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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Os autores gostariam de reconhecer a UCL por financiar este projeto.

NOTA: O desenho do experimento e a aprovação ética foram obtidos do Conselho de Revisão Institucional da UCL (IRB). Todos os experimentos foram realizados conforme regulamentação do Home Office e diretrizes da Lei de Animais (procedimento científico) de 1986 com legislação revisada da Diretiva Europeia 2010/63/UE (2013). Os coelhos foram inspecionados por um cirurgião veterinário nomeado (NVS) periodicamente e duas vezes por dia por um oficial de assistência e bem-estar animal nomeado (NACWO) (Conforme diretr...

Neste estudo, os enxertos de colágeno tipo I de engenharia de tecido foram escolhidos como enxerto tendinoso porque o colágeno é um polímero natural e usado como biomaterial para várias aplicações de engenharia de tecidos27,28. Além disso, o colágeno constitui 60% da massa seca do tendão, dos quais 95% é colágeno tipo 1 21,29,30,<sup cla...

A ruptura do tendão pode ocorrer devido a fatores extrínsecos, como lacerações traumáticas ou carregamento excessivo do tendão. Devido às forças de tração externas colocadas em um reparo tendinoso, uma lacuna inevitavelmente se forma com a maioria das técnicas de reparação do tendão. Atualmente, os defeitos/lacunas do tendão são preenchidos com enxertos automáticos, alusões, xenose artificiais, mas sua disponibilidade é finita, e o site do doador é uma fonte de morbidade.
A abordagem projetada por tecidos para fabricar enxerto tendão a partir de um polímero natural, como o colágeno, tem a vantagem distinta de ser biocompatível e pode fornecer componentes vitais de matriz extracelular (ECM) que facilitam a integração celular. No entanto, devido à falta de alinhamento fibrilar, as propriedades mecânicas do tendão projetado (ET) são inferiores ao tendão nativo. Para aumentar as propriedades mecânicas do colágeno mais fraco, muitos métodos têm sido utilizados, como a ligação cruzada física sob vácuo, radiação UV e tratamentos dehidrotermais1. Além disso, através da ligação química com riboflavina, métodos enzimáticos e não enzimáticos aumentaram a densidade de colágeno e o módulo do Jovem do colágeno in vitro2,3. No entanto, adicionando agentes transversais, a biocompatibilidade do colágeno está comprometida, pois estudos mostraram uma alteração de 33% nas propriedades mecânicas e perda de 40% da viabilidade celular3,4,5. O acúmulo gradual de alinhamento e força mecânica pode ser obtido através do carregamento cíclico6; no entanto, isso pode ser adquirido eficientementei n vivo7.
Para que o ET se integre in vivo e adquira força sem a necessidade de alteração química, uma abordagem seria usar uma técnica de sutura estabilizadora para manter a construção mais fraca no lugar. A maioria dos reparos tendinosos dependem do projeto da sutura para manter as extremidades do tendão juntas; portanto, a modificação dessas técnicas existentes poderia fornecer uma solução lógica8,9.
Até a década de 1980, reparos de 2 fios eram amplamente utilizados, mas a literatura cirúrgica recente descreve o uso de 4 fios, 6 fios ou até mesmo 8 fios em reparo10,11. Em 1985, Savage descreveu técnicas de sutura de 6 fios com 6 pontos de ancoragem, e foi significativamente mais forte que a técnica de sutura bunnell que usa 4 fios 12. Além disso, os reparos de 8 fios são 43% mais fortes do que outros fios nos modelos cadáver e in situ, mas esses reparos não são amplamente praticados, pois torna-se tecnicamente difícil reproduzir os reparos com precisão13,14,15,16. Portanto, um maior número de fios de sutura do núcleo refere-se a um aumento proporcional das propriedades biomecânicas do tendão reparado. No entanto, há perda de viabilidade celular em torno dos pontos de sutura, e o trauma da sutura excessiva pode ser em detrimento do tendão, o que pode comprometer a cicatrização do tendão17. As técnicas de sutura devem fornecer um forte reparo geométrico equilibrado e relativamente inelástico para minimizar o escancaramento dos tendões após o reparo. Além disso, a localização da sutura e seus nós devem ser estrategicamente colocados para que não interfiram no deslizamento, no suprimento sanguíneo e na cicatrização até que o acúmulo de força adequada tenha sido obtido10,18.
Para estabelecer a viabilidade para garantir enxerto ET mais fraco ou outro material de enxerto entre o tendão rompido, desenvolvemos uma nova técnica de sutura que pode descarregar o enxerto para que ele possa amadurecer e gradualmente se integrar ao tecido hospedeiro 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

O manejo cirúrgico de grandes defeitos tendinosos com enxertos tendinosos é desafiador, pois há um número finito de locais onde os doadores podem ser facilmente identificados e usados. Atualmente, essa lacuna é preenchida com enxertos automáticos, alusões, xeno-, ou artificiais, mas os métodos clínicos para protegê-los não são necessariamente traduzíveis para os animais por causa da escala. Para avaliar novos biomateriais ou estudar um enxerto tendão composto por colágeno tipo 1, desenvolvemos uma técnica de sutura modificada para ajudar a manter o tendão projetado em alinhamento com as extremidades tendinosas. As propriedades mecânicas desses enxertos são inferiores ao tendão nativo. Para incorporar o tendão projetado em modelos clinicamente relevantes de reparo carregado, foi adotada uma estratégia para descarregar o enxerto tendão projetado por tecido e permitir a maturação e integração do tendão projetado in vivo até que um neocons tendão de som mecanicamente seja formado. Descrevemos esta técnica usando a incorporação do colágeno tipo 1 construção do tendão projetado por tecido.

Usamos enxertos de colágeno fabricados a partir do colágeno tipo I, pois esta é a proteína predominante encontrada no tendão. Constitui quase 95% do colágeno total no tendão; portanto, o colágeno expôs todas as propriedades ideais para imitar o tendão in vivo21,22.
Neste estudo, o colágeno tipo I utilizado foi extraído do tendão da cauda de rato e d...

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

Neste artigo, apresentamos um protocolo in vitro e in situ para reparar uma lacuna tendinosa de até 1,5 cm, preenchendo-a com enxerto de colágeno projetado. Isso foi realizado desenvolvendo uma técnica de sutura modificada para levar a carga mecânica até que o enxerto amadurecer no tecido hospedeiro.

Uma nova técnica de sutura tenorrhaphy com enxerto de colágeno projetado por tecido para reparar defeitos grandes do tendão

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

Assim, esta técnica cirúrgica de sutura, uma peça de colágeno projetada com tecido vai revolucionar a maneira como usamos gráficos de tecido projetado para substituir autógrafos tendinosos que são usados atualmente para reconstrução do tendão. A principal vantagem dessa técnica é que ela utiliza uma técnica de sutura otimizada cirurgicamente para acomodar um tendão neurológico de tecido in vivo. Este método pode ajudar a responder perguntas-chave no campo de engenharia de tecidos do atendente sobre o uso de gráficos de colágeno para reconstrução do tendão.A principal vantagem dessa técnica é que ela utiliza uma técnica de inserção de gráficos cirurgicamente otimizada para acomodar um tecido projetado, gráfico tendinoso in vivo. As implicações dessa técnica se estendem para a terapia de uma lacuna no tendão. Porque está fora da prateleira e prontamente disponível para cirurgiões.No entanto, este método pode fornecer insights sobre o reparo cirúrgico dos tendões. Também pode ser aplicado a outros procedimentos de elaboração. A demonstração visual desse método é fundamental, pois a aplicação vivo da sutura pode ser difícil de dominar sem o uso de um grande número de animais.Comece por Alec Walton, quatro mililitros de colágeno de cauda de rato tipo um, solução monomérica de colágeno. Em seguida, adicione 500 microliters de 10 vezes o mínimo meio essencial à solução de colágeno e titulação contra cinco e um hidróxido de sódio molar para neutralizar a solução. Em seguida, adicione 500 microliters do Dulbecco's Modified Eagle Medium à solução e transfira cinco mililitros da mistura em um molde de metal retangular personalizado.em seguida, coloque o molde a 37 graus Celsius e 5%CO2 por 15 minutos para facilitar a montagem da matriz. Após a polimerização, transfira o gel hidráulico de colágeno do molde para um conjunto padrão de compressão plástica entre duas folhas de malha de nylon de 50 micrômetros. Aplique uma carga estática de 120 gramas ao conjunto durante cinco minutos para remover o fluido intersticial do gel hidráulico, utilizando quatro camadas de papel filtro oF para absorver o fluido descarregado.Depois de preparar mais três hidrogéis da mesma forma, enrole todos os quatro géis comprimidos juntos e corte o rolo em segmentos de 15 milímetros. Antes de iniciar o procedimento, corte os cabelos em ambos os membros traseiros de um coelho macho de 16 a 25 semanas e use uma lâmina cirúrgica número 20 para fazer uma incisão de nove centímetros em um membro ao redor da área tubular inferior, para expor o tendão posterior tibialis. Em seguida, exponha um tendão seccional de 17 milímetros e molhe o tecido com PBS para manter o tecido hidratado.Em seguida, remova um segmento de 15 milímetros do tendão no ponto médio e substitua o tecido excisado pelo enxerto de colágeno de tecido projetado. Usando três suturas de núcleo zero, intertranque o enxerto proximalmente das extremidades do tendão nativo. Passando as suturas por toda a extensão do enxerto para intertravar o enxerto distally da extremidade do corte.Fixar ambas as extremidades do tecido projetado no tendão nativo com seis suturas contínuas zero ao redor da periferia do enxerto. Em seguida, confirme manualmente que a tensão nas suturas é apropriada e que não há flacididade em nenhuma dessas suturas. Como demonstrado, a lacuna do tendão excisado é preenchida com um enxerto de tendão de tecido projetado de 15 milímetros de comprimento, e assegurada com três suturas de intertravamento zero a 17 milímetros para agir como barreiras de carga e com seis suturas zero para o tecido nativo.A força média de quebra do reparo foi de cerca de 51 newtons, significativamente maior do que isso, do controle kessler reparo de aproximadamente 12 Newtons. Demonstrando a influência do comprimento da sutura do núcleo e o bloqueio distal na prevenção de falhas de reparo em forças de maior magnitude. Em experimentos de resistência à sutura, demonstrou uma força média de quebra de aproximadamente 25 Newtons, significativamente maior do que a força média de controle de cerca de 14 Newtons.Há duas coisas-chave para lembrar. Número um, certifique-se de neutralizar uma solução de colágeno em pH apropriado. E em segundo lugar, deve haver tensão sutura suficiente e não há flacididade dentro da sutura.Assim, após o desenvolvimento da técnica de sutura, trouxe novas perspectivas na forma como os pesquisadores do campo da engenharia tecidual dos tendões, podem abordar a reparação do tendão, e a reposição tendinosa e a regeneração do tendão, nos seres humanos no futuro. Lembre-se de formular em solução de colágeno neutralizado, em um pH ideal. E para garantir manualmente que a tensão da sutura é apropriada, para que não haja flaciidez dentro da sutura.Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores da área de engenharia de tecidos, e tendendo a regeneração para explorar, reparação de lacunas tendinosas em humanos.

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

Gradiente de densidade de várias camadas de polimerização (DGMP): uma nova técnica para a criação de multi-compartimento, Andaimes customizáveis ​​para Engenharia de Tecidos

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

Bioengenharia

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

Técnica Cirúrgica para a Implantação de engenharia de tecidos enxertos vasculares e Subsequente<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoring

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

Geração e Alongamento das embarcações da engenharia de tecidos em um modelo de rato

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

Baseada em Silk-colágeno Engineered 3D Model of Tissue polarizada Neural

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

O tecido triturado em Compressed Collagen: Um BioTransplant contendo celular para o reparo Reconstructive Single-encenado

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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

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

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Engenharia de Tecido Tridimensional de Redes de Astrócitos Alinhadas para Recapitular Mecanismos de Desenvolvimento e Facilitar a Regeneração do Sistema Nervoso

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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Bioprinting da cartilagem e Analogs de tecido de pele utilizando um romance passiva unidade técnica de mistura para 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 segmentos de tecido Renal primária e incorporação com tecnologia de construção romance livre de andaime

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