Hyaluronan Scaffold for Regenerating Elastin Matrices

用于再生弹性蛋白基质的透明质酸支架

基本信息

  • 批准号:
    7342012
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-01-22 至 2009-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The disruption of vascular elastin matrices due to mechanical injury or acquired diseases (e.g., aneurysms), or their congenital absence or malformation can severely compromise vessel elasticity and elastin-mediated cell signaling important to morphogenesis, injury response, and inflammation. Regeneration of elastin within de-elasticized vessels and within tissue-engineered constructs is limited by the poor elastin output by adult vascular smooth muscle cells (VSMCs). Also, cell scaffold materials that can upregulate elastin synthesis and provide biologic cues necessary to regenerating faithful mimics of native elastin matrices are yet to be identified. Previously we determined that that highly biocompatible, crosslinked scaffolds (hylans) containing hyalruonan (HA), a glycosaminoglycan in the ECM, stimulates cultured VSMCs to synthesize close mimics of native elastin. Evidence suggests that HA fragments, not native long-chain HA elicit these elastogenic responses, although long-chain HA possibly facilitates matrix stabilization. The further fabrication of elastogenic scaffolds containing a mixture of long-chain HA and HA fragments, is however contingent on elucidating (i) the differential effects of surface tethered HA or/ and HA fragments on elastogenesis by adult VSMCs, important to optimizing scaffold composition, (ii) the potential benefits of cell culture within prealigned 3D HA scaffolds than on 2D surfaces, to mimicking vascular elastin ultrastructure, and (iii) the impact of concurrently provided mechanical and biochemical cues on the quality (amount, structure, durability, and mechanics) of the synthesized elastin matrix. AIMS: The objective of this project is to clarify the impact of the above parameters on elastin synthesis in an adult rat VSMC culture model. Aim 1 will optimize the HA-fragment size distribution within surface-tethered mixtures of HA based on their individual effects on elastin synthesis by adult RVSMCs. Aim 2 will investigate the standalone and combined benefits of tubular, electrospun HA nanofiber scaffolds containing the optimized composition determined in Aim 1, cyclic mechanical strain, & growth factor (TGF-b, IGF-1) supplements to matrix quality. SIGNIFICANCE: The study outcomes will create a tool that can be integrated with existing vascular devices to fabricate faithful mimics of native elastin on demand. Such elastin mimics will be useful to augument and repair elastin in degenerated vessels, and also make available an in vitro model to study elastogenesis.
描述(由申请人提供):由于机械损伤或后天性疾病(例如动脉瘤)或其先天性缺失或畸形而导致的血管弹性蛋白基质的破坏会严重损害血管弹性和弹性蛋白介导的细胞信号传导,这对形态发生、损伤反应、和炎症。去弹性血管和组织工程结构内的弹性蛋白再生受到成体血管平滑肌细胞 (VSMC) 弹性蛋白输出较差的限制。此外,尚未确定可以上调弹性蛋白合成并提供再生天然弹性蛋白基质的忠实模拟物所需的生物线索的细胞支架材料。之前我们确定,含有透明质酸 (HA)(ECM 中的一种糖胺聚糖)的高度生物相容性交联支架(hylan)可刺激培养的 VSMC 合成天然弹性蛋白的近似模拟物。有证据表明,HA 片段(而非天然长链 HA)引发这些弹性反应,尽管长链 HA 可能有助于基质稳定。然而,含有长链 HA 和 HA 片段混合物的弹性支架的进一步制造取决于阐明 (i) 表面束缚的 HA 或/和 HA 片段对成人 VSMC 弹性生成的不同影响,这对于优化支架组成很重要, (ii) 与 2D 表面相比,在预对准的 3D HA 支架内进行细胞培养对于模拟血管弹性蛋白超微结构的潜在益处,以及 (iii) 同时提供的机械作用的影响以及对合成弹性蛋白基质的质量(数量、结构、耐久性和力学)的生化线索。目的:该项目的目的是阐明上述参数对成年大鼠 VSMC 培养模型中弹性蛋白合成的影响。目标 1 将根据 HA 表面束缚混合物对成人 RVSMC 弹性蛋白合成的各自影响,优化 HA 片段大小分布。目标 2 将研究管状电纺 HA 纳米纤维支架的独立和综合效益,该支架包含目标 1 中确定的优化成分、循环机械应变和生长因子(TGF-b、IGF-1)补充剂对基质质量的影响。意义:该研究成果将创建一种可以与现有血管装置集成的工具,以按需制造天然弹性蛋白的忠实模仿物。这种弹性蛋白模拟物将有助于增强和修复退化血管中的弹性蛋白,并且还可以提供体外模型来研究弹性生成。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Aligned electrospun scaffolds and elastogenic factors for vascular cell-mediated elastic matrix assembly.
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