Name: three-dimensional collagen matrix scaffold implantation as a liver regeneration strategy
Uploaded: 2021-06-29T14:15:00
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Os autores agradecem ao pessoal do Laboratório de Instalação Animal da Unidade experimental de Medicina, enfermeira Carolina Baños G. pelo apoio técnico e cirúrgico, Marco E. Gudiño Z. pelo apoio em microfotografias, e Erick Apo pelo apoio na histologia hepática. O Conselho Nacional apoiou esta pesquisa de Ciência e Tecnologia (CONACyT),o número de subvenção SALUD-2016-272579 e o PAPIIT-UNAM TA200515.

A presente pesquisa foi aprovada pelo comitê de ética da Faculdade de Medicina (DI/115/2015) da Universidade Nacional Autónoma de México (UNAM) e pelo comitê de ética do Hospital Geral do México (CI/314/15). A instituição cumpre todas as especificações técnicas para a produção, cuidado e uso de animais de laboratório e é legalmente certificada por lei nacional (NOM-062-ZOO-1999). Ratos Wistar machos pesando 150-250 g (6-8 semanas de idade) foram obtidos do Laboratório de Instalações Animais da Faculdad...

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O transplante de órgãos é o pilar do tratamento em pacientes com fibrose hepática ou cirrose. Alguns pacientes se beneficiam desse procedimento, tornando necessário fornecer alternativas terapêuticas para os pacientes na lista de espera. A engenharia de tecidos é uma estratégia promissora que emprega andaimes e células com potencial regenerativo2,4,13. A remoção de uma porção do fígado é um passo crítico neste pr...

O fígado é um dos órgãos mais importantes envolvidos na manutenção da homeostase e da produção deproteínas 1. Infelizmente, a doença hepática é a principal causa de morte em todo o mundo. Em estágios avançados de dano hepático, que incluem cirrose e carcinoma hepatocelular, o transplante de fígado é o procedimento clinicamente recomendado. No entanto, devido à escassez de doadores e à baixa taxa de transplantes bem sucedidos, novas técnicas em engenharia de tecidos (TE) e medicina regenerativa (RM) foram desenvolvidas2,3.
O TE envolve o uso de células-tronco, andaimes e fatores de crescimento4 para promover a restauração de órgãos e tecidos inflamados, fibrosos e edematosos1,5,6. Os biomateriais utilizados em andaimes imitam o ECM nativo, fornecendo as pistas físicas, químicas e biológicas para remodelação celular guiada7. O colágeno é uma das proteínas mais abundantes obtidas a partir da dermis, tendão, intestino e pericárdio8,9. Além disso, o colágeno pode ser obtido como biopolímero para produzir andaimes bi e tridimensionais através de bioimpressão ou eletropinning10,11. Este grupo é o primeiro a relatar o uso de colágeno de uma fonte óssea para a regeneração do tecido hepático. Outro estudo relata o uso de andaimes sintetizados a partir de colágeno bovino, obtido a partir da pele, com poros homogêneos e situados de perto, sem qualquer comunicação entre eles12.
A descelularização preserva o ECM nativo, permitindo a posterior incorporação de células com potencial de células-tronco13,14. No entanto, este procedimento ainda está em fase experimental no fígado, coração, rim, intestino delgado e bexiga urinária de camundongos, ratos, coelhos, porcos, ovelhas, bovinos e cavalos3,14. Atualmente, o volume de massa hepática ressectado não é substituído em nenhum dos modelos de hepatectomia animal. No entanto, o uso de suporte adicional ou rede (biomateriais) que permita a proliferação celular e a angiogênese pode ser essencial para a pronta restauração das funções paramicírmicas hepáticas. Assim, os andaimes poderiam ser empregados como abordagens alternativas para regenerar ou reparar tecidos em doenças hepáticas crônicas, eliminando limitações devido à doação e às complicações clínicas do transplante hepático.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anionic detergent</td>
			<td>Alconox</td>
			<td>Z273228</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biopsy cassettes</td>
			<td>Leica</td>
			<td>3802453</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera DMX</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>DXM1200F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5424</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chlorhexidine gluconate 4%</td>
			<td>BD</td>
			<td>372412</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover glasses 25 mm x 40 mm</td>
			<td>Corning</td>
			<td>2980-224</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eosin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>200-M</td>
			<td>CAS 17372-87-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethyl alcohol, pure</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>459836</td>
			<td>CAS 64-17-5</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flunixine meglumide</td>
			<td>MSD</td>
			<td>Q-0273-035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass slides 75 mm x 25 mm</td>
			<td>Corning</td>
			<td>101081022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hematoxylin</td>
			<td>Merck</td>
			<td>H9627</td>
			<td>CAS 571-28-2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid 37%</td>
			<td>Merck</td>
			<td>339253</td>
			<td>CAS 7647-01-0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketamine</td>
			<td>Pisa agropecuaria</td>
			<td>Q-7833-028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light microscopy</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Microphoto-FXA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtainer yellow cape</td>
			<td>Beckton Dickinson</td>
			<td>365967</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>RM2125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Model animal: Wistar rats</td>
			<td>Universidad Nacional Aut&#243;noma de M&#233;xico</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon 3-0 (Dermalon)</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>1750-41</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polypropylene 7-0</td>
			<td>Atramat</td>
			<td>SE867/2-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone-iodine10% cutaneous solution</td>
			<td>Diafra SA de CV</td>
			<td>1.37E+86</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scaning electronic microscopy</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>DSM-950</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium hydroxide, pellets</td>
			<td>J. T. Baker</td>
			<td>3722-01</td>
			<td>CAS 1310-73-2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software ACT-1</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>Ver 2.70</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereoscopy macroscopy</td>
			<td>Leica</td>
			<td>EZ4Stereo 8X-35X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterrad 100S</td>
			<td>Johnson and Johnson</td>
			<td>99970</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgipath paraplast</td>
			<td>Leica</td>
			<td>39601006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Synringe of 1 mL with needle (27G x 13 mm)</td>
			<td>SensiMedical</td>
			<td>LAN-078-077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Processor (Histokinette)</td>
			<td>Leica</td>
			<td>TP1020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue-Tek TEC 5 (Tissue embedder)</td>
			<td>Sakura Finetek USA</td>
			<td>5229</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichrome stain kit</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>HT15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Unicell DxC600 Analyzer</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>BC 200-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>Pisa agropecuaria</td>
			<td>Q-7833-099</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>534056</td>
			<td>CAS 1330-20-7</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

three-dimensional collagen matrix scaffold implantation as a liver regeneration strategy

Doenças hepáticas são a principal causa de morte em todo o mundo. O consumo excessivo de álcool, uma dieta rica em gordura e a infecção pelo vírus da hepatite C promovem fibrose, cirrose e/ou carcinoma hepatocelular. O transplante de fígado é o procedimento clinicamente recomendado para melhorar e prolongar a vida útil dos pacientes em estágios avançados da doença. No entanto, apenas 10% dos transplantes são bem-sucedidos, com disponibilidade de órgãos, procedimentos pré-cirúrgicos e pós-cirúrgicos, e custos elevados diretamente correlacionados com esse resultado. Andaimes de matriz extracelular (ECM) surgiram como uma alternativa para a restauração tecidual. A biocompatibilidade e a aceitação do enxerto são as principais características benéficas desses biomateriais. Embora a capacidade de restaurar o tamanho e a função correta do fígado tenha sido avaliada em modelos de hepatectomia hepática, o uso de andaimes ou algum tipo de suporte para substituir o volume da massa hepática extirpada não foi avaliado.
A hepatectomia parcial foi realizada em um fígado de rato com a xenoimplantação de um andaime de matriz de colágeno (CMS) de um condíle bovino. O tecido do lobo hepático esquerdo foi removido (aproximadamente 40%), e uma proporção igual de CMS foi implantada cirurgicamente. Os testes de função hepática foram avaliados antes e depois do procedimento cirúrgico. Após os dias 3, 14 e 21, os animais foram eutanizados, e foram realizadas avaliações macroscópicas e histópicas. Nos dias 3 e 14, observou-se tecido adiposo em torno do CMS, sem evidência clínica de rejeição ou infecção, assim como a neoformação do vaso e a reabsorção de CMS no dia 21. Havia evidências histológicas de um processo de inflamação insignificante e migração de células adjacentes para o CMS, observadas com a hematoxilina e eosina (H&E) e a coloração tricrômica de Masson. O CMS mostrou-se ter um bom desempenho no tecido hepático e pode ser uma alternativa útil para estudar a regeneração tecidual e a reparação em doenças hepáticas crônicas.

A desmineralização óssea afeta as propriedades mecânicas do CMS sem alterar a forma original ou a interconexão de seusporos. O CMS pode ter qualquer forma e, portanto, pode ser ajustado ao tamanho e forma do órgão ou tecido selecionado19. No presente protocolo, utilizamos um CMS triangular (Figura 1A-D). Foi utilizado um modelo de rato para avaliar a capacidade regenerativa do xenoimplant CMS no fígado. Embor...

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Three-Dimensional Collagen Matrix Scaffold Implantation as a Liver Regeneration Strategy

Doenças hepáticas são induzidas por muitas causas que promovem fibrose ou cirrose. O transplante é a única opção para recuperar a saúde. No entanto, dada a escassez de órgãos transplantáveis, alternativas devem ser exploradas. Nossa pesquisa propõe a implantação de andaimes de colágeno no tecido hepático a partir de um modelo animal.

Implantação de andaimes de matriz de colágeno tridimensional como estratégia de regeneração hepática

Liver diseases are the leading cause of death worldwide. Excessive alcohol consumption, a high-fat diet, and hepatitis C virus infection promote fibrosis, ...

Este método envolve colocar um implante de matriz de colágeno como um andaime no fígado para promover a regeneração hepática. Este método de implantação abriu a porta para um estrategista que explora a restauração da forma e do balão dos tecidos ressecados, reduzindo assim anestesia, duração cirúrgica e tempo de recuperação. Este método pode ser usado para promover a regeneração envolvendo modelos de fibrose hepática, bem como outras espécies de mamíferos.Este método é baseado na engenharia de tecidos e medicina regenerativa para promover a restauração do tecido lesionado. Comece higienizando a mesa de trabalho da área cirúrgica, microscópio de microcirurgia e assento com uma solução de 2% de clorexidina, depois hidrate o andaime da matriz de colágeno obtido de um condíle bovino em solução salina estéril por 20 minutos. Em seguida, usando sabão cirúrgico e uma lâmina de dois gumes, raspe a pele abdominal de um rato Wistar macho anestesizado de seis a oito semanas de idade, e depois desinfete a pele três vezes usando uma solução de iodo de 10% povidone.Coloque o animal em uma placa quente na posição dorsal do decúbito com o pescoço hiperextendido para manter uma via aérea permeável. Avalie a profundidade da anestesia através do padrão respiratório e perda de reflexo de abstinência nos membros. Em seguida, coloque uma cortina cirúrgica descartável ao redor da pele raspada e usando o processo xifoide como ponto de referência, faça uma incisão de 2,5 centímetros na linha dos alpis com fórceps de dissecção, tomando cuidado para evitar o vaso sanguíneo da parede abdominal para evitar sangramento.Depois de colocar o retítil abdominal, observe a cavidade abdominal. Usando as fórceps de dissecção, extraia o lobo hepático esquerdo e coloque-o na placa metálica. Usando um modelo metálico triangular estéril por um centímetro, realize uma hepatectomia.Para evitar sangramento no fígado, mantenha a compressão cirúrgica com um cotonete na borda do fígado por cinco minutos. Em seguida, utilizando suturas de polipropileno não absorvíveis 7-O, implante o andaime hidráulico da matriz de colágeno no sítio de hepatectomia com quatro pontos entre o tecido hepático e o andaime para evitar o deslocamento do bioma material. Devolva o fígado à cavidade abdominal e sutura a parede abdominal e a pele com uma sutura de nylon 3-0.Limpe a incisão cirúrgica duas vezes com uma esponja cirúrgica encharcada de iodo e monitore os sinais vitais do animal. Em seguida, coloque o animal na posição de decúbito lateral. Após a administração de um analgésico, coloque o animal em uma caixa individual de policarbonato com cama animal de laboratório em uma área livre de ruídos com controle de temperatura.Observe a recuperação da anestesia e monitore o consumo de água e alimentos por duas horas. Não houve diferença na função hepática entre o grupo SHAM e os grupos experimentais com e sem o andaime da matriz de colágeno em três, 14 e 21 dias, indicando que o andaime da matriz de colágeno não interrompe a função hepática. A análise histológica no terceiro dia mostra que a presença do andaime da matriz de colágeno no fígado não promoveu uma reação do corpo estranho e a presença visível de tecido conjuntivo frouxo é observada.Nos dias 14 e 21, o tecido conjuntivo frouxo é mais abundante com a matriz de colágeno trabeculae cercada por hepatócitos sugerindo que os hepatócitos migraram para o andaime da matriz de colágeno. Áreas de hepatócitos irrigadas por um vaso podem ser vistas e os hepatócitos aderindo à matriz de colágeno trabeculae são às vezes cercados por tecido conjuntivo frouxo. Durante a realização da hepatectomia, use técnica asséptica para evitar infecções e aplique compressão depois para evitar sangramento no fígado.Além disso, use suturas 7-O para implantação de andaime de matriz de colágeno para evitar rasgos. Após a implantação do andaime da matriz de colágeno em um modelo animal fibroso, as vantagens da implantação sinogênica para a regeneração hepática podem ser avaliadas. O uso de andaime de matriz de colágeno para substituir a massa extubada hepática não foi avaliado até agora.Esses materiais genogênicos abrem caminho como outra opção terapêutica no campo das doenças hepáticas crônicas.

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Isolated Hepatic Perfusion as a Treatment for Liver Metastases of Uveal Melanoma

Isolado hepática Perfusão como um tratamento para o fígado Metástases de Uveal Melanoma

Isolated hepatic perfusion (IHP) is a procedure where the liver is surgically isolated and perfused with a high concentration of the chemotherapeutic ...

Three-Dimensional (3D) Tumor Spheroid Invasion Assay

Three-Dimensional 3D Tumor Spheroid Invasion Assay

Tridimensional (3D) Tumor Esferóide Invasion Assay

Invasion of surrounding normal tissues is generally considered to be a key hallmark of malignant (as opposed to benign) tumors. For some cancers in ...

Three-dimensional Alginate-bead Culture of Human Pituitary Adenoma Cells

Tridimensional Cultura alginato-talão de células humanas adenoma pituitário

A three-dimensional culture method is described in which primary pituitary adenoma cells are grown in alginate beads. Alginate is a polymer derived from ...

Method of Direct Segmental Intra-hepatic Delivery Using a Rat Liver Hilar Clamp Model

Método de entrega directa segmentos intra-hepática Usando um modelo de rato Liver Hilar Grampo

Major hepatic surgery with inflow occlusion, and liver transplantation, necessitate a period of warm ischemia, and a period of reperfusion leading to ...

Three-Dimensional Printing of a Complex Aortic Anomaly

Impressão tridimensional de uma anomalia complexa da aorta

Complex congenital aortic anomalies include diverse types of malformations that may be clinically asymptomatic or present with respiratory or esophageal ...

Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty (PVP)

Three-Dimensional Printing Guide Template Assisted Percutaneous Vertebroplasty PVP

Modelo de guia de impressão tridimensional assistida Vertebroplastia Percutânea (PVP)

Percutaneous vertebroplasty (PVP) is considered an effective treatment for the back pain caused by osteoporotic vertebral compression fracture. The ...