Name: a novel tenorrhaphy suture technique with tissue engineered collagen graft to repair large tendon defects
Uploaded: 2021-12-10T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects at JoVE.com

Forfatterne vil gerne anerkende UCL for finansiering af dette projekt.

BEMÆRK: Eksperimentdesign og etisk godkendelse blev indhentet fra UCL Institutional Review Board (IRB). Alle forsøg blev udført i henhold til regulering af indenrigsministeriet og retningslinjer for dyr (videnskabelig procedure) Act 1986 med revideret lovgivning i EU-direktiv 2010/63/EU (2013). Kaniner blev inspiceret af en navngivet dyrlæge (NVS) regelmæssigt og to gange om dagen af en navngiven dyrepleje og velfærd officer (NACWO) (Som pr retningslinjer og regler for Home office). De viste ingen tegn på smerte, ...

I denne undersøgelse, væv manipuleret type I kollagen grafts blev valgt som en senetransplantation, fordi kollagen er en naturlig polymer og anvendes som et biomateriale til forskellige væv engineering applikationer27,28. Kollagen udgør også 60 % af den tørre senmasse, hvoraf 95 % er type 1 kollagen 21,29,30,31,</s...

Seneruptur kan forekomme på grund af ydre faktorer såsom traumatiske flænger eller overdreven belastning af senen. På grund af de ydre trækkræfter placeret på en sene reparation, et hul uundgåeligt former med de fleste sene reparation teknikker. I øjeblikket er senefejl / huller fyldt med auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men deres tilgængelighed er begrænset, og donorstedet er en kilde til sygelighed.
Den vævsudviklede tilgang til fremstilling af senetransplantation fra en naturlig polymer som kollagen har den karakteristiske fordel at være biokompatierbar og kan give vitale ekstracellulære matrixkomponenter (ECM) komponenter, der letter celleintegration. Men på grund af manglende fibrillarjustering er de mekaniske egenskaber ved den konstruerede sene (ET) ringere end den indfødte sene. For at øge de mekaniske egenskaber af den svagere kollagen er der blevet anvendt mange metoder, såsom fysisk krydsbinding under vakuum, UV-stråling og dehydrothermale behandlinger1. Også gennem kemiske krydsbinding med riboflavin, enzymatiske og ikke-enzymatiske metoder øget kollagentæthed og Young's modulus af kollagen in vitro2,3. Men ved at tilføje krydsbindingsmidler kompromitteres kollagen biokompatibilitet, da undersøgelser har vist en 33% ændring i mekaniske egenskaber og 40% tab af celle levedygtighed3,4,5. Gradvis tilfald af tilpasning og mekanisk styrke kan opnås vedcyklisk belastning6; dette kan dog erhverves effektivt in vivo7.
For et at integrere in vivo og erhverve styrke uden behov for kemisk ændring, ville en tilgang være at bruge en stabiliserende sutur teknik til at holde den svagere konstruktion på plads. De fleste senereparationer er afhængige af suturdesignet for at holde senenende sammen; derfor kan en ændring af disse eksisterende teknikker være en logisk løsning8,9.
Indtil 1980'erne blev 2-strenget reparationer meget udbredt, men nyere kirurgisk litteratur beskriver brugen af 4 tråde, 6 tråde eller endda 8 tråde i reparation10,11. I 1985, Savage beskrevet 6-streng sutur teknikker med 6 ankerpunkter, og det var betydeligt stærkere end Bunnell sutur teknik, der bruger 4 tråde 12. Desuden er 8-strenges reparationer 43% stærkere end andre tråde i kadaver- og in situ-modeller, men disse reparationer praktiseres ikke bredt, da det bliver teknisk vanskeligt at reproducere reparationerne nøjagtigt13,14,15,16. Derfor vedrører et større antal kerne suturstrenge en proportional stigning i biomekaniske egenskaber ved den reparerede sene. Der er dog et tab af celle levedygtighed omkring suturpunkterne, og traumer fra overdreven suturering kan være på bekostning af senen, hvilket kan kompromittere senenhedning17. Sutur teknikker bør give en stærk geometrisk reparation, der er afbalanceret og relativt uelastisk at minimere senen gabende efter reparation. Derudover skal suturens placering og dens knuder placeres strategisk, for at de ikke kan forstyrre glidende, blodforsyning og heling, indtil der er opnået10,18.
For at fastslå muligheden for at sikre svagere ET-transplantat eller andet transplantatmateriale i mellem bristet sene, har vi udviklet en ny suturteknik, der kan aflaste transplantatet, så den kan modnes og gradvist integreres i værtsvævet in vivo.

<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

Kirurgisk håndtering af store senefejl med senetransplantationer er udfordrende, da der er et begrænset antal steder, hvor donorer let kan identificeres og anvendes. I øjeblikket er dette hul fyldt med sene auto-, allo-, xeno-eller kunstige grafts, men kliniske metoder til at sikre dem kan ikke nødvendigvis oversættes til dyr på grund af skalaen. For at evaluere nye biomaterialer eller studere en senetransplantation, der består af kollagentype 1, har vi udviklet en modificeret suturteknik for at hjælpe med at opretholde den konstruerede sene i overensstemmelse med senenenderne. Mekaniske egenskaber af disse grafts er ringere end den indfødte sene. For at indarbejde manipuleret sene i klinisk relevante modeller af lastet reparation blev der vedtaget en strategi for at aflaste den vævsudviklede senegraft og give mulighed for modning og integration af den konstruerede sene in vivo, indtil der blev dannet en mekanisk sund neo-sene. Vi beskriver denne teknik ved hjælp af inkorporering af kollagen type 1 væv manipuleret sene konstruere.

Vi har brugt kollagentransplantationer fremstillet af type I kollagen, da dette er det fremherskende protein, der findes i senen. Det udgør næsten 95% af den samlede kollagen i senen; derfor har kollagen udstillet alle ideelle egenskaber til at efterligne sene i vivo21,22.
I denne undersøgelse blev den anvendte type I kollagen udvundet af rottehalesenen og op...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects at JoVE.com

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

I dette papir præsenterer vi en in vitro- og in situ-protokol for at reparere et senehul på op til 1,5 cm ved at fylde det med konstrueret kollagentransplantation. Dette blev udført ved at udvikle en modificeret sutur teknik til at tage den mekaniske belastning, indtil transplantatet modnes i værtsvævet.

En ny Tenorrhaphy Suture Teknik med væv manipuleret kollagen Graft at reparere store sene defekter

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

Så denne kirurgiske teknik suturing, et væv manipuleret stykke kollagen vil revolutionere den måde, vi bruger væv manipuleret grafer til at erstatte sene autografer, der bruges i øjeblikket til sene genopbygning. Den største fordel ved denne teknik er, at den bruger en kirurgisk optimeret suturteknik til at rumme en vævsneurosenen in vivo. Denne metode kan hjælpe med at besvare centrale spørgsmål i det ledsagende vævsteknikområde om brugen af kollagengrafer til rekonstruktion af senen.Den største fordel ved denne teknik er, at den bruger en kirurgisk optimeret graf indsættelse teknik til at rumme et væv manipuleret, sene graf in vivo. Konsekvenserne af denne teknik strækker sig mod behandling af en sene hul. Fordi det er fra hylden og let tilgængelige for kirurger.Selv om, denne metode kan give indsigt i den kirurgiske reparation af sener. Det kan også anvendes på andre håndværksprocedurer. Visuel demonstration af denne metode er kritisk, da vivo-anvendelsen af sutur kan være vanskelig at mestre uden brug af et stort antal dyr.Begynd med Alec Walton, fire milliliter rotte hale kollagen type et, monomerisk kollagenopløsning. Tilsæt derefter 500 mikroliter af 10 gange minimalt vigtigt medium til kollagenopløsningen og titrere mod fem og en molar natriumhydroxid for at neutralisere opløsningen. Derefter tilsættes 500 mikroliter af Dulbecco's Modified Eagle Medium til opløsningen og overfører fem milliliter af blandingen til en specialbygget rektangulær metalform.derefter placere formen på 37 grader Celsius og 5% CO2 i 15 minutter for at lette matrix samling. Efter polymerisering overføres kollagenhydrgelen fra formen til en standard plastkomprimeringssamling i mellem to 50 mikrometer nylonnetplader. Påfør en statisk belastning på 120 gram på samlingen i fem minutter for at fjerne interstitiel væske fra hydrogelen ved hjælp af fire lag oF-filterpapir til at absorbere den udledte væske.Efter at have forberedt yderligere tre hydrogeler på samme måde, rulles alle fire komprimerede geler sammen og skær rullen i 15 millimeter segmenter. Før du begynder proceduren, trim håret på begge bagben af en 16 til 25 uger gammel mandlig kanin og bruge en nummer 20 kirurgisk klinge til at gøre en ni centimeter snit i det ene lem omkring ringere rørformede fibular område, at udsætte skinnebenet posterior sene. Derefter udsætte en 17 millimeter sektionsspætten og våd vævet med PBS at holde vævet hydreret.Fjern derefter et 15 millimeter segment fra senen ved midtpunktet og udskift det udskårne væv med den konstruerede vævskollagentransplantation. Ved hjælp af tre nul kerne suturer, inter-låse transplantatet proximally fra den indfødte sene ender. Passerer suturer over hele længden af transplantatet til interlock graft distally fra den afskårne ende.Fastgør begge ender af det konstruerede væv til den indfødte sene med seks nul kontinuerlige løbende løbende suturer omkring periferien af transplantatet. Derefter manuelt bekræfte, at spændingen på suturer er passende, og at der ikke er flacidity i nogen af disse suturer. Som det fremgår, at den udskårne sene hul er fyldt med en 15 millimeter lang manipuleret væv sene graft, og sikret med tre nul interlock suturer på 17 millimeter til at fungere som belastning barrierer og med seks nul suturer til det indfødte væv.Den gennemsnitlige pause styrke af reparationen var omkring 51 newton, betydeligt højere end det, af kontrollen Kessler reparation af ca 12 Newtons. Demonstrere indflydelsen af den centrale sutur længde og distal sikringsanlæg i forebyggelsen af reparation fiasko på højere størrelsesorden kræfter. I sutur modstand eksperimenter, demonstreret en gennemsnitlig pause styrke på ca 25 Newtons, betydeligt højere end kontrol middel bryde styrke på omkring 14 Newtons.Der er to vigtige ting at huske. Nummer et, sørg for at neutralisere en kollagen løsning på passende pH. Og for det andet bør der være nok suturspænding, og der er ingen flacidity inden for sutur.Så efter udviklingen af sutur teknik, har det bragt nye perspektiver i den måde, forskere inden for vævsteknik af sener, kan nærme sene reparation, og sene udskiftning og sene regenerering, i mennesker i fremtiden. Husk at formulere i neutraliseret kollagen løsning, på en ideel pH. Og for manuelt at sikre, at suturspændingen er passende, så der ikke er flaciditet inden for suturen.Efter sin udvikling banede denne teknik vejen for forskere inden for vævsteknik og tendens til regenerering for at udforske senegab reparation hos mennesker.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

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

Densitetsgradient flerlags Polymerisation (DGMP): En ny teknik til at skabe Multi-rum, Customizable stilladser til Tissue Engineering

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

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

Kirurgisk Teknik for implantation af manipuleret væv kargrafter og efterfølgende<em&gt; In Vivo</em&gt; Overvågning

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

Generation og podning af væv-manipuleret Fartøjer i en musemodel

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

Udviklet 3D Silke-collagen-baserede model for polariseret nervevæv

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

Hakket Væv i Komprimeret Collagen: A Cell-holdige Biotransplant for Single-iscenesat rekonstruktionskirurgi Repair

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

anvendelser af<em&gt; In vivo</em&gt; Funktionel Test af Rat tibialis anterior for Evaluering manipuleret væv Skeletal Muscle Repair

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

Tre-dimensionelle Tissue Engineering justeret Astrocyte netværk for at sammenfatte udviklingsmæssige mekanismer og lette nervesystem regenerering

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

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting af brusk og huden væv analoger udnytter en roman passiv blanding enhed teknik for Bioink Precellularization

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

Microdissection of Primary Renal Tissue Segments and Incorporation with Novel Scaffold-free Construct Technology

Microdissection af primær Renal væv segmenter og iblandingen med romanen stillads-fri konstruktion teknologi

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

Co-transplantation of Human Ovarian Tissue with Engineered Endothelial Cells: A Cell-based Strategy Combining Accelerated Perfusion with Direct Paracrine Delivery

Co transplantation af menneskelige æggestokkene væv med manipuleret endotelceller: en celle-baseret strategi kombinere accelereret Perfusion med direkte Paracrine levering

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