Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
При помощи этой технологии часто включает в пробирке расширения, чтобы создать аутотрансплантатов для регенерации ткани. В этом исследовании способ расширения ткани, регенерации, и реконструкции в естественных условиях была разработана для того, чтобы свести к минимуму обработку клеток и биологических материалов вне тела.
Conventional techniques for cell expansion and transplantation of autologous cells for tissue engineering purposes can take place in specially equipped human cell culture facilities. These methods include isolation of cells in single cell suspension and several laborious and time-consuming events before transplantation back to the patient. Previous studies suggest that the body itself could be used as a bioreactor for cell expansion and regeneration of tissue in order to minimize ex vivo manipulations of tissues and cells before transplanting to the patient. The aim of this study was to demonstrate a method for tissue harvesting, isolation of continuous epithelium, mincing of the epithelium into small pieces and incorporating them into a three-layered biomaterial. The three-layered biomaterial then served as a delivery vehicle, to allow surgical handling, exchange of nutrition across the transplant, and a controlled degradation. The biomaterial consisted of two outer layers of collagen and a core of a mechanically stable and slowly degradable polymer. The minced epithelium was incorporated into one of the collagen layers before transplantation. By mincing the epithelial tissue into small pieces, the pieces could be spread and thereby the propagation of cells was stimulated. After the initial take of the transplants, cell expansion and reorganization would take place and extracellular matrix mature to allow ingrowth of capillaries and nerves and further maturation of the extracellular matrix. The technique minimizes ex vivo manipulations and allow cell harvesting, preparation of autograft, and transplantation to the patient as a simple one-stage intervention. In the future, tissue expansion could be initiated around a 3D mold inside the body itself, according to the specific needs of the patient. Additionally, the technique could be performed in an ordinary surgical setting without the need for sophisticated cell culturing facilities.
Большинство тканевой инженерии исследования по трансплантации кожи и мочеполового тракта включают аутологичных урожаи клеток из здоровых тканей и расширение клеток в специально оборудованных клеточных культивирования объектов 1,2.
После расширения клеток, клетки обычно сохраняется для последующего использования, когда пациент готов получить аутотрансплантата. морозильники азота позволяют длительное хранение при низких температурах -150 ° С или ниже. Процесс замораживания должен быть осторожным и контролировать, чтобы не потерять клетки. Один из рисков гибели клеток вне кристаллизация внутриклеточной воды в процессе оттаивания, которое может привести к разрыву клеточных мембран. Сотовый замораживания обычно выполняется путем медленного и регулируемого охлаждения (-1 ° С в мин), используя высокую концентрацию клеток, фетальной бычьей сыворотки и диметилсульфоксида. После оттаивания эти клетки должны быть обработаны снова удаления среды замерзания и культивирование клеток на пластике культуры или егобиоматериала перед трансплантацией обратно пациенту.
Все вышеупомянутые шаги трудоемким, трудоемким и дорогостоящим 3. Кроме того, все в пробирке обработка клеток, предназначенных для трансплантации пациенту тщательно регулируются и требует хорошо подготовленных и аккредитованных персонала и лабораторий 4. В общем, чтобы обеспечить безопасную и надежную производственный процесс, технология может быть установлена только в очень небольшом количестве технически передовых центров и более широкое использование в распространенных хирургических заболеваний сомнительна.
Для того чтобы преодолеть ограниченность культивирования клеток в лабораторных условиях, понятие пересадки измельченной ткани для расширения клеток в естественных условиях вводят с помощью самого тела как биореактор. Для этих целей, как аутографты преимущественно будут пересажены на 3D плесени в соответствии с формой, которая необходима для окончательного восстановления органа Iпроценты 5-7.
Первоначально, идея пересадки фарш эпителий был представлен Миком в 1958 году, когда он описал, как эпителий растет от краев раны. Он показал, что маленький кусочек кожи приведет к увеличению рентабельности и тем самым его потенциал для расширения клеток на 100% за счет сокращения кусок дважды в перпендикулярных направлениях (рисунок 1) 8. Эта теория была поддержана использования отверстиями частичных протезов толщина кожи для трансплантации кожи 9 и в коже ранозаживляющие модели 10.
Рисунок 1:. Мик теория Согласно теории кроток, в эпителий растет от краев раны. Увеличивая площадь воздействия по технологии мясорубки, измельченной ткани epithelializes раны от многих местах.
Настоящее исследование основано на гипо-тезис, что тот же принцип может быть применен к подкожной клетчатке, помещая измельченный эпителий вокруг формы. Эпителиальные клетки мобилизует из рубленого трансплантатов (реорганизовать), охватывают участки раневые (миграцию) и деления (развернуть) для того, чтобы сформировать непрерывную neoepithelium который покрывает область раны и отделяет постороннее тело (пресс-формы) с внутренним корпусом ( Рисунок 2).
Рисунок 2:. Мультфильм 3D формы с рубленым эпителия для расширения в естественных интракорпоральной ткани в соответствии с теорией Меек При использовании измельченной ткани, размещенный на форме и затем пересаживают в подкожной клетчатке, гипотеза о том, что эпителиальные клетки мигрируют из края фарша ткани, реорганизовать и расширить таким образом, чтобы образовывать непрерывную neoepithelium который покрывает область раны и отделяет постороннее тело (пресс-формы) с внутренним корпусом.
Хотя предыдущие исследования в естественных условиях показывают многообещающие результаты, дальнейшие улучшения могут быть достигнуты путем укрепления аутотрансплантатов, так что регенерированный эпителий может выдерживать механическую травму лучше 7. Для этих целей, были определены важные предпосылки для успешного биоматериала, такие как: легкий диффузии питательных веществ и отходов, возможность плесени в 3D образом и легкости хирургического обработки. Выводы были сделаны, что эти потребности могут быть удовлетворены путем добавления композитный биоматериал для фарша ткани.
Данное исследование направлено на развитие леску, состоящую из измельченной ткани в пластиковый сжатые коллаген, содержащий армирующий стержень биоразлагаемого материала. С помощью этих средств, жизнеспособные клетки могут мигрировать из рубленого частиц тканей и размножаются с морфологические черты, характерные для оригинальной эпителия (кожи или уротелии). Используя пластиковую сжатие, подмости был снизитьд в размере от 1 см до примерно 420 мкм, как из рубленого частиц были помещены в коллагене верхнего уровня. Ядро ткани может быть любой полимер, но должна быть изменена с гидрофильной поверхностью, с тем чтобы соединяются друг с другом с покрывающими коллагеновых слоев 11.
Способ обеспечил повышенную целостность эшафот путем включения вязаную сетку, состоящую из поли (-капролактон) (PCL) в течение двух пластиковых сжатый коллагеновых гелей с использованием его в качестве каркаса для культивирования фарш слизистая оболочка мочевого пузыря или фарш кожу от свиней. Конструкция поддерживалась в условиях культуры клеток до 6 недель в пробирке, демонстрируя успешное формирование слоистой, многослойной уротелии или плоского эпителия кожи на верхней части сплоченный гибридной конструкции. Конструкт был прост в обращении и может быть зашивается в месте для целей дополнения пузыря или покрытия дефектов кожи. Все части эшафот тканевой FDA одобрен и техникаможет быть использован для процедур одноступенчатых путем сбора ткани, мясорубки, пластической сжатия, и трансплантировать обратно пациенту в виде одной-ступенчатую вмешательства. Процедура может быть выполнена для расширения тканей и реконструкции в стерильных условиях в любом общем блоке хирургии.
Все протоколы животных были предварительно одобрены графства комитета Стокгольме животных и все процедуры соответствовали нормативам по использованию животных, а также соответствующими федеральными законами.
1. Процедуры животных
2. Фарш Подготовка ткани
3. Подготовка пластических сжатых PCL / Коллаген аутотрансплантатов
4. Шов аутотрансплантатов
5. прекращение
6. In Vitro Культура
Примечание: Чтобы оценить гистологически прогрессирование фарша ткани в PCL / коллагеновых конструктов в пробирке, коллагеновые / PCL / фарш пластыри культивируют в 12-луночных планшетах с использованием кератиноцитов среды.
7. Иммуногистохимия
Примечание: Протокол иммуногистохимии, как правило, делится на следующие этапы: (1) фиксация и парафин, (2) микро-секционирования до 5 мкм ломтиками, размещения на слайдах, депарафинизации и повторной гидратации, (3) антиген разоблачения, окрашивания и монтажа , Перед началом последние шаги в процедуре иммуногистохимии, подготовить стиральные буферов и разоблачающий раствора антигена (см отдельные детали материала). Подготовьте комплексное решение ABC, по крайней мере за 30 минут до использования.
Это исследование представляет собой метод, который показывает, как производить биоматериал для трансплантации с использованием пластиковой сжатие коллагена и измельченной ткани.
Слизистой оболочки мочевого пузыря и кожи могут быть собраны, а затем механически измель...
Это исследование представляет собой простой в использовании подход к производству стенки мочевого пузыря пластырей с аутологичной ткани для трансплантации в хирургическом столе. Пластыри образованы комбинацией биоразлагаемого полимера вязания в середине и коллагена с и без фарша т...
The authors have nothing to disclose.
The authors thank the Swedish Society for Medical Research, the Promobilia Foundation, the Crown Princess Lovisa Foundation, the Freemason Foundation for Children’s Welfare, the Swedish Society of Medicine, the Solstickan Foundation, Karolinska Institutet, and the Stockholm City Council for financial support.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Silicone catheter 10-French | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
DMEM 10x | Gibco | 31885-023 | Plastic compression section 4 |
24 well plates | Falcon | 08-772-1 | Plastic compression section 4 |
3',3',5-Triiodothyronine | Sigma-Aldrich | IRMM469 | In vitro culture; Section 5 |
4% PFA | Labmed Solutions | 200-001-8 | Immunocytochemistry; Section 6 |
70% ethanol | Histolab | Immunocytochemistry; Section 6 | |
ABC Elite kit: Biotin-Streptavidin detection kit | Vector | PK6102 | Immunocytochemistry; Section 6 |
Absolute ethanol | Histolab | 1399.01 | Immunocytochemistry; Section 6 |
Adenine | Sigma-Aldrich | A8626 | In vitro culture; Section 5 |
Atropine 25 μg/kg | Temgesic, RB Pharmaceuticals, Great Britain | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Azaperone 2 mg/kg | Stresnil, Janssen-Cilag, Pharma, Austria | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Biosafety Level 2 hood | Plastic compression; Section 4 | ||
Blocking solution: Normal serum from the same species as the secondary secondary antibody was generated in. | Vector | The blocking solution depends of the origin of first antibody | Immunocytochemistry; Section 6 |
Buprenorphine 45 μg/kg | Atropin, Mylan Inc, Canonsburg, PA | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Carprofen 3 mg/kg | Rimadyl, Orion Pharma, Sweden | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Chlorhexidine gluconate | Hibiscrub 40 mg/mL, Regent Medical, England | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Cholera toxin | Sigma-Aldrich | C8052 | In vitro culture; Section 5 |
Coplin jar: staining jar for boiling | Histolab | 6150 | Immunocytochemistry; Section 6 |
Stainless mold (33 mm x 22 mm x 10 mm) custom made | Plastic compression; Section 4 | ||
DMEM | Gibco | 3188-5023 | Plastic compression section 4. Keep on ice when using it in plastic compression |
Epidermal growth factor | Sigma-Aldrich | E9644 | In vitro culture; Section 5 |
Ethilon (non-absorbable monofilament for skin sutures) | Ethicon | Surgery, Section 1 | |
Fetal bovine serum (FBS) | Gibco | 10437-036 | Plastic compression section 4 |
Forceps (Adison with tooth) | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
Gauze (Gazin Mullkompresse) | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
Ham's F12 | Gibco | 31765-027 | Plastic compression section 4 |
Hematoxylin | Histolab | 1820 | Immunocytochemistry; Section 6 |
Humidity chamber | DALAB | Immunocytochemistry; Section 6 | |
Hydrocortisone | Sigma-Aldrich | H0888 | In vitro culture; Section 5 |
Hydrogen peroxide Solution 30% | Sigma-Aldrich | H1009 | Immunocytochemistry; Section 6 |
Insulin | Sigma-Aldrich | I3536 | In vitro culture; Section 5 |
Isoflurane | Isoflurane, Baxter, Deerfield, IL | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Lidocaine 5 mg/ml | Xylocaine, AstraZeneca, Sweden | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Lucose 25 mg/ml | Baxter, Deerfield, IL | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Marker pen pap pen | Sigma-Aldrich | Z377821-1EA | Immunocytochemistry; Section 6 |
Medetomidine 25 μg/kg | Domitor, Orion Pharma, Sweden | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Mincing device | Applied Tissue Technologies LLC | Minced tissue preparation, section 2 | |
Monocryl (absorbable monofilament) | Ethicon | Surgery, Section 1 | |
NaCl | Sigma-Aldrich | S7653 | Immunocytochemistry; Section 6 |
NaOH 1 N | Merck Millipore | 106462 | Plastic compression section 4 and cell culture |
Nylon mesh, 110 μM thick pore size 0.04 sqmm | Plastic compression; Section 4 | ||
Oculentum simplex APL: ointment for eye protection | APL | Vnr 336164 | Surgery, Section 1 |
PBS | Gibco | 14190-094 | Plastic compression section 4 |
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140-122 | Plastic compression section 4 |
Phenobarbiturate 15 mg/kg | Pentobarbital, APL, Sweden | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
PCL Knitted fabric | Plastic compression; Section 4 | ||
Rat-tail collagen | First LINK, Ltd, UK | 60-30-810 | Plastic compression section 4, keep on ice |
Scalpel blade - 15 | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
Shaving shears | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
Stainless stell mesh, 400 μM thick pore size | Plastic compression; Section 4 | ||
Steril gloves | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
Sterile gowns | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
Sterile drapes | |||
Sterilium | Bode Chemie HAMBURG | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Suture Thread Ethilon | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
TE-solution (antigen unmasking solution) consist of 10 mM Tris and 1 mM EDTA, pH 9.0 | 10 mM Tris/1 mM EDTA, adjust pH to 9.0 | ||
Tiletamine hypochloride 2.5 mg/kg | Preparing the animal for surgery, Section 1 | ||
Transferrin | Sigma-Aldrich | T8158 | In vitro culture; Section 5 |
Trizma Base, H2NC | Sigma-Aldrich | T6066 | Immunocytochemistry; Section 6 |
Vector VIP kit: Enzyme peroxidase substrate kit | Vector | SK4600 | Immunocytochemistry; Section 6 |
Vicryl (absorbable braded) | Ethicon | Surgery, Section 1 | |
Tris buffer pH 7.6 (washing buffer) | TE solution: Make 10x (0.5 M Tris, 1.5 M NaCl) by mixing: 60.6 g Tris (Trizma Base, H2NC(CH2OH)3, M=121.14 g/mol), add 800 ml distilled water adjust the pH till 7.6, add 87.7 g NaCl and fill to 1,000 ml with distilled water. Dilute to 1x with distilled water. | ||
X-tra solv (solvent) | DALAB | 41-5213-810 | Immunocytochemistry; Section 6. Use under fume hood |
Zolazepam hypochloride | Zoletil, Virbac, France | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Depilatory wax strips | Veet | Preparing the animal for surgery, Section 1 | |
Pentobarbital sodium | Lundbeck | Termination, Section 3 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены