Name: a novel tenorrhaphy suture technique with tissue engineered collagen graft to repair large tendon defects
Uploaded: 2021-12-10T13:00:00
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作者要感谢UCL为这个项目提供资金。

注意：实验设计和伦理批准是从UCL机构审查委员会（IRB）获得的。所有实验均根据内政部的规定和1986年动物（科学程序）法的指导方针以及欧洲指令2010/63 / EU（2013）的修订立法进行。兔子由指定的兽医（NVS）定期检查，并由指定的动物护理和福利官员（NACWO）在一天内检查两次（根据内政部的指导方针和规定）。在他们被安乐死之前，他们没有表现出任何疼痛的迹象。
1. 组织...

在这项研究中，组织工程I型胶原移植物被选为肌腱移植物，因为胶原蛋白是一种天然聚合物，并用作各种组织工程应用的生物材料27，28。 此外，胶原蛋白占肌腱干质量的60%，其中95%是1型胶原蛋白21，29，30，31，32。 为了?...

肌腱断裂可能是由于外在因素引起的，例如创伤性撕裂伤或肌腱负荷过重。由于施加在肌腱修复上的外部拉力，大多数肌腱修复技术不可避免地会形成间隙。目前，肌腱缺陷/间隙由自身、同种异体、异种或人工移植物填充，但它们的可用性是有限的，供体部位是发病的来源。
从天然聚合物（如胶原蛋白）制造肌腱移植物的组织工程方法具有生物相容性的独特优势，可以提供重要的细胞外基质（ECM）成分，促进细胞整合。然而，由于缺乏原纤维对准，工程肌腱（ET）的机械性能不如天然肌腱。为了增加较弱胶原蛋白的机械性能，已经使用了许多方法，例如真空下的物理交联，紫外线辐射和脱水热处理1。此外，通过与核黄素的化学交联，酶法和非酶法在体外增加了胶原蛋白的密度和杨氏模量2、3。然而，通过添加交联剂，胶原蛋白的生物相容性受到损害，因为研究表明机械性能发生了33%的变化，细胞活力损失了40%3，4，5 。对准和机械强度的逐渐累积可以通过循环载荷6获得;然而，这可以有效地获得in vivo7。
为了使ET在体内整合并获得强度而无需化学改变，一种方法是使用稳定缝合技术将较弱的结构固定到位。大多数肌腱修复依靠缝合设计将肌腱末端固定在一起;因此，对这些现有技术的修改可以提供逻辑解8，9。
直到20世纪80年代，2股修复被广泛使用，但最近的外科文献描述了在修复10，11中使用4股，6股甚至8股。1985年，Savage描述了具有6个锚点的6股缝合技术，并且比使用4股12的Bunnell缝合技术要强得多。此外，在尸体和原位模型中，8股修复比其他链强43%，但这些修复并未被广泛实施，因为在技术上很难准确再现修复13，14，15，16。因此，更多的核心缝合线与修复肌腱的生物力学特性的比例增加有关。然而，缝合点周围细胞活力丧失，过度缝合造成的创伤可能会损害肌腱，这可能会损害肌腱愈合17。缝合技术应提供平衡且相对无弹性的强几何修复，以尽量减少修复后的肌腱间隙。此外，缝合线的位置及其结必须有策略地放置，以便它们不会干扰滑动，血液供应和愈合，直到获得足够的强度积累10，18。
为了确定在肌腱断裂之间确保较弱的ET移植物或其他移植物材料的可行性，我们开发了一种新颖的缝合技术，可以卸载移植物，使其成熟并逐渐整合到体内的宿主组织中 。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:772px;" width="773">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rat tail type 1 Collagen&#160;</td>
			<td style="width:271px;">First Link, Birmingham, UK</td>
			<td style="width:119px;">60-30-810</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">prolene sutures 6-0</td>
			<td>Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K.</td>
			<td>EP8726H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">prolene sutures 3-0</td>
			<td>Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K.</td>
			<td>D8911</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Whatman filter paper</td>
			<td style="width:271px;">SIGMA-ALDRICH&#160;</td>
			<td style="width:119px;">WHA10010155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gibco&#160;DMEM, high glucose</td>
			<td style="width:271px;">Thermo Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>11574486</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nylon mesh&#160;</td>
			<td>Plastok (Meshes and Filtration) Ltd.</td>
			<td style="width:119px;">NA</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel tenorrhaphy suture technique with tissue engineered collagen graft to repair large tendon defects

使用肌腱移植物对大肌腱缺损进行手术治疗具有挑战性，因为可以很容易地识别和使用供体的部位数量有限。目前，这个间隙充满了肌腱自体，同种异体，异种或人工移植物，但由于规模的原因，确保它们的临床方法不一定可以转化为动物。为了评估新的生物材料或研究由1型胶原蛋白组成的肌腱移植物，我们开发了一种改良的缝合技术，以帮助保持工程肌腱与肌腱末端对齐。这些移植物的机械性能不如天然肌腱。为了将工程肌腱纳入临床相关的负荷修复模型，采用了一种策略来卸载组织工程肌腱移植物，并允许工程肌腱 在体内 成熟和整合，直到形成机械上健全的新肌腱。我们使用结合1型胶原组织工程肌腱构建体来描述这种技术。

我们使用由I型胶原蛋白制成的胶原蛋白移植物，因为这是肌腱中发现的主要蛋白质。它几乎占肌腱中总胶原蛋白的95%;因此，胶原蛋白在体内表现出模仿肌腱的所有理想特性21，22。
在这项研究中，从大鼠尾腱中提取使用的I型胶原蛋白并溶解在乙酸（2.15mg / mL）中。为了聚合这...

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A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects

在本文中，我们提出了一种 体外 和 原位 方案，通过用工程胶原移植物填充高达1.5厘米的肌腱间隙来修复该肌腱间隙。这是通过开发一种改良的缝合技术来承担机械负荷，直到移植物成熟到宿主组织中来实现的。

一种新型的腱绦缝合技术，采用组织工程胶原蛋白移植物修复大肌腱缺损

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily ...

因此，这种缝合的手术技术，一块组织工程胶原蛋白将彻底改变我们使用组织工程图来取代目前用于肌腱重建的肌腱签名的方式。该技术的主要优点是它使用手术优化的缝合技术来适应体内的组织神经肌腱。这种方法可以帮助回答随之而来的组织工程领域中关于使用胶原蛋白图进行肌腱重建的关键问题。该技术的主要优点是它使用手术优化的图插入技术来适应体内组织工程的肌腱图。该技术的意义延伸到肌腱间隙的治疗。因为它是现成的，随时可供外科医生使用。不过，这种方法可以提供对肌腱手术修复的见解。它也可以应用于其他制作程序。这种方法的视觉演示至关重要，因为如果不使用大量动物，缝合线的体内应用可能很难掌握。从Alec Walton开始，四毫升大鼠尾胶原蛋白一型，单体胶原蛋白溶液。然后向胶原蛋白溶液中加入500微升10倍的最小必需培养基，并滴定5和1摩尔氢氧化钠以中和溶液。接下来，将500微升Dulbecco的改性鹰培养基加入溶液中，并将五毫升混合物转移到定制的矩形金属模具中。然后将模具置于37摄氏度和5%CO2下15分钟，以方便基体组装。聚合后，将胶原水凝胶从模具转移到两个50微米尼龙网片之间的标准塑料压缩组件中。对组件施加120克的静载荷5分钟，以从水凝胶中除去间隙液，使用四层oF滤纸吸收排出的液体。以相同的方式制备另外三个水凝胶后，将所有四个压缩凝胶卷在一起，并将辊子切成15毫米段。在开始手术之前，修剪16至25周龄雄兔后肢两侧的毛发，并使用20号手术刀片在下管状腓骨区域周围的一个肢体上做一个9厘米的切口，以暴露胫骨后肌腱。然后暴露17毫米的截面肌腱，并用PBS润湿组织以保持组织水分。接下来，从中点处的肌腱上取出15毫米的片段，并用工程组织胶原移植物替换切除的组织。使用三个零核心缝合线，将移植物从天然肌腱末端近端相互锁定。将缝合线穿过整个移植物的长度，以将移植物从切割端向远端互锁。将工程组织的两端固定在原生肌腱上，在移植物外围周围用六个零连续的运行缝合线。然后手动确认缝合线上的张力是否合适，并且任何缝合线都没有松弛。如图所示，切除的肌腱间隙填充有15毫米长的工程组织肌腱移植物，并用三个17毫米的零互锁缝合线固定，以充当负载屏障，并与天然组织进行六次零缝合。修复的平均断裂强度约为51牛顿，明显高于对照凯斯勒修复约12牛顿。证明核心缝合长度和远端联锁在防止在较高幅度力下修复失败的影响。在抗缝合力实验中，证明平均断裂强度约为25牛顿，明显高于约14牛顿的控制平均断裂强度。有两件关键的事情要记住。第一，确保在适当的pH值下中和胶原蛋白溶液。其次，缝合线应有足够的张力，缝合线内没有松弛。因此，在缝合技术的发展之后，它为肌腱组织工程领域的研究人员在未来接近肌腱修复，肌腱置换和肌腱再生的方式带来了新的视角。请记住在理想的pH值下在中和的胶原蛋白溶液中配制。并手动确保缝合线张力适当，使缝合线内没有松弛。经过开发，这项技术为组织工程领域的研究人员铺平了道路，并倾向于再生来探索人类的肌腱间隙修复。

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Density Gradient Multilayered Polymerization (DGMP): A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

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密度梯度多层聚合（dGMP的）：创建多室的，可定制的一种新技术，组织工程支架

Complex tissue culture matrices, in which types and concentrations of biological stimuli (e.g. growth factors, inhibitors, or small molecules) or matrix ...

科研

生物工程

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

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

手术技术组织工程血管移植和后续的植入<em&gt;在体内</em&gt;监控

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

组织工程血管在小鼠模型的生成和嫁接

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

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

极化神经组织工程三维蚕丝胶原蛋白为基础的模式

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 ...

Minced Tissue in Compressed Collagen: A Cell-containing Biotransplant for Single-staged Reconstructive Repair

在压缩的胶原组织糜：含细胞Biotransplant单上演重建修复

Conventional techniques for cell expansion and transplantation of autologous cells for tissue engineering purposes can take place in specially equipped ...

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

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

中的应用<em&gt;在体内</em&gt;评定组织的鼠胫骨前的功能测试工程化骨骼肌修复

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

Three-dimensional Tissue Engineered Aligned Astrocyte Networks to Recapitulate Developmental Mechanisms and Facilitate Nervous System Regeneration

三维组织工程化排列的星形胶质细胞网络, 以概括发展机制和促进神经系统再生

Neurotrauma and neurodegenerative disease often result in lasting neurological deficits due to the limited capacity of the central nervous system (CNS) to ...

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Bioink Precellularization 无源混合装置打印软骨及皮肤组织类似物的应用

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

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原发性肾组织段的显微解剖与新型无支架结构技术的结合

Kidney transplantation is now a mainstream therapy for end-stage renal disease. However, with approximately 96,000 people on the waiting list and only ...

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人卵巢组织与工程化内皮细胞联合移植: 一种以细胞为基础的快速灌注与直接分泌的融合策略

Infertility is a frequent side effect of chemotherapy and/or radiotherapy and for some patients, cryopreservation of oocytes or embryos is not an option. ...