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

המחברים רוצים להכיר UCL למימון הפרויקט הזה.

הערה: תכנון ניסוי ואישור אתי התקבלו מוועדת הביקורת המוסדית של UCL (IRB). כל הניסויים בוצעו בהתאם לרגולציה של משרד הפנים והנחיות בעלי חיים (הליך מדעי) חוק 1986 עם חקיקה מתוקנת של ההוראה האירופית 2010/63/האיחוד האירופי (2013). ארנבים נבדקו על ידי מנתח וטרינרי בשם (NVS) מעת לעת ופעמיים ביום על ידי קצין טיפול ...

במחקר זה, שתלים קולגן מסוג I נבחרו שתל גיד כי קולגן הוא פולימר טבעי ומשמש biomaterial עבור יישומים שונים הנדסתרקמות 27,28. כמו כן, קולגן מהווה 60% מהמסה היבשה של הגיד, מתוכם 95% קולגן מסוג 1 21,29,30,31</s...

קרע בגיד עלול להתרחש עקב גורמים קיצוניים כגון חתכים טראומטיים או טעינה מוגזמת של הגיד. בשל כוחות המתיחה החיצוניים שהונחו על תיקון גיד, פער נוצר באופן בלתי נמנע עם רוב טכניקות תיקון הגידים. נכון לעכשיו, פגמים/פערים בגידים מלאים בשתלים אוטומטיים, אלו, קסנו או מלאכותיים, אך זמינותם היא סופית, ואתר התורם הוא מקור לתחלואה.
הגישה שתוכננה על ידי הרקמות לפברק שתל גיד מפולימר טבעי כגון קולגן היא בעלת היתרון הייחודי של היותה תואמת ביולוגית ויכולה לספק רכיבי מטריצה חוץ-תאית חיוניים (ECM) המאפשרים שילוב תאים. עם זאת, בשל חוסר יישור פיברילר, המאפיינים המכניים של הגיד המהונדס (ET) נחותים מהגיד המקומי. כדי להגדיל את התכונות המכניות של הקולגן החלש, נעשה שימוש בשיטות רבות, כגון הצלבה פיזית תחת ואקום, קרינת UV וטיפולים דהידרותרמיים1. כמו כן, באמצעות הצלבה כימית עם ריבופלבין, שיטות אנזימטיות ולא אנזימטיות הגדילו את צפיפות הקולגן ואת המודולוס של יאנג של הקולגן במבחנה2,3. עם זאת, על ידי הוספת סוכנים קישור צולב, תאימות ביולוגית של הקולגן נפגעת, כמו מחקרים הראו שינוי 33% במאפיינים מכניים ו 40% אובדן הכדאיות התא3,4,5. צבירה הדרגתית של יישור וכוח מכני ניתן להשיג באמצעות טעינה מחזורית6; עם זאת, ניתן לרכוש זאת ביעילות in vivo7.
עבור ET להשתלב ב vivo ולרכוש כוח ללא צורך בשינוי כימי, גישה אחת תהיה להשתמש בטכניקת תפר מייצבת כדי להחזיק את המבנה החלש במקום. רוב תיקוני הגידים מסתמכים על עיצוב התבר כדי להחזיק קצוות גידים יחד; מכאן שינוי של טכניקות קיימות אלה יכול לספק פתרון לוגי8,9.
עד שנות השמונים, תיקונים 2 גדילים היו בשימוש נרחב, אבל ספרות כירורגית האחרונה מתארת את השימוש של 4 גדילים, 6 גדילים או אפילו 8 גדילים בתיקון10,11. בשנת 1985, Savage תיאר טכניקות תפר 6 גדילים עם 6 נקודות עיגון, וזה היה חזק משמעותית מאשר טכניקת התפר בונל המשתמש 4 גדילים 12. כמו כן, תיקוני 8 גדילים חזקים ב -43% מאשר גדילים אחרים בגופה ובדגמי situ, אך תיקונים אלה אינם מתורגלים באופן נרחב מכיוון שקשה מבחינה טכנית לשחזר את התיקונים במדויק13,14,15,16. לכן, מספר גדול יותר של גדילי תפירת ליבה מתייחס לעלייה פרופורציונלית בתכונות הביומכניות של הגיד המתוקן. עם זאת, יש אובדן של כדאיות התא סביב נקודות התפירה, וטראומה מתפירה מוגזמת יכולה להיות לרעת הגיד, אשר יכול לסכןריפוי גיד 17. טכניקות תזרים צריכות לספק תיקון גיאומטרי חזק כי הוא מאוזן יחסית inelastic כדי למזער את הגידים gapping לאחר התיקון. בנוסף, המיקום של התפר ואת הקשרים שלה צריך להיות ממוקם אסטרטגית על מנת שהם לא להפריע גלישה, אספקת דם וריפוי עד צבירה של כוח נאות הושג10,18.
כדי לבסס היתכנות לאבטחת שתל ET חלש יותר או חומר שתל אחר בין גיד קרוע, פיתחנו טכניקת תפר חדשנית שיכולה לפרוק את השתל כך שהוא יכול להבשיל ולהשתלב בהדרגה ברקמה המארחת ב 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

ניהול כירורגי של פגמים גדולים בגיד עם שתלי גידים הוא מאתגר, שכן ישנם מספר סופי של אתרים שבהם ניתן לזהות ולהשתמש בתורמים בקלות. נכון לעכשיו, פער זה מלא גיד אוטומטי, אלו-, קסנו-, או שתלים מלאכותיים, אבל שיטות קליניות כדי לאבטח אותם אינם בהכרח לתרגם לבעלי חיים בגלל קנה המידה. על מנת להעריך ביו-חומרים חדשים או לחקור שתל גיד המורכב מסוג קולגן מסוג 1, פיתחנו טכניקת תפר שונה כדי לעזור לשמור על הגיד המהונדס בהתאם לקצוות הגיד. תכונות מכניות של שתלים אלה נחותים מן הגיד המקומי. כדי לשלב גיד מהונדס במודלים רלוונטיים קלינית של תיקון טעון, אומצה אסטרטגיה לפרוק את שתל הגידים המהונדס רקמה ולאפשר התבגרות ואינטגרציה של הגיד המהונדס ב vivo עד שנוצר ניאו-גיד קול מכני. אנו מתארים טכניקה זו באמצעות שילוב של מבנה הגידים המהונדס של רקמות קולגן מסוג 1.

השתמשנו בתלי קולגן מפוברקים מקולגן מסוג I, מכיוון שזהו החלבון השולט שנמצא בגיד. הוא מהווה כמעט 95% מכלל הקולגן בגיד; לפיכך, קולגן הציג את כל המאפיינים האידיאליים לחיקוי גידים ב vivo21,22.
במחקר זה, סוג קולגן ה...

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

במאמר זה, אנו מציגים במבחנה ובפרוטוקול במקום כדי לתקן פער גידים של עד 1.5 ס"מ על ידי מילויו בשתל קולגן מהונדס. זה בוצע על ידי פיתוח טכניקת תיל שונה לקחת את העומס המכני עד השתל מתבגר לתוך הרקמה המארחת.

טכניקת תפירת טנורהאפי חדשנית עם שתל קולגן מהונדס רקמה לתיקון פגמים גדולים בגיד

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

אז הטכניקה הכירורגית הזו של תפירה, חתיכת קולגן מהונדסת רקמות תחולל מהפכה באופן שבו אנו משתמשים בגרפים מהונדסים ברקמות כדי להחליף חתימות גידים המשמשות כיום לשחזור גידים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא משתמשת בטכניקת תפר ממוטבת בניתוח כדי להכיל גיד נוירו רקמות ב vivo. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום הנדסת הרקמות הנלווה על השימוש בגרפים קולגן לשחזור גידים.היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שהיא משתמשת בטכניקת החדרת גרף ממוטבת בניתוח כדי להכיל גרף גידים מהונדס ב- vivo. ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על הטיפול בפער גידים. כי הוא ירד מהמדף וזמין למנתחים.עם זאת, שיטה זו יכולה לספק תובנות על תיקון כירורגי של גידים. זה יכול להיות מיושם גם על הליכי יצירה אחרים. הדגמה חזותית של שיטה זו היא קריטית כמו יישום vivo של תפר יכול להיות קשה לשלוט ללא שימוש של מספר רב של בעלי חיים.התחל על ידי אלק וולטון, ארבעה מיליליטר של קולגן זנב חולדה סוג אחד, פתרון קולגן מונומרי. לאחר מכן להוסיף 500 microliters של 10 פעמים בינוני חיוני מינימלי לתמיסת קולגן titrate נגד חמש ו 1 טוחנת נתרן הידרוקסיד כדי לנטרל את הפתרון. לאחר מכן להוסיף 500 microliters של מדיום הנשר שונה של Dulbecco לפתרון ולהעביר חמישה מיליליטר של התערובת לתוך תבנית מתכת מלבנית בנויה אישית.ואז למקם את התבנית ב 37 מעלות צלזיוס ו 5%CO2 במשך 15 דקות כדי להקל על הרכבת מטריצה. לאחר פילמור, להעביר את ג'ל הידרו קולגן מן התבנית לתוך הרכבה דחיסת פלסטיק סטנדרטי בין שני 50 יריעות רשת ניילון מיקרומטר. החל עומס סטטי של 120 גרם על ההרכבה במשך חמש דקות כדי להסיר את הנוזל interstitial מן ג'ל הידרו, באמצעות ארבע שכבות oF נייר מסנן כדי לספוג את הנוזל המשוחרר.לאחר הכנת שלושה הידרוג'לים נוספים באותו אופן, לגלגל את כל ארבעת הג'לים הדחוסים יחד לחתוך את הגליל לתוך קטעים 15 מילימטר. לפני תחילת ההליך, לקצץ את השיער על שני הגפיים האחוריות של ארנב זכר בן 16 עד 25 שבועות ולהשתמש בלהב כירורגי מספר 20 כדי לבצע חתך של תשעה סנטימטרים בגפה אחת סביב האזור הסיבירי צינורי נחות, כדי לחשוף את הגיד האחורי tibialis. ואז לחשוף גיד אזורי 17 מ"מ ולהרטיב את הרקמה עם PBS כדי לשמור על הרקמה hydrated.לאחר מכן, להסיר קטע 15 מ"מ מן הגיד בנקודת האמצע ולהחליף את הרקמה exced עם שתל קולגן רקמות מהונדס. באמצעות שלושה תפרי ליבה אפס, לנעול את השתל בסמיכות מן קצות הגיד המקומי. מעביר את התפרים לכל אורך השתל כדי לשלב את השתל בצורה שונה מקצה החתך.אבטחו את שני קצות הרקמה המהונדסת לגיד המקומי עם שישה אפס תפרי ריצה רציפים סביב הפריפריה של השתל. לאחר מכן לאשר באופן ידני כי המתח על התפרים הוא מתאים וכי אין פתית בכל התפרים האלה. כפי שהוכח, מרווח הגידים המופק מלא בשתל גיד רקמות מהונדס באורך 15 מ"מ, ומאובטח בשלושה תפרים משולבים אפסיים ב-17 מילימטרים כדי לשמש מחסומי עומס ועם שישה תפרים אפסיים לרקמה המקומית.כוח הפריצה הממוצע של התיקון היה כ -51 ניוטון, גבוה משמעותית מזה, של תיקון קסלר של כ -12 ניוטון. הדגמת ההשפעה של אורך התפר המרכזי ואת ההשתלבות הדיסטלית במניעת כשל תיקון בכוחות בסדר גודל גבוה יותר. בניסויי התנגדות תפר, הפגינו כוח שבירה ממוצע של כ -25 ניוטון, גבוה משמעותית מכוח הפריצה הממוצע של כ -14 ניוטון.יש שני דברים מרכזיים לזכור. דבר ראשון, הקפד לנטרל תמיסה של קולגן ברמת ה-pH המתאימה. ושנית, צריך להיות מספיק מתח תיל ואין פתית בתוך תיל.אז לאחר התפתחות טכניקת התפר, היא הביאה נקודות מבט חדשות באופן שבו חוקרים בתחום הנדסת הרקמות של גידים, יכולים לגשת לתיקון גידים, והחלפת גידים והתחדשות גידים, בבני אדם בעתיד. זכרו לנסח בתמיסת קולגן מנוטרל, ברמת pH אידיאלית. ולוודא באופן ידני כי מתח התות מתאים, כך שאין פתיחות בתוך התות.לאחר התפתחותה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום הנדסת הרקמות, והתחדשות נוטה לחקור, תיקון פער גידים בבני אדם.

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

שיפוע צפיפות רבה שכבתי פלמור (DGMP): שיטה חדשנית ליצירת תא בעל מספר, פיגומים להנדסת רקמות להתאמה אישית

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

טכניקה כירורגית להשתלה של רקמות שתלי כלי דם מהונדסים ולאחר<em&gt; In vivo</em&gt; ניטור

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

דור והארכת כלי רקמות מהונדסות במודל עכבר

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

דגם של רקמות עצביות מקוטב מבוסס משי-קולגן מהונדס 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

רקמות טחונות ב הדחוס קולגן: A Biotransplant המכיל נייד עבור תיקון Reconstructive המבוים יחיד

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

יישומים של<em&gt; In vivo</em&gt; בדיקות פונקציונליות של עכברוש השוקה הקדמי להערכת רקמות מהונדסות תיקון שרירי שלד

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

תלת מימדי רקמות מהונדסים מיושר אסטרוציט רשתות כדי לסכם מנגנונים התפתחותית וכדי להקל על מערכת העצבים התחדשות

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 של הסחוס, תחליפי רקמת העור ניצול פסיבים הרומן ערבוב טכניקה יחידה עבור 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 של מקטעי רקמת הכליה העיקרי, התאגדות עם טכנולוגיית הרומן לבנות בפיגומים-חופשית

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

שיתוף השתלת רקמת השחלה האנושי עם תאי אנדותל מהונדסים: שילוב אסטרטגיה מבוסס תא מואצת זלוף עם מסירה ישירה 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. ...