Scaffolds in tissue engineering of blood vessels

Tissue engineering of small diameter (<5 mm) blood vessels is a promising approach for developing viable alternatives to autologous vascular grafts. It involves in vitro seeding of cells onto a scaffold on which the cells attach, proliferate, and differentiate while secreting the components of extracellular matrix that are required for creating the tissue. The scaffold should provide the initial requisite mechanical strength to withstand in vivo hemodynamic forces until vascular smooth muscle cells and fibroblasts reinforce the extracellular matrix of the vessel wall. Hence, the choice of scaffold is crucial for providing guidance cues to the cells to behave in the required manner to produce tissues and organs of the desired shape and size. Several types of scaffolds have been used for the reconstruction of blood vessels. They can be broadly classified as biological scaffolds, decellularized matrices, and polymeric biodegradable scaffolds. This review focuses on the different types of scaffolds that have been designed, developed, and tested for tissue engineering of blood vessels, including use of stem cells in vascular tissue engineering.

La reconstitution par ingénierie tissulaire de vaisseaux sanguins de petit diamètre (< 5 mm) est une approche prometteuse pour le développement de solutions de rechange viables aux autogreffes. Cette approche nécessite l’ensemencement in vitro de cellules sur un support sur lequel les cellules s’attachent, prolifèrent et se différencient en sécrétant les composantes de la matrice extracellulaire indispensables pour créer le tissu. Le support devrait fournir la résistance mécanique initiale nécessaire pour résister aux forces hémodynamiques in vivo jusqu’à ce que les cellules musculaires lisses vasculaires et les fibroblastes renforcent la matrice extracellulaire de la paroi vasculaire. Le choix du support est donc crucial pour fournir des signaux de guidage aux cellules afin qu’elles se comportent de la manière requise pour produire des tissus et des organes de la forme et de la dimension désirées. Plusieurs type de supports ont été utilisés pour reconstruire les vaisseaux sanguins. Ils peuvent être classés sommairement en trois catégories : supports biologiques, matrices décellularisée et supports de polymères biodégradables. La présente synthèse fait le point sur les différents types de supports qui ont été conçus, mis au point et testés pour l’ingénierie des vaisseaux sanguins.