Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Trakea doku nakli için sterilizasyonun sağlanması şarttır. Burada, organlar tarafından tamamen tolere edilen düşük doz gama ışınlaması kullanan bir sterilizasyon protokolü sunuyoruz.
Bir naklin doğru şekilde gelişmesini sağlamanın ana kilit yönlerinden biri, ortamın sterilitesidir. Desellülarize trakea transplantasyonu, başlangıçta çevre ile temas halinde olan ve böylece başlangıçtan itibaren steril olmayan bir organın implante edilmesini içerir. Desellülarizasyon protokolü (deterjan sunumu [% 2 sodyum dodesil sülfat], sürekli karıştırma ve ozmotik şoklar yoluyla) aseptik önlemlere uygun olarak gerçekleştirilirken, sterilizasyon sağlamaz. Bu nedenle, ana zorluklardan biri, in vivo implantasyondan önce sterilitenin sağlanmasıdır. İnorganik malzemeler için belirlenmiş gama radyasyonu sterilizasyon protokolleri olmasına rağmen, organik malzemeler için böyle bir önlem yoktur. Ek olarak, inorganik malzemeler için yürürlükte olan protokoller organik malzemelere uygulanamaz, çünkü belirlenen radyasyon dozu (25 kGy) implantı tamamen tahrip eder. Bu makale, desellülarize bir tavşan trakeasında artmış bir radyasyon dozunun etkisini incelemektedir. Doz aralığını (kGy) koruduk ve sterilizasyonun sağlandığı minimum dozu bulana kadar yükseltilmiş dozları test ettik. Dozu belirledikten sonra, hem histolojik hem de biyomekanik olarak organ üzerindeki etkilerini inceledik. 0.5 kGy'nin kısırlığa ulaşmamasına rağmen, hem 1 kGy hem de 2 kGy'lik dozların, 1 kGy ile sterilizasyon elde etmek için gerekli minimum doz olduğunu belirledik. Mikroskobik çalışmalar, sterilize edilmemiş organlara kıyasla ilgili bir değişiklik göstermedi. Eksenel biyomekanik özellikler hiç değişmedi ve organın radyal olarak tolere edebileceği birim uzunluk başına kuvvette sadece hafif bir azalma gözlendi. Bu nedenle, 1 kGy'nin, hücre dışı hale getirilmiş tavşan trakeasının organ üzerinde minimum düzeyde bir etkiye sahip olarak tam sterilizasyonunu sağladığı sonucuna varabiliriz.
Bir implantın sterilizasyonu, yaşayabilirliği için temel bir gerekliliktir; Aslında başarılı olduğu kanıtlanmış protezler steril bölgelere (kan damarları, kalp, kemik vb.) implante edilen protezlerdir. 1. Trakeanın iki yüzeyi vardır: dış ortamla temas halinde olan, bu nedenle steril olmayan bir yüzey ve steril olan mediastene doğru bir yüzey. Bu nedenle, trakea çıkarıldığı andan itibaren steril bir organ değildir. Daha sonraki hücre desellülarizasyon işleminin maksimum steril koşullarda gerçekleştirilmesine rağmen, sterilizasyon adımı2 değildir. Yabancı maddenin kendi içine implantasyonu, ürettiği probakteriyel mikro çevre nedeniyle enfeksiyon riski taşır3ve materyal sterilize edilmiş olsa bile, donörden alıcıya% 0.014'e kadar hastalık bulaşma riski taşır4. Trakeanın doğru vaskülarizasyonunu sağlamak için, hemen hemen tüm deneysel nakil protokollerinde, önce steril bir alana (kas, fasya, omentum, deri altı, vb.) heterotopik implant 5,6,7 uygulanır; Bunun nedeni, steril olmayan bir elementin bu ortama implante edilmesinin, 3. alanın enfeksiyonuna yol açmasıdır.
Steril bir implant elde etmek için bir dizi olası strateji vardır. Süperkritik CO2kullanımı, terminal sterilizasyonu 8,9'u sağlamıştır. Ultraviyole radyasyon veya perasetik asit, etanol, oksijen peroksit ve elektrolize su gibi maddelerle tedavi gibi diğer yöntemler, sterilizasyonda, neredeyse her zaman dozajlarına bağlı olarak farklı başarı oranları elde etmişlerdir, ancak implantların biyomekanik özelliklerini etkiledikleri gösterilmiştir. Gerçekten de, etilen oksit gibi bazı maddeler, implante edilen matrisin yapısını önemli ölçüde değiştirebilir ve hatta istenmeyen immünojenik etkilere neden olabilir. Bu nedenle, bu stratejilerin birçoğu biyolojik modellere uygulanamaz 2,10,11,12,13.
En çok çalışılan ve kabul gören sterilizasyon stratejisi, insanlara implante edilen tıbbi cihazların sterilizasyonu için ISO 11737-1: 2006 standardı tarafından 25 kGy'lik bir gama radyasyon dozu ile oluşturulan stratejidir. Bununla birlikte, bu düzenleme sadece inert, biyolojik olmayan elementlerin sterilizasyonuna odaklanmaktadır14,15. Ek olarak, karsinomun radikal tedavisinde radyoterapi dozları, tıbbi cihazları sterilize etmek için kullanılanlardan üç kat daha düşüktür1. Bunu akılda tutarak, söz konusu dozun sadece mikrobiyotayı öldürmekle kalmayıp aynı zamanda implantın biyolojik yapısını tahrip edeceği ve radikal bir şekilde değiştireceği sonucuna varabiliriz. Ayrıca, 1.9 kGy kadar düşük dozlar kullanıldığında ve17 alınan radyasyon dozuyla doğru orantılı hasar olsa bile, potansiyel olarak sitotoksik olabilen ve iskele 13,14,15,16,17'nin enzimatik bozunmasını hızlandırabilen bozunma üzerine artık lipitler üretme olasılığı da vardır.
Bu nedenle, bu makalenin amacı, ışınlamanın neden olduğu minimum zararlı etkiyle steril bir implantın elde edilmesini sağlayan radyasyon dozunu tanımlamaya çalışmaktır 2,18,19. İzlediğimiz strateji, negatif bir kültür elde edene kadar bir dizi kilogray (0.5, 1, 2, 3 kGy, vb.) içinde farklı dozlarda desellülarize edilmiş ve ışınlanmış trakeaların ışınlanmasını içeriyordu. Sterilizasyonu doğrulamak için negatif kültürlere ulaşan dozlar için ek testler yapılmıştır. Sterilizasyon elde etmek için minimum doz belirlendikten sonra, ışınlamanın trakea üzerindeki yapısal ve biyomekanik etkisi kontrol edildi. Tüm metrikler kontrol yerli tavşan trakeası ile karşılaştırıldı. Yapının sterilizasyonu daha sonra trakeaları Yeni Zelanda beyaz tavşanlarına implante ederek in vivo olarak test edildi.
Laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı için 20170/63/EU sayılı Avrupa direktifine uyulmuş ve çalışma protokolü Valencia Üniversitesi Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır (Yasa 86/609/EEC ve 214/1997 ve Kod 2018/VSC/PEA/0122 Tip 2 Valencia, İspanya).
1. Trakeal desellülarizasyon
NOT: Hücre sökümsüzleştirme yöntemi başka bir yerde bildirilmiştir20.
2. Sterilizasyon
3. Histolojik analiz
NOT: Hematoksilin ve eozin21, Masson'un trikromu ve orcein22 kullanarak parçaları lekeleyin.
4. Biyomekanik çalışma
NOT: Uzunlamasına ve enine kuvvetlere karşı trakeal direnç, eksenel çekme ve radyal sıkıştırma testleri ile ölçülür23.
5. Cerrahi teknik
NOT: Cerrahi teknik20 başka yerde yaygın olarak bildirilmiştir.
6. İstatistiksel analiz
Hücre Giderimciliği
DAPI boyaması, DNA'nın yokluğunu gösterir ve trakeaların hiçbirinde elektroforez ile 50 ng'den yüksek DNA değerleri tespit edilmemiştir, tüm fragmanlar 200 bp20'den küçüktür.
Mikrobiyal kültür
0.5 kGy'ye maruz bırakılan sekiz parçadan ikisi, 1 haftadan kısa sürede renk değişikliği gösterdi. 1 kGy ve 2 kGy'de ışınlanan parçaların hiçbirinde renk değişikliği görülmedi (
Var olan birkaç sterilizasyon stratejisi vardır. Süperkritik CO2, dokulara tamamen nüfuz eder, ortamı asitleştirir ve implantın basınçsızlaştırılması yoluyla basit eliminasyonla hücresel fosfolipid çift katmanını dekonstrüksiyona uğratır 8,14,25. Ultraviyole radyasyon da kullanılmıştır ve literatürde sadece birkaç rapor olmasına rağmen, kemirgen trakeasındaki etkinliği yayınlanmıştır...
Yazarların hiçbirinde çıkar çatışması yoktur.
Bu makale, 2018 İspanyol Göğüs Cerrahisi Derneği Ulusal Çok Merkezli Çalışmaya Hibe [Sayı 180101 Néstor J.Martínez-Hernández'e verildi] ve PI16-01315 [Manuel Mata-Roig'e verildi] tarafından Instituto de Salud Carlos III tarafından desteklendi. CIBERER, Avrupa Bölgesel Kalkınma Fonu'nun yardımıyla VI Ulusal Ar-Ge ve I Planı 2018-2011, Iniciativa Ingenio 2010, Consolider Programı, CIBER Eylemleri ve Instituto de Salud Carlos III tarafından finanse edilmektedir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
6-0 nylon monofilament suture | Monosoft. Covidien; Mansfield, MA, USA | SN-5698G | |
Amphotericin B 5% | Gibco Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA USA | 15290018 | |
Bioanalyzer | Agilent, Santa Clara, CA, USA | G2939BA | |
Buprenorphine | Buprex. Reckitt Benckiser Healthcare; Hull, Reino Unido | N02AE01 | |
Compression desktop UTM | Microtest, Madrid, Spain | EM1/10/FR | |
Cryostate | Leyca CM3059, Leyca Biosystems, Wetzlar, Alemania | CM3059 | |
DAPI (4',6-diamino-2-phenylindole) | DAPI. Sigma-Aldrich, Missouri, USA | D9542 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich; MO, USA | D2650 | |
DMEM | Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA, USA | 11965084 | |
DNA extraction kit | DNeasy extraction kit Quiagen, Hilden, Germany | 4368814 | |
Enrofloxacin, 2.5% | Boehringer Ingelheim, Ingelheim am Rhein, Germany | 0035-0002 | |
Fetal bovine serum (FBS) | GE Healthcare Hyclone; Madrid, Spain | SH20898.03IR | |
Fluorescence microscope | Leyca DM2500 (Leica, Wetzlar, Germany) | DM2500?? | |
Freezing Container | Mr Frosty. Thermo Fisher; Madrid, Spain | 5100-0001 | |
Isofluorane | Isoflo; Proyma Ganadera; Ciudad Real, Spain | 8.43603E+12 | |
Ketamin | Imalgene. Merial; Toulouse, Francia | BOE127823 | |
Linear accelerator | "True Beam". Varian, Palo Alto, California, USA | H191001 | |
Magnetic stirrer | Orbital Shaker PSU-10i. Biosan; Riga, Letonia | BS-010144-AAN | |
Meloxicam 5 mg/ml | Boehringer Ingelheim, Ingelheim am Rhein, Germany | 6283-MV | |
OCT (Optimal Cutting Temperature Compound) | Fischer Scientific, Madrid, Spain | 12678646 | |
Penicillin-streptomycin 5% | Gibco Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA USA | 15140122 | |
Pentobarbital sodium | Dolethal. Vetoquinol; Madrid, España | 3.60587E+12 | |
Phosphate buffered saline (PBS) | Sigma-Aldrich; MO, USA | P2272 | |
Propofol | Propofol Lipuro. B. Braun Melsungen AG; Melsungen, Alemania | G 151030 | |
Proteinase K | Gibco Thermo Fisher Scientific; Waltham, Massachussetts, USA | S3020 | |
PVC hollow tubes | Cristallo Extra; FITT, Sandrigo, Italy | hhdddyyZ | |
PVC stent | ArgyleTM Medtronic; Istanbul, Turkey | 019 5305 1 | |
R software, Version 3.5.3 R Core | R Foundation for Statistical Computing | R 3.5.3 | |
Sodium dodecyl sulfate (SDS) | Sigma-Aldrich; MO, USA | 8,17,034 | |
Spectrophotometer | Nanodrop, Life Technologies; Isogen Life Science. Utrech, Netherlands | ND-ONEC-W | |
Spreadsheet | Microsoft Excel for Mac, Version 16.23, Redmond, WA, USA | 2864993241 | |
Traction Universal Testing Machine | Testing Machines, Veenendaal, Netherlands | 84-01 | |
UTM Software | TestWorks 4, MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, USA | 100-093-627 F | |
VECTASHIELD Mounting Medium | Vector Labs, Burlingame; CA; USA | H-1000-10 | |
Xylacine | Xilagesic. Calier; Barcelona, España | 20102-003 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiDaha Fazla Makale Keşfet
This article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır