فإن الكتاب أود أن أشكر غابرييل أروم ومايكل Yeranosian للمساهمات التقنية لتكرار السابقة من هذا المشروع. وقد تم تمويل هذا المشروع من قبل الطبيب السريري OREF عالم التدريب غرانت (NL)، سمو لي الجراحية بحوث غرانت (NL)، وقدامى المحاربين إدارة BLR &amp; D مراجعة الاستحقاق 1 I01 BX00012601 (DM) والعضلات والعظام زرع جائزة الباحث الشاب مؤسسة (FP).

ملاحظة: تمت الموافقة على جميع العمليات الجراحية الحيوان من قبل الموظفين والحيوان البيطرية جنة استخدام المحلية قبل بدء التجارب. 1. إعداد Electrospun Polycaprolactone السقالات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تزن وحل استر الصف الطبية بولي إنهاء (ε-caprolactone) في شكل حبيبات في 1،1،1،3،3،3-hexafluoro-2-بروبانول لإنشاء 10٪ ث / ث حل البوليمر PCL. السماح للضجة الحل باستخدام لوحة ضجة لا يقل عن 3 ساعة لضمان حل متجانس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Electrospin الحل PCL لخلق صفعة من الألياف PCL الانحياز للغاية لسقالة تلفيق. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحضير الإعداد غزل كهربائي في غطاء الدخان الكيميائية مع مروحة في جميع الأوقات. هذا يتكون من مربع الاكريليك كبيرة من شأنها أن تكون بمثابة وسيلة فراغ معزول لعملية غزل كهربائي ولها نقاط الدخول من أجل حل PCL المصدر مدفوعا مصدر التيار الكهربائي، وجمع مغزل التي تعمل بالطاقة الحركية، ومنفذ فراغ. تنظيف الأكريليكج مربع تماما مع الإيثانول وتغطي جميع الأسطح مع أوراق بارافيلم لإزالة أي الشوائب التي قد تؤثر سلبا على جودة المنتج electrospun. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحمل حوالي 3 مل من محلول أعلاه في حقنة 10 مل مع كليلة انتهت 18 G، 1 ½ بوصة إبرة. إزالة أي فقاعات الهواء عن طريق دفع ما يصل حقنة. حل القفل إلى ضخ حقنة للبرمجة. أدخل الإبرة من خلال ثقب صغير في مربع الاكريليك مع ترك حوالي ½ بوصة من الإبرة من خارج منطقة الجزاء الاكريليك لمرفق من السلك مصدر الجهد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام 30 ملم الدورية مغزل مخرطة باسم جامع للألياف PCL الانحياز للغاية. تغطية مغزل بإحكام بشريط رقيقة من رقائق الألومنيوم. قفل مغزل في السيارات على الجانب الآخر من مربع حوالي 15 سم بعيدا عن إبرة حقنة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إدراج خرطوم البلاستيكية في منفذ فراغ والاتصال بمصدر فراغ غطاء الدخان. بدوره على مصدر فراغ وتغطية الاكريليك مربع مع غطاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sوآخرون معدل ضخ ضخ حقنة للبرمجة إلى 2.5 مل / ساعة. تشغيل المحرك لتشغيل مغزل في 3،450 دورة في الدقيقة وإرفاق قيادة إيجابية من مصدر الجهد لطرف الإبرة من خارج منطقة الجزاء باستخدام مقطع التمساح. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة وقد بدأت ضخ الحل PCL، بدوره على مصدر الجهد وتعيين إلى الجهد التشغيل 20 كيلو فولت. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يبث الحل لمدة 12 دقيقة إلى إنشاء صفعة متجانسة من 0.5 مل من محلول PCL. ملاحظة: في المتوسط، كل صفعة لديها ما يكفي من المواد electrospun لخلق ورقتين ستة الشريط، والتي يمكن استخدامها لخلق ما مجموعه ثلاثة السقالات أربعة الطبقات. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قطع الليزر الكفة PCL لتشكيل ورقة صغيرة متعددة على VersaLaser كتر 2.3 تعمل على إعداد منخفض فراغ، 10.0 كيلو هبوط الجهد، 6.4 ملم العمل عن بعد، وقطر التحقيق من 3.0. ملاحظة: في هذا المثال، تم استخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر لإرشاد القاطع لانتاج صفائح متعددة من 1.5 مم × 35 مم × 150 ميكرون السقالات معوزعت بالتساوي 150 ميكرون ثقوب قطرها في منطقة المسام بنسبة 15٪. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> البلازما حفر السقالات PCL باستخدام نظافة البلازما للحث على hydrophilicity من سطح PCL مع أيون التسارع. تعيين فراغ إلى 450 mTorr وعلاج السقالات لمدة 30 ثانية على قوة عالية (29.6 W). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يستحم السقالات في 70٪ من الإيثانول في بيئة معقمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف السقالات الفردية مع الكولاجين لتسهيل التصاق الخلايا وانتشارها في الجسم الحي. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إيجاد حل الكولاجين الطلاء عن طريق تمييع ل8: 1: 2.5 محلول معقم من Purecol الكولاجين 3 ملغ / مل حل القياسية، 10X PBS و 0.1 N هيدروكسيد الصوديوم 1: 9 في برنامج تلفزيوني 1X في 4 درجات مئوية. مزيج دقيق لضمان حل التجانس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> معطف الفردي 1.5 مم × 35 مم × 150 ميكرون السقالات مع فيلم طبقة رقيقة من الحل الكولاجين أعلاه. السماح ليجف لمدة 24 ساعة في بيئة معقمة. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الخيوط الجراحية 5-0 Vicryl، مكدس ويضعوا أربعة الفردي 1.5 مم × 35 مم × 150 ميكرون السقالاتباستخدام Krackow غرزة لخلق النهائية 0.6 مم، متعددة الطبقات، المغلفة الكولاجين سقالة التي هي على استعداد لزرع. </li></ol> 2. بروتوكول جراحة الجرذ <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لحث التخدير عن طريق وضع الفئران في غرفة الاستنشاق وتقديم 2٪ الأيزوفلورين مع 2 لتر / دقيقة الأوكسجين. تأكيد الفئران هو تخدير كاف عن طريق الضغط على هند القدم وتقييم لأي رد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> على الطاولة الخلفي غير معقمة، حقن تحت الجلد 25 ملغ / كغ الأمبيسلين و 0.03 ملغم / كغم البوبرينورفين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطبيق مرهم للعين للعيون. كليب الفراء من أطرافهم هند المنطوق والإعدادية موقع الجراحية مع ثلاثة الدعك بالتناوب من الكلورهيكسيدين والايثانول 70٪. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الفئران على طاولة العمليات، على وسادة ساخنة لمنع انخفاض حرارة الجسم. آمن مخروط الأنف، والحفاظ على التخدير من خلال الإجراء مع 2٪ الأيزوفلورين في 2 L / الأكسجين دقيقة، ألقى مخروط الأنف. ثنى بطريقة معقمة، وترك الطرف المنطوق عرضة للخطر. </li><li&gt; قبل البدء في عملية جراحية، تأكد أولا التخدير الكافي من عدم وجود استجابة إلى hind ضغط القدم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جعل 2 سم طويلة وسطي شق عمودي إلى الركبة، وتركزت على مستوى الرضفة. التراجع الجلد أفقيا حتى يتركز شق على الركبة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مشرط لجعل بضع المفصل المحيط بالرضفة وسطي عن طريق خفض مجرد وسطي لالرضفة وتوسيع نطاق قريب إلى مستوى تقاطع العضلي الوتري للعضلات الفخذ وبشكل أقصى إلى مستوى الإدراج الوتر الرضفي على tubercule عظام الساق. والحرص على عدم قطع الرضفي أو عضلات الفخذ الأوتار. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الرضفة الإفراج أفقيا من خلال جعل شق عمودي 1 سم من خلال كبسولة الركبة فقط الجانبية لوتر الرضفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضمان تمديد الركبة. خذ مقصا الجميلة وتمر تحت الرضفة من الأفقي إلى وسطي. نشر مقص بضع مرات بحيث يمكن ترجمة آلية الباسطة إلى أي من الجانبين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في حين الثناء روقال انه في الركبة، وترجمة الرضفة أفقيا لفضح داخل مفصل الركبة. ضمان التصور واضحا لالثلمة بين واللقم الفخذ. باستخدام مشرط، المسح الشامل للACL وPCL في الدرجة الأولى. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل الحفر السلطة مع 1.6 ملم ك-السلك. وضع ك-الأسلاك طرف على الأصل ACL في الثلمة بين. حفر علوي وحشي وتصور نقطة الخروج على الجانب الوحشي من عظم الفخذ، وإزالة أي نوع من الأنسجة الناعمة ضرورية كما هو الحال مع مشرط. تمرير ك سلك الدخول والخروج عدة مرات لضمان مرور واضح للالكسب غير المشروع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع ك-السلك على البصمة ACL على هضبة عظام الساق. حفر anterolaterally وتصور نقطة الخروج على الساق القريبة أمامي جانبي. استخدام مشرط لمسح الأنسجة اللينة حسب الضرورة بحيث النقطة حيث ك سلك يخرج الساق هو تصور تماما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمرير تقصير كيث إبرة (مثالي لا يزيد عن 2 بوصة طويلة) من خلال نفق عظم الفخذ. كاتب الموضوع طرفي الخيط من طرف واحد من الكسب غير المشروع من خلال عين Kإييث الإبرة. استخدام إبرة لسحب واحدة من نهاية الكسب غير المشروع من خلال النفق الفخذ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر الخطوة السابقة لتمرير الطرف الآخر من الكسب غير المشروع من خلال النفق قصبي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام 4-0 Vicryl خياطة ليضعوا نهاية الفخذ من الكسب غير المشروع لالمحيطة السمحاق أو الأنسجة الرخوة الأخرى مع غرزة الرقم من بين ثمانية. يدويا التوتر الكسب غير المشروع مع الركبة في التمديد. يضعوا نهاية عظام الساق من الكسب غير المشروع لالمحيطة السمحاق أو الأنسجة الرخوة الأخرى مع غرزة الرقم من بين ثمانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مقص لقطع الكسب غير المشروع الزائد على طرفي، وترك 1-2 ملم في نهاية كل الماضي غرزة الرقم من بين ثمانية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تمديد الركبة والحد من الرضفة. باستخدام 4-0 vicryl، ضع الرقم من بين ثمانية غرزة واحدة لإغلاق كبسولة مشتركة وسطي، ومنع خلع جزئي الجانبي للالرضفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إغلاق الجلد مع تشغيل تحت البشرة 5-0 Monocryl أو Vicryl خياطة، مع الحرص على عدم خياطة العضلات الأساسية أو لديك أي خياطة مرئية مرة واحدة يتم إغلاق الجلد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Injeالفئران المقطعية تحت الجلد مع البوبرينورفين كل 12 ساعة ليصبح المجموع ثلاثة أيام بعد العمل الجراحي. تحقق من موقع الجراحية لأي الصرف أو تفزر الجرح في وقت الحقن. العرج وبعض التورم طبيعية في الأيام القليلة الأولى بعد الجراحة، ولكن على الفور معالجة أي مخاوف ما بعد الجراحة بالتعاون مع موظفي البيطري. ويمكن إرجاع الحيوان في السكن الاجتماعي في 2 أسابيع بعد العمل الجراحي، وعندما تلتئم الشقوق الجراحية تماما. </li></ol> 3. بروتوكول جمع البيانات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في وقت التضحية، خنق الفئران بشكل فردي في غرفة مغلقة CO 2 تليها بضع الصدر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حصاد كل من أطرافه إعادة بنائها جراحيا والمقابل عن طريق فصل في مفصل الورك. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> لأطرافه أعيد بناؤها، وإزالة جميع الأنسجة اللينة، بما في ذلك الرباط الصليبي الخلفي وبقايا من ACL الأصلي تعطلت جراحيا، من خلال تشريح غرامة لعزل فقط عظم الفخذ، الساق، والكسب غير المشروع. </li> &lt;لى&gt; للأطرافه المقابل، وإزالة جميع الأنسجة اللينة عدا ACL الأصلي وكذلك عظم الفخذ والساق عن طريق تشريح غرامة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أداة دوارة مثل دريميل، لإزالة كافة ولكن ¾ إلى 1 سم من العظام من كل طرف من مجمع عظم الفخذ-الطعم الساق. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خلال هذه العملية وطوال اختبار النشاط الحيوي، بشكل منتظم ومتكرر رش المناطق الرباطية مع محلول ملحي لمنع جفاف الركبة تحصد الأمر الذي قد يغير زورا النتائج. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> للتحليل النسيجي، وتحديد كل على حدة الركبة في 4٪ حل بارافورمالدهيد عند 25 درجة مئوية لمدة 48 ساعة. وبعد ذلك، غمر الركبة في حل من Immunocal كاشف للزوال الكلس كامل؛ هذه العملية تعتمد على محتويات كلسي من العينة، وربما يستغرق ما يصل إلى خمسة أيام. تحقق عينات فردية يوميا لتقييم التقدم المحرز كما زوال الكلس غير مكتمل يستطيع خفض جودة العينة. مرة واحدة كاملة، نفذ باجتزاء، الشريحة المتزايدة، وتلطيخ كما تريد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ادائهام اختبار النشاط الحيوي لتقييم القدرات الوظيفية للأنسجة المهندسة الرباط. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تأمين عظم الفخذ والساق بلف 28 G أسلاك الفولاذ المجلفن حول الكردوس من كل العظام بشكل منفصل. وهذا لمنع غير دقيقة البيانات اختبار النشاط الحيوي من فشل الشد من السابق لأوانه من العينة في العظام وليس في الرباط من الفائدة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وعاء عظم الفخذ في خليط من الاسمنت polymethylmethacrylate (PMMA) العظام. للقيام بذلك، ومزيج مكونات الاسمنت اثنين واستخدامها على الفور خليط لزج لتأمين عظم الفخذ في المعادن، والتغليف تماما diaphysis من العظام في وعاء ملاطي مع الكردوس والرباط المرفقة جاحظ بحرية. السماح عفوية بلمرة الجذور الحرة لتحويل تدريجيا مكونات لزجة مختلطة لمادة دوغي ونهاية المطاف إلى مصفوفة صلابة الصلبة. ملاحظة: هذه العملية تستغرق عدة دقائق ويمكن رصدها من خلال تقييم درجة حرارة بلعة مصنوعة من يدوياالاسمنت المتبقية. درجة الحرارة ينبغي أن تزيد بشكل عابر خلال رد فعل البلمرة الطاردة للحرارة وتهدأ لRT بعد يتصلب المادية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> كرر نفس العملية أعلاه لتدعيم الساق، إلا مع الحفاظ على أربطة الركبة عند 20 درجة انثناء للاختبار الميكانيكية المثالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جبل مجمع عظم الفخذ-الطعم الساق ملاطي على جهاز اختبار الشد، والاستعداد لتحميل سجل والتشريد بوصفها وظيفة من الزمن من بداية التوتر إلى الفشل. في هذا المثال، استخدمنا نموذج INSTRON 5564 مع تحميل خلية 1 كيلو نيوتن. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل التوتر الكسب غير المشروع إلى 2 N بمعدل المنحدر من 0.5 N / دقيقة ومن ثم اختبار الكسب غير المشروع للفشل بمعدل سلالة من 0.5 ملم / ثانية. وخلال هذه العملية، تأكد من أن الرباط هو الفشل في منتصف مادة وأن عظم الفخذ والساق عظمي وآمن وليس الفشل قبل الأوان، والتي قد تقييم غير دقيق خصائص النشاط الحيوي في الرباط اختبارها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام لدت التحميل النزوحمنحنيات لحساب الحمل الفشل وصلابة من الرباط اختبارها. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Fetto, J. F., Marshall, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+natural+history+and+diagnosis+of+anterior+cruciate+ligament+insufficiency.">The natural history and diagnosis of anterior cruciate ligament insufficiency.</a> Clin Orthop Relat Res. (147), 29-38 (1980).</li><li>Kim, Y. M., Lee, C. A., Matava, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+results+of+arthroscopic+single-bundle+transtibial+posterior+cruciate+ligament+reconstruction:+a+systematic+review.">Clinical results of arthroscopic single-bundle transtibial posterior cruciate ligament reconstruction: a systematic review.</a> Am J Sports Med. 39 (2), 425-434 (2011).</li><li>Andersson, C., Odensten, M., Gillquist, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knee+function+after+surgical+or+nonsurgical+treatment+of+acute+rupture+of+the+anterior+cruciate+ligament:+a+randomized+study+with+a+long-term+follow-up+period.">Knee function after surgical or nonsurgical treatment of acute rupture of the anterior cruciate ligament: a randomized study with a long-term follow-up period.</a> Clin Orthop Relat Res. (264), 255-263 (1991).</li><li>Klimkiewicz, J. J., Petrie, R. S., Harner, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surgical+treatment+of+combined+injury+to+anterior+cruciate+ligament,+posterior+cruciate+ligament,+and+medial+structures.">Surgical treatment of combined injury to anterior cruciate ligament, posterior cruciate ligament, and medial structures.</a> Clin Sports Med. 19 (3), 479-492 (2000).</li><li>Petrigliano, F. A., McAllister, D. R., Wu, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+for+anterior+cruciate+ligament+reconstruction:+a+review+of+current+strategies.">Tissue engineering for anterior cruciate ligament reconstruction: a review of current strategies.</a> Arthroscopy. 22 (4), 441-451 (2006).</li><li>Groot, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+porous+polyurethanes+for+meniscal+reconstruction+and+meniscal+prostheses.">Use of porous polyurethanes for meniscal reconstruction and meniscal prostheses.</a> Biomaterials. 17 (2), 163-173 (1996).</li><li>Leong, N. L., Petrigliano, F. A., McAllister, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+tissue+engineering+strategies+in+anterior+cruciate+ligament+reconstruction.">Current tissue engineering strategies in anterior cruciate ligament reconstruction.</a> J Biomed Mater Res A. 102 (5), 1614-1624 (2014).</li><li>Duling, R. R., Dupaix, R. B., Katsube, N., Lannutti, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanical+characterization+of+electrospun+polycaprolactone+(PCL):+a+potential+scaffold+for+tissue+engineering.">Mechanical characterization of electrospun polycaprolactone (PCL): a potential scaffold for tissue engineering.</a> J Biomech Eng. 130 (1), 011006 (2008).</li><li>Shao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polycaprolactone+electrospun+mesh+conjugated+with+an+MSC+affinity+peptide+for+MSC+homing+in+vivo.">Polycaprolactone electrospun mesh conjugated with an MSC affinity peptide for MSC homing in vivo.</a> Biomaterials. 33 (12), 3375-3387 (2012).</li><li>Tillman, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+in+vivo+stability+of+electrospun+polycaprolactone-collagen+scaffolds+in+vascular+reconstruction.">The in vivo stability of electrospun polycaprolactone-collagen scaffolds in vascular reconstruction.</a> Biomaterials. 30 (4), 583-588 (2009).</li><li>Wise, S. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+multilayered+synthetic+human+elastin/polycaprolactone+hybrid+vascular+graft+with+tailored+mechanical+properties.">A multilayered synthetic human elastin/polycaprolactone hybrid vascular graft with tailored mechanical properties.</a> Acta Biomater. 7 (1), 295-303 (2011).</li><li>Vargel, I., Korkusuz, P., Mencelo&#287;lu, Y. Z., Pi&#351;kin, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+performance+of+antibiotic+embedded+electrospun+PCL+membranes+for+prevention+of+abdominal+adhesions.">In vivo performance of antibiotic embedded electrospun PCL membranes for prevention of abdominal adhesions.</a> J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 81 (2), 530-543 (2007).</li><li>Cao, H., McHugh, K., Chew, S. Y., Anderson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+topographical+effect+of+electrospun+nanofibrous+scaffolds+on+the+in+vivo+and+in+vitro+foreign+body+reaction.">The topographical effect of electrospun nanofibrous scaffolds on the in vivo and in vitro foreign body reaction.</a> J Biomed Mater Res A. 93 (3), 1151-1159 (2010).</li><li>Joshi, V. S., Lei, N. Y., Walthers, C. M., Wu, B., Dunn, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroporosity+enhances+vascularization+of+electrospun+scaffolds.">Macroporosity enhances vascularization of electrospun scaffolds.</a> J Surg Res. 183 (1), 18-26 (2013).</li><li>Pham, Q. P., Sharma, U., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospun+poly(epsilon-caprolactone)+microfiber+and+multilayer+nanofiber/microfiber+scaffolds:+characterization+of+scaffolds+and+measurement+of+cellular+infiltration.">Electrospun poly(epsilon-caprolactone) microfiber and multilayer nanofiber/microfiber scaffolds: characterization of scaffolds and measurement of cellular infiltration.</a> Biomacromolecules. 7 (10), 2796-2805 (2006).</li><li>Vaz, C. M., van Tuijl, S., Bouten, C. V., Baaijens, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+scaffolds+for+blood+vessel+tissue+engineering+using+a+multi-layering+electrospinning+technique.">Design of scaffolds for blood vessel tissue engineering using a multi-layering electrospinning technique.</a> Acta Biomater. 1 (5), 575-582 (2005).</li><li>Kawamura, S., Ying, L., Kim, H. J., Dynybil, C., Rodeo, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophages+accumulate+in+the+early+phase+of+tendon-bone+healing.">Macrophages accumulate in the early phase of tendon-bone healing.</a> J Orthop Res. 23 (6), 1425-1432 (2005).</li><li>Hays, P. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+macrophages+in+early+healing+of+a+tendon+graft+in+a+bone+tunnel.">The role of macrophages in early healing of a tendon graft in a bone tunnel.</a> J Bone Joint Surg Am. 90 (3), 565-579 (2008).</li><li>Dagher, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immobilization+modulates+macrophage+accumulation+in+tendon-bone+healing.">Immobilization modulates macrophage accumulation in tendon-bone healing.</a> Clin Orthop Relat Res. 467 (1), 281-287 (2009).</li><li>Bedi, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+early+and+delayed+mechanical+loading+on+tendon-to-bone+healing+after+anterior+cruciate+ligament+reconstruction.">Effect of early and delayed mechanical loading on tendon-to-bone healing after anterior cruciate ligament reconstruction.</a> J Bone Joint Surg Am. 92 (14), 2387-2401 (2010).</li><li>Bedi, A., Kawamura, S., Ying, L., Rodeo, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+tendon+graft+healing+between+the+intra-articular+and+extra-articular+ends+of+a+bone+tunnel.">Differences in tendon graft healing between the intra-articular and extra-articular ends of a bone tunnel.</a> HSS J. 5 (1), 51-57 (2009).</li><li>Fu, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+graft+tensioning+on+mechanical+restoration+in+a+rat+model+of+anterior+cruciate+ligament+reconstruction+using+free+tendon+graft.">Effect of graft tensioning on mechanical restoration in a rat model of anterior cruciate ligament reconstruction using free tendon graft.</a> Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 21 (5), 1226-1233 (2013).</li><li>Fan, H., Liu, H., Wong, E. J., Toh, S. L., Goh, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+study+of+anterior+cruciate+ligament+regeneration+using+mesenchymal+stem+cells+and+silk+scaffold.">In vivo study of anterior cruciate ligament regeneration using mesenchymal stem cells and silk scaffold.</a> Biomaterials. 29 (23), 3324-3337 (2008).</li><li>Landis, J. R., Koch, G. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+measurement+of+observer+agreement+for+categorical+data.">The measurement of observer agreement for categorical data.</a> Biometrics. 33 (1), 159-174 (1977).</li><li>Joshi, S. M., Mastrangelo, A. N., Magarian, E. M., Fleming, B. C., Murray, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collagen-platelet+composite+enhances+biomechanical+and+histologic+healing+of+the+porcine+anterior+cruciate+ligament.">Collagen-platelet composite enhances biomechanical and histologic healing of the porcine anterior cruciate ligament.</a> Am J Sports Med. 37 (12), 2401-2410 (2009).</li><li>Leong, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+and+in+vivo+evaluation+of+heparin+mediated+growth+factor+release+from+tissue-engineered+constructs+for+anterior+cruciate+ligament+reconstruction.">In vitro and in vivo evaluation of heparin mediated growth factor release from tissue-engineered constructs for anterior cruciate ligament reconstruction.</a> J Orthop Res. 10, (2014).</li><li>Seo, Y. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+in+cell+migration+and+angiogenesis+in+a+composite+silk+scaffold+for+tissue-engineered+ligaments.">Increase in cell migration and angiogenesis in a composite silk scaffold for tissue-engineered ligaments.</a> J Orthop Res. 27 (4), 495-503 (2009).</li><li>Freeman, J. W., Woods, M. D., Laurencin, C. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tissue+engineering+of+the+anterior+cruciate+ligament+using+a+braid-twist+scaffold+design.">Tissue engineering of the anterior cruciate ligament using a braid-twist scaffold design.</a> J Biomech. 40 (9), 2029-2036 (2007).</li><li>Bashur, C. A., Shaffer, R. D., Dahlgren, L. A., Guelcher, S. A., Goldstein, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+fiber+diameter+and+alignment+of+electrospun+polyurethane+meshes+on+mesenchymal+progenitor+cells.">Effect of fiber diameter and alignment of electrospun polyurethane meshes on mesenchymal progenitor cells.</a> Tissue Eng Part A. 15 (9), 2435-2445 (2009).</li><li>Dash, T. K., Konkimalla, V. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Poly-&#1108;-caprolactone+based+formulations+for+drug+delivery+and+tissue+engineering:+A+review.">Poly-&#1108;-caprolactone based formulations for drug delivery and tissue engineering: A review.</a> J Control Release. 158 (1), 15-33 (2012).</li><li>Yoshimoto, H., Shin, Y. M., Terai, H., Vacanti, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+biodegradable+nanofiber+scaffold+by+electrospinning+and+its+potential+for+bone+tissue+engineering.">A biodegradable nanofiber scaffold by electrospinning and its potential for bone tissue engineering.</a> Biomaterials. 24 (12), 2077-2082 (2003).</li><li>Xu, Y., Ao, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histological+and+biomechanical+studies+of+inter-strand+healing+in+four-strand+autograft+anterior+cruciate+ligament+reconstruction+in+a+rabbit+model.">Histological and biomechanical studies of inter-strand healing in four-strand autograft anterior cruciate ligament reconstruction in a rabbit model.</a> Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 17 (7), 770-777 (2009).</li><li>Shino, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Replacement+of+the+anterior+cruciate+ligament+by+an+allogeneic+tendon+graft.+An+experimental+study+in+the+dog.">Replacement of the anterior cruciate ligament by an allogeneic tendon graft. An experimental study in the dog.</a> J Bone Joint Surg Br. 66 (5), 672-681 (1984).</li><li>Stasiak, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+device+to+apply+controlled+flexion+and+extension+to+the+rat+knee+following+anterior+cruciate+ligament+reconstruction.">A novel device to apply controlled flexion and extension to the rat knee following anterior cruciate ligament reconstruction.</a> J Biomech Eng. 134 (4), 041008 (2012).</li><li>Brophy, R. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+short-duration+low-magnitude+cyclic+loading+versus+immobilization+on+tendon-bone+healing+after+ACL+reconstruction+in+a+rat+model.">Effect of short-duration low-magnitude cyclic loading versus immobilization on tendon-bone healing after ACL reconstruction in a rat model.</a> J Bone Joint Surg Am. 93 (4), 381-393 (2011).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

إصابات ACL هي حالة شائعة في جراحة العظام الرياضية، مع خيارات محدودة لإعادة الإعمار في الوقت الحاضر. من أجل تطوير الأنسجة المهندسة بديلا مناسبا للACL من شأنها أن تسمح تجديد في الجسم الحي، لا بد من نموذج حيواني مناسبة. في هذه الدراسة، وصفت تلفيق من الكسب غير المشروع ا...

تمزق في الرباط الصليبي الأمامي (ACL) هي واحدة من معظم إصابات الرباط مشتركة في الركبة 1. لأن تمزق في الرباط الصليبي الأمامي غير قادر على شفاء دون تدخل جراحي، والقيود المفروضة على أنشطة الحياة اليومية، وكذلك المشاركة في الألعاب الرياضية بالسيارة أكثر من 175،000 المرضى لإجراء عملية جراحية سنويا 2، بتكلفة تقديرية تبلغ مليار دولار سنويا 3. حاليا، يتم استخدام إما الطعم الذاتي أو المزروع وتر لإعادة الإعمار الرباط. على الرغم من معدلات نجاح عالية لا يمكن أن يتحقق مع كل من الطعم الذاتي والمزروع الاستبدال، وترتبط مضاعفات خطيرة مع خيارات إعادة الإعمار هذه 4. ويرتبط الأنسجة الطعم الذاتي مع الموقع المانحة الاعتلال ويقتصر في العرض، خصوصا في حالات إعادة تمزق أو إصابة متعددة الرباطية. من ناحية أخرى، يرتبط النسيج المزروع مع التكامل تأخر الكسب غير المشروع، والاستجابة الالتهابية الضارة ومخاطر المعدية النظري، والملحق محدودلاي 5. وقد وضعت الطعوم غير القابلة للتحلل الاصطناعية في 1970s و 1980s ولكن تم تعيق من السابق لأوانه تمزق الكسب غير المشروع، وردود الفعل جسم غريب، وعظام النهايات، وداء التهاب الغشاء المفصلي 6. ونتيجة لهذه المخاوف الخطيرة، وهناك حاليا أي الطعوم الاصطناعية متاحة للاستخدام السريري في الولايات المتحدة. بسبب هذه القيود مع خيارات الكسب غير المشروع القائمة والتطورات الأخيرة في علم الأحياء والهندسة والطب التجديدي، كان هناك اهتمام كبير في حل الأنسجة المهندسة لACL التطعيم. استراتيجيات هندسة الأنسجة الحالية تستخدم المواد البيولوجية والاصطناعية القابلة للتحلل للسماح نشوب الأنسجة المضيف مع تجنب القيود المرتبطة المواد الاصطناعية الدائمة زرع 7. Polycaprolactone (PCL) هو بوليمر قابلة للتحلل هذا هو FDA وافقت لعدد من التطبيقات الطبية بما في ذلك الحاجز التصاق وتضميد الجرح 8، التي كانت شالحوار الاقتصادي الاستراتيجي في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك الأوعية الدموية والعظام والغضاريف والأعصاب والجلد وهندسة الأنسجة المريء 5،9-16. توافق مع الحياة مواتية، لفترة طويلة نسبيا في الجسم الحي نصف الحياة، والقوة الميكانيكية الكافية، ومرونة عالية تساهم في شعبية هذا البوليمر في هندسة الأنسجة. في نموذج القوارض من التئام الجروح، وقد تبين مزروع PCL electrospun أن تكون غير مناعة وعلى الاندماج في النسيج المحلية دون ردود فعل سلبية 13. ويظهر صورة SEM من electrospun PCL في الشكل 1. مع الحالية FDA التنظيمية المعايير وفعالية وسلامة في كل النماذج الحيوانية الصغيرة والكبيرة ستكون هناك حاجة لPCL أو أي ACL الكسب غير المشروع هندسيا آخر للانتقال إلى التجارب السريرية في الولايات المتحدة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن الظروف في الجسم الحي في كثير من الأحيان تزيد خصائص من ACL الكسب غير المشروع الأنسجة في المختبر هندسيا. نموذج الفئران من إعادة الإعمار ACL ذاتي مع المثنية digitorأم إبهام اليد وتر وقد وصفت سابقا، والذي كان قطعت ACL الأصلي، الفخذ وتم حفر أنفاق عظام الساق، وصدر الكسب غير المشروع والمضمون في مكان مع خياطة 17-22. في هذه الورقة، فإننا سوف تصف تعديل هذا النموذج لتقييم بدائل ACL هندسيا وليس من أجل إعادة البناء القائم على الطعم الذاتي (الشكل 2). على الرغم من أن العديد من نماذج حيوانية موجودة لهندسة الأنسجة الرباط، والفئران هو مفيد بالمقارنة مع النماذج الكبيرة لعدد من الأسباب. وتشمل هذه المزايا أسهل تربية والمناولة، والاعتبارات الأخلاقية أقل، وانخفاض 17،23 التكلفة. وبالإضافة إلى ذلك، تم استخدام نموذج الفئران على نطاق واسع نموذجا لتجديد الأنسجة العظمية، بما في ذلك الغضاريف والأوتار، وهندسة الأنسجة العظام 24. على وجه الخصوص، تم اختيار الفئران عارية athymic بسبب افتقارها إلى الخلية بوساطة استجابة مناعية 25، والسماح للفي نهاية المطاف زرع سالخلايا المانحة xenogeneic و في هذا النموذج لزيادة تعزيز الكسب غير المشروع هندسيا في المستقبل. في هذه الورقة الأساليب، وصفنا تصنيع وزرع جراحية لاخلوي، البوليمر الكسب غير المشروع القابلة للتحلل في نموذج الفئران athymic إعادة الإعمار ACL.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="888">
	<tbody>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:347px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:147px;">Company</td>
			<td style="width:77px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:317px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:347px;">Medical grade ester terminated poly (&#949;-caprolactone), granule form (MW = 110,000)</td>
			<td style="width:147px;">Lactel Absorbable Polymers</td>
			<td style="width:77px;"></td>
			<td style="width:317px;">Custom synthesized polymer to desired molecular weight</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol</td>
			<td style="width:147px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td>105228</td>
			<td style="width:317px;">Solvent for PCL polymer</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">18G x 1 1/2&#34;bevel needle</td>
			<td style="width:147px;">BD Medical</td>
			<td>305196</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">Remote Infuse/Withdraw Programmable Syringe Pump</td>
			<td style="width:147px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:77px;">702101</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">VersaLaser VLS2.30 Laser Engraver</td>
			<td style="width:147px;">Microgeo USA</td>
			<td style="width:77px;">VLS2.30</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:347px;">Expanded Plasma Cleaner 115V</td>
			<td style="width:147px;">Harrick Plasma</td>
			<td style="width:77px;">PDC-001</td>
			<td style="width:317px;">Plasma etch just prior to collagen coating for surface modification</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:347px;">PureCol&#160; Collagen Standard Solution, 3 mg/ml</td>
			<td style="width:147px;">Advanced Biomatrix</td>
			<td style="width:77px;">5015-A</td>
			<td style="width:317px;">Mix 8:1:2.5 solution of PureCol, 10x PBS, 0.1N NaOH 1:9 in 1x PBS</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">Suture, 5-0 Vicryl</td>
			<td style="width:147px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:77px;">1086471</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Suture, 4-0 Vicryl</td>
			<td style="width:147px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:77px;">6540072</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">Sharp-pointed Dissecting Scissors (Straight; 4.5 inch)</td>
			<td style="width:147px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:77px;">8940</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:347px;">Buphrenorphine hydrochloride</td>
			<td style="width:147px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:77px;">B9275</td>
			<td style="width:317px;">Use 0.03 mg/kg for both intra- and post-operatively for pain control</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">Ampicillin, injectable</td>
			<td style="width:147px;">Henry Schein</td>
			<td style="width:77px;">1185678</td>
			<td style="width:317px;">Use 25 mg/kg subcutaneously during the procedure</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">K-wire, 1.6 mm</td>
			<td style="width:147px;">Spectrum Surgical</td>
			<td style="width:77px;">SI040062</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Keith Needle, Straight 1 1/2&#34;</td>
			<td style="width:147px;">Delasco Dermatology Lab &#38; Supply</td>
			<td style="width:77px;">KE-112</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:347px;">Immunocal Decalcifying Solution</td>
			<td style="width:147px;">Fisher Scientific</td>
			<td>NC9491030</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;width:347px;">Opticryl Acrylic Resin Bone Cement (PMMA) (Monomer and polymer)</td>
			<td style="width:147px;">US Dental Depot</td>
			<td style="width:77px;">OPTICRYL 100410&#160;</td>
			<td style="width:317px;"></td>
		</tr>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:347px;">Instron Model 5564 Tensile Testing Machine</td>
			<td style="width:147px;">Instron</td>
			<td style="width:77px;">5564</td>
			<td style="width:317px;">Any comparable tensile testing apparatus is suitable</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

athymic rat model for evaluation of engineered anterior cruciate ligament grafts

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without intervention. Current treatment strategies include ligament reconstruction with either autograft or allograft, which each have their associated limitations. Thus, there is interest in designing a tissue-engineered graft for use in ACL reconstruction. We describe the fabrication of an electrospun polymer graft for use in ACL tissue engineering. This polycaprolactone graft is biocompatible, biodegradable, porous, and is comprised of aligned fibers. Because an animal model is necessary to evaluate such a graft, this paper describes an intra-articular athymic rat model of ACL reconstruction that can be used to evaluate engineered grafts, including those seeded with xenogeneic cells. Representative histology and biomechanical testing results at 16 weeks postoperatively are presented, with grafts tested immediately post-implantation and contralateral native ACLs serving as controls. The present study provides a reproducible animal model with which to evaluate tissue engineered ACL grafts, and demonstrates the potential of a regenerative medicine approach to treatment of ACL rupture.

في تجربتنا من 92 عملية جراحية الفئران من قبل جراح واحد، يعني الوقت المنطوق من شق إلى الانتهاء من الجرح كان 16.9 دقيقة، مع انحراف معياري 4.7 دقيقة. في وقت التضحية، وزن الفئران 356 ± 23 ز. جميع الفئران تسامحت الجراحة بشكل جيد، وشهدت أي مضاعفات. مباشرة بعد الجراحة، لوحظت الفئران...

Watch this Scientific Journal Video about Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts at JoVE.com

Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts

Animal models are important tools for the evaluation of tissue-engineered grafts. This paper presents the protocol for preparing an electrospun biodegradable polymer graft for use in anterior cruciate ligament tissue engineering, as well as a surgical protocol for implantation in a rat model.

Athymic الجرذ نموذج لتقييم المهندسة الرباط الصليبي الأمامي الطعوم

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without ...

athymic-rat-model-for-evaluation-engineered-anterior-cruciate

Research

JoVE Journal

Bioengineering

10.3K Views.  University of California Los Angeles. Animal models are important tools for the evaluation of tissue-engineered grafts. This paper presents the protocol for preparing an electrospun biodegradable polymer graft for use in anterior cruciate ligament tissue engineering, as well as a surgical protocol for implantation in a rat model.

Video: Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use of destructive assessment is not acceptable. A proposed alternative is the use of an imaging process called magnetic resonance elastography. Elastography is a nondestructive method for determining the engineered outcome by measuring local mechanical property values (i.e., complex shear modulus), which are essential markers for identifying the structure and functionality of a tissue. As a noninvasive means for evaluation, the monitoring of engineered constructs with imaging modalities such as magnetic resonance imaging (MRI) has seen increasing interest in the past decade1. For example, the magnetic resonance (MR) techniques of diffusion and relaxometry have been able to characterize the changes in chemical and physical properties during engineered tissue development2. The method proposed in the following protocol uses microscopic magnetic resonance elastography (&mu;MRE) as a noninvasive MR based technique for measuring the mechanical properties of small soft tissues3. MRE is achieved by coupling a sonic mechanical actuator with the tissue of interest and recording the shear wave propagation with an MR scanner4. Recently, &mu;MRE has been applied in tissue engineering to acquire essential growth information that is traditionally measured using destructive mechanical macroscopic techniques5. In the following procedure, elastography is achieved through the imaging of engineered constructs with a modified Hahn spin-echo sequence coupled with a mechanical actuator. As shown in Figure 1, the modified sequence synchronizes image acquisition with the transmission of external shear waves; subsequently, the motion is sensitized through the use of oscillating bipolar pairs. Following collection of images with positive and negative motion sensitization, complex division of the data produce a shear wave image. Then, the image is assessed using an inversion algorithm to generate a shear stiffness map6. The resulting measurements at each voxel have been shown to strongly correlate (R2&gt;0.9914) with data collected using dynamic mechanical analysis7. In this study, elastography is integrated into the tissue development process for monitoring human mesenchymal stem cell (hMSC) differentiation into adipogenic and osteogenic constructs as shown in Figure 2.

The procedure demonstrates the methodology of magnetic resonance elastography for monitoring the engineered outcome of adipose and osteogenic tissue engineered constructs through noninvasive local assessment of the mechanical properties using microscopic magnetic resonance elastography (&mu;MRE).

المغناطيسي منهجية Elastography الرنين لتقييم الأنسجة المهندسة النمو كونستركت

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

Injury to the ACL is a commonly encountered problem in active individuals. Even partial tears of this intra-articular knee ligament lead to biomechanical deficiencies that impair function and stability. Current options for the treatment of partial ACL tears range from nonoperative, conservative management to multiple surgical options, such as: thermal modification, single-bundle repair, complete reconstruction, and reconstruction of the damaged portion of the native ligament. Few studies, if any, have demonstrated any single method for management to be consistently superior, and in many cases patients continue to demonstrate persistent instability and other comorbidities.
The goal of this study is to identify a potential cell source for utilization in the development of a tissue engineered patch that could be implemented in the repair of a partially torn ACL. A novel protocol was developed for the expansion of cells derived from patients undergoing ACL reconstruction. To isolate the cells, minced hACL tissue obtained during ACL reconstruction was digested in a Collagenase solution. Expansion was performed using DMEM/F12 medium supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and 1% penicillin/streptomycin (P/S). The cells were then stored at -80 &#186;C or in liquid nitrogen in a freezing medium consisting of DMSO, FBS and the expansion medium. After thawing, the hACL derived cells were then seeded onto a tissue engineered scaffold, PLAGA (Poly lactic-co-glycolic acid) and control Tissue culture polystyrene (TCPS). After 7 days, SEM was performed to compare cellular adhesion to the PLAGA versus the control TCPS. Cellular morphology was evaluated using immunofluorescence staining. SEM (Scanning Electron Microscope) micrographs demonstrated that cells grew and adhered on both PLAGA and TCPS surfaces and were confluent over the entire surfaces by day 7. Immunofluorescence staining showed normal, non-stressed morphological patterns on both surfaces. This technique is promising for applications in ACL regeneration and reconstruction.

Surgical Retrieval, Isolation and In vitro Expansion of Human Anterior Cruciate Ligament-derived Cells for Tissue Engineering Applications

For future applications as a patch to repair partial tears of the Anterior Cruciate Ligament (ACL), human ACL derived cells were isolated from tissue obtained during reconstructive procedures, expanded in vitro and grown on tissue engineered scaffolds. Cellular adhesion and morphology was then performed to confirm biocompatibility on scaffold surface.

استرجاع الجراحية، عزل و<em&gt; في المختبر</em&gt; توسيع الأمامي الإنسان الصليبي الخلايا المشتقة من الرباط لتطبيقات هندسة الأنسجة

Injury to the ACL is a commonly encountered problem in active individuals. Even partial tears of this intra-articular knee ligament lead to biomechanical ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large animal model. A step by-step protocol for inter-positional placement of the TEV and real-time digital assessment of the TEV and native carotid arteries is described here. In vivo monitoring is made possible by the implantation of flow probes, catheters and ultrasonic crystals (capable of recording dynamic diameter changes of implanted TEVs and native carotid arteries) at the time of surgery. Once implanted, researchers can calculate arterial blood flow patterns, invasive blood pressure and artery diameter yielding parameters such as pulse wave velocity, augmentation index, pulse pressures and compliance. Data acquisition is accomplished using a single computer program for analysis throughout the duration of the experiment. Such invaluable data provides insight into TEV matrix remodeling, its resemblance to native/sham controls and overall TEV performance in vivo.

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

A step-by-step protocol for the inter-positional placement of Tissue Engineered Vessels (TEVs) into the carotid artery of a sheep using end-to-end anastomosis and real-time digital assessment in vivo until animal sacrifice.

تقنية جراحية لزرع الأنسجة المهندسة الأوعية الدموية الطعوم واللاحقة<em&gt; في فيفو</em&gt; الرصد

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Generation and Grafting of Tissue-engineered Vessels in a Mouse Model

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. The current protocol presents an efficient and reproducible strategy in which functional tissue engineered vessel grafts can be generated using partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) from human fibroblasts. We designed a decellularized vessel scaffold bioreactor, which closely mimics the matrix protein structure and blood flow that exists within a native vessel, for seeding of PiPSC-endothelial cells or smooth muscle cells prior to grafting into mice. This approach was demonstrated to be advantageous because immune-deficient mice engrafted with the PiPSC-derived grafts presented with markedly increased survival rate 3 weeks after surgery. This protocol represents a valuable tool for regenerative medicine, tissue engineering and potentially patient-specific cell-therapy in the near future.

Here, we present a protocol to generate tissue engineered vessel grafts that are functional for grafting into mice by double seeding partially induced pluripotent stem cell (PiPSC) - derived smooth muscle cells and PiPSC - derived endothelial cells on a decellularized vessel scaffold bioreactor.

جيل ومسمار سفن الهندسة الأنسجة في نموذج الفأر

The construction of vascular conduits is a fundamental strategy for surgical repair of damaged and injured vessels resulting from cardiovascular diseases. ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore esophageal adenocarcinoma generally has a poor prognosis, with little improvement in survival rates in recent years. These are difficult conditions to study and there has been a lack of suitable experimental platforms to investigate disorders of the esophageal mucosa.
A model of the human esophageal mucosa has been developed in the MacNeil laboratory which, unlike conventional 2D cell culture systems, recapitulates the cell-cell and cell-matrix interactions present in vivo and produces a mature, stratified epithelium similar to that of the normal human esophagus. Briefly, the model utilizes non-transformed normal primary human esophageal fibroblasts and epithelial cells grown within a porcine-derived acellular esophageal scaffold. Immunohistochemical characterization of this model by CK4, CK14, Ki67 and involucrin staining demonstrates appropriate recapitulation of the histology of the normal human esophageal mucosa.
This model provides a robust, biologically relevant experimental model of the human esophageal mucosa. It can easily be manipulated to investigate a number of research questions including the effectiveness of pharmacological agents and the impact of exposure to environmental factors such as alcohol, toxins, high temperature or gastro-esophageal refluxate components. The model also facilitates extended culture periods not achievable with conventional 2D cell culture, enabling, inter alia, the study of the impact of repeated exposure of a mature epithelium to the agent of interest for up to 20 days. Furthermore, a variety of cell lines, such as those derived from esophageal tumors or Barrett&#8217;s Metaplasia, can be incorporated into the model to investigate processes such as tumor invasion and drug responsiveness in a more biologically relevant environment.

This manuscript describes the production, characterization and potential uses of a tissue engineered 3D esophageal construct prepared from normal primary human esophageal fibroblast and squamous epithelial cells seeded within a de-cellularized porcine scaffold. The results demonstrate the formation of a mature stratified epithelium similar to the normal human esophagus.

إنتاج وتوصيف والمحتملة استخدامات الأنسجة المهندسة-3D الإنسان المريء المخاطي نموذج

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Engineered 3D Silk-collagen-based Model of Polarized Neural Tissue

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a deeper comprehension of the neural system scientists aim to simplistically reconstruct the tissue by assembling it in vitro from basic building blocks using a tissue engineering approach. Our group developed a tissue-engineered silk and collagen-based 3D brain-like model resembling the white and gray matter of the cortex. The model consists of silk porous sponge, which is pre-seeded with rat brain-derived neurons, immersed in soft collagen matrix. Polarized neuronal outgrowth and network formation is observed with separate axonal and cell body localization. This compartmental architecture allows for the unique development of niches mimicking native neural tissue, thus enabling research on neuronal network assembly, axonal guidance, cell-cell and cell-matrix interactions and electrical functions.

Insight into the complex actions of the brain requires advanced research tools. Here we demonstrate a novel silk-collagen-based 3D engineered model of neural tissue resembling brain-like architecture. The model can be used to study neuronal network assembly, axonal guidance, cell-cell interactions and electrical activity.

استنادا الحرير الكولاجين المهندسة 3D نموذج الاستقطاب العصبية الأنسجة

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a ...

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from traumatic injury, disease and various congenital, genetic and acquired conditions are quite common. Tissue engineering and regenerative medicine technologies have enormous potential to provide a therapeutic solution. However, utilization of biologically relevant animal models in combination with longitudinal assessments of pertinent functional measures are critical to the development of improved regenerative therapeutics for treatment of VML-like injuries. In that regard, a commercial muscle lever system can be used to measure length, tension, force and velocity parameters in skeletal muscle. We used this system, in conjunction with a high power, bi-phase stimulator, to measure in vivo force production in response to activation of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. We have previously used this equipment to assess the functional impact of VML injury on the tibialis anterior (TA) muscle, as well as the extent of functional recovery following treatment of the injured TA muscle with our tissue engineered muscle repair (TEMR) technology. For such studies, the left foot of an anaesthetized rat is securely anchored to a footplate linked to a servomotor, and the common peroneal nerve is stimulated by two percutaneous needle electrodes to elicit muscle contraction and dorsiflexion of the foot. The peroneal nerve stimulation-induced muscle contraction is measured over a range of stimulation frequencies (1-200 Hz), to ensure an eventual plateau in force production that allows for an accurate determination of peak tetanic force. In addition to evaluation of the extent of VML injury as well as the degree of functional recovery following treatment, this methodology can be easily applied to study diverse aspects of muscle physiology and pathophysiology. Such an approach should assist with the more rational development of improved therapeutics for muscle repair and regeneration.

Applications of In Vivo Functional Testing of the Rat Tibialis Anterior for Evaluating Tissue Engineered Skeletal Muscle Repair

We describe an in vivo protocol to measure dorsiflexion of the foot following stimulation of the peroneal nerve and contraction of the anterior crural compartment of the rat hindlimb. Such measurements are an indispensable translational tool for evaluating skeletal muscle pathology and tissue engineering approaches to muscle repair and regeneration.

تطبيقات<em&gt; في فيفو</em&gt; التجارب الفنية من الفئران قصبة الساق الأمامية لتقييم الأنسجة المهندسة وإصلاح العضلات والهيكل العظمي

Despite the regenerative capacity of skeletal muscle, permanent functional and/or cosmetic deficits (e.g., volumetric muscle loss (VML) resulting from ...

Scaling of Engineered Vascular Grafts Using 3D Printed Guides and the Ring Stacking Method

Coronary artery disease remains a leading cause of death, affecting millions of Americans. With the lack of autologous vascular grafts available, engineered grafts offer great potential for patient treatment. However, engineered vascular grafts are generally not easily scalable, requiring manufacture of custom molds or polymer tubes in order to customize to different sizes, constituting a time-consuming and costly practice. Human arteries range in lumen diameter from about 2.0-38 mm and in wall thickness from about 0.5-2.5 mm. We have created a method, termed the "Ring Stacking Method," in which variable size rings of tissue of the desired cell type, demonstrated here with vascular smooth muscle cells (SMCs), can be created using guides of center posts to control lumen diameter and outer shells to dictate vessel wall thickness. These tissue rings are then stacked to create a tubular construct, mimicking the natural form of a blood vessel. The vessel length can be tailored by simply stacking the number of rings required to constitute the length needed. With our technique, tissues of tubular forms, similar to a blood vessel, can be readily manufactured in a variety of dimensions and lengths to meet the needs of the clinic and patient.

Scalable engineered blood vessels would improve clinical applicability. Using easily sizable 3D-printed guides, rings of vascular smooth muscle were created and stacked into a tubular form, forming a vascular graft. Grafts can be sized to meet the range of human coronary artery dimensions by simply changing the 3D-printed guide size.

التحجيم من المهندسة الطعوم الأوعية الدموية عن طريق 3D مطبوعة أدلة والطوق زرع الطريقة

Coronary artery disease remains a leading cause of death, affecting millions of Americans. With the lack of autologous vascular grafts available, ...

Treatment of Ligament Constructs with Exercise-conditioned Serum: A Translational Tissue Engineering Model

In vitro experiments are essential to understand biological mechanisms; however, the gap between monolayer tissue culture and human physiology is large, and translation of findings is often poor. Thus, there is ample opportunity for alternative experimental approaches. Here we present an approach in which human cells are isolated from human anterior cruciate ligament tissue remnants, expanded in culture, and used to form engineered ligaments. Exercise alters the biochemical milieu in the blood such that the function of many tissues, organs and bodily processes are improved. In this experiment, ligament construct culture media was supplemented with experimental human serum that has been &#39;conditioned&#39; by exercise. Thus the intervention is more biologically relevant since an experimental tissue is exposed to the full endogenous biochemical milieu, including binding proteins and adjunct compounds that may be altered in tandem with the activity of an unknown agent of interest. After treatment, engineered ligaments can be analyzed for mechanical function, collagen content, morphology, and cellular biochemistry. Overall, there are four major advantages versus traditional monolayer culture and animal models, of the physiological model of ligament tissue that is presented here. First, ligament constructs are three-dimensional, allowing for mechanical properties (i.e., function) such as ultimate tensile stress, maximal tensile load, and modulus, to be quantified. Second, the enthesis, the interface between boney and sinew elements, can be examined in detail and within functional context. Third, preparing media with post-exercise serum allows for the effects of the exercise-induced biochemical milieu, which is responsible for the wide range of health benefits of exercise, to be investigated in an unbiased manner. Finally, this experimental model advances scientific research in a humane and ethical manner by replacing the use of animals, a core mandate of the National Institutes of Health, the Center for Disease Control, and the Food and Drug Administration.

We present a model of ligament tissue in which three-dimensional constructs are treated with the human exercise-conditioned serum and analyzed for collagen content, function, and cellular biochemistry.

علاج الرباط ينشأ مع مصل مكيفة مكيفة: نموذج هندسة الأنسجة الانتقالية

In vitro experiments are essential to understand biological mechanisms; however, the gap between monolayer tissue culture and human physiology is large, ...

Use of High-Throughput Automated Microbioreactor System for Production of Model IgG1 in CHO Cells

Automated microscale bioreactors (15 mL) can be a useful tool for cell culture engineers. They facilitate the simultaneous execution of a wide variety of experimental conditions while minimizing potential process variability. Applications of this approach include: clone screening, temperature and pH shifts,&#160;media and supplement optimization. Furthermore, the small reactor volumes are conducive to large Design of Experiments that investigate a wide range of conditions. This allows upstream processes to be significantly optimized before scale-up where experimentation is more limited in scope due to time and economic constraints. Automated microscale bioreactor systems offer various advantages over traditional small scale cell culture units, such as shake flasks or spinner flasks. However, during pilot scale process development&#160;significant care must be taken to ensure that these advantages are realized. When run with care, the system can enable high level automation, can be programmed to run DOE&#39;s with a higher number of variables&#160;and can reduce sampling time when integrated with a nutrient analyzer or cell counter. Integration of the expert-derived heuristics presented here, with current automated microscale bioreactor experiments can minimize common pitfalls that hinder meaningful results. In the extreme, failure to adhere to the principles laid out here can lead to equipment damage that requires expensive repairs. Furthermore, the microbioreactor systems have small culture volumes&#160;making characterization of cell culture conditions difficult. The number and amount of samples taken in-process in batch mode culture is limited as operating volumes cannot fall below 10 mL. This method will discuss the benefits and drawbacks of microscale bioreactor systems.

A detailed protocol for the concurrent operation of 48 parallel cell cultures under varied conditions in a microbioreactor system is presented. Cell culture process, harvest and subsequent antibody titer analysis are described.

نظام ميكروبيوريكتور لإنتاج IgG1 النموذجي في الخلايا شو الآلي استخدام الفائق

Automated microscale bioreactors (15 mL) can be a useful tool for cell culture engineers. They facilitate the simultaneous execution of a wide variety of ...