Historia natural del desarrollo de injertos vasculares de ingenier\u00eda tisular. (A) El andamio TEVG se fabric\u00f3 con fibras de PGA que se tejieron en un tubo (izquierda) y se recubrieron en la superficie interior y exterior con un PCLA (derecha). B) Las im\u00e1genes SEM ampliadas del andamio demostraron capas de esponja de PCLA que rodeaban las fibras de PGA delineadas con una l\u00ednea de puntos blanca. Barras de escala 1 mm a la izquierda, 100 m a la derecha. C) Reconstrucciones 3D representativas de un TEVG (resaltado en amarillo) durante su implantaci\u00f3n de 2 a\u00f1os como injerto de interposici\u00f3n IVC en un modelo de oveja. D) Las im\u00e1genes histol\u00f3gicas H&E representativas demostraron cambios caracter\u00edsticos en TEVG durante el transcurso de 1 a\u00f1o. Barra de escala 4mm. TEVG: injerto vascular de ingenier\u00eda tisular, PGA: \u00e1cido poliglic\u00f3lico, PCLA: policaprolactona-lactida, SEM: microscopio electr\u00f3nico de barrido, IVC: vena cava inferior. Communications Medicine, doi.org\/10.1038\/s43856-021-00063-7 <\/p>\n
Los injertos vasculares de ingenier\u00eda tisular (TEVG) pueden mejorar el tratamiento quir\u00fargico de beb\u00e9s y ni\u00f1os que requieren cirug\u00eda card\u00edaca cong\u00e9nita, mediante la creaci\u00f3n de conductos vasculares funcionales con capacidad de crecimiento. En un nuevo informe publicado ahora en Communication Medicine, Kevin G. Blum, Jacob C. Zbinden, Abhay B. Ramachandra y un gran equipo de investigadores multidisciplinarios y multiinstitucionales utilizaron un enfoque experimental computacional integrador para comprender la historia natural de la formaci\u00f3n de neovasos. en un gran modelo animal precl\u00ednico. Durante los experimentos, combinaron estudios de implantaci\u00f3n en animales grandes con im\u00e1genes e histolog\u00eda in vivo junto con m\u00e9todos computacionales de crecimiento y remodelaci\u00f3n. Los resultados pueden proporcionar informaci\u00f3n sobre la remodelaci\u00f3n de TEVG (injerto vascular de ingenier\u00eda tisular), con implicaciones importantes para la traducci\u00f3n cl\u00ednica para ni\u00f1os con cardiopat\u00edas cong\u00e9nitas. <\/p>\n
Correcci\u00f3n de defectos cong\u00e9nitos del laboratorio a la cl\u00ednica<\/p>\n
La cirug\u00eda card\u00edaca cong\u00e9nita tiene como objetivo corregir defectos cong\u00e9nitos y requiere el desarrollo de vasos sangu\u00edneos artificiales conocidos como injertos vasculares. El potencial para desarrollar un conducto vascular con capacidad de crecer a medida que el paciente se desarrolla es muy prometedor en el campo de la cirug\u00eda card\u00edaca cong\u00e9nita avanzada. Actualmente, los pacientes normalmente superan un injerto sint\u00e9tico y requieren cirug\u00eda adicional. Mediante el uso de la ingenier\u00eda de tejidos, los bioingenieros pueden formar una soluci\u00f3n prometedora a este problema mediante la creaci\u00f3n de un conducto vascular que crece con el paciente para mitigar el crecimiento excesivo som\u00e1tico. Los resultados de los estudios cl\u00ednicos y precl\u00ednicos en curso en el campo han confirmado la posibilidad de formar conductos vasculares vivos con TEVG para explorar el potencial de crecimiento biol\u00f3gico. Si bien varios grupos han avanzado en la traducci\u00f3n cl\u00ednica de TEVG, a\u00fan deben aprobarse en los Estados Unidos. En este trabajo, el equipo de investigadores llev\u00f3 a cabo una serie de experimentos computacionales y de laboratorio para comprender c\u00f3mo los TEVG (injertos vasculares de ingenier\u00eda tisular) se convirtieron en vasos sangu\u00edneos completamente funcionales. Durante los experimentos, mostraron la presencia de dos fases de cambios en el TEVG despu\u00e9s de la implantaci\u00f3n, incluida una fase temprana de inflamaci\u00f3n y una \u00faltima fase de remodelaci\u00f3n de neotejido (tejido nuevo) del andamio mediada por mecanismos. Los vasos sangu\u00edneos resultantes mostraron la capacidad de crecer y responder al flujo sangu\u00edneo, al igual que los propios vasos sangu\u00edneos del cuerpo. Los resultados brindan informaci\u00f3n sobre el proceso de transformaci\u00f3n de TEVG en vasos sangu\u00edneos funcionales, con implicaciones de transferencia t\u00e9cnica a la pr\u00e1ctica cl\u00ednica. <\/p>\n
Cambios morfom\u00e9tricos durante la formaci\u00f3n y desarrollo de neotejidos. A) Im\u00e1genes de ultrasonido intravascular (IVUS) representativas de TEVG, con el lumen delineado en verde y el tama\u00f1o TEVG original superpuesto como referencia en amarillo. Barra de escala de 5 mm. B) La remodelaci\u00f3n en los TEVG se produjo a trav\u00e9s de dos procesos principales, la remodelaci\u00f3n hacia adentro (azul) con una disminuci\u00f3n del di\u00e1metro externo y el crecimiento intramural (rojo) con un engrosamiento de la pared del vaso. C) Cuantificaci\u00f3n de los cambios en el di\u00e1metro interior y exterior de TEVGs en el modelo de oveja medido por IVUS. D) La tinci\u00f3n tricr\u00f3mica representativa de gran aumento demostr\u00f3 un crecimiento intramural a trav\u00e9s de la formaci\u00f3n de tejido inflamatorio y la formaci\u00f3n de neotejido vascular, seguido de un posterior adelgazamiento mural a medida que el andamio se degradaba y el neotejido inflamatorio disminu\u00eda, lo que resultaba en la creaci\u00f3n de un neovaso. Barra de escala 500m. Datos mostrados como media+\/-SD. IVUS: ultrasonido intravascular, TEVG: injerto vascular de ingenier\u00eda tisular. Communications Medicine, doi.org\/10.1038\/s43856-021-00063-7 El modelo computacional<\/p>\n
El equipo de investigaci\u00f3n construy\u00f3 el modelo computacional sobre la base de m\u00e1s de una d\u00e9cada de experiencia en el modelado del crecimiento y remodelaci\u00f3n de vasos nativos, en respuesta a est\u00edmulos mecanobiol\u00f3gicos e inmunobiol\u00f3gicos cambiantes. Dado que el modelo TEVG se basa en un modelo existente desarrollado originalmente para describir y predecir el comportamiento de los vasos nativos, las modificaciones al modelo en relaci\u00f3n con la biodegradaci\u00f3n del andamio llevaron a la hip\u00f3tesis de que los TEVG pueden transformarse en un neovaso que imita a los vasos sangu\u00edneos nativos tras la degradaci\u00f3n del andamio. Durante las simulaciones, Blum et al. rastre\u00f3 la densidad de masa de cada constituyente estructuralmente significativo de la pared, incluido el pol\u00edmero, las c\u00e9lulas musculares lisas y las fibras de col\u00e1geno a lo largo del tiempo a trav\u00e9s de varios pasos de cuasiequilibrio e identific\u00f3 las densidades de masa de estos constituyentes en los producidos a trav\u00e9s de procesos mecanobiol\u00f3gicos e inmunobiol\u00f3gicos. Simularon cuatro estudios de casos y clasificaron el comportamiento de los TEVG en dos per\u00edodos, el primero se refiri\u00f3 al per\u00edodo de formaci\u00f3n de neotejido influenciado por la respuesta inmune del material del andamio, seguido por la remodelaci\u00f3n de los neovasos que ocurri\u00f3 despu\u00e9s de la degradaci\u00f3n del andamio. Un resultado clave del modelo destac\u00f3 c\u00f3mo el crecimiento y la remodelaci\u00f3n de los neovasos imitaban la din\u00e1mica puramente mecanomediada en los vasos nativos.<\/p>\n
Caracterizaci\u00f3n de la formaci\u00f3n de neovasos<\/p>\n
Cambios hemodin\u00e1micos a lo largo de la formaci\u00f3n de neovasos. A) Modelos anat\u00f3micos 3D de TEVG a 1 semana, 6 semanas y 52 semanas despu\u00e9s de la implantaci\u00f3n de TEVG con mapas representativos de magnitud de velocidad (flujo m\u00e1ximo), presi\u00f3n y esfuerzo cortante de la pared (promediados durante el ciclo card\u00edaco), medidos por simulaciones FSI . Una secci\u00f3n transversal correspondiente muestra el flujo a trav\u00e9s de una porci\u00f3n del volumen TEVG (l\u00ednea de puntos) y su espesor luminal correspondiente. Tenga en cuenta el aumento en la magnitud de la velocidad en los puntos de tiempo, la disminuci\u00f3n en el di\u00e1metro y la longitud de 1 semana a 6 semanas y los patrones de flujo que fueron el resultado de los cambios geom\u00e9tricos. Desviaci\u00f3n est\u00e1ndar promedio del \u00e1rea de la secci\u00f3n transversal del lumen (B), grosor de la pared del vaso (C), tensi\u00f3n de cizallamiento de la pared promediada en el tiempo (D) y tensi\u00f3n de Cauchy (promediada durante el ciclo card\u00edaco) (E) que se muestra a lo largo de la longitud normalizada del injerto para cada punto de tiempo. La flecha de proximal a distal indica la direcci\u00f3n del flujo. TEVG: injertos vasculares de ingenier\u00eda tisular, FSI: interacci\u00f3n fluidoestructura. Communications Medicine, doi.org\/10.1038\/s43856-021-00063-7 <\/p>\n
Los cient\u00edficos desarrollaron los andamios utilizando fibras de \u00e1cido poliglic\u00f3lico (PGA) tejidas en un tubo y recubiertas con un copol\u00edmero 50:50 de policaprolactona y poli-L- lactida para formar una esponja porosa. El andamio dise\u00f1ado podr\u00eda disolverse por hidr\u00f3lisis. Tras la implantaci\u00f3n en un modelo de oveja, el equipo not\u00f3 cambios morfol\u00f3gicos en el per\u00edodo inicial de 26 semanas, seguido de una degradaci\u00f3n completa del andamio a las 52 semanas para dar como resultado un neovaso, que se parec\u00eda mucho a un vaso sangu\u00edneo nativo. Sobre la base de im\u00e1genes de ultrasonido intravascular en serie a lo largo de 52 semanas posteriores a la implantaci\u00f3n, el equipo observ\u00f3 informaci\u00f3n adicional sobre la morfolog\u00eda de los TEVG en evoluci\u00f3n, junto con evaluaciones histol\u00f3gicas de explantes en per\u00edodos de tiempo espec\u00edficos de inter\u00e9s. A continuaci\u00f3n, el equipo realiz\u00f3 estudios de biodegradaci\u00f3n in vitro e in vivo de los neovasos durante el crecimiento y la remodelaci\u00f3n para examinar la disminuci\u00f3n de la masa del material, que originalmente proporcionaba protecci\u00f3n contra el estr\u00e9s y est\u00edmulos inflamatorios. Observaron las tasas de biodegradaci\u00f3n en soluci\u00f3n tamponada de fosfato hasta 70 grados cent\u00edgrados y el marco de tiempo din\u00e1mico de biodegradaci\u00f3n in vitro e in vivo, respectivamente. Los estudios en el laboratorio mostraron una conformidad progresiva del andamio durante la degradaci\u00f3n del pol\u00edmero. Los cient\u00edficos tambi\u00e9n examinaron la inflamaci\u00f3n inducida por andamios in vivo mediante la observaci\u00f3n de la presencia de marcadores de inflamaci\u00f3n y atribuyeron las propiedades biomec\u00e1nicas de TEVG al comportamiento del material y los constituyentes del neotejido.<\/p>\n
El modelo computacional predice la formaci\u00f3n de neovasos TEVG. A) Modelado G&R computacional de la formaci\u00f3n de neotejido TEVG que demuestra los efectos combinatorios de la inflamaci\u00f3n y la formaci\u00f3n y remodelaci\u00f3n de neotejido mecanomediadas previstas para el injerto probado experimentalmente (izquierda). Resultados adicionales del modelado computacional para casos te\u00f3ricos con ausencia de una respuesta inmunitaria (centro a la izquierda), solo una respuesta inmunitaria (centro a la derecha) y falta de mecanomediaci\u00f3n para la producci\u00f3n de neotejidos (derecha). B) Gr\u00e1fico de remodelaci\u00f3n interna frente a crecimiento intramural, con cambios a lo largo del tiempo demostrados por flechas desde el origen. C) Comparaci\u00f3n de la predicci\u00f3n de modelos computacionales de neotejido inflamatorio y mec\u00e1nico con hallazgos histol\u00f3gicos. D) Predicci\u00f3n del espesor mediada por estr\u00e9s y (E) predicci\u00f3n del \u00e1rea luminal mediada por estr\u00e9s basada en mediciones hemodin\u00e1micas y morfol\u00f3gicas tomadas de un estudio de hemodin\u00e1mica computacional y la suposici\u00f3n de que las perturbaciones en el flujo y la presi\u00f3n son proporcionales a sus valores homeost\u00e1ticos. Cortante perturbado y esfuerzo circunferencial calculados utilizando las constantes de proporcionalidad y los cambios de espesor y radio resultantes inferidos. Los valores nativos de IVC de 52 semanas se tomaron como valores homeost\u00e1ticos. Los valores medidos +\/- desviaci\u00f3n est\u00e1ndar se muestran a trav\u00e9s de marcadores circulares. Todos los valores se calcularon al 77 % de la distancia desde la anastomosis proximal a la distal, donde la estenosis se produce habitualmente en ovejas de 6 semanas. TEVG: injerto vascular de ingenier\u00eda tisular, G&R: crecimiento y remodelaci\u00f3n, IVC: vena cava inferior. Communications Medicine, doi.org\/10.1038\/s43856-021-00063-7 <\/p>\n
Hemodin\u00e1mica y an\u00e1lisis de neotejidos<\/p>\n
Blum et al. luego evalu\u00f3 los efectos de la evoluci\u00f3n de los andamios de neovasos y sus cambios morfol\u00f3gicos en la hemodin\u00e1mica mediante la realizaci\u00f3n de simulaciones computacionales espec\u00edficas del sujeto y mapas 3D calculados de los principales \u00edndices hemodin\u00e1micos para crear modelos anat\u00f3micos 3D de TEVG despu\u00e9s de la implantaci\u00f3n. Las simulaciones destacaron la historia natural del desarrollo del andamio in vivo a partir del desarrollo de estenosis evidenciado por un marcado estrechamiento del \u00e1rea de la secci\u00f3n transversal del lumen, que se revirti\u00f3 en 52 semanas. An\u00e1lisis posteriores demostraron la importancia de la extensi\u00f3n y el momento de la formaci\u00f3n de neotejidos mediada por sistemas inmunitarios y mec\u00e1nicos durante la evoluci\u00f3n del andamio. Con base en las simulaciones, Blum et al. sugiri\u00f3 que el crecimiento y la remodelaci\u00f3n despu\u00e9s de la degradaci\u00f3n del andamio producir\u00edan progresivamente un neovaso que imita a los vasos nativos. A las 52 semanas despu\u00e9s de la implantaci\u00f3n, mediante microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido de superficie, observaron una cobertura luminal continua de las c\u00e9lulas endoteliales y, mediante tinci\u00f3n inmunofluorescente, visualizaron la confluencia de c\u00e9lulas endoteliales. Los neovasos tambi\u00e9n exhibieron respuestas contr\u00e1ctiles similares a los vasos nativos en respuesta a la estimulaci\u00f3n bioqu\u00edmica, para sugerir estructuras biomim\u00e9ticas similares a las nativas con funci\u00f3n bioinspirada. <\/p>\n
Los neovasos TEVG demuestran crecimiento biol\u00f3gico. A) Im\u00e1genes representativas del crecimiento de ovejas durante el tiempo de implantaci\u00f3n. B) Cuantificaci\u00f3n del peso de los animales de control implantados y no implantados de TEVG durante la implantaci\u00f3n a largo plazo. C) Im\u00e1genes de angiograf\u00eda 3D representativas de una oveja durante el tiempo de implantaci\u00f3n. VCI nativa de color amarillo, TEVG de color azul oscuro y estructuras anat\u00f3micas circundantes de color azul claro. Medidas tomadas de cada imagen representativa que se muestra a continuaci\u00f3n. D) Cuantificaci\u00f3n del volumen de TEVG a lo largo del tiempo. E) Im\u00e1genes representativas de TEVG de injerto medio en el \u00e1rea m\u00ednima y m\u00e1xima durante un ciclo card\u00edaco medido por MRI, a 1 semana (izquierda) y 52 semanas (derecha). F) Cuantificaci\u00f3n de la deformaci\u00f3n del \u00e1rea de TEVG y IVC adyacente a la semana 1 y 52 despu\u00e9s de la implantaci\u00f3n. G) Longitud de TEVG y cuerpo vertebral medida por angiograf\u00eda. Los cuadros rojos indican el tiempo hasta la degradaci\u00f3n completa de TEVG. Datos mostrados como media+\/-SD. Significancia estad\u00edstica en los datos de deformaci\u00f3n del \u00e1rea determinada mediante la prueba de Mann-Whitney para la prueba de varianzas desiguales. *<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Historia natural del desarrollo de injertos vasculares de ingenier\u00eda tisular. (A) El andamio TEVG se fabric\u00f3 con fibras de PGA que se tejieron en un tubo (izquierda) y se recubrieron en la superficie interior y exterior con un PCLA (derecha). B) Las im\u00e1genes SEM ampliadas del andamio demostraron capas de esponja de PCLA que rodeaban … Continuar leyendo \u00abLos injertos vasculares de ingenier\u00eda tisular se transforman en neovasos aut\u00f3logos con funci\u00f3n biomim\u00e9tica\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-6356","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6356","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6356"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6356\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6356"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6356"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6356"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}