Die Autoren danken Valerie Schroeder für ihre Unterstützung bei der technischen Aspekte dieser Arbeit. Arbeiten im Zusammenhang mit der Entwicklung dieses Modells wurde von Cook Biotech, Inc. (West Lafayette, IN USA) unterstützt.

die Verwendung von Tieren in diesem Protokoll von der University of Notre Dame institutionelle Animal Care and verwenden Ausschuss genehmigt wurde, folgten alle gesetzlichen Anforderungen und Richtlinien und erfolgte in einer Einrichtung, die akkreditiert ist die Verein zur Bewertung und Zulassung von Laboratory Animal Care (AAALAC), International.
 1. Auswahl der Tiere <ol><li>Acquire Pathogen-freies Sprague-Dawley Ratten von einem seriösen Anbieter oder einer Brutkolonie. 
	Hinweis: Oft kann die Anlage Tierarzt oder Manager die Ermittler auf entsprechende Quellen leiten. Ratten von ca. 250 g Körpergewicht eignen sich für dieses Verfahren.</li>
	<li>Einen Tag vor der Operation, untersuchen die Tiere verwendet werden, um sicherzustellen, dass sie klinisch gesund sind. In diesem Zusammenhang das Tier wiegen und die Körperkondition zu beurteilen; Beachten Sie jede Anomalie in der Atmung, das Vorhandensein von offenen Wunden oder Massen und das generelle Aktivitätsniveau des Tieres. Beachten Sie jede Anomalie in der chirurgischen Datensatz und betrachten solche Beobachtungen als mögliche Ausschlusskriterien.</li>
</ol> 2. Anästhesie und Vorbereitung des Tieres für aseptische Chirurgie <ol><li>für Analgesie, verzögerter Freisetzung Buprenorphin, 1,1 bis 1,2 mg/kg subkutan an der Ratte 2 h vor OP. ophthalmologische Salbe anwenden, beide Augen verabreichen und verwalten 2 mL erwärmt sterile physiologische Kochsalzlösung subkutan.</li>
	<li>Betäuben die Ratte mit einer intraperitonealen Dosis von Ketamin Hydrochlorid (90 mg/kg) und Xylazin (10 mg/kg). Wenden Sie eine kleine Menge von okulären Schmiermittel für jedes Auge Hornhaut Mangelsymptomen zu verhindern. Sobald das Tier &#8217; s Atmung ist stabil und es gibt nicht mehr keine Reaktion auf eine feste Zehe Prise, die Ratte hat einen ausreichend für Chirurgie Anästhesie erreicht. Ein akzeptables Niveau der Anästhesie kann weiter bestätigt werden, indem das Vorhandensein tiefer, regelmäßige Atmung und normale Farbe des Auges (im Vergleich zu Blässe, die unzureichende kardiovaskuläre Perfusion vermuten).</li>
	<li>Rasieren ventrale Abdomen mit einem kommerziellen Klipper aus das Schambein, das Brustbein und die seitlichen Ränder auf der Ventralfläche. Abgeschnittene Haare durch die Anwendung von einem feuchten Papiertuch zum Bereich entfernen.</li>
	<li>Schrubben den rasierten Bereich mit einer antiseptischen Jodophor gefolgt durch ein Wischen mit 70 % Ethanol. OP-Abdeckungen anwenden, sodass ein Fenster für den Schnitt von potentiellen Kontamination isoliert werden kann.</li>
	<li>Don einem sterilen OP-Kittel, eine Gesichtsmaske und ein Haar-Motorhaube. Gründlich waschen und Schrubben der Hände mit Seife und Don sterile OP-Handschuhe.</li>
</ol> 3. Erstellung und Reparatur von der ventralen abdominale Hernien <ol><li>vor der Operation, chirurgische Instrumente von Autoklaven sterilisieren.</li>
	<li>Mit einem Skalpell, machen eine etwa 3-4 cm vertikalen Schnitt entlang der ventralen Mittellinie hinunter auf die Ebene der Bauchmuskulatur. Heben Sie vorsichtig mit einer Pinzette an die Bauchwand und erstellen Sie eine kleine Öffnung, durch die Linea Alba. Um die zugrunde liegenden Eingeweide zu schützen, legen Sie eine Zange durch das Loch und in die Bauchhöhle, als schützende Leitfaden dienen, wie die Muskelwand eingeschnitten ist, erstellen Sie ein ca. 2 cm x 2 cm volle dicke defekt, Schneiden von jeder Seite ca. 1 cm seitlich von der Mittellinie an beiden Enden der Linea Alba Einschnitt.</li>
	<li>Lag einen vorgeschnittenen 2 x 2 cm Abschnitt mechanische Überbrückung Material, 4-lagigen SIS in diesem Fall (Abbildung 1), über den defekt. 
	Hinweis: Alternativ Unterlage Ansatz kann verwendet werden in dem Abschnitt Material gelegt in die Bauchhöhle den Defekt von der innere Aspekt abdecken.</li>
	<li>Naht die vier Ecken des die Überbrückung Material auf der Bauchdecke Muskel mit 4: 0 Seide oder Nylon in einem einfachen unterbrochenen Naht Muster. 
	Hinweis: Die Verwendung von nicht-resorbierbarem Nahtmaterial ermöglicht einfache Identifizierung des implantierten Materials bei der Ernte versus resorbierbaren Nahtmaterial.</li>
	<li>Sichern jede Kante des Materials mit drei zusätzlichen Nähten gleichmäßig verteilt. Prüfen Sie die gesamte umlaufende Kante um sicherzustellen, dass erhebliche Lücken nicht vorhanden sind, die Passage der Eingeweide durch die Bauchdecke ermöglichen könnte; und wenn solche Lücken vorhanden sind, legen Sie zusätzliche Nähte um die Marge weiter zu sichern.</li>
	<li>Schließen das subkutane Gewebe mit 4: 0 resorbierbaren Naht in einem einfachen Muster unterbrochen. Schließen Sie die Haut mit chirurgischen Klammern, obwohl Naht in einem einfachen unterbrochene Muster angewendet auch verwendet werden kann.</li>
	<li>Nicht das Tier unbeaufsichtigt lassen bis es ausreichend Bewusstsein um sternalen liegen; wieder wiedererlangt hat und nicht zurück, ein Tier, die Operation, um die Gesellschaft anderer Tiere durchlaufen hat, bis es vollständig aus der Narkose erholt hat. Während dieser Zeit halten Sie das Tier in einen warmen Raum zu Unterkühlung zu verhindern.</li>
	<li>Untersuchen Tiere täglich, die dieses Verfahren, um vollständige Genesung und normale Heilung zu gewährleisten durchlaufen haben. Hautklammern ca. 7-10 Tage nach der Operation mit einer Heftklammer-Entferner entfernen.</li>
</ol> 4. Ernte des implantierten Materials <ol><li>in Übereinstimmung mit den Bedürfnissen der Studie, einschläfern, mit Kohlendioxid Überdosis verabreicht in einer Kammer füllen von 10 bis 30 %, die Tiere zu einem vorab festgelegten Zeitpunkt, oft 21 - 28 Tage nach der Operation.</li>
	<li>Using standard Autopsie Werkzeuge, öffnen Sie die Haut und Bauchdecke und setzen Sie den Bereich des Implantats. 
	Hinweis: Wenn nicht resorbierbare Nähte verwendet wurden, um das Implantat zu sichern, das Material erkennen Sie an der ursprünglichen Nähte (Abbildung 2).</li>
	<li>Beobachten jede groben pathologischen Beobachtungen einschließlich etwaiger Nebenwirkungen (z.B. Wunde Dehiszenz, Abszess, Serom, Hämatom) und Adhäsion Maße und Hartnäckigkeit, um die zugrunde liegenden Eingeweide.</li>
	<li>Entfernen die Implantationsstelle durch Schneiden einen breiten Abschnitt des Gewebes, die das Implantat enthält. Legen Sie die Probe in ein Fixiermittel, z. B. 10 % neutral gepuffertem Formalin, in Vorbereitung für die Verarbeitung zur histologischen Untersuchung und Charakterisierung.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Poussier, M., 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+review+of+available+prosthetic+material+for+abdominal+wall+repair.">A review of available prosthetic material for abdominal wall repair.</a> J. Visc. Surg. 150 (1), 52-59 (2013).</li><li>Hjort, H., Mathisen, T., Alves, A., Clermont, G., Boutrand, 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=Three-year+results+from+a+preclinical+implantation+study+of+a+long-term+resorbable+surgical+mesh+with+time-dependent+mechanical+characteristics.">Three-year results from a preclinical implantation study of a long-term resorbable surgical mesh with time-dependent mechanical characteristics.</a> Hernia. 16 (2), 191-197 (2012).</li><li>Ko, R., Kazacos, E. A., Snyder, S., Ernst, D. M. J., Lantz, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tensile+strength+comparison+of+small+intestinal+submucosa+body+wall+repair.">Tensile strength comparison of small intestinal submucosa body wall repair.</a> J. Surg. Res. 135 (1), 9-17 (2006).</li><li>Garcia-Moreno, F., 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=Comparing+the+host+tissue+response+and+peritoneal+behavior+of+composite+meshes+used+for+ventral+hernia+repair.">Comparing the host tissue response and peritoneal behavior of composite meshes used for ventral hernia repair.</a> J. Surg. Res. 193 (1), 470-482 (2015).</li><li>Soiderer, E. E., Lantz, G. C., Kazacos, E. A., Hodde, J. P., Wiegand, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphologic+study+of+three+collagen+materials+for+body+wall+repair.">Morphologic study of three collagen materials for body wall repair.</a> J. Surg. Res. 118 (2), 161-175 (2004).</li><li>Liu, Z., Tang, R., Zhou, Z., Song, Z., Wang, H., Gu, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+two+porcine-derived+materials+for+repairing+abdominal+wall+defect+in+rats.">Comparison of two porcine-derived materials for repairing abdominal wall defect in rats.</a> PLOS One. 6 (5), e20520 (2011).</li><li>Zhang, J., Wang, G. Y., Xiao, Y. P., Fan, L. Y., Wang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biomechanical+behavior+and+host+response+to+porcine-derived+small+intestine+submucosa,+pericardium+and+dermal+matrix+acellular+grafts+in+a+rat+abdominal+defect+model.">The biomechanical behavior and host response to porcine-derived small intestine submucosa, pericardium and dermal matrix acellular grafts in a rat abdominal defect model.</a> Biomaterials. 32 (29), 7086-7095 (2011).</li><li>Ma, J., Sahoo, S., Baker, A. R., Derwin, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+muscle+regeneration+with+a+dermis/small+intestinal+submucosa+scaffold+in+a+rat+full-thickness+abdominal+wall+defect+model.">Investigating muscle regeneration with a dermis/small intestinal submucosa scaffold in a rat full-thickness abdominal wall defect model.</a> J.Biomed.Mater.Res.Part B. 103 (2), 355-364 (2015).</li><li>Greca, F. H., Souza-Filho, Z. A., Giovanni, A., Rubin, M. R., Kuenzer, R. F., Reese, F. B., Araujo, L. 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+influence+of+porosity+on+the+integration+histology+of+two+polypropylene+meshes+for+the+treatment+of+abdominal+wall+defects+in+dogs.">The influence of porosity on the integration histology of two polypropylene meshes for the treatment of abdominal wall defects in dogs.</a> Hernia. 12 (1), 45-49 (2008).</li><li>Hiles, M., Record-Ritchie, R. D., Altizer, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+biologic+grafts+effective+for+hernia+repair?+A+systematic+review+of+the+literature.">Are biologic grafts effective for hernia repair? A systematic review of the literature.</a> Surg. Innov. 16 (1), 26-37 (2009).</li><li>Helton, W. S., Fisichella, P. M., Berger, R., Horgan, S., Espat, N. J., Abcarian, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-term+outcomes+with+small+intestinal+submucosa+for+ventral+abdominal+hernia.">Short-term outcomes with small intestinal submucosa for ventral abdominal hernia.</a> Arch. Surg. 140 (6), 560-562 (2005).</li><li>Franklin, M. E., Trevino, J. M., Portillo, G., Vela, I., Glass, J. L., Gonzalez, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+porcine+small+intestinal+submucosa+as+a+prosthetic+material+for+laparascopic+hernia+repair+in+infected+and+potentially+contaminated+fields:+long-term+follow-up.">The use of porcine small intestinal submucosa as a prosthetic material for laparascopic hernia repair in infected and potentially contaminated fields: long-term follow-up.</a> Surg. Endosc. 22 (9), 1941-1946 (2008).</li><li>Clarke, K. M., Lantz, G. C., Salisbury, S. K., Badylak, S. F., Hiles, M. C., Voytik, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intestine+submucosa+and+polypropylene+mesh+for+abdominal+wall+repair+in+dogs.">Intestine submucosa and polypropylene mesh for abdominal wall repair in dogs.</a> J. Surg. Res. 60 (1), 107-114 (1996).</li><li>Sarikava, A., Record, R., Wu, C. C., Tullius, B., Badylak, S. F., Ladisch, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Antimicrobial+activity+associated+with+extracellular+matrices.">Antimicrobial activity associated with extracellular matrices.</a> Tissue Eng. 8 (1), 63-71 (2002).</li><li>Serra, R., Grande, R., Butrico, L., Rossi, A., Settimio, U. F., Caroleo, B., Amato, B., Gallelli, L., de Franciscis, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+wound+infections:+the+role+of+Pseudomonas+aeruginosa+and+Staphylococcus+aureus.">Chronic wound infections: the role of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus.</a> Expert Rev. Anti. Infect. Ther. 13 (5), 605-613 (2015).</li></ol>

Einer der Autoren (CJ) ist bei Cook Biotech, Inc., der Hersteller von medizinischem SIS beschäftigt.

Materialien für die Reparatur von ventralen abdominale Hernien sind von großem Interesse, besonders diejenigen, die eine erste mechanische Brücke und sind dann in der Lage, in Wirtsgewebe integrieren. In diesem Zusammenhang eine Vielzahl von Materialien wurden untersucht, einschließlich SIS, Porcines azellulärer dermalen Matrix und Schweinen Perikard. 6 , 7 diese Materialien vertreten die extrazellulären Matrizen dieser Gewebe und Gerüste in die Zellen mig...

Bauchdecke Hernie ist ein häufig auftretenden klinischen Aspekt, infolge angeborener defekt, traumatische Verletzungen oder gescheiterten Schließung von chirurgischen Wunden, an denen die Bauchdecke auftreten kann. Reparatur geht häufig mit einem Implantat zur Stärkung der Bauchwand mit einem ermäßigten Preis von Rezidiv festgestellt bei Patienten mit einem Implantat im Vergleich zu denen bei denen die Bauchdecke einfach mit Naht geschlossen ist. 1
Chirurgische Hernien erfordert oft eine mechanische Überbrückung des Defekts mit einem implantierten Material. In diesem Zusammenhang wurden sowohl natürliche als auch synthetische Materialien für Hernien verwendet. Viele Kunststoffe sind in der Regel nicht resorbierbaren und gehören Polypropylen, Polyethylen Polyethylenterephthalat Polyester und erweiterte Polytetrafluorethylen, während andere synthetische Implantate eines nicht resorbierbaren Materialien mit einer resorbierbaren kombinieren Polymer wie Polygalactine. 1 im Gegensatz dazu sind natürliche Material Implantate in der Regel aus tierischen oder menschlichen cadaveric Quellen abgeleitet. Natürliche Werkstoffe für Hernien sind in der Regel reich an Kollagen und fungieren als ein Gerüst für Einwachsen und Integration von Wirtsgewebe.
Der Wunsch, Entwicklung und Optimierung neue Materialien für ventralen abdominale Hernien erfordert entsprechende Tiermodell zur Bewertung der Kandidaten Materialien. In einer Vielzahl von Arten, darunter Schafe,2 Schweine,3 Kaninchen,4 Ratten,5,6,7,8 und Hunde wurden Studien durchgeführt. 9 der Vorteil der Verwendung von Ratten für derartige Studien ist, dass sie eine leicht zu handhaben-Modell erhältlich in einer Vielzahl von Inzucht Stämme, um Kontrolle über genetische Variabilität zu ermöglichen. Darüber hinaus erlauben die kleinere gesamte Körperoberfläche der Ratte im Vergleich zu den anderen oben aufgeführten Arten Bewertung von Materialien, die möglicherweise experimentellen Charakter und somit nicht reichlich.  Weitere, reduzierte Kosten im Zusammenhang mit Ratten im Vergleich zu anderen Arten ermöglichen relativ erhöhte Fähigkeit, Bildschirm Kandidat Materialien für den Einsatz in der Reparatur von ventralen abdominale Hernien.  Überlegungen für Materialien sind in der Regel einfache Handhabung durch den Chirurgen, Stärke, Fähigkeit, in Wirtsgewebe, Biokompatibilität und Resistenz gegenüber Infektionen zu integrieren.
Als Beispiel ist porcinen kleinen Darm Submukosa (SIS) natürliche Biomaterial, die für eine Vielzahl der Gewebe Reparatur Angaben, einschließlich der Reparatur von ventralen Bauch-, leisten- und Zwerchfell Hernien verwendet wurde. 10 , 11 , 12 SIS rasch in Wirtsgewebe integriert ist und in der Regel resistent gegen Infektion festgestellt wurde und so das Material hat besondere Dienstprogramm in kontaminierten Bereichen. 13 , 14 in der Rattenmodell hat SIS einfache Handhabung, gute Zugfestigkeit als bestimmt durch die einachsigen Zug-Scheitern Test und Förderung der Gewebe einwachsen in Bezug auf die Ablagerung von Kollagen und Neovaskularisation demonstriert. 6 , 7
Genaue chirurgische Überbrückung des Defekts ist ein wesentliches Merkmal der produktiven Modellierung bei der Bewertung der Kandidaten Reparaturmaterial. Das Tier muss ausreichend betäubt und aseptische Technik strikt befolgt werden. Darüber hinaus muss ein Defekt der Bauchwand der Standardgröße sorgfältig erstellt und dann in einer Weise, die das Material an den Rand des Mangels ausreichend sichert überbrückt. 8 dieses Protokoll bietet eine Standardmethode für chirurgische Erstellung und Reparatur von, einer ventralen Abdominal-Hernie mit SIS als Beispiel Überbrückung Material in eine Ratte verfolgt werden.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Isoflurane (Isoflo)</td>
			<td style="width:71px;">Henry Schine Animal Health</td>
			<td align="right" style="width:119px;">17579</td>
			<td style="width:167px;">gas anesthetic</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Optixcare Eye Lubricant</td>
			<td style="width:71px;">Henry Schine Animal Health</td>
			<td style="width:119px;">OPX4240</td>
			<td>Ocular lubricant</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Oster clippers</td>
			<td style="width:71px;">Henry Schine Animal Health</td>
			<td align="right" style="width:119px;">6092</td>
			<td>hair clippers</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Betadine surgical scrub</td>
			<td style="width:71px;">Henry Schine Animal Health</td>
			<td align="right" style="width:119px;">1618</td>
			<td>antiseptic iodophor</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Sterile scalpel</td>
			<td style="width:71px;">Henry Schine Animal Health</td>
			<td align="right" style="width:119px;">329</td>
			<td>#10 scalpel</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">9&#34; x 12&#34; disposable surgical drape</td>
			<td style="width:71px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">SP-RPS</td>
			<td>Surgical drape</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">4-0 nylon suture</td>
			<td style="width:71px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">SUT 812</td>
			<td>Suture material</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">4-0 Absorbable Suture</td>
			<td style="width:71px;">Henry Schine Animal Health</td>
			<td align="right" style="width:119px;">29242</td>
			<td>Synthetic absorbable suture</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">9 mm Autoclips and applier</td>
			<td style="width:71px;">Braintree Scientific, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">ACS KIT</td>
			<td>Surgical staples for closure of skin incision</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:216px;">Torbugesic/analgesic</td>
			<td style="width:71px;">Henry Schine Animal Health</td>
			<td align="right" style="width:119px;">12084</td>
			<td>Butorphanol tartarate for post-operative analgesia</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Small intestinal submucosa (SIS)</td>
			<td style="width:71px;">Cook Biotech, Inc.</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Implant material for bridging experimental abdominal wall defect</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Rats</td>
			<td style="width:71px;">Harlan, Inc.</td>
			<td style="width:119px;">Sprague Dawley</td>
			<td>Animal for hernia modeling</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

use of a rat model to study ventral abdominal hernia repair

Ventralen abdominale Hernien ist eine relativ häufige klinische Erkrankung, die manchmal Herniorraphy (chirurgische Reparatur) erfordert. Die Reparatur der ventralen Abdominal-Hernie erfordert in der Regel Implantation eines Materials, dienen als mechanische Brücke über den Defekt in der Bauchwand. Biomaterialien, wie Schweine kleiner Darm Submukosa (SIS), auch als ein Gitter für das Zellwachstum in das Implantat dienen und können natürlich in das Wirtsgewebe integrieren. Entwicklung solcher Reparatur Materialien profitiert vom Einsatz von Tiermodellen in der experimentellen Bauchdecke Mängel sind leicht erstellt und sind zugänglich in reproduzierbarer Weise zu reparieren. Die hier angebotene Methode beschreibt chirurgische Erstellung und Reparatur von ventralen abdominale Hernien in einem Rattenmodell. Wenn SIS verwendet wird, um eine experimentelle ventralen abdominale Hernien in diesem Modell zu reparieren, ist es die Wirtsgewebe innerhalb von 28 Tagen nach der Implantation schnell integriert. Histologisch, zeichnet sich durch eine robuste fibrovaskulärem Antwort Einbindung ihres implantierten Materials in Wirtsgewebe. Zukünftige Weiterentwicklungen und Anwendungen der Abdominal-Hernie Rattenmodell können wahrscheinlich diabetische und/oder übergewichtige Tiere als ein Mittel, um mehr eng mimischen häufigen Komorbiditäten des Menschen beinhalten.

Von 28 Tagen nach der Implantation zeigt SIS in der Regel gute Einbindung in Wirtsgewebe (Abbildung 2). In den meisten Fällen gibt es verbleibende SIS offensichtlich, wenn das Gewebe oft geprüft werden muss, um das implantierte Material zu identifizieren. Histologische Analysen bestätigt die Brutto pathologischen Beobachtungen illustrieren gut Gewebe Einbau mit in erster Linie fibrovaskulärem Gewebe und sehr wenig verbleibende SIS festgestellt (Abbildung 3</st...

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Use of a Rat Model to Study Ventral Abdominal Hernia Repair

Dieses Manuskript beschreibt Methoden, die Erstellung und Reparatur von einer ventralen Bauchwand defekt (Hernie) zugeordnet. Dieses Modell lässt sich Reparaturstrategien wie diejenigen zu studieren, die implantierte Materialien zu verwenden. In diesem Manuskript ist Reparatur der experimentellen Hernie mit Schweinen kleinen Darm Submukosa exemplarisch vorgestellt.

Verwendung von einem Rattenmodell ventralen abdominale Hernien zu studieren

Ventral abdominal hernia is a relatively common clinical condition that sometimes requires herniorraphy (surgical repair). The repair of ventral abdominal ...

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Research

JoVE Journal

Bioengineering

9.1K Aufrufe.  University of Minnesota. Dieses Manuskript beschreibt Methoden, die Erstellung und Reparatur von einer ventralen Bauchwand defekt (Hernie) zugeordnet. Dieses Modell lässt sich Reparaturstrategien wie diejenigen zu studieren, die implantierte Materialien zu verwenden. In diesem Manuskript ist Reparatur der experimentellen Hernie mit Schweinen kleinen Darm Submukosa exemplarisch vorgestellt.

Serie: Use of a Rat Model to Study Ventral Abdominal Hernia Repair

The Three-Dimensional Human Skin Reconstruct Model: a Tool to Study Normal  Skin and Melanoma Progression

Most in vitro studies in experimental skin biology have been done in 2-dimensional (2D) monocultures, while accumulating evidence suggests that cells behave differently when they are grown within a 3D extra-cellular matrix and also interact with other cells (1-5). Mouse models have been broadly utilized to study tissue morphogenesis in vivo. However mouse and human skin have significant differences in cellular architecture and physiology, which makes it difficult to extrapolate mouse studies to humans. Since melanocytes in mouse skin are mostly localized in hair follicles, they have distinct biological properties from those of humans, which locate primarily at the basal layer of the epidermis. The recent development of 3D human skin reconstruct models has enabled the field to investigate cell-matrix and cell-cell interactions between different cell types. The reconstructs consist of a "dermis" with fibroblasts embedded in a collagen I matrix, an "epidermis", which is comprised of stratified, differentiated keratinocytes and a functional basement membrane, which separates epidermis from dermis. Collagen provides scaffolding, nutrient delivery, and potential for cell-to-cell interaction. The 3D skin models incorporating melanocytic cells recapitulate natural features of melanocyte homeostasis and melanoma progression in human skin. As in vivo, melanocytes in reconstructed skin are localized at the basement membrane interspersed with basal layer keratinocytes. Melanoma cells exhibit the same characteristics reflecting the original tumor stage (RGP, VGP and metastatic melanoma cells) in vivo. Recently, dermal stem cells have been identified in the human dermis (6). These multi-potent stem cells can migrate to the epidermis and differentiate to melanocytes.

In this report, we describe the three-dimensional skin reconstruct model which mimics human skin in architecture and composition. Melanocyte physiology, melanoma progression and the fate of dermal stem cells have been investigated using the skin reconstruct model. The model is also useful as a preclinical tool for drug assessment.

Die dreidimensionalen humanen Haut Rekonstruieren Modell: ein Tool für normale Haut und Melanom Progression Study

Most in vitro studies in experimental skin biology have been done in 2-dimensional (2D) monocultures, while accumulating evidence suggests that cells ...

Forschung

Biotechnik

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic valve leaflets are composed of interstitial cells suspended within an extracellular matrix (ECM) and are lined with an endothelial cell monolayer. The valve withstands a harsh, dynamic environment and is constantly exposed to shear, flexion, tension, and compression. Research has shown calcific lesions in diseased valves occur in areas of high mechanical stress as a result of endothelial disruption or interstitial matrix damage1-3. Hence, it is not surprising that epidemiological studies have shown high blood pressure to be a leading risk factor in the onset of aortic valve disease4. 
The only treatment option currently available for valve disease is surgical replacement of the diseased valve with a bioprosthetic or mechanical valve5. Improved understanding of valve biology in response to physical stresses would help elucidate the mechanisms of valve pathogenesis. In turn, this could help in the development of non-invasive therapies such as pharmaceutical intervention or prevention. Several bioreactors have been previously developed to study the mechanobiology of native or engineered heart valves6-9. Pulsatile bioreactors have also been developed to study a range of tissues including cartilage10, bone11 and bladder12. The aim of this work was to develop a cyclic pressure system that could be used to elucidate the biological response of aortic valve leaflets to increased pressure loads. 
The system consisted of an acrylic chamber in which to place samples and produce cyclic pressure, viton diaphragm solenoid valves to control the timing of the pressure cycle, and a computer to control electrical devices. The pressure was monitored using a pressure transducer, and the signal was conditioned using a load cell conditioner. A LabVIEW program regulated the pressure using an analog device to pump compressed air into the system at the appropriate rate. The system mimicked the dynamic transvalvular pressure levels associated with the aortic valve; a saw tooth wave produced a gradual increase in pressure, typical of the transvalvular pressure gradient that is present across the valve during diastole, followed by a sharp pressure drop depicting valve opening in systole. The LabVIEW program allowed users to control the magnitude and frequency of cyclic pressure. The system was able to subject tissue samples to physiological and pathological pressure conditions. This device can be used to increase our understanding of how heart valves respond to changes in the local mechanical environment.

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

A cyclic pressure bioreactor capable of subjecting heart valve tissue to physiological and pathological pressure conditions has been designed. A LabVIEW program allows users to control pressure magnitude, amplitude and frequency. This device can be used to study the mechanobiology of heart valve tissue or isolated cells.

Entwurf eines zyklischen Druck Bioreaktor für die Ex Vivo Studium der Aorten-Herzklappen

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Fabrication and Application of Rose Bengal-chitosan Films in Laser Tissue Repair

Photochemical tissue bonding (PTB) is a sutureless technique for tissue repair, which is achieved by applying a solution of rose bengal (RB) between two tissue edges1,2. These are then irradiated by a laser that is selectively absorbed by the RB. The resulting photochemical reactions supposedly crosslink the collagen fibers in the tissue with minimal heat production3. In this report, RB has been incorporated in thin chitosan films to fabricate a novel tissue adhesive that is laser-activated. Adhesive films, based on chitosan and containing ~0.1 wt% RB, are fabricated and bonded to calf intestine and rat tibial nerves by a solid state laser (&lambda;=532 nm, Fluence~110 J/cm2, spot size~0.5 cm). A single-column tensiometer, interfaced with a personal computer, is used to test the bonding strength. The RB-chitosan adhesive bonds firmly to the intestine with a strength of 15 &plusmn; 6 kPa, (n=30). The adhesion strength drops to 2 &plusmn; 2 kPa (n=30) when the laser is not applied to the adhesive. The anastomosis of tibial nerves can be also completed without the use of sutures. A novel chitosan adhesive has been fabricated that bonds photochemically to tissue and does not require sutures.

Sutures are usually needed to repair tissue during surgical procedures. However, their application can be problematic as they are invasive and may damage tissue. The fabrication and application methods of a novel tissue adhesive are here reported. This adhesive film is laser-activated and does not require the use of sutures.

Herstellung und Anwendung von Rose Bengal-Chitosan-Films in Laser Tissue Repair

Photochemical tissue bonding (PTB) is a sutureless technique for tissue repair, which is achieved by applying a solution of rose bengal (RB) between two ...

Manufacturing Devices and Instruments for Easier Rat Liver Transplantation

Orthotopic rat liver transplantation is a popular model, which has been shown in a recent JoVE paper with the use of the "quick-linker" device. This technique allows for easier venous cuff-anatomoses after a reasonable learning curve. The device is composed of two handles, which are carved out from scalpel blades, one approximator, which is obtained by modifying Kocher's forceps, and cuffs designed from fine-bore polyethylene tubing. The whole process can be performed at a low-cost using common laboratory material. The present report provides a step-by-step protocol for the design of the required pieces and includes stencils.

We describe the design of the &#x201C;quick-linker&#x201D; device for easier orthotopic rat liver transplantation.

Fertigung von Geräten und Instrumenten für eine einfachere Rat Liver Transplantation

Orthotopic rat liver transplantation is a popular model, which has been shown in a recent JoVE paper with the use of the "quick-linker" device. This ...

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.

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.

Athymischen Rattenmodell für die Bewertung von Engineered vorderen Kreuzbandes Grafts

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

In Vitro Permeation of FITC-loaded Ferritins Across a Rat Blood-brain Barrier: a Model to Study the Delivery of Nanoformulated Molecules

Brain microvascular endothelial cells, supported by pericytes and astrocytes endfeet, are responsible for the low permeation of large hydrosoluble drugs through the blood-brain barrier (BBB), causing difficulties for effective pharmacological therapies. In recent years, different strategies for promoting brain targeting have aimed to improve drug delivery and activity at this site, including innovative nanosystems for drug delivery across the BBB. In this context, an in vitro approach based on a simplified cellular model of the BBB provides a useful tool to investigate the effect of nanoformulations on the trans-BBB permeation of molecules. This study describes the development of a double-layer BBB, consisting of co-cultured commercially available primary rat brain microvascular endothelial cells and astrocytes. A multiparametric approach for the validation of the model, based on the measurement of the transendothelial electrical resistance and the apparent permeability of a high molecular weight dextran, is also described. As proof of concept for the employment of this BBB model to study the effect of different nanoformulations on the translocation of fluorescent molecules across the barrier, we describe the use of fluorescein isothiocyanate (FITC), loaded into ferritin nanoparticles. The ability of ferritins to improve the trans-BBB permeation of FITC was demonstrated by flux measurements and confocal microscopy analyses. The results suggest this is a useful system for validating nanosystems for delivery of drugs across the BBB.

In Vitro Permeation of FITC-loaded Ferritins Across a Rat Blood-brain Barrier: a Model to Study the Delivery of Nanoformulated Molecules

A method to establish an in vitro model of blood-brain barrier based on a co-culture of rat brain microvascular endothelial cells and astrocytes is described and validated. This system proved to be a valid tool to study the effect of nanoformulation on the trans-barrier permeation of fluorescent molecules.

In - vitro - Permeation von FITC-geladen Ferritine Über eine Ratte Blut-Hirn - Schranke: ein Modell für die Lieferung von Nanoformulated Moleküle zu studieren

Brain microvascular endothelial cells, supported by pericytes and astrocytes endfeet, are responsible for the low permeation of large hydrosoluble drugs ...

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.

Anwendungen<em&gt; In Vivo</em&gt; Funktionstest der Ratte Vorderer Schienbeingewebe Skeletal Muscle Repair Engineered für die Bewertung

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

The Arteriovenous (AV) Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in pathological situations such as cancer, vascularization plays a leading role in disease progression. Consequently, there is a strong need for a standardized and well-characterized in vivo model in order to elucidate the mechanisms of neovascularization and develop different vascularization approaches for tissue engineering and regenerative medicine.
We describe a microsurgical approach for a small animal model for induction of a vascular axis consisting of a vein and artery that are anastomosed to an arteriovenous (AV) loop. The AV loop is transferred to an enclosed implantation chamber to create an isolated microenvironment in vivo, which is connected to the living organism only by means of the vascular axis. Using 3D imaging (MRI, micro-CT) and immunohistology, the growing vasculature can be visualized over time. By implanting different cells, growth factors and matrices, their function in blood vessel network formation can be analyzed without any disturbing influences from the surroundings in a well controllable environment. 
In addition to angiogenesis and antiangiogenesis studies, the AV loop model is also perfectly suited for engineering vascularized tissues. After a certain prevascularization time, the generated tissues can be transplanted into the defect site and microsurgically connected to the local vessels, thereby ensuring immediate blood supply and integration of the engineered tissue. By varying the matrices, cells, growth factors and chamber architecture, it is possible to generate various tissues, which can then be tailored to the individual patient's needs.

The Arteriovenous AV Loop in a Small Animal Model to Study Angiogenesis and Vascularized Tissue Engineering

We describe a microsurgical approach for the generation of an arteriovenous (AV) loop as a model for analyzing vascularization in vivo in an isolated and well-characterized environment. This model is not only useful for the investigation of angiogenesis, but is also optimally suited for engineering axially vascularized and transplantable tissues.

Die arteriovenöse (AV) Loop in einem Kleintiermodell zur Untersuchung Angiogenesis und Vaskularisierte Tissue Engineering

A functional blood vessel network is a prerequisite for the survival and growth of almost all tissues and organs in the human body. Moreover, in ...

The Use of a &#946;-lactamase-based Conductimetric Biosensor Assay to Detect Biomolecular Interactions

Biosensors are becoming increasingly important and implemented in various fields such as pathogen detection, molecular diagnosis, environmental monitoring, and food safety control. In this context, we used &#946;-lactamases as efficient reporter enzymes in several protein-protein interaction studies. Furthermore, their ability to accept insertions of peptides or structured proteins/domains strongly encourages the use of these enzymes to generate chimeric proteins. In a recent study, we inserted a single-domain antibody fragment into the Bacillus licheniformis BlaP &#946;-lactamase. These small domains, also called nanobodies, are defined as the antigen-binding domains of single chain antibodies from camelids. Like common double chain antibodies, they show high affinities and specificities for their targets. The resulting chimeric protein exhibited a high affinity against its target while retaining the &#946;-lactamase activity. This suggests that the nanobody and &#946;-lactamase moieties remain functional. In the present work, we report a detailed protocol that combines our hybrid &#946;-lactamase system to the biosensor technology. The specific binding of the nanobody to its target can be detected thanks to a conductimetric measurement of the protons released by the catalytic activity of the enzyme.

In this work, we report a new method to study protein-protein interactions using a conductimetric biosensor based on the hybrid &#946;-lactamase technology. This method relies on release of protons upon hydrolysis of &#946;-lactams.

Die Verwendung eines β-Lactamase-basierte Conductimetric Biosensor-Assays, biomolekulare Wechselwirkungen zu erkennen

Biosensors are becoming increasingly important and implemented in various fields such as pathogen detection, molecular diagnosis, environmental ...

An Efficient and Reproducible Protocol for Distraction Osteogenesis in a Rat Model Leading to a Functional Regenerated Femur

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) is a surgical technique leading to bone regeneration after an osteotomy. The osteotomized extremities are moved away from each other by gradual distraction to reach the desired elongation. This procedure is widely used in humans for lower and upper limb lengthening, treatment after a bone nonunion, or the regeneration of a bone defect following surgery for bone tumor excision, as well as in maxillofacial reconstruction. Only a few studies clearly demonstrate the efficiency of their protocol in obtaining a functional regenerated bone, i.e., bone that will support physiological weight-bearing without fracture after removal of the external fixator. Moreover, protocols for DO vary and reproducibility is limited by lack of information, making comparison between studies difficult. The aim of this study was to develop a reproducible protocol comprising an appropriate external fixator design for rat limb lengthening, with a detailed surgical technique that permits physiological weight-bearing by the animal after removal of the external fixator.

This study describes a reproducible and detailed protocol using a newly developed external fixator for distraction osteogenesis (DO) in a femoral rat model which permits physiological weight-bearing by the animal after removal of the external fixator.

Eine effiziente und reproduzierbare Protokoll für Ablenkung Osteogenesis in einem Rattenmodell führt zu einer funktionalen regenerierten Femur

This protocol describes the use of a newly developed external fixator for distraction osteogenesis in a rat femoral model. Distraction osteogenesis (DO) ...