Name: apparatus for harvesting tissue microcolumns
Uploaded: 2018-10-25T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Apparatus for Harvesting Tissue Microcolumns at JoVE.com

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door het leger, de Marine, de NIH, het luchtmacht, VA en de gezondheid zaken ter ondersteuning van de inspanning ONWRIKBAAR II, onder Award nr. W81XWH-13-2-0054. Het Amerikaanse leger medische onderzoek overname activiteit, 820 Chandler Street, Fort Detrick, MD 21702-5014 is de aanbestedende en administrerende overname kantoor. Adviezen, interpretaties, conclusies en aanbevelingen zijn die van de auteur en zijn niet noodzakelijkerwijs onderschreven door het ministerie van defensie.

Alle werken met betrekking tot levende dieren en dierlijke weefselsteekproeven zijn goedgekeurd door het Massachusetts algemene ziekenhuis institutionele Animal Care en gebruik Comité (IACUC).
1. produktie van oogsten naalden
<ol><li>Installatie van de productiefase<ol>
<li>Beveiligen van een vrouwelijke luer lock connector op een post, en de post op een rotatie podium zo monteren dat de luer-lock in het midden van het werkgebied(Figuur 1 is).<...

<ol>
	<li>Sun, B. K., Siprashvili, Z., Khavari, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+skin+grafting+and+treatment+of+cutaneous+wounds.">Advances in skin grafting and treatment of cutaneous wounds.</a> Science. 346 (6212), 941-945 (2014).</li><li>Singh, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Challenging+the+Conventional+Therapy:+Emerging+Skin+Graft+Techniques+for+Wound+Healing.">Challenging the Conventional Therapy: Emerging Skin Graft Techniques for Wound Healing.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 136 (4), 524-530 (2015).</li><li>Tam, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractional+Skin+Harvesting:+Autologous+Skin+Grafting+without+Donor-site+Morbidity.">Fractional Skin Harvesting: Autologous Skin Grafting without Donor-site Morbidity.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. Global Open. 1 (6), 47 (2013).</li><li>Tam, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstitution+of+full-thickness+skin+by+microcolumn+grafting.">Reconstitution of full-thickness skin by microcolumn grafting.</a> Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 11 (10), 2796-2805 (2017).</li><li>Huang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regeneration+of+hair+and+other+skin+appendages:+A+microenvironment-centric+view.">Regeneration of hair and other skin appendages: A microenvironment-centric view.</a> Wound Repair and Regeneration. 24 (5), 759-766 (2016).</li><li>Fernandes, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-mechanical+fractional+skin+rejuvenation.">Micro-mechanical fractional skin rejuvenation.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 131 (2), 216-223 (2013).</li><li>Rettinger, C. L., Fletcher, J. L., Carlsson, A. H., Chan, R. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Accelerated+epithelialization+and+improved+wound+healing+metrics+in+porcine+full-thickness+wounds+transplanted+with+full-thickness+skin+micrografts.">Accelerated epithelialization and improved wound healing metrics in porcine full-thickness wounds transplanted with full-thickness skin micrografts.</a> Wound Repair and Regeneration. 25 (5), 816-827 (2017).</li><li>Franco, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractional+skin+harvesting:+device+operational+principles+and+deployment+evaluation.">Fractional skin harvesting: device operational principles and deployment evaluation.</a> Journal of Medical Devices. 8 (4), 041005 (2014).</li><li>Rasmussen, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chimeric+autologous/allogeneic+constructs+for+skin+regeneration.">Chimeric autologous/allogeneic constructs for skin regeneration.</a> Military Medicine. 179, 71-78 (2014).</li><li>Ter Horst, B., Chouhan, G., Moiemen, N. S., Grover, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+keratinocyte+delivery+in+burn+wound+care.">Advances in keratinocyte delivery in burn wound care.</a> Advanced Drug Delivery Reviews. 123, 18-32 (2018).</li><li>Wong, V. W., Levi, B., Rajadas, J., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell+niches+for+skin+regeneration.">Stem cell niches for skin regeneration.</a> International Journal of Biomaterials. 2012, 926059 (2012).</li><li>Manstein, D., Herron, G. S., Sink, R. K., Tanner, H., Anderson, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractional+photothermolysis:+a+new+concept+for+cutaneous+remodeling+using+microscopic+patterns+of+thermal+injury.">Fractional photothermolysis: a new concept for cutaneous remodeling using microscopic patterns of thermal injury.</a> Lasers in Surgery and Medicine. 34 (5), 426-438 (2004).</li><li>Iriarte, C., Awosika, O., Rengifo-Pardo, M., Ehrlich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+applications+of+microneedling+in+dermatology.">Review of applications of microneedling in dermatology.</a> Clinical, Cosmetic and Investigational Dermatology. 10, 289-298 (2017).</li><li>Anderson, R. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+treatment+of+traumatic+scars+with+an+emphasis+on+ablative+fractional+laser+resurfacing:+consensus+report.">Laser treatment of traumatic scars with an emphasis on ablative fractional laser resurfacing: consensus report.</a> Journal of the American Medical Association Dermatology. 150 (2), 187-193 (2014).</li><li>Hogan, S., Velez, M. W., Ibrahim, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microneedling:+a+new+approach+for+treating+textural+abnormalities+and+scars.">Microneedling: a new approach for treating textural abnormalities and scars.</a> Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery. 36 (4), 155-163 (2017).</li><li>Manuskiatti, W., Fitzpatrick, R. E., Goldman, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+effectiveness+and+side+effects+of+carbon+dioxide+laser+resurfacing+for+photoaged+facial+skin.">Long-term effectiveness and side effects of carbon dioxide laser resurfacing for photoaged facial skin.</a> Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (3), 401-411 (1999).</li></ol>

De hier beschreven methoden zijn bedoeld om de collectie van weefsel microcolumns in voldoende hoeveelheden voor in vivo grote dierproeven, met behulp van tools gemaakt van verkrijgbare laboratorium benodigdheden. Dit apparaat heeft eerder is gebruikt in het weefsel van de verwijderde menselijke huid4,9 , evenals levende varkens huid3oogsten. De specifieke parameters beschreven zijn die bleken te zijn meest geschikt voor gebruik i...

Autologe huidtransplantatie is de steunpilaar van de reparatie van de wond, maar het is beperkt door de donor site schaarste en morbiditeit, leidt tot gezamenlijke inspanningen in de afgelopen decennia aan het ontwikkelen van nieuwe therapeutische opties ter vervanging van conventionele huidtransplantatie1,2 . Recent ontwikkelde we een alternatieve methode voor het oogsten van de huid om uit te rusten van de voordelen van full-dikte huidtransplantatie terwijl het minimaliseren van de donor site morbiditeit. Door het verzamelen van full-dikte huid in de vorm van kleine (~0.5 mm doorsnede) "microcolumns", donor sites zijn kunnen genezen van snel en zonder littekens onder normale omstandigheden (Zie de sectie discussie hieronder voor mogelijke uitzonderingen,)3. Microcolumns direct in de wond bedden te versnellen van de sluiting van de wond en het verminderen van contractie3kan worden toegepast, en herstellen van een breed scala van epidermale en dermale celtypes en functionele adnexal structuren4, waarvan vele ontbreken in conventionele split-dikte huidtransplantatie of huidige bioengineered huid substituten5. Het vermogen van microcolumns om uit te breiden genezing van hun sites van de donor te genezen zonder littekens zijn beide zelfstandig gevalideerd door andere onderzoek groepen6,7.
Eerder hebben we een laboratorium oogsten systeem zodat de collectie van microcolumns op schaal8; echter, dit systeem is samengesteld uit vele aangepaste onderdelen die niet algemeen beschikbaar zijn. Hier beschrijven we in detail het proces voor produceren oogsten naalden, evenals eenvoudige inzamelingssystemen, van meestal overal verkrijgbare componenten, die kunnen worden gebruikt gemaakt om de hoogvolume oogsten. Het apparaat beschreven in dit manuscript is geschikt voor in vitro en dierlijk werk, maar niet voor gebruik bij de mens. Een klinische apparaat met FDA goedkeuring voor het toepassen van deze techniek bij de mens is commercieel beschikbaar, maar niet hier in detail zal worden besproken.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:688px;" width="687">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Diamond wheel</td>
			<td style="width:135px;">Dremel</td>
			<td style="width:119px;">545</td>
			<td style="width:219px;"></td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:63px;width:216px;">Hypodermic needle (19G)</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">14-840-98</td>
			<td style="width:219px;">Other needle sizes could be used, depending on experimental needs</td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;width:216px;">Stome wheel</td>
			<td style="width:135px;">Dremel</td>
			<td style="width:119px;">540</td>
			<td style="width:219px;"></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Syringe (20mL with luer lock)</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">22-124-967</td>
			<td style="width:219px;"></td>
		</tr>
		<tr height="52">
			<td height="52" style="height:52px;width:216px;">Suction adapter</td>
			<td style="width:135px;">Tulip Medical</td>
			<td style="width:119px;">PA20BD</td>
			<td style="width:219px;">Optional, for high volume harvesting</td>
		</tr>
		<tr height="70">
			<td height="70" style="height:71px;width:216px;">Suction canister</td>
			<td style="width:135px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:119px;">19-898-212</td>
			<td style="width:219px;">Optional, for high volume harvesting. Sterilize before use.</td>
		</tr>
		<tr height="58">
			<td height="58" style="height:59px;width:216px;">Suction tubing</td>
			<td style="width:135px;">Medline</td>
			<td style="width:119px;">DYND50216H</td>
			<td style="width:219px;">Optional, for high volume harvesting</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

apparatus for harvesting tissue microcolumns

Dit manuscript beschrijft het productieproces voor een laboratoriumapparatuur, gemaakt van off-the-shelf componenten, die kunnen worden gebruikt voor het verzamelen van microcolumns van full-dikte huidweefsel. De geringe omvang van de microcolumns kan donor sites snel genezen zonder donor site littekens, terwijl de oogsten volledig-dikte weefsel maakt de opneming van alle onderdelen van de cellulaire en extracellulaire van huidweefsel, met inbegrip van die verbonden met diepere dermale regio's en de adnexal huid structuren, die nog moeten met succes worden gereproduceerd met behulp van conventionele weefsel engineering technieken. De microcolumns kan worden toegepast direct in de huid wonden te vergroten genezing, of ze kunnen worden gebruikt als de bron van autologe cellen/weefsels voor andere weefsel engineering benaderingen. De oogsten naalden worden gemaakt door het wijzigen van de standaard injectienaalden, en ze kunnen worden alleen gebruikt voor het oogsten van kleine hoeveelheden weefsel of in combinatie met een systeem van de eenvoudige zuig gebaseerde collectie (ook gemaakt van algemeen beschikbare laboratorium benodigdheden) voor Hoogvolume oogsten om studies in grote diermodellen.

De oogsten naalden moeten zitten kundig voor verzamelen van microcolumns van full-dikte huidweefsel met ongeveer een 80-90% slagingspercentage en elke microkolom moet bevatten epidermis en dermis wat subcutaan vet (Figuur 4). Het slagingspercentage van het oogsten is laag, of is het moeilijk om het invoegen van een naald in het weefsel, is vervolgens een nieuwe naald waarschijnlijk nodig. Als het slagingspercentage voor het oogsten consequent laag, zelfs met ...

Watch this Scientific Journal Video about Apparatus for Harvesting Tissue Microcolumns at JoVE.com

Apparatus for Harvesting Tissue Microcolumns

Hier beschrijven we een protocol voor het produceren van oogsten naalden die kunnen worden gebruikt voor het verzamelen van full-dikte huidweefsel zonder donor site littekens. De naalden kunnen worden gecombineerd met een systeem voor het eenvoudig verzamelen om hoogvolume oogsten.

Toestellen voor het oogsten van weefsel Microcolumns

This manuscript describes the production process for a laboratory apparatus, made from off-the-shelf components, that can be used to collect microcolumns ...

Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van essentiële vragen in het huidweefsel regeneratie veld dat is hoe de verschillende celtypes en structuren die zijn opgenomen in de natuurlijke huid te vervangen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat autologe volle dikte huid kan worden verzameld met minimale donor site morbiditeit. Het aantonen van de procedure zal Bill Farinelli zijn, die een onderzoeksmedewerker in ons lab is.Begin deze procedure met het instellen van de productiefase zoals beschreven in het tekstprotocol. Installeer twee afgeknipte wielen concentrisch op het draaigereedschap. Gebruik een kleinere lagere grid diamant cutoff wiel over een grotere hogere grid steen cutoff wiel.Plaats een bovenliggende lichtbron met een verstelbare arm over het draaigereedschap met het licht gericht op de snijwielen. Om de visualisatie te verbeteren, plaats een ontleden microscoop over de productie-setup, zodat het oculair is gericht op de snijschijven. Draag bij het hervormen van de naaldpunt beschermende brillen en een chirurgisch masker om te voorkomen dat fijne metaaldeeltjes de ogen of luchtwegen binnendringen.Kies hypodermische naalden van de juiste maatgrootte op basis van experimentele vereisten. Markeer de beoogde lengte op elke oogstnaald. Laat de naald loodrecht op het draaigereedschap met de kracht op het gebruik van de rand van de buitenste snijschijf af te snijden van de overtollige lengte van de naald op het punt gemarkeerd.Sluit de verkorte botte naald aan op de vrouwelijke Luer lock connector op het productiestadium. Pas de horizontale rotatiefase zo aan dat de naald zich in een hoek van 12 graden parallel aan de snijschijven op het draaigereedschap bevindt. Zet het bovenleidinglicht aan en pas de positie aan terwijl u de naald onder vergroting observeert totdat het licht wordt gereflecteerd op de middellijn van de naald.Stroom op het draaigereedschap. Gebruik vervolgens de vertaalfase om de naald naar de binnenste snijschijf te brengen. Houd het voortschrijden van de naald langzaam tegen de snijschijf totdat de snijschijf ongeveer de middellijn van de naald bereikt.Beweeg het gesneden naaldoppervlak langzaam van het binnenruitwiel op het buitenste stenen wiel om het gesneden naaldoppervlak af te maken met een fijnere lak. Trek de naald uit de buurt van de snijschijf. Draai met behulp van de verticale rotatiefase de naald 180 graden.Herhaal deze stappen om de andere kant van de naald te hervormen. Verwijder nu de naald uit de productiefase. Reinig de binnenboring met een metalen draad die iets kleiner is dan de binnendiameter van de naald.Met behulp van een scherpe houten stok, verwijder alle bramen die nog kunnen worden bevestigd aan de randen van de nieuw gevormde naald. Wanneer een hoog volume microkolomen nodig is, verwijder de zuiger uit een spuit van 20 milliliter. Bevestig vervolgens de spuit aan een zuigadapter.Maak de montage compleet door een oogstnaald aan de spuit te bevestigen. Gebruik een stuk steriele zuigbuis om de zuigadapter aan te sluiten op een steriele zuigbus. Zorg ervoor dat het oogstapparaat is aangesloten op een busingang die het mogelijk maakt om ongehinderd vloeistof in de bus te laten stromen.Sluit het apparaat nu aan op een negatieve drukbron. Oogst de microkolumns door de oogstnaald in de huid te steken. Dompel de oogstnaald tijdens de oogstprocedure met tussenpozen in een container van steriele zoutoplossing om het systeem door te spoelen.Houd bij de hand een metalen draad of een naald die iets kleiner is dan de binnendiameter van de oogstnaald. Als de naald verstopt raakt, kan deze worden gewist door de metaaldraad in de naaldboring te plaatsen. Wanneer de gewenste hoeveelheid microkolomen zich in de bus hebben opgehoopt, koppelt u het apparaat los van de zuigkracht.Giet vervolgens de inhoud van de zuigbus uit door een filter om de microkolomen te verzamelen. Hier getoond is een afgewerkte oogstnaald bekeken vanaf de voorkant en vanaf de zijkant. Let op de twee snijpunten bij de punt.De rooinaalden moeten microkolomen kunnen verzamelen uit huidweefsel met een volle dikte met een slagingspercentage van ongeveer 80 tot 90%. In dit cijfer vertegenwoordigen de vinkjes een millimeter. Elke microkolom moet opperhuid, dermis en onderhuids vet bevatten.Microcolumns kunnen direct worden toegepast op wondgenezing of ze kunnen worden gecombineerd met verschillende matrixmaterialen om combinatieconstructies te produceren. Microcolumns kunnen ook worden gehandhaafd in de cultuur voor in vitro studies. Tijdens het uitvoeren van high-volume oogsten, is het belangrijk om te onthouden om een intermitterende zoutoplossing flush op te nemen.Hoewel deze methode is ontworpen voor herstel van de huidwond, kan een soortgelijk principe worden toegepast op andere orgaansystemen, zoals spieren waar autologe weefseltransplantatie nodig is.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Electrospinning Fundamentals: Optimizing Solution and Apparatus Parameters

Electrospinning Fundamentals: Het optimaliseren van Solution en Apparatuur Parameters

Electrospun nanofiber scaffolds have been shown to accelerate the maturation, improve the growth, and direct the migration of cells in vitro. ...

Quantitatively Measuring In situ Flows using a Self-Contained Underwater Velocimetry Apparatus (SCUVA)

Quantitatively Measuring In situ Flows using a Self-Contained Underwater Velocimetry Apparatus SCUVA

Kwantitatief meten In situ Stromen met behulp van een self-contained Underwater Velocimetry Apparatus (SCUVA)

The ability to directly measure velocity fields in a fluid environment is necessary to provide empirical data for studies in fields as diverse as ...

Harvesting Murine Alveolar Macrophages and Evaluating Cellular Activation Induced by Polyanhydride Nanoparticles

Oogsten Murine alveolaire macrofagen en evalueren van cellulaire activatie geïnduceerd door polyanhydride Nanodeeltjes

Biodegradable nanoparticles have emerged as a  versatile platform for the design and implementation of new intranasal vaccines  against respiratory ...

Non-contact, Label-free Monitoring of Cells and Extracellular Matrix using Raman Spectroscopy

Non-contact, Label-free monitoring van cellen en extracellulaire matrix met behulp van Raman spectroscopie

Non-destructive, non-contact and label-free technologies to monitor cell and tissue cultures are needed in the field of biomedical research.1-5 However, ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Zelfrapportage Stellingen voor 3-dimensionale Cultuur van de Cel

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Hydrogel Nanoparticle Harvesting of Plasma or Urine for Detecting Low Abundance Proteins

Hydrogel Nanoparticle Oogsten van plasma of urine voor het opsporen van Low Overvloed Eiwitten

Novel biomarker discovery plays a crucial role in providing more sensitive and specific disease detection. Unfortunately many low-abundance biomarkers ...

Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect ...

Sandwich-like Microenvironments to Harness Cell/Material Interactions

Sandwich-achtige microenvironments Harness Cell / Material Interactions

Cell culture has been traditionally carried out on bi-dimensional (2D) substrates where cells adhere using ventral receptors to the biomaterial surface. ...

A Microfluidic Platform for High-throughput Single-cell Isolation and Culture

Een microfluïdische platform voor High-throughput Single-cell Isolatie en Cultuur

Studying the heterogeneity of single cells is crucial for many biological questions, but is technically difficult. Thus, there is a need for a simple, yet ...

Isolation and Culture of Primary Human Gingival Epithelial Cells using Y-27632

Isolatie en cultuur van primaire menselijke gingivale epitheelcellen met behulp van Y-27632

The gingival tissue is the first structure that protects periodontal tissues and plays meaningful roles in many oral functions. The gingival epithelium is ...