内皮化ガス交換膜の低体温保存

Hypothermic Preservation of Endothelialized Gas Exchange Membranes.

• Michael Pflaum
• Hayan Merhej
• Ariana Peredo
• Adim De
• Daniele Dipresa
• Bettina Wiegmann
• Willem Wolkers
• Axel Haverich
• Sotirios Korossis

抄録

心臓血管プロテーゼまたはバイオハイブリッド酸素装置などの血液接触型医療機器の血液接触表面の内皮化は、それらの血液適合性を増加させるためのもっともらしい戦略を示す。それにもかかわらず、自己内皮細胞（ＥＣ）の単離および拡張は、通常、十分な細胞数を得るために複数の処理工程および時間を必要とする。これは、急性の状況での内皮化の適用を除外している。細胞播種されたバイオハイブリッドデバイスの市販品の利用可能性は、低体温保存によって促進される可能性がある。本研究では、ポリメチルペンテン（PMP）ガス交換膜に播種した臍帯血由来内皮コロニー形成細胞（ECFC）の生存率を測定し、市販されている一般的に使用されている様々な保存培地で2週間まで保存しました。3日間の通常の成長培地（EGM-2）で4℃で保存すると、ECFC単分子膜の大規模な破壊と生存率の大幅な低下をもたらしたが、チルプロテックで保存されたECFC単分子膜は、その完全性と生存率に無視できる影響を無視して14日までの後に回復することができました。Celsior、HTS-FRSまたはRokepie培地に保存されたECFC単分子膜は、7日後またはそれ以上の期間の後に生存率の有意な低下を示した。これらの結果は、2週間までのガス交換膜上のECFC単分子膜の低体温保存の実現可能性を実証し、内皮化前酸素供給装置およびさらなるバイオハイブリッド心臓血管デバイスの保存への応用の可能性を示した。

Endothelialization of the blood contacting surfaces of blood-contacting medical devices, such as cardiovascular prostheses or biohybrid oxygenators, represents a plausible strategy for increasing their haemocompatibility. Nevertheless, isolation and expansion of autologous endothelial cells (ECs) usually requires multiple processing steps and time to obtain sufficient cell numbers. This excludes endothelialisation from application in acute situations. Off-the-shelf availability of cell-seeded biohybrid devices could be potentially facilitated by hypothermic storage. In this study, the survival of cord-blood-derived endothelial colony-forming cells (ECFCs) that were seeded onto polymethylpentene (PMP) gas-exchange membranes and stored for up to 2 weeks in different commercially-available and commonly used preservation media was measured. While storage at 4°C in normal growth medium (EGM-2) for 3 days resulted in massive disruption of the ECFC monolayer and a significant decline in viability, ECFC monolayers preserved in Chillprotec could recover after up to 14 days with negligible effects on their integrity and viability. ECFC monolayers preserved in Celsior, HTS-FRS or Rokepie medium showed a significant decrease in viability after 7 days or longer periods. These results demonstrated the feasibility of hypothermic preservation of ECFC monolayers on gas-exchange membranes for up to 2 weeks, with potential application on the preservation of pre-endothelialized oxygenators and further biohybrid cardiovascular devices.

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