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Bioengineering

Eine neuartige Tenorrhaphy-Nahttechnik mit tissue engineered Collagen Graft zur Reparatur großer Sehnendefekte

Published: December 10, 2021 doi: 10.3791/57696
Automatic Translation
1,3, 2, 1
1Division of Surgery and Interventional Science, University College London, 2Blond McIndoe Laboratories, Division of Cell Matrix and Regenerative Medicine, MAHSC, University of Manchester, 3Department of Surgical Research, Northwick Park Institute for Medical Research, Northwick Park Hospital

Summary

In diesem Artikel stellen wir ein In-vitro- und In-situ-Protokoll vor, um eine Sehnenlücke von bis zu 1,5 cm zu reparieren, indem sie mit künstlichem Kollagentransplantat gefüllt wird. Dies wurde durch die Entwicklung einer modifizierten Nahttechnik erreicht, um die mechanische Belastung zu tragen, bis das Transplantat in das Wirtsgewebe reift.

Abstract

Die chirurgische Behandlung großer Sehnendefekte mit Sehnentransplantaten ist eine Herausforderung, da es eine begrenzte Anzahl von Stellen gibt, an denen Spender leicht identifiziert und verwendet werden können. Derzeit wird diese Lücke mit Sehnen-Auto-, Allo-, Xeno- oder künstlichen Transplantaten gefüllt, aber klinische Methoden, um sie zu sichern, sind aufgrund des Ausmaßes nicht unbedingt auf Tiere übertragbar. Um neue Biomaterialien zu bewerten oder ein Sehnentransplantat aus Kollagen Typ 1 zu untersuchen, haben wir eine modifizierte Nahttechnik entwickelt, um die konstruierte Sehne in Übereinstimmung mit den Sehnenenden zu halten. Die mechanischen Eigenschaften dieser Transplantate sind der nativen Sehne unterlegen. Um die konstruierte Sehne in klinisch relevante Modelle der belasteten Reparatur zu integrieren, wurde eine Strategie gewählt, um das gewebezüchtige Sehnentransplantat zu entladen und die Reifung und Integration der konstruierten Sehne in vivo zu ermöglichen, bis eine mechanisch gesunde Neosehne gebildet wurde. Wir beschreiben diese Technik unter Einbeziehung des Kollagen-Typ-1-Gewebe-Manipulierten-Sehnenkonstrukts.

Introduction

Sehnenruptur kann aufgrund extrinsischer Faktoren wie traumatischer Platzwunden oder übermäßiger Belastung der Sehne auftreten. Aufgrund der äußeren Zugkräfte, die auf eine Sehnenreparatur ausgeübt werden, bildet sich bei den meisten Sehnenreparaturtechniken unweigerlich ein Spalt. Derzeit werden Sehnendefekte / -lücken mit Auto-, Allo-, Xeno- oder künstlichen Transplantaten gefüllt, aber ihre Verfügbarkeit ist endlich, und die Spenderstelle ist eine Quelle der Morbidität.

Der Tissue-Engineering-Ansatz zur Herstellung von Sehnentransplantaten aus einem natürlichen Polymer wie Kollagen hat den entscheidenden Vorteil, biokompatibel zu sein und kann lebenswichtige extrazelluläre Matrixkomponenten (ECM) liefern, die die Zellintegration erleichtern. Aufgrund mangelnder fibriller Ausrichtung sind die mechanischen Eigenschaften der konstruierten Sehne (ET) jedoch der nativen Sehne unterlegen. Um die mechanischen Eigenschaften des schwächeren Kollagens zu erhöhen, wurden viele Methoden verwendet, wie z.B. physikalische Vernetzung unter Vakuum, UV-Strahlung und dehydrothermale Behandlungen1. Auch durch chemische Vernetzung mit Riboflavin erhöhten enzymatische und nicht-enzymatische Methoden die Kollagendichte und den Young-Modul des Kollagens in vitro2,3. Durch die Zugabe von Vernetzungsmitteln wird jedoch die Biokompatibilität des Kollagens beeinträchtigt, da Studien eine Veränderung der mechanischen Eigenschaften um 33% und einen Verlust der Zelllebensfähigkeit um 40% gezeigt haben3,4,5. Allmählicher Aufbau von Ausrichtung und mechanischer Festigkeit kann durch zyklische Belastung6erreicht werden; dies kann jedoch effizient in vivo7erworben werden.

Damit ET sich in vivo integrieren und Stärke erwerben kann, ohne dass eine chemische Veränderung erforderlich ist, wäre ein Ansatz, eine stabilisierende Nahttechnik zu verwenden, um das schwächere Konstrukt an Ort und Stelle zu halten. Die meisten Sehnenreparaturen beruhen auf dem Nahtdesign, um Sehnenenden zusammenzuhalten; Daher könnte eine Modifikation dieser bestehenden Techniken eine logische Lösungliefern 8,9.

Bis in die 1980er Jahre waren 2-Strang-Reparaturen weit verbreitet, aber neuere chirurgische Literatur beschreibt die Verwendung von 4 Strängen, 6 Strängen oder sogar 8 Strängen in der Reparatur10,11. Im Jahr 1985 beschrieb Savage 6-Litzen-Nahttechniken mit 6 Ankerpunkten, und es war deutlich stärker als die Bunnell-Nahttechnik, die 4 Stränge verwendet 12. Auch 8-Strang-Reparaturen sind 43% stärker als andere Stränge in Leichen- und In-situ-Modellen, aber diese Reparaturen sind nicht weit verbreitet, da es technisch schwierig wird, die Reparaturen genau zu reproduzieren13,14,15,16. Daher bezieht sich eine größere Anzahl von Kernnahtsträngen auf eine proportionale Zunahme der biomechanischen Eigenschaften der reparierten Sehne. Es gibt jedoch einen Verlust der Zelllebensfähigkeit um die Nahtpunkte, und ein Trauma durch übermäßiges Nähen kann zum Nachteil der Sehne sein, was die Sehnenheilung beeinträchtigen kann17. Nahttechniken sollten eine starke geometrische Reparatur bieten, die ausgewogen und relativ unelastisch ist, um Sehnenlücken nach der Reparatur zu minimieren. Darüber hinaus müssen die Lage der Naht und ihrer Knoten strategisch platziert werden, damit sie das Gleiten, die Blutversorgung und die Heilung nicht beeinträchtigen, bis eine ausreichende Kraft erreicht ist10,18.

Um die Machbarkeit zu ermitteln, schwächeres ET-Transplantat oder anderes Transplantatmaterial zwischen gerissenen Sehnen zu sichern, haben wir eine neuartige Nahttechnik entwickelt, die das Transplantat abladen kann, so dass es reifen und sich allmählich in das Wirtsgewebe in vivo integrieren kann.

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Protocol

HINWEIS: Das Versuchsdesign und die ethische Genehmigung wurden vom UCL Institutional Review Board (IRB) eingeholt. Alle Experimente wurden gemäß der Verordnung des Innenministeriums und den Richtlinien des Animals (scientific procedure) Act 1986 mit überarbeiteter Gesetzgebung der europäischen Richtlinie 2010/63 / EU (2013) durchgeführt. Kaninchen wurden regelmäßig von einem benannten Tierarzt (NVS) und zweimal täglich von einem benannten Tierpflege- und Tierschutzbeauftragten (NACWO) inspiziert (gemäß den Richtlinien und Vorschriften des Innenministeriums). Sie zeigten keine Anzeichen von Schmerz, bis sie eingeschläfert wurden.

1. Vorbereitung von Tissue Engineered Tendon (ET) Transplantat

  1. Um das Kollagenhydrogel herzustellen, fügen Sie 4 ml Rattenschwanzkollagen Typ 1 monomere Kollagenlösung (2,15 mg / ml in 0,6% Essigsäure mit 0,2% w / v Gesamtprotein) und 500 μL 10x Minimal Essential Medium hinzu. Neutralisieren Sie dies durch Titratierung gegen 5 M und 1 M Natriumhydroxid und fügen Sie 500 μL Dulbeccos Modified Eagle Medium (DMEM) hinzu.
  2. Gießen Sie 5 ml dieser Lösung in eine speziell angefertigte rechteckige Metallform (33 mm × 22 mm × 10 mm, 120 g Gewicht)(Abbildung 1). Bewahren Sie die Form in einem CO2 -Inkubator bei 37 °C und 5%CO2 für 15 Minuten auf, um eine Matrixmontage zu ermöglichen19.

2. Herstellung des Transplantats

  1. Nach der Polymerisation wird das Kollagenhydrogel aus der Form entfernt und in eine Standard-Kunststoffkompressionsanordnung gegeben (Abbildung 2A)19.
  2. Legen Sie das Kollagenhydrogel zwischen zwei 50 μm Nylongewebeplatten und üben Sie eine statische Belastung von 120 g (Gesamtoberfläche 7,4cm2,was einem Druck entspricht 1,6 kPa) für 5 Minuten aus, um interstitielle Flüssigkeit aus dem Hydrogel zu entfernen (Abbildung 2A). Verwenden Sie vier Schichten Filterpapier, um die entladene Flüssigkeit aus Hydrogelen zu absorbieren.
  3. Verwenden Sie vier Schichten komprimierter Gele, die übereinander gerollt sind(Abbildung 2B)und in 15 mm große Segmente geschnitten werden(Abbildung 2C),um die ET herzustellen.
    HINWEIS: In den Experimenten wurden weiße männliche Kaninchen aus Neuseeland im Alter von 16 bis 25 Wochen verwendet.
  4. Sedieren Sie Tiere mit einer intramuskulären (i.m.) Dosis Hypnorm (0,3 mg/ ml) und euthanasieren Sie durch Verabreichung einer Überdosis Pentobarbiton.
  5. Schneiden Sie unmittelbar nach der Euthanasie die Haare an beiden Hinterbeinen ab. Machen Sie dann mit einer chirurgischen Klinge der Größe 20 einen 9 cm langen Schnitt um den unteren tibiofibulären Bereich, um die Tibialis posterior (TP) -Sehne freizulegen.
  6. Mit der gleichen chirurgischen Klinge schneiden Sie Lapine TP-Sehnen mit einer durchschnittlichen Länge von 70 mm aus und halten Sie PBS während des experimentellen Prozesses feucht, um ein Austrocknen zu vermeiden.

3. Entwicklung einer neuartigen Tenorrhaphy-Technik

HINWEIS: Die Nähte (siehe Materialtabelle)sind nicht resorbierbar und bestehen aus einem isotaktischen kristallinen Stereoisomer von Polypropylen, einem synthetischen linearen Polyolefin. Die Kernverriegelungsnähte bestanden hauptsächlich aus 3-0 und die peripheren Nähte aus 6-0. Dies waren die beiden Hauptnähte, die in allen Experimenten verwendet wurden.

  1. Schneiden Sie mit einer chirurgischen Klinge die TP-Sehne in der Mitte ab. Schneiden Sie ein 15 mm langes Segment der Sehne aus der Mitte der Sehne heraus und ersetzen Sie es durch das ET-Kollagentransplantat (Abbildung 2D). Verzahnen Sie die 3-0-Naht proximal von den nativen Sehnenenden entfernt (Abbildung 3A).
  2. Führen Sie die 3-0-Kernnähte über die gesamte Länge des Transplantats und verriegeln Sie distal vom geschnittenen Ende entfernt.
  3. Befestigen Sie beide Enden des ET an der nativen Sehne mit 6-0 und kontinuierlich laufenden Nähten um die Peripherie, indem Sie zwei Sehnenenden koppeln (Abbildung 3B). Dies geschieht, damit das Transplantat leicht auf der Naht bewegt werden kann, indem Spannung auf die native Sehne20gelegt wird.
  4. Nachdem Sie die Naht wie oben beschrieben gesichert haben, stellen Sie manuell sicher, dass die Spannung an den Nähten angemessen ist und dass es keine Schlaffheit in der gesamten Naht gibt.

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Representative Results

Wir haben Kollagentransplantate verwendet, die aus Kollagen vom Typ I hergestellt wurden, da dies das vorherrschende Protein in der Sehne ist. Es macht fast 95% des gesamten Kollagens in der Sehne aus; Daher hat Kollagen alle idealen Eigenschaften für die Nachahmung der Sehne in vivogezeigt 21,22.

In dieser Studie wurde das verwendete Kollagen Typ I aus der Rattenschwanzsehne extrahiert und in der Essigsäure (2,15 mg/ml) gelöst. Um dieses Kollagen zu polymerisieren, wurde es in vitro mit Natriumhydroxid neutralisiert, das unvernetzte anisotrope Kollagenfibrillen bildete. Dieses Hydrogel enthält 98% Flüssigkeit und könnte lebendes Gewebe in vivo innerhalb von 20 Minuten während der Herstellung nachahmen23. Dieses Hydrogel ist jedoch mechanisch schwach; Um die mechanischen Eigenschaften zu erhöhen, haben wir daher eine Methode zur schnellen Kompression von Kollagenhydrogel durch eine als "Kunststoffkompression" bekannte Technik entwickelt, bei der der Grad der Kompression direkt proportional zum aufgetragenen Gewicht auf der Oberseite ist und Flüssigkeit aus der Flüssigkeit austrittsoberfläche (FLS)freigesetzt wird 19.

Das Spiralrollen dieses Transplantats erhöht seine mechanischen Eigenschaften19, aber das Transplantat bleibt deutlich schwächer als die native Sehne. Um dieses Problem anzugehen, haben wir eine neuartige modifizierte Nahttechnik entwickelt, indem wir Nahtpunkte nicht am Rand von gerissenen Sehnen, sondern proximal und distal entfernt platzieren. Somit liegt die Stärke der Reparatur auf den Nähten und Nahtpunkten und nicht auf dem mechanisch schwächeren Sehnentransplantat.

Um die Funktionalität der entwickelten neuartigen Nahttechnik zu demonstrieren, wurde eine Lapin-TP-Sehne herausgeschnitten. Der Spalt wurde mit einem 15 mm langen Sehnentransplantat gefüllt, das mit 6-0-Nähten gesichert war, und 3-0 ineinandergreifende Nähte wurden auf 70 mm platziert, um als Lastbarrieren zu fungieren (Abbildung 3A). Die mittlere Bruchfestigkeit der Reparatur betrug 50,62 ± 8,17 N, was signifikant höher war (p < 0,05) als die der Kontroll-Kessler-Reparatur von 12,49 ± 1,62 N (Abbildung 4A). Daher beeinflussen die Kernnahtlänge und ihre Verzahnung weg von den Sehnenenden signifikant den Widerstand der Sehne und die Reparaturen durch Versagen bei höheren Magnitudenkräften24,25.

Dieser Widerstand war bei den Kontrollreparaturen unzureichend, was zu einem frühen Reparaturversagen und einem Dehnungsversagen von mehr als 20% an der Sehne führte. Dies ist jedoch eine physiologische Anomalie, da Sehnen in vivo niemals einer Belastung von 20% ausgesetzt sind, da nicht genügend Platz für eine Sehne vorhanden ist, um sich so stark auszudehnen. Um die Machbarkeit der Nahttechnik in vivo-Modellen zu testen, haben wir daher eine Reparatur in situ durchgeführt und eine mittlere Bruchfestigkeit von 24,60 ± 3,92 N berechnet, was deutlich über der kontrollierten mittleren Bruchfestigkeit von 13,98 ± 2,26 N liegt (Abbildung 4B).

Figure 1
Abbildung 1:Neutralisiertes Kollagenhydrogel (pH 7,4) (rosa Farbe), das in die Edelstahlform gegossen wird. Gel durfte20 Minuten lang in einem CO2-Inkubator bei 37 °C verbleiben, damit eine Fibrillogenese stattfinden konnte. Die Maßstabsleiste wird unten angezeigt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 2
Abbildung 2: Kunststoffkompressionsprozess. (A) Das dazwischen platzierte Kollagenhydrogel wird mit einer konstanten statischen Belastung von 120 Gramm aufgetragen. Abgelassene Flüssigkeit wurde von vier Schichten Filterpapier aufgenommen. Der Pfeil zeigt die Flüssigkeitsabgangsfläche (FLS) für das Gel. (B) Vier Schichten komprimierter Kollagenplatten wurden entlang der Achse gerollt, um eine "technische Sehne" (ET) zu bilden. (C) Der Abschnitt von ET wurde in 15-mm-Segmente geschnitten, um die Sehne nachzuahmen. (D) Der Sehnendefekt wurde in der nativen Sehne (NT) durch Herausschneiden eines 15 mm langen Segments der hinteren Tibiasehne erzeugt, und der Defekt wurde mit ET gefüllt. Dieses Panel wurde aus der vorherigen Arbeit26modifiziert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 3
Abbildung 3:(A) Der Sehnendefekt wurde mit ET gefüllt und mit 6-0-Nähten gesichert, und die 3-0-ineinandergreifende Vierstrang-Nahttechnik wurde durchgeführt, indem man über transplantt im 30-mm-Bereich vorbeiging. Blockpfeil zeigt den Startpunkt für die Naht und der leere Pfeil zeigt den Endpunkt der Naht an. Dieses Panel wurde aus der vorherigen Arbeit26modifiziert. (B) Durchführbarkeit der Durchführung der entwickelten Nahttechnik in einem Raum-inner-Lapine-Modell (in situ). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Figure 4
Abbildung 4: Mechanische Festigkeit. (A) Ein mechanischer Testausgang der Reparatur und (B) in situ mechanischer Testausgang (Fehlerbalken = SD; *p < 0,05, Einweg-ANOVA mit Bonferroni-Korrektur). Dieses Panel wurde aus der vorherigen Arbeit26modifiziert. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

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Discussion

In dieser Studie wurden Gewebe-Techn-Kollagentransplantate vom Typ I als Sehnentransplantat ausgewählt, da Kollagen ein natürliches Polymer ist und als Biomaterial für verschiedene Tissue-Engineering-Anwendungen verwendet wird27,28. Außerdem macht Kollagen 60% der Trockenmasse der Sehne aus, von denen 95% Typ 1 Kollagen 21,29,30,31,32ist . Damit eine erfolgreiche Transplantation auftritt, sollten die mechanischen Eigenschaften des Transplantats idealerweise mit der nativen Sehne33übereinstimmen; Mit den derzeitigen technischen Techniken sind die mechanischen Eigenschaften von ET (4,41 N) jedoch deutlich schlechter als die native Sehne (NT) (261,08 N)33. Es wird vorgeschlagen, dass dies auf die hochgradig organisierte hierarchische Anordnung von Kollagenfibrillen in der nativen Sehne zurückzuführen ist, die eine Herausforderung für die Entwicklung und Anpassung ihrer mechanischen Eigenschaften bleibt34. Wir haben versucht, die Dichte der ET-Matrix zu erhöhen, indem wir ein statisches Kompressionsgewicht auf das Kollagenhydrogel33aufgebracht haben. Die architektonische Komplexität, aus der die Sehne ihre Stärke bezieht, ist jedoch komplizierter. Methoden zur Gewinnung mechanischer Festigkeit werden wohl am besten in vivoerreicht, wo die biologischen Prozesse des Wirts auf die Umgestaltung der extrazellulären Matrix wirken können. Daher wurde in dieser Studie eine andere Strategie gewählt, um die aktuelle Nahttechnik als Post-Sehnenreparatur zu modifizieren; Die mechanische Festigkeit des reparierten Sehnentransplantats hängt vollständig von der Nahttechnikab 8,9. Daher können wir durch die Modifikation bestehender Nahttechniken das konstruierte Sehnentransplantat auslagern, bis eine zell- und ECM-induzierte Remodellierung als neuer Ansatz auftritt.

Bis heute gibt es verschiedene Nahttechniken, um die Sehne zu reparieren, von denen keine ein Goldstandard ist; Die modifizierte Kessler-Nahttechnik ist jedoch weit verbreitet, um Sehnen zu reparieren, da sie weniger hinderlich und schädlich für Sehnen ist35,36. Die Musculussehne des Flexor digitorum profundus von Lämmern wurde beim Nähen mit der 6-Strang-Savage-Technik mit einer Bruchfestigkeit von 51,3 N berichtet, aber wenn eine modifizierte Kessler-Nahttechnik verwendet wurde, betrug die Bruchfestigkeit 69,0 N7. Als in dieser Studie jedoch der Sehnenspalt von 15 mm mit ET gefüllt und mit modifizierter Kessler-Nahttechnik repariert wurde, scheiterte die Reparatur frühzeitig mit einer Bruchfestigkeit von 12,49 N (Abbildung 4). Dieser niedrige Wert macht die Technik klinisch irrelevant. Ähnliche Ergebnisse wurden von De Wit et al. in einem Porcine Flexor Repair Sehnenmodell berichtet, was darauf hindeutet, dass die Kessler-Reparatur beim Nahtbruch versagte, indem sie die Lückenbildung um 15% reduzierte, verglichen mit der Kreuzreparatur, bei der das Klapping um 87% reduziert wird und die Reparatur beim Nahtauszug fehlgeschlagen ist38. Daher besteht ein Bedarf an einer weiteren starken Nahttechnik, die mechanisch schwächere ET an Ort und Stelle halten könnte.

Eine neuartige modifizierte Nahttechnik wurde unter Verwendung von vier Kernnähten über die gesamte Länge der ET und oberhalb der gegenüberliegenden Sehne entwickelt. Diese Nähte wurden in einiger Entfernung von jedem Sehnenende mit dem Nahtmaterial selbst verzahnt. Dies liegt vor allem daran, dass berichtet wurde, dass das Setzen von Nahtknoten in gleichem Abstand und gleicher Lastverteilungsspannung auf alle Nahtstränge ihre mechanischen Eigenschaften erhöht39. Eine ausgewogene Reparatur kann auch erreicht werden, indem eine kontinuierliche Naht gehalten und die Reparatur gestaffelt wird, um eine Kompression an der Reparaturstelle40zu ermöglichen.

In dieser Studie wurden 3-0-Nähte für äußere ineinandergreifende Nähte verwendet, wobei berücksichtigt wurde, dass die TP-Sehne des Kaninchens eine Länge, Breite und Dicke von 62,4 mm, 5 mm bzw. 1,5 mm aufweist. 6-0 Nähte wurden verwendet, um die ET an Ort und Stelle zu halten. Obwohl wir andere resorbierbare Nahtmaterialien ausprobiert haben, wäre es nicht angebracht, da sie über einen Zeitraum in vivo41schwächer werden. Ein Hauptgrund, warum Polypropylennähte ausgewählt wurden, ist, dass sie sowohl monofilament als auch nicht resorbierbar sind und unter Last42keine strukturellen oder spanenden Veränderungen verursachen. Wir testeten alle Nähte von 2-0 bis 7-0, aber 3-0 und 6-0 wurden als ideale Kandidaten für unsere Experimente gefunden 26.

Der Hauptgrund für die Verwendung der 4-Strang-Reparatur bestand darin, übermäßige Schäden an gerissenen Sehnenenden mit einer größeren Anzahl von Nahtsträngen zu vermeiden, da berichtet wurde, dass eine normale chirurgische Naht in einer Sehne zur Bildung einer azellulären Regionführt 43. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass die Zellen aus der Drucklast, die auf die Sehne ausgeübt wird, auswandern, und normalerweise unterliegen diese Zellen einer Zugbelastung17. Diese Migration von Zellen weg von der Naht könnte dann zu einer Schwächung der Matrix führen, da es einen Mangel an Zellen gibt, um die Matrix aufrechtzuerhalten und zu umschlagen, was zu einem frühen Sehnenversagen führen könnte17. Wir können mehr Stränge von Nähten verwenden, die biomechanisch doppelt so stark sind(ex vivo) als 4-Strang-Nähte11,12,44,45; Diese Reparaturen sind jedoch nicht weit verbreitet und ihre klinischen Einschränkungen werden derzeit bewertet13,14,15,16.

Die Platzierung des Nahtknotens ist wichtig, aber es gibt Argumente für und gegen die Externalisierung der Naht. Die Naht auf der Außenfläche kann sich möglicherweise an Strukturen wie Sehnenscheiben festhalten und das Gleiten reduzieren. In einer Studie zeigten die Bereiche, in denen Nahtknoten im Inneren platziert sind, eine Abnahme des Gleitwiderstands im Vergleich zur Kessler-Reparatur, die Nahtknoten außerhalbvon 46 aufweist. Studien, die im Hundemodell durchgeführt wurden, kamen zu dem Schluss, dass bei einer höheren Stärke der Kraft weniger Nahtknoten außerhalb der Reparatur und abseits der Sehnenenden überlebt hatten als diejenigen, die sich innerhalb der Reparaturbefanden 47,48. Die Internalisierung des Knotens reduziert jedoch möglicherweise die Kontaktfläche der heilenden Sehne. Es gibt auch die Überlegung, dass Gewebeschäden durch die Nahtnadel entstehen, die die Sehne durchbohrt, und die größere Anzahl von Durchgängen bezieht sich auf das erhöhte Sehnentrauma49.

Um ET zwischen dem Sehnenspalt zu sichern, wurde ein Standard für das Laufen vonNähten 50 entlang der Kante der Sehne und ET durchgeführt. Dies geschah, weil periphere Nähte benötigt wurden, die stark genug sind, um die ET in der Anfangsphase der Heilung an Ort und Stelle zu halten, bis eine zell- und ECM-induzierte Remodellierung stattfinden konnte50. Das Hauptproblem war die Variation der mechanischen Eigenschaften von NT und ET, die zu einer frühen Spaltbildung führen konnte, obwohl die ET spannungsgeschützt war. Auf der anderen Seite, Anwendung einer sichereren Technik wie horizontale Matratze IntrafiberNähte 51,Halsted kontinuierliche horizontale Matratzennähte52,53,Kreuzstich epitendinöse Reparaturtechniken54,55,56,57 oder Running LockNähte 58,59 hätte ET gerissen, da es zerbrechlich ist. Daher haben wir das Laufen von Nähten als periphere Nahttechnik gewählt, die einfach ist und die ET in alle Richtungen intakt hält.

Aus der Perspektive des Tissue Engineering müssen wir untersuchen, ob diese Methode verwendet werden kann, um eine Sehnenlücke von mehr als 1,5 cm zu füllen. Um dieses Transplantat in klinischen Studien am Menschen zu verwenden, müssen wir die immunologische Reaktion auf die xenogene Kollagenquelle weiter untersuchen, obwohl dies durch die Entwicklung von Kollagen in klinischer Qualität erreicht werden kann. Das hierin beschriebene Protokoll legt die Machbarkeit der entwickelten Nahttechnik innerhalb verfügbarer anatomischer Räume in einem Schweine-Lapin-Modell fest. Diese entwickelte Nahttechnik hat Nahtpunkte proximal und distal äquidistab von gerissenen Sehnenenden, so dass ein konstruiertes Sehnentransplantat entladen werden kann. Daher könnte es in vivoreifen und integrieren.

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Disclosures

Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben.

Acknowledgments

Die Autoren danken UCL für die Finanzierung dieses Projekts.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rat tail type 1 Collagen  First Link, Birmingham, UK 60-30-810
prolene sutures 6-0 Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. EP8726H
prolene sutures 3-0 Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. D8911
Whatman filter paper SIGMA-ALDRICH  WHA10010155
Gibco DMEM, high glucose Thermo Fisher Scientific  11574486
Nylon mesh  Plastok (Meshes and Filtration) Ltd. NA

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Bioengineering Ausgabe 178 Sehnenreparatur Tissue Engineering Kollagen Sehnentransplantat Nahttechnik Sehne
Eine neuartige Tenorrhaphy-Nahttechnik mit tissue engineered Collagen Graft zur Reparatur großer Sehnendefekte
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Sawadkar, P., Wong, J., Mudera, V. A … More

Sawadkar, P., Wong, J., Mudera, V. A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects. J. Vis. Exp. (178), e57696, doi:10.3791/57696 (2021).

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