Un sistema de perfusión de biorreactor arteriovenoso para el cultivo in vitro fisiológico de tejidos vascularizados complejos
Autores: Helms, Florian; Käding, Delia; Aper, Thomas; Ruhparwar, Arjang; Wilhelmi, Mathias
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un sistema de perfusión de biorreactor arteriovenoso para el cultivo in vitro fisiológico de tejidos vascularizados complejos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Generación
Perfusión
Tejidos vascularizados
Redes arteriovenosas
Red vascular bioartificial
Sistema de perfusión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Antecedentes: La generación y perfusión de tejidos vascularizados complejos in vitro requiere técnicas de perfusión sofisticadas. Para redes arteriovenosas multiescala, no solo las condiciones biomecánicas y bioquímicas arteriales, sino también las venosas, que existen fisiológicamente en el cuerpo humano, deben ser emuladas con precisión. Para esto, presentamos aquí un sistema modular de perfusión arteriovenosa para el cultivo in vitro de una red vascular bioartificial multiescala. Métodos: El sistema de perfusión personalizado consistió en dos circuitos: en el circuito arterial, las condiciones biomecánicas y bioquímicas arteriales fisiológicas se simularon utilizando una configuración modular con una bomba peristáltica pulsátil, cámaras de cumplimiento y resistencias. En el circuito venoso, las condiciones venosas se emularon en consecuencia. En el centro del sistema, un tejido vascularizado bioartificial multiescala basado en fibrina fue perfundido por ambos circuitos simultáneamente bajo condiciones arteriovenosas biomiméticas. Las condiciones de cultivo se monitorearon continuamente utilizando un sistema de monitoreo de múltiples sensores. Resultados: Las curvas de presión y flujo arteriales y venosas fisiológicas, así como el gradiente de presión parcial de oxígeno arteriovenoso microvascular, fueron emulados con precisión en el sistema de perfusión. El sistema de monitoreo de múltiples sensores facilitó el monitoreo en vivo de los parámetros respectivos y el registro de datos. En un experimento de prueba de concepto, los tejidos tridimensionales de fibrina vascularizados mostraron viabilidad celular sostenida y formación homogénea de microvasos después del cultivo en el sistema de perfusión. Conclusiones: El sistema de perfusión arteriovenoso facilitó el cultivo in vitro de un tejido vascularizado multiescala bajo condiciones de gradiente de presión, flujo y oxígeno fisiológicas. Con ello, presenta una técnica prometedora para la generación y cultivo in vitro de tejidos vascularizados complejos a gran escala.
Descripción
Antecedentes: La generación y perfusión de tejidos vascularizados complejos in vitro requiere técnicas de perfusión sofisticadas. Para redes arteriovenosas multiescala, no solo las condiciones biomecánicas y bioquímicas arteriales, sino también las venosas, que existen fisiológicamente en el cuerpo humano, deben ser emuladas con precisión. Para esto, presentamos aquí un sistema modular de perfusión arteriovenosa para el cultivo in vitro de una red vascular bioartificial multiescala. Métodos: El sistema de perfusión personalizado consistió en dos circuitos: en el circuito arterial, las condiciones biomecánicas y bioquímicas arteriales fisiológicas se simularon utilizando una configuración modular con una bomba peristáltica pulsátil, cámaras de cumplimiento y resistencias. En el circuito venoso, las condiciones venosas se emularon en consecuencia. En el centro del sistema, un tejido vascularizado bioartificial multiescala basado en fibrina fue perfundido por ambos circuitos simultáneamente bajo condiciones arteriovenosas biomiméticas. Las condiciones de cultivo se monitorearon continuamente utilizando un sistema de monitoreo de múltiples sensores. Resultados: Las curvas de presión y flujo arteriales y venosas fisiológicas, así como el gradiente de presión parcial de oxígeno arteriovenoso microvascular, fueron emulados con precisión en el sistema de perfusión. El sistema de monitoreo de múltiples sensores facilitó el monitoreo en vivo de los parámetros respectivos y el registro de datos. En un experimento de prueba de concepto, los tejidos tridimensionales de fibrina vascularizados mostraron viabilidad celular sostenida y formación homogénea de microvasos después del cultivo en el sistema de perfusión. Conclusiones: El sistema de perfusión arteriovenoso facilitó el cultivo in vitro de un tejido vascularizado multiescala bajo condiciones de gradiente de presión, flujo y oxígeno fisiológicas. Con ello, presenta una técnica prometedora para la generación y cultivo in vitro de tejidos vascularizados complejos a gran escala.