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 ønsker å anerkjenne UCL for finansiering av dette prosjektet.

MERK: Eksperimentdesign og etisk godkjenning ble innhentet fra UCL Institutional Review Board (IRB). Alle eksperimenter ble utført i henhold til regulering av Hjemmekontor og retningslinjer for dyr (vitenskapelig prosedyre) Act 1986 med revidert lovgivning i europeisk direktiv 2010/63/EU (2013). Kaniner ble inspisert av en navngitt veterinær kirurg (NVS) periodisk og to ganger om dagen av en navngitt dyrepleie- og velferdsoffiser (NACWO) (i henhold til retningslinjer og forskrifter for hjemmekontor). De viste ingen teg...

I denne studien ble vev konstruert type I kollagentransplantasjoner valgt som en senetransplantasjon fordi kollagen er en naturlig polymer og brukes som biomateriale for ulike vevstekniske applikasjoner27,28. Kollagen utgjør også 60% av den tørre massen av sener, hvorav 95% er type 1 kollagen 21,29,30,31,<sup cl...

Senebrudd kan oppstå på grunn av ekstrinsiske faktorer som traumatiske kutt eller overdreven lasting av senen. På grunn av de ytre strekkkreftene plassert på en senereparasjon, dannes et gap uunngåelig med de fleste senereparasjonsteknikker. For tiden er senefeil / hull fylt med auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men deres tilgjengelighet er begrenset, og donorstedet er en kilde til sykelighet.
Den vevskonstruerte tilnærmingen til å fremstille senetransplantasjon fra en naturlig polymer som kollagen har den særegne fordelen av å være biokompatibel og kan gi vitale ekstracellulære matrisekomponenter (ECM) som letter celleintegrasjon. På grunn av mangel på fibrillarjustering er imidlertid de mekaniske egenskapene til den konstruerte senen (ET) dårligere enn den innfødte senen. For å øke mekaniske egenskaper til det svakere kollagenet, har mange metoder blitt brukt, for eksempel fysisk krysskobling under vakuum, UV-stråling og dehydrotermiske behandlinger1. Også gjennom kjemisk krysskobling med riboflavin økte enzymatiske og ikke-enzymatiske metoder kollagentetthet og Youngs modulus av kollagen in vitro2,3. Ved å legge til krysskoblingsmidler blir imidlertid biokompatibiliteten til kollagenet kompromittert, da studier har vist en 33% endring i mekaniske egenskaper og 40% tap av celle levedyktighet3,4,5. Gradvis opptjening av justering og mekanisk styrke kan oppnås gjennom syklisk lasting6; Dette kan imidlertid effektivt anskaffes in vivo7.
For at ET skal integrere in vivo og skaffe styrke uten behov for kjemisk endring, ville en tilnærming være å bruke en stabiliserende suturteknikk for å holde den svakere konstruksjonen på plass. De fleste senereparasjoner er avhengige av suturdesignet for å holde seneendene sammen; Derfor kan endring av disse eksisterende teknikkene gi en logisk løsning8,9.
Frem til 1980-tallet ble 2-tråds reparasjoner mye brukt, men nyere kirurgisk litteratur beskriver bruken av 4 tråder, 6 tråder eller til og med 8 tråder i reparasjon10,11. I 1985 beskrev Savage 6-tråds suturteknikker med 6 ankerpunkter, og den var betydelig sterkere enn Bunnell suturteknikken som bruker 4 tråder 12. 8-tråds reparasjoner er også 43% sterkere enn andre tråder i kadaver- og in situ-modeller, men disse reparasjonene praktiseres ikke mye, da det blir teknisk vanskelig å reprodusere reparasjonene nøyaktig13,14,15,16. Derfor er et større antall kjerne suturstrenger relatert til en proporsjonal økning i biomekaniske egenskaper til den reparerte senen. Det er imidlertid tap av celle levedyktighet rundt suturpunktene, og traumer fra overdreven suturing kan være til skade for senen, noe som kan kompromittere seneheling17. Suturteknikker bør gi en sterk geometrisk reparasjon som er balansert og relativt uelastisk for å minimere senegapping etter reparasjon. I tillegg må plasseringen av suturen og knutene plasseres strategisk for at de ikke skal forstyrre glidning, blodtilførsel og helbredelse til påløp av tilstrekkelig styrke er oppnådd10,18.
For å etablere gjennomførbarhet for å sikre svakere ET-graft eller annet graftmateriale mellom ruptured sene, har vi utviklet en ny suturteknikk som kan avlaste transplantatet slik at det kan modnes og gradvis integreres i vertsvevet 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 styring av store senefeil med senetransplantasjoner er utfordrende, da det er et begrenset antall steder hvor donorer lett kan identifiseres og brukes. For tiden er dette gapet fylt med sene auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men kliniske metoder for å sikre dem er ikke nødvendigvis oversettbare til dyr på grunn av skalaen. For å evaluere nye biomaterialer eller studere en senetransplantasjon som består av kollagen type 1, har vi utviklet en modifisert suturteknikk for å opprettholde den konstruerte senen i tråd med senenden. Mekaniske egenskaper til disse transplantatene er dårligere enn den innfødte senen. For å innlemme konstruert sene i klinisk relevante modeller for lastet reparasjon, ble det vedtatt en strategi for å avlaste vevskonstruert senetransplantasjon og tillate modning og integrasjon av den konstruerte senen in vivo til en mekanisk forsvarlig neo-sen ble dannet. Vi beskriver denne teknikken ved hjelp av inkorporering av kollagen type 1 vev konstruert sene konstruksjon.

Vi har brukt kollagentransplantasjoner fremstilt av type I kollagen, da dette er det dominerende proteinet som finnes i senen. Det utgjør nesten 95% av totalt kollagen i senen; Derfor har kollagen utstilt alle ideelle egenskaper for å etterligne sene in vivo21,22.
I denne studien ble typen I kollagen brukt ekstrahert fra rottehale senen og oppløst i eddiksyre...

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 papiret presenterer vi en in vitro- og in situ-protokoll for å reparere et senegap på opptil 1,5 cm ved å fylle den med konstruert kollagentransplantasjon. Dette ble utført ved å utvikle en modifisert suturteknikk for å ta den mekaniske belastningen til transplantatet modnes inn i vertsvevet.

En ny Tenorrhaphy sutur teknikk med vev konstruert kollagen graft å 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 teknikken for suturing, et vev konstruert stykke kollagen vil revolusjonere måten vi bruker vev konstruert grafer for å erstatte sene autografer som brukes for tiden for sene rekonstruksjon. Den største fordelen med denne teknikken er at den bruker en kirurgisk optimalisert suturteknikk for å imøtekomme en vevs neuro sene in vivo. Denne metoden kan bidra til å svare på viktige spørsmål i det tilhørende vevsteknikkfeltet om bruk av kollagengrafer for senerekonstruksjon.Den største fordelen med denne teknikken er at den bruker en kirurgisk optimalisert grafinnsettingsteknikk for å imøtekomme et vev konstruert, senegraf in vivo. Implikasjonene av denne teknikken strekker seg mot terapi av et senegap. Fordi det er utenfor hyllen og lett tilgjengelig for kirurger.Selv om denne metoden kan gi innsikt i kirurgisk reparasjon av sener. Det kan også brukes på andre konstruksjonsprosedyrer. Visuell demonstrasjon av denne metoden er kritisk, da vivo-anvendelsen av sutur kan være vanskelig å mestre uten bruk av et stort antall dyr.Begynn med Alec Walton, fire milliliter rottehale kollagen type en, monomerisk kollagenoppløsning. Tilsett deretter 500 mikroliter med 10 ganger minimalt viktig medium til kollagenoppløsningen og titrat mot fem og en molar natriumhydroksid for å nøytralisere løsningen. Deretter tilsettes 500 mikroliter av Dulbeccos Modified Eagle Medium til løsningen og overfører fem milliliter av blandingen til en spesialbygd rektangulær metallform.Plasser deretter formen på 37 grader Celsius og 5% CO2 i 15 minutter for å lette matrisemonteringen. Etter polymerisering overfører du kollagenhydrogelen fra formen til en standard plastkompresjonsenhet mellom to 50 mikrometer nylonnettplater. Påfør en statisk belastning på 120 gram på enheten i fem minutter for å fjerne interstitialvæsken fra hydrogelen, ved hjelp av fire lag oF-filterpapir for å absorbere utladet væske.Etter å ha forberedt tre hydrogeler på samme måte, rull alle fire komprimerte geler sammen og kutt rullen i 15 millimeter segmenter. Før du begynner prosedyren, trim håret på begge bakre lemmer av en 16 til 25 uker gammel mannlig kanin og bruk et nummer 20 kirurgisk blad for å lage et ni centimeter snitt i ett lem rundt det dårligere rørformede fibulære området, for å eksponere tibialis bakre sene. Eksponer deretter en 17 millimeter seksjon sener og våt vevet med PBS for å holde vevet hydrert.Deretter fjerner du et 15 millimeter segment fra senen ved midtpunktet og erstatter det utskilte vevet med den konstruerte vevskolllagentransplantatet. Ved hjelp av tre nullkjerne suturer, lås transplantatet proksimalt fra de innfødte seneendene. Passerer suturene over hele lengden av transplantatet for å låse graftet distalt fra kuttenden.Sikre begge ender av det konstruerte vevet til den innfødte senen med seks null kontinuerlige løpende suturer rundt periferien av transplantatet. Bekreft deretter manuelt at spenningen på suturene er passende, og at det ikke er noen flacidity i noen av disse suturene. Som demonstrert er det utskilte senegapet fylt med en 15 millimeter lang konstruert vevssenontransplantasjon, og sikret med tre null interlock suturer ved 17 millimeter for å fungere som belastningsbarrierer og med seks null suturer til det opprinnelige vevet.Gjennomsnittlig bruddstyrke for reparasjonen var omtrent 51 newtons, betydelig høyere enn det, av kontrollen Kessler reparasjon av ca 12 Newtons. Demonstrere påvirkning av kjerne sutur lengde og distal sammenlåsing i å forhindre reparasjon svikt ved høyere størrelse krefter. I suturmotstandseksperimenter viste en gjennomsnittlig bruddstyrke på omtrent 25 Newtons, betydelig høyere enn kontrollgjennomsnittet bruddstyrke på ca 14 Newtons.Det er to viktige ting å huske på. Nummer én, sørg for at du nøytraliserer en kollagenløsning ved passende pH. Og for det andre bør det være nok suturspenning, og det er ingen flacidity i suturen.Så etter utviklingen av suturteknikken har det brakt nye perspektiver i måten forskere innen vevsteknikk av sener, kan nærme seg senereparasjon, og senerstatning og senere regenerering, hos mennesker i fremtiden. Husk å formulere i nøytralisert kollagenoppløsning, med en ideell pH. Og for å manuelt sikre at suturspenningen er passende, slik at det ikke er noen flacidity i suturen.Etter utviklingen banet denne teknikken vei for forskere innen vevsteknikk, og tok seg av regenerering for å utforske, senegapreparasjon 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 Polymerisasjon (DGMP): En ny metode for å lage flere kammer, som kan tilpasses Stillaser for 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 teknikk for Implantasjon av Tissue Engineered vaskulære implantater og Følgende<em&gt; I Vivo</em&gt; Overvåking

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

Generasjon og Negl Tissue-konstruert Fartøy i en musemodell

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

Engineered 3D Silk-kollagen-basert modell av polarisert Neural Tissue

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 Tissue i Compressed Kollagen: A Cell holdig Biotransplant for Single-iscenesatt rekonstruktiv 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 av<em&gt; I Vivo</em&gt; Functional Testing av Rat tibialis anterior for Vurderer Tissue Konstruert Skeletal Muscle Reparasjon

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

Tredimensjonale vev utvikling justert astrocytter nettverk å Recapitulate utviklingsmessige mekanismer og tilrettelegge nervesystemet gjenfødelse

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 brusk og huden vev Analogs utnytte en roman passiv miksing enhet teknikk 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 av primære nyre vev segmenter og innlemmelse med romanen stillaset-fri konstruksjon 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 transplantasjon av menneskelig Ovarian vev med konstruert endotelceller: en celle-basert strategi kombinere akselerert perfusjon 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. ...