazu dienen Qualität und Funktionalität dieser vielversprechenden Plattform‐Technologie zu verbessern um zukünftige regenerative Therapien zu ermöglichen
Werner, Katharina Julia. "Adipose Tissue Engineering - In vitro Development of a subcutaneous fat layer and a vascularized adipose tissue construct utilizing extracellular matrix structures." Doctoral thesis, 2014. https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:20-opus-104676.
Full textJedes Jahr werden Millionen von plastischen und wiederherstellenden Eingriffe durchgeführt, um zum Beispiel nach Traumata, hochgradigen Verbrennungen oder Tumorekonstruktionen, die natürliche Erscheinung und Funktion im Bereich von Weichgewebsdefekt wiederherzustellen. Gezüchtete Fettgewebskonstrukte sind eine vielversprechende Alternative zu autologen Fettgewebstransfers oder synthetischen Implantaten, um dem Bedarf an Fettgewebe gerecht zu werden. Die Strategien der Gewebezüchtung, besonders das Verwenden von Zellträgern, schaffen eine Umgebung für besseres Zellüberleben, eine einfachere Positionierung und - versehen mit den entsprechenden Eigenschaften - eine schnellere Vaskularisierung in vivo. Um erfolgreich einen Fettgewebe-Ersatz für die klinische Anwendung herzustellen, ist es notwendig das spätere Anwendungsgebiet zu kennen. In manchen Bereichen, wie in den oberen und unteren Extremitäten, braucht man nur eine dünne Unterhautfettschicht, und in anderen Bereichen wiederum ist ein großes Volumen an vaskularisiertem Fettgewebskonstrukt anzustreben. Die Nutzung und das Zusammenspiel von Stammzellen und ausgewählten Zellträgern wurden untersucht und legen nun eine Basis für die Herstellung von passendem und zweckmäßigem Ersatzgewebe zweier unterschiedlicher Anwendungsgebiete. Komplexe Verletzungen der oberen und unteren Extremitäten führen oftmals zu beträchtlicher Narbenbildung. Eine häufige Folgeerscheinung, hervorgerufen durch eine schwere Beschädigung des Unterhautfettgewebes, ist die Adhäsion zwischen mobilen Strukturen wie Sehnen, Nerven und Blutgefäßen. Dies resultiert dann in eingeschränkter Beweglichkeit und lähmenden Schmerzen [Moor 1996, McHugh 1997]. Um eine subkutane Fettschicht herzustellen, die das vernarbte Gewebe nach schwerer Verbrennung oder Verletzung polstert, wurden verschiedene Kollagenmaterialien auf die klinische Handhabung und die Unterstützung der Adipogenese untersucht. In der Untersuchung von fünf verschiedenen Kollagenmatrices zeigten PermacolTM und StratticeTM vielversprechende Eigenschaften. Beide besitzen außerdem die klinische Zulassung. PermacolTM, eine chemisch quervernetzte Kollagenmatrix, zeigte unter Kulturbedingungen hervorragende Langzeitstabilität. Fast ebenso gute Eigenschaften konnten bei StratticeTM, einem nicht vernetzten dermalen Gerüstmaterial, beobachtet werden; es zeigte lediglich leichte Schrumpfung. Alle sonst getesteten Kollagenmaterialien waren unter Kulturbedingungen stark in ihrer Stabilität beeinträchtigt. Zur Herstellung einer subkutanen Fettschicht wäre ein Konstrukt wünschenswert mit einer dünnen, gerade entstehenden Fettschicht für die Polsterung auf der einen Seite und einer nicht besiedelten anderen Seite für die Zelleinwanderung und die Integration in das umliegende Gewebe. Mit PermacolTM und StratticeTM war es möglich Konstrukte herzustellen, welche auf einer Seite mit ASC (aus dem Fettgewebe isolierte Stammzellen) besiedelt und anschließend adipogen differenziert werden konnten. Zusätzlich konnte die Dicke der Zellschicht hierbei variiert werden. Somit ist es möglich die Dicke des Konstruktes an das umliegende Gewebe anzupassen. Um die Preimplantationszeit ex vivo zu verkürzen und damit auch die Kosten zu senken, wurde die Kulturzeit variiert, indem verschiedene Induktionsprotokolle getestet wurden. Eine adipogene Induktionsperiode von nur vier Tagen erwies sich als ausreichend, um eine substantielle adipogene Differenzierung der eingesetzten ASC zu erreichen. Das heißt, die mit ASC besiedelten PermacolTM und StratticeTM Matrices sind zweckdienliche Zellträgermaterialien, um eine subkutane Fettschicht für die oberen und unteren Extremitäten herzustellen, da sie die Adipogenese unterstützen und durch die nur geringe und anpassbare Dicke die Kosmesis nicht beeinträchtigen. Für die Entwicklung von großvolumigem Fettgewebe stellt die adäquate Vaskularisierung noch immer eine große Herausforderung dar. Mit dem Ziel ein vaskularisiertes Fettkonstrukt herzustellen, ist es wichtig die langsame Kinetik der Revaskularisierung in vivo zu berücksichtigen. Daher wurde hier ein dezellularisiertes Schweinedarmsegment mit schon vorhandenen Gefäßstrukturen und Gefäßanschlüssen für die Verbindung zum Kreislaufsystem des Patienten oder eines Bioreaktor-Systems verwendet. Im ersten Schritt wurden auf einem kleinen dezellularisierten Schweinedarm-Stück die Zelladhäsion und die adipogene Differenzierung der ASC in Monokultur getestet. Die Zelladhäsion und die adipogene Reifung konnte mittels histologischer und molekularer Analysen auf dem jejunalen Material nachgewiesen werden. Nach der erfolgreichen Monokultur musste die Co-Kultur von MVEC (micro vaskuläre Endothelzellen) und ASC etabliert werden. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden geeignete Kulturbedingungen gesucht, die die Lebensfähigkeit beider Zelltypen unterstützen und gleichzeitig die adipogene Differenzierung nicht beeinträchtigen. Nach dem Ausschluss von EGF (epidermaler Wachstumsfaktor) aus dem Co-Kulturmedium wurde eine substantielle adipogene Reifung der ASC beobachtet. Im nächsten Schritt wurde ein großes dezellularisiertes jejunales Darmsegment (Länge 8 cm) mit der schon existenten Gefäßstruktur und dem arteriellen und venösen Gefäßstiel an den spezialangefertigten Bioreaktor angeschlossen. Nach der erfolgreichen Wiederbesiedelung der Gefäßstrukturen mit Endothelzellen wurde das Darmlumen mit ASC besiedelt, welche anschließend adipogen induziert wurden. Histologische und molekulare Untersuchungen konnten die adipogenen Reifung und die Existenz von besiedelten Gefäßen im hergestellten Konstrukt bestätigen. Besonders erwähnenswert ist die Beobachtung der Co-Lokalisierung von adipogen differenzierenden ASC und Endothelzellen in vasculären Netzwerken. Somit wurde zum ersten Mal - basierend auf einem dezellularisierten Schweinedarm - ein vaskularisiertes Fettgewebskonstrukt in vitro hergestellt. Da dieses Konstrukt an das Versorgungssystem angeschlossen oder mit dem Blutkreislauf des Patienten verbunden werden kann, ist es vielfältig einsetzbar, zum Beispiel in der plastisch-rekonstruktiven Chirurgie, als Modell in der Grundlagenforschung oder als ein in vitro Medikamenten-Testsystem. Zusammengefasst, wurde in der vorgelegten Arbeit ein vielversprechendes Ersatzmaterial für die Rekonstruktion des Unterhautfettgewebes für die unteren und oberen Extremitäten entwickelt, und zum ersten Mal erfolgreich, so weit in der Literatur bekannt, ein Fettgewebskonstrukt mit integriertem vaskularisiertem Netzwerk in vitro generiert
Torres, Ana B. Faia. "Biochemical and physical surface functionalization of polycaprolactone as a key mediator of osteogenic differentiation and vascularized tissue morphogenesis." Doctoral thesis, 2015. http://hdl.handle.net/1822/38909.
Full textThe orthopedic implants represent an ever-growing biomedical market, as the population is continuously expanding and the average life expectancy is increasing. Tissue engineering and regenerative medicine aim at opening a pathway of therapy and treatment of bone tissue loss or end stage damage. Envisioning this goal, biodegradable solutions, such as polycaprolactone (PCL), offer a number of physiological and clinical advantages over permanent implants. This work aims to determine the aptitude of PCL surface roughness and the density-specific role of fibronectin (FN) adsorbed on PCL to induce differentiation of adult stem cells towards the osteoblastic lineage. Furthermore, as the establishment of a microvascular blood supply, necessary to assure cell survival, is still identified as a major challenge for the clinical application of (bone) engineered biomaterials, the combination of physical regular surface pattern motifs of PCL and density-specific fibronectin coating was investigated to determine the biomaterial effectiveness on the morphogenesis of microvascular tissue, both in vitro and in vivo. Our findings indicate that the optimal FN density regime of ~48 ng/cm2 could consistently and significantly support higher expression of osteocommitment biomarkers, such as cuboidal cytoskeleton morphology, alkaline phosphatase (ALP) activity and collagen type 1deposition. Furthermore, it was verified that such a density can be used as relevant alternative to the potent synthetic osteogenic supplement dexamethasone (Dex), in the osteogenic commitment of stem cells in vitro. Our analysis also demonstrated the differential regulation of the osteogenic differentiation of adult stem cells (from early ALP activity to end-process mineralization) by different roughness average (Ra) along an engineered surface roughness gradient. Faster osteogenic commitment and strongest osteogenic expression was obtained at Ra ~ 2.1 – 3.1 μm. Importantly, the removal of Dex, and even the removal of all osteogenesis-inducing supplements from the cell culture medium, did not prevent the differentiation process from occurring. Indeed, the PCL Ra ~ 0.9 – 2.1 μm showed the ability to alone direct the osteogenic differentiation of the stem cells, in vitro. Finally, we showed that geometrically defined micropatterns of PCL, in association with human density-specific FN adsorption (determined from a gradient study), can induce/instruct the endothelial cells (ECs) to mature into a luminized capillary network, both in vitro and in vivo. These results cumulatively enrich our knowledge on the biochemical and physical cues which evoke osteogenic stem cell modulation and successful recapitulation of supportive microvascularization, highlighting the potential for creating effective solutions for orthopedic applications featuring a clinically relevant biodegradable material.
Implantes ortopédicos representam um mercado em permanente expansão, uma vez que a população e a esperança média de vida continuam a aumentar. A Engenharia de Tecidos e a Medicina Regenerativa propõem-se a criar uma alternativa de terapia e de recobro de tecido ósseo perdido ou danificado. Considerando este propósito, soluções biodegradáveis, tais como policaprolactona (PCL), oferecem um conjunto de vantagens clínicas e fisiológicas sobre implantes permanentes. Este trabalho tem como objectivos determinar a competência da rugosidade à superfície de PCL e de densidades específicas de fibronectina (FN) adsorvidas em PCL, na orientação da diferenciação de células estaminais adultas (MSCs) para a linhagem osteoblástica. Ademais, a combinação de superfícies regulares e fisicamente padronizadas de PCL com uma densidade específica de revestimento de FN foi investigada para determinar a eficiência do biomaterial na morfogénese de tecido microvascular, uma vez que a organização de uma estrutura que estabeleça microcirculação sanguínia, necessária à sobrevivência celular, é ainda identificada como um obstáculo à translação bem-sucedida de estratégias de engenharia de tecidos para a clínica. A nossa investigação identificou um regime óptimo de densidade de FN (~48 ng/cm2) que apoia, consistentemente e de forma significativa, a expressão aumentada de biomarcadores de compromisso com a linhagem osteoblástica, como a morfologia cuboidal do citoesqueleto, a actividade da fosfatase alcalina (ALP) e a deposição de colagénio de tipo 1. Verificou-se ainda que a adsorpção de FN pode ser usada como uma natural e relevante alternativa ao uso do potente agente sintético de osteogénese dexametasona (Dex), para a indução da linhagem osteogénica em células estaminais, in vitro. A nossa análise também revelou regulação diferencial da diferenciação osteogénica de MSCs (da fase inicial traduzida por actividade de ALP até à fase final de mineralização) por diferente rugosidade média (Ra) à superfície do PCL. Rápido e intenso compromisso com o processo de osteogénese foi obtido a Ra ~ 2.1 – 3.1 μm. Relevantemente, a remoção de Dex e, até, de todos os suplementos indutores de osteogénese do meio de cultura celular não impediu o processo de diferenciação de decorrer. De facto, a Ra ~ 0.9 – 2.1 μm em PCL mostrou capacidade de orientar, per se, a diferenciação osteogénica de células estaminais, in vitro. Finalmente, demonstramos que micropadrões físicos de PCL, em associação a uma densidade específica de FN (determinada de um estudo de gradiente), tem capacidade para induzir/instruir células endoteliais para maturação numa rede capilar com lúmen, in vitro e in vivo. Estes resultados cumulativamente enriquecem o nosso conhecimento sobre sinais físicos e bioquímicos que provocam modulação osteogénica de células estaminais, e ainda eficiente recapitulação de microvascularização de suporte, enfatizando o potencial de criação de soluções eficazes para aplicações ortopédicas usando um material biodegradável e clinicamente relevante.
Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)
Leng, Lian. "Flow-based Organization of Perfusable Soft Material in Three Dimensions." Thesis, 2010. http://hdl.handle.net/1807/24259.
Full textMcGuigan, Alison P. "Design and fabrication of a modular vascularised tissue-engineered construct." 2005. http://link.library.utoronto.ca/eir/EIRdetail.cfm?Resources__ID=370898&T=F.
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