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

Dette arbeidet var støttes delvis av hæren, marinen, NIH, Air Force, VA og helsedirektoratet å støtte fast II innsats, under prisen nr. W81XWH-13-2-0054. US Army medisinsk forskning oppkjøpet aktiviteten, 820 Chandler Street, Fort Detrick, MD 21702-5014 er tildelingen og administrere oppkjøpet kontoret. Meninger, tolkninger, konklusjoner og anbefalinger er de av forfatteren og nødvendigvis er godkjent ikke av Forsvarsdepartementet.

Alt arbeid med levende dyr og dyr vevsprøver er godkjent av Massachusetts generelle sykehus institusjonelle Animal Care og bruk Committee (IACUC).
1. produksjon av høsting nåler
<ol><li>Oppsett av produksjonen<ol>
<li>Sikre en kvinnelig luer lås kobling på et innlegg, og montere innlegget på en rotasjon slik at luer-lock er i sentrum av scenen (figur 1A).</li>
		<li>Plasser dette første rotasjon trinnet vertikalt, og montere den vinkelret...

<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>

Metodene som er beskrevet her er ment å aktiverer innsamling av vev microcolumns i tilstrekkelig antall for i vivo store dyrestudier, bruker verktøy laget av kommersielt tilgjengelig laboratorium forsyninger. Dette apparatet er brukt tidligere i høsting vev fra forbrukeravgift menneskehud4,9 , samt live svin huden3. De spesifikke parameterne beskrevet er de som ble funnet for å være mest egnet for bruk i svin. Det forventes a...

Autologous skin pode er bærebjelke i såret reparasjon, men det er begrenset av donor området knapphet og sykelighet, fører til felles innsats i de siste tiårene å utvikle nye behandlingsalternativer erstatte konvensjonelle skin pode1,2 . Vi har nylig utviklet en alternativ metode for høsting huden til å utnytte fordelene med full-tykkelse skin pode samtidig som donor-område sykelighet. Ved å samle full-tykkelse huden i form av små (~0.5 mm diameter) "microcolumns", donor områdene er i stand til å helbrede raskt og uten arrdannelse under normale omstendigheter (se diskusjon nedenfor for mulige unntak,)3. Microcolumns kan brukes direkte i såret senger å akselerere såret nedleggelse, redusere sammentrekning3, og gjenopprette et variert utvalg av epidermal og dermal celletyper og funksjonelle adnexal strukturer4, hvorav mange er mangler i konvensjonelle split-tykkelse skin pode eller gjeldende bioengineered huden erstatter5. Muligheten for microcolumns å øke healing og deres donor steder å leges uten arrdannelse er begge blitt uavhengig godkjent av andre forskning grupper6,7.
Vi har tidligere utviklet et laboratorium høsting system for å aktivere samlingen av microcolumns på skala8; men er dette systemet sammensatt av mange tilpassede komponenter som ikke er allment tilgjengelig. Her beskrive vi i detalj prosessen for produsere høsting nåler, samt enkel innsamlingssystemer, laget av det meste sokkel komponenter, som kan brukes til å oppnå høy-volum høsting. Apparatet beskrevet i dette manuskriptet er egnet for i vitro og dyr arbeid, men ikke for bruk i mennesker. En klinisk enhet med FDA klaring for å bruke denne teknikken på mennesker er kommersielt tilgjengelig, men vil ikke bli diskutert i detalj her.

<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

Dette manuskriptet beskriver prosessen for en laboratoriet apparater, laget av sokkel komponenter, som kan brukes til å samle microcolumns av full-tykkelse hud vev. Den lille størrelsen på microcolumns lar donor områder leges raskt uten å forårsake donor-område arr mens høsting full-tykkelse vev gjør inkorporering av alle mobilnettet og ekstracellulære komponenter av huden vev, inkludert de tilhørende med dypere dermal regioner og adnexal huden strukturer, som har ikke gjengis vellykket med konvensjonelle tissue engineering teknikker. Microcolumns kan brukes direkte i huden sår å øke healing, eller de kan brukes som autolog cellen/vev kilde til andre vev engineering tilnærminger. Høsting nålene er laget ved å endre standard sprøyte nåler, og de kan brukes alene for høsting små mengder vev eller kombinert med en enkel inntaks-baserte systemer (også laget av vanlig laboratoriet forsyninger) for høyt volum høsting for å lette studier i store dyr modeller.

Høsting pinnene skal kunne samle microcolumns av full-tykkelse huden vev med ca en 80-90% suksessrate, og hvert microcolumn bør inneholde dermis og epidermis, og noen subkutant fett (Figur 4). Hvis suksessrate på høsting er lav, eller hvis det blir vanskelig å sette inn en nål i vev, er deretter en ny nål sannsynlig nødvendig. Hvis suksessraten for høsting er gjennomgående lav, selv med nye nåler, da er nålene sannsynligvis for kort.
<p class=...

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

Apparatus for Harvesting Tissue Microcolumns

Her beskriver vi en protokoll for å produsere høsting pinne som kan brukes til å samle full-tykkelse hud vev uten forårsaker donor området arrdannelse. Nålene kan kombineres med en enkel samling å oppnå høy-volum høsting.

Apparater for høsting vev Microcolumns

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

Denne metoden kan bidra til å svare på viktige spørsmål i hudvevregenereringsfeltet som er hvordan man erstatter de ulike celletypene og strukturene som finnes i naturlig hud. Den største fordelen med denne teknikken er at autolog full tykkelse hud kan samles med minimal donor nettstedet sykelighet. Å demonstrere prosedyren vil være Bill Farinelli, som er forskningsmedarbeider i laboratoriet vårt.Start denne fremgangsmåten med oppsett av produksjonsstadiet som beskrevet i tekstprotokollen. Monter to cutoff hjul konsentrisk på dreieverktøyet. Bruk et mindre nedre rutenett diamant cutoff hjul over en større høyere rutenett stein cutoff hjul.Plasser en luftliggende lyskilde med en justerbar arm over dreieverktøyet med lyset rettet mot skjærehjulene. For å forbedre visualiseringen plasserer du et dissekeringsmikroskop over produksjonsoppsettet slik at okularet fokuserer på skjæreskivene. Når du omformer nålespissen, bruk vernebriller og en kirurgisk maske for å hindre at fine metallpartikler kommer inn i øynene eller luftveiene.Velg hypodermiske nåler av riktig målerstørrelse basert på eksperimentelle krav. Merk av den tiltenkte lengden på hver høstingsnål. Senk nålen vinkelrett på det roterende verktøyet med kraften på ved hjelp av kanten av den ytre skjæreskiven for å kutte av den overskytende lengden på nålen på det punktet som er merket.Koble den forkortede stumpe nålen til den kvinnelige Luer-låsekontakten på produksjonsstadiet. Juster det horisontale rotasjonsstadiet slik at nålen er i en 12 graders vinkel parallelt med skjæreskivene på dreieverktøyet. Slå på overhead lys og justere sin posisjon mens du observerer nålen under forstørrelse til lyset reflekteres av midtlinjen av nålen.Strøm på dreieverktøyet. Bruk deretter oversettelsesstadiet til å gå nålen mot den indre skjæreskiven. Fortsett å bevege kanylen langsomt mot skjæreskiven til skjæreskiven når omtrent midtlinjen på nålen.Flytt langsomt den kuttede nåleoverflaten fra det indre diamanthjulet på det ytre steinhjulet for å fullføre den kuttede nåleoverflaten med en finere polish. Trekk nålen tilbake fra skjæreskiven. Ved hjelp av vertikal rotasjonsstadiet roterer du nålen 180 grader.Gjenta disse trinnene for å omforme den andre siden av nålen. Fjern nå nålen fra produksjonsstadiet. Rengjør innsiden boringen med en metalltråd som er litt mindre enn nålens indre diameter.Bruk en skarp trepinne til å fjerne eventuelle grader som fortsatt kan festes til kantene på den nyopprettede nålen. Når det er behov for et høyt volum mikrocolumner, fjern stempelet fra en 20 milliliter sprøyte. Fest deretter sprøyten til en sugeadapter.Fullfør forsamlingen ved å feste en høstekanyle til sprøyten. Bruk et stykke sterilt sugerør for å koble sugeadapteren til en steril sugebeholder. Pass på at høsteapparatet er koblet til en beholderinngang som gjør at væske kan strømme inn i beholderen uhindret.Koble apparatet nå til en negativ trykkkilde. Høst mikrokolumnene ved å sette høstenålen inn i huden. Dypp høstenålen midlertidig i en beholder med steril saltvann under høstingsprosedyren for å skylle systemet.Hold på hånden en metalltråd eller en nål som er litt mindre enn høstingsnålens indre diameter. Hvis nålen blir tilstoppet, kan den ryddes ved å sette metalltråden inn i nåles boringen. Når ønsket mengde mikrokolumner har samlet seg i beholderen, kobler du enheten fra suging.Hell deretter innholdet i sugebeholderen ut gjennom et filter for å samle mikrokolumnene. Vist her er en ferdig høsting nål sett fra forsiden og fra siden. Legg merke til de to skjærepunktene på spissen.Høsting nåler bør være i stand til å samle mikrocolumns fra full tykkelse hudvev med en omtrentlig 80 til 90% suksessrate. I denne figuren representerer haker en millimeter. Hvert mikrokolumn skal inneholde epidermis, dermis og noe subkutant fett.Mikrocolumner kan brukes direkte på sårheling, eller de kan kombineres med forskjellige matrisematerialer for å produsere kombinasjonskonstruksjoner. Mikrocolumner kan også opprettholdes i kultur for in vitro-studier. Mens du utfører høyvolum høsting, Det er viktig å huske å innlemme en intermitterende saltvann flush.Selv om denne metoden ble designet for hudsårreparasjon, kan et lignende prinsipp brukes på andre organsystemer som muskler der autolog vevspode er nødvendig.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Electrospinning Fundamentals: Optimizing Solution and Apparatus 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

Kvantitativt Måling In situ Flows hjelp av en selvstendig 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

Høsting murint alveolære makrofager og evaluere Cellular Aktivering indusert av Polyanhydride Nanopartikler

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

Ikke-kontakt, Label-fri Overvåking av celler og ekstracellulær matriks med Raman spektroskopi

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

Egenrapportering Stillaser for 3-dimensjonal Cell Culture

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 Høsting av plasma eller urin for å påvise lav overflod Proteiner

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

Skreddersydd laserbaserte varmeapparater for Utløst Offentliggjøring av Cisplatin fra thermo Liposomes med Magnetic Resonance Bilde 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-lignende microenvironments å utnytte 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

En mikrofluid plattform for High-throughput encellede Isolering og kultur

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

Isolasjon og kultur av primære humane gingival epitelceller ved hjelp av 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 ...