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

Les auteurs tiennent à remercier l’UCL pour le financement de ce projet.

NOTE: La conception de l’expérience et l’approbation éthique ont été obtenues auprès du Conseil d’examen institutionnel (CISR) de l’UCL. Toutes les expériences ont été réalisées conformément à la réglementation du ministère de l’Intérieur et aux directives de la loi de 1986 sur les animaux (procédure scientifique) avec la législation révisée de la directive européenne 2010/63/UE (2013). Les lapins ont été inspectés par un vétérinaire nommé (NVS) périodiquement et deux fois par jour pa...

Dans cette étude, les greffes de collagène de type I issues de l’ingénierie tissulaire ont été choisies comme greffe de tendon parce que le collagène est un polymère naturel et utilisé comme biomatériau pour diverses applications d’ingénierie tissulaire27,28. En outre, le collagène constitue 60% de la masse sèche du tendon, dont 95% est du collagène de type 1 21,29,<...

Une rupture du tendon peut survenir en raison de facteurs extrinsèques tels que des lacérations traumatiques ou une charge excessive du tendon. En raison des forces de traction externes placées sur une réparation de tendon, un écart se forme inévitablement avec la plupart des techniques de réparation de tendon. Actuellement, les défauts tendineux sont comblés par des greffes auto, allo, xéno ou artificielles, mais leur disponibilité est limitée et le site donneur est une source de morbidité.
L’approche d’ingénierie tissulaire pour fabriquer une greffe de tendon à partir d’un polymère naturel tel que le collagène a l’avantage distinctif d’être biocompatible et peut fournir des composants vitaux de la matrice extracellulaire (ECM) qui facilitent l’intégration cellulaire. Cependant, en raison d’un manque d’alignement fibrillaire, les propriétés mécaniques du tendon artificiel (ET) sont inférieures au tendon natif. Pour augmenter les propriétés mécaniques du collagène plus faible, de nombreuses méthodes ont été utilisées, telles que la réticulation physique sous vide, le rayonnement UV et les traitements déshydrothermaux1. En outre, grâce à la réticulation chimique avec la riboflavine, les méthodes enzymatiques et non enzymatiques ont augmenté la densité de collagène et le module de Young du collagène in vitro2,3. Cependant, en ajoutant des agents de réticulation, la biocompatibilité du collagène est compromise, car des études ont montré une altération de 33% des propriétés mécaniques et une perte de 40% de viabilité cellulaire3,4,5. L’accumulation progressive de l’alignement et de la résistance mécanique peut être obtenue par charge cyclique6; cependant, cela peut être acquis efficacement in vivo7.
Pour que l’ET s’intègre in vivo et acquière une résistance sans avoir besoin d’altération chimique, une approche consisterait à utiliser une technique de suture stabilisatrice pour maintenir la construction la plus faible en place. La plupart des réparations tendineuses reposent sur la conception de la suture pour maintenir les extrémités du tendon ensemble; par conséquent, la modification de ces techniques existantes pourrait fournir une solution logique8,9.
Jusque dans les années 1980, les réparations à 2 brins étaient largement utilisées, mais la littérature chirurgicale récente décrit l’utilisation de 4 brins, 6 brins ou même 8 brins en réparation10,11. En 1985, Savage a décrit des techniques de suture à 6 brins avec 6 points d’ancrage, et elle était significativement plus forte que la technique de suture Bunnell qui utilise 4 brins 12. En outre, les réparations à 8 brins sont 43% plus fortes que les autres brins dans les modèles de cadavres et in situ, mais ces réparations ne sont pas largement pratiquées car il devient techniquement difficile de reproduire les réparations avec précision13,14,15,16. Par conséquent, un plus grand nombre de brins de suture du noyau est lié à une augmentation proportionnelle des propriétés biomécaniques du tendon réparé. Cependant, il y a une perte de viabilité cellulaire autour des points de suture, et le traumatisme d’une suture excessive peut être au détriment du tendon, ce qui peut compromettre la cicatrisation du tendon17. Les techniques de suture doivent fournir une réparation géométrique forte, équilibrée et relativement inélastique pour minimiser les écarts tendineux après réparation. En outre, l’emplacement de la suture et ses nœuds doivent être placés stratégiquement afin qu’ils n’interfèrent pas avec le glissement, l’approvisionnement en sang et la guérison jusqu’à ce que l’accumulation d’une force adéquate ait été obtenue10,18.
Pour établir la faisabilité de sécuriser une greffe ET plus faible ou un autre matériau de greffe entre le tendon rompu, nous avons développé une nouvelle technique de suture qui peut décharger le greffon afin qu’il puisse mûrir et s’intégrer progressivement dans le tissu hôte 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

La prise en charge chirurgicale des gros défauts tendineux avec des greffes de tendon est difficile, car il existe un nombre limité de sites où les donneurs peuvent être facilement identifiés et utilisés. Actuellement, cette lacune est comblée par des greffes tendineuses auto, allo, xéno ou artificielles, mais les méthodes cliniques pour les sécuriser ne sont pas nécessairement traduisibles pour les animaux en raison de l’échelle. Afin d’évaluer de nouveaux biomatériaux ou d’étudier une greffe de tendon composée de collagène de type 1, nous avons développé une technique de suture modifiée pour aider à maintenir le tendon d’ingénierie en alignement avec les extrémités du tendon. Les propriétés mécaniques de ces greffons sont inférieures au tendon natif. Pour intégrer le tendon d’ingénierie dans des modèles cliniquement pertinents de réparation chargée, une stratégie a été adoptée pour décharger la greffe de tendon d’ingénierie tissulaire et permettre la maturation et l’intégration du tendon d’ingénierie in vivo jusqu’à ce qu’un néo-tendon mécaniquement sain soit formé. Nous décrivons cette technique en utilisant l’incorporation de la construction de tendon de collagène de type 1.

Nous avons utilisé des greffes de collagène fabriquées à partir de collagène de type I, car c’est la protéine prédominante présente dans le tendon. Il constitue près de 95% du collagène total dans le tendon; par conséquent, le collagène a présenté toutes les propriétés idéales pour imiter le tendon in vivo21,22.
Dans cette étude, le collagèn...

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

Dans cet article, nous présentons un protocole in vitro et in situ pour réparer un espace tendineux allant jusqu’à 1,5 cm en le remplissant d’une greffe de collagène modifiée. Ceci a été réalisé en développant une technique de suture modifiée pour prendre la charge mécanique jusqu’à ce que le greffon mûrisse dans le tissu hôte.

Une nouvelle technique de suture Tenorrhaphy avec greffe de collagène issue d’une ingénierie tissulaire pour réparer les gros défauts tendineux

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

Ainsi, cette technique chirurgicale de suture, un morceau de collagène fabriqué par des tissus, va révolutionner la façon dont nous utilisons des graphiques fabriqués en tissu pour remplacer les autographes tendineux qui sont actuellement utilisés pour la reconstruction des tendons. Le principal avantage de cette technique est qu’elle utilise une technique de suture optimisée chirurgicalement pour accueillir un tendon neuro tissulaire in vivo. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de l’ingénierie tissulaire connexe sur l’utilisation de graphiques de collagène pour la reconstruction des tendons.Le principal avantage de cette technique est qu’elle utilise une technique d’insertion de graphe optimisée chirurgicalement pour accueillir un graphe tendineux conçu par des tissus in vivo. Les implications de cette technique s’étendent vers la thérapie d’un écart tendineux. Parce qu’il est prêt à l’emploi et facilement accessible aux chirurgiens.Cependant, cette méthode peut fournir des informations sur la réparation chirurgicale des tendons. Il peut également être appliqué à d’autres procédures d’artisanat. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car l’application vivo de suture peut être difficile à maîtriser sans l’utilisation d’un grand nombre d’animaux.Commencez par Alec Walton, quatre millilitres de collagène de queue de rat de type un, solution de collagène monomère. Ajoutez ensuite 500 microlitres de 10 fois le milieu essentiel minimal à la solution de collagène et titrez contre cinq et un hydroxyde de sodium molaire pour neutraliser la solution. Ensuite, ajoutez 500 microlitres de Milieu Eagle modifié de Dulbecco à la solution et transférez cinq millilitres du mélange dans un moule métallique rectangulaire construit sur mesure.puis placez le moule à 37 degrés Celsius et 5% de CO2 pendant 15 minutes pour faciliter l’assemblage de la matrice. Après polymérisation, transférez l’hydrogel de collagène du moule dans un ensemble de compression en plastique standard entre deux feuilles de maille de nylon de 50 micromètres. Appliquez une charge statique de 120 grammes sur l’assemblage pendant cinq minutes pour éliminer le liquide interstitiel du gel hydro, en utilisant quatre couches de papier filtre oF pour absorber le fluide déchargé.Après avoir préparé trois autres hydrogels de la même manière, roulez les quatre gels compressés ensemble et coupez le rouleau en segments de 15 millimètres. Avant de commencer la procédure, coupez les poils sur les deux membres postérieurs d’un lapin mâle âgé de 16 à 25 semaines et utilisez une lame chirurgicale numéro 20 pour faire une incision de neuf centimètres dans un membre autour de la zone fibulaire tubulaire inférieure, afin d’exposer le tendon tibialis postérieur. Ensuite, exposez un tendon sectionnel de 17 millimètres et mouillez le tissu avec du PBS pour garder le tissu hydraté.Ensuite, retirez un segment de 15 millimètres du tendon au milieu et remplacez le tissu excisé par la greffe de collagène tissulaire modifiée. À l’aide de trois sutures à noyau zéro, interbloquez le greffon proximalement à partir des extrémités du tendon natif. Passer les sutures sur toute la longueur du greffon pour imbriquer le greffon distalement de l’extrémité coupée.Fixez les deux extrémités du tissu artificiel au tendon natif avec six sutures continues zéro autour de la périphérie du greffon. Ensuite, confirmez manuellement que la tension sur les sutures est appropriée et qu’il n’y a pas de flacidité dans l’une de ces sutures. Comme démontré, l’espace tendineux excisé est rempli avec une greffe de tendon tissulaire artificiel de 15 millimètres de long et sécurisé avec trois sutures à verrouillage zéro à 17 millimètres pour agir comme barrières de charge et avec six sutures zéro au tissu natif.La résistance moyenne à la rupture de la réparation était d’environ 51 newtons, nettement supérieure à celle de la réparation Kessler de contrôle d’environ 12 Newtons. Démontrer l’influence de la longueur de la suture du noyau et de l’imbrication distale pour prévenir l’échec de la réparation à des forces de magnitude plus élevées. Dans les expériences de résistance à la suture, a démontré une résistance moyenne à la rupture d’environ 25 Newtons, significativement plus élevée que la force de rupture moyenne de contrôle d’environ 14 Newtons.Il y a deux choses clés à retenir. Premièrement, assurez-vous de neutraliser une solution de collagène à un pH approprié. Et deuxièmement, il devrait y avoir suffisamment de tension de suture et il n’y a pas de flacidité dans la suture.Ainsi, après le développement de la technique de suture, il a apporté de nouvelles perspectives dans la façon dont les chercheurs dans le domaine de l’ingénierie tissulaire des tendons, peuvent aborder la réparation des tendons, le remplacement des tendons et la régénération des tendons, chez les êtres humains à l’avenir. N’oubliez pas de formuler en solution de collagène neutralisée, à un pH idéal. Et de s’assurer manuellement que la tension de suture est appropriée, de sorte qu’il n’y ait pas de flacidité dans la suture.Après son développement, cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de l’ingénierie tissulaire et de la régénération tendant à explorer la réparation des lacunes tendineuses chez l’homme.

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

Gradient de densité multicouche de polymérisation (DGMP): une nouvelle technique pour la création multi-compartiment, échafaudages personnalisables pour l&#39;ingénierie tissulaire

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

Recherche

Bio-ingénierie

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

Technique chirurgicale pour l&#39;implantation de l&#39;ingénierie tissulaire vasculaires greffes et suivantes<em&gt; In Vivo</em&gt; Surveillance

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

Génération et greffage des navires par ingénierie tissulaire dans un modèle de souris

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

Modèle de polarisée Neural Tissue base-Silk-collagène ingénierie 3D

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

Tissu haché en comprimé Collagen: Un Biotransplant contenant des cellules de réparation Reconstructive simple mise en scène

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

des applications de<em&gt; In Vivo</em&gt; Tests fonctionnels du Rat jambier antérieur pour l&#39;évaluation de l&#39;ingénierie tissulaire 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

Dimensions des tissus conçus alignement Astrocyte réseaux pour récapituler les mécanismes du développement et de faciliter la régénération du système nerveux

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 du Cartilage et peau tissus analogues utilisant un roman passif unité Technique de mélange pour 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 de tissu rénal primaire Segments et intégration avec la technologie de nouvelle construction exempte d’échafaudage

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 de tissu ovarien humain avec des cellules endothéliales ingénieries : une combinaison de stratégie basés sur les cellules accéléré la Perfusion avec livraison directe Paracrine

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