مقالة منهجية

جهاز لقطع الأنسجة ميكروكولومنس

DOI:

10.3791/58289

⸱

أكتوبر 25, 2018

 ,  ,  , 
1Wellman Center for Photomedicine, Massachusetts General Hospital, 2Department of Dermatology, Harvard Medical School

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا يمكننا وصف بروتوكول لإنتاج حصاد الإبر التي يمكن استخدامها لجمع الأنسجة كاملة-سمك الجلد دون التسبب بالجهات المانحة للموقع تندب. يمكن الجمع بين الإبر مع نظام لجمع بسيطة لتحقيق حصاد كبيرة الحجم.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويصف هذه المخطوطة في عملية الإنتاج لجهاز مختبر، المصنوعة من المكونات الجاهزة، التي يمكن استخدامها لجمع ميكروكولومنس أنسجة الجلد كامل-سمك. الحجم الصغير ميكروكولومنس تسمح الجهات المانحة المواقع للشفاء بسرعة دون التسبب في موقع المانحة تندب، بينما الحصاد الكامل-سمك الأنسجة يتيح إدماج جميع مكونات الخلوية وخارج الخلية الأنسجة الجلد، بما في ذلك تلك المرتبطة مع أعمق مناطق الجلد وهياكل الجلد أدنيكسال، التي لم يمكن استنساخها بنجاح باستخدام الأنسجة التقليدية هندسة التقنيات. يمكن أن تطبق ميكروكولومنس مباشرة في الجروح الجلدية لتعزيز الشفاء، أو يمكن استخدامها كمصدر لخلية/الأنسجة الذاتي للنهج هندسة الأنسجة الأخرى. تصنع الإبر الحصاد عن طريق تعديل معيار إبر الإبر، ويمكن استخدامها وحدها لحصاد كميات صغيرة من الأنسجة أو مقترنة بنظام جمع شفط بسيطة (أيضا مصنوعة من اللوازم المختبرية المتاحة عموما) ارتفاع حجم الحصاد لتيسير الدراسات في النماذج الحيوانية الكبيرة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ترقيع الجلد الذاتي هو الدعامة الأساسية لإصلاح الجرح، بل أنه مقيد بندرة موقع الجهات المانحة والاعتلال، مما أدى إلى بذل جهود متضافرة في العقود الأخيرة لتطوير خيارات علاجية جديدة لتحل محل التقليدية ترقيع الجلد1،2 . ونحن مؤخرا بوضع طريقة بديلة لحصاد الجلد تسخير فوائد ترقيع الجلد كامل-سمك مع التقليل من الاعتلال موقع الجهات المانحة. بجمع كامل-سمك الجلد في شكل الصغيرة (~0.5 مم) "ميكروكولومنس"، مواقع الجهات المانحة قادرة على شفاء سريعاً ودون تندب في الظروف العادية (للاستثناءات المحتملة، راجع المقطع المناقشة أدناه)3. ميكروكولومنس يمكن تطبيقها مباشرة في أسرة الجرح للتعجيل بإغلاق الجرح، والحد من انكماش3، واستعادة مجموعة متنوعة من أنواع الخلايا البشرة والجلد والهياكل الوظيفية أدنيكسال4، التي تعاني من نقص في ترقيع الجلد سبليت-سمك التقليدية أو بدائل الجلد المحورة وراثيا الحالية5. القدرة ميكروكولومنس لتعزيز الشفاء ومواقعهم المانحة للشفاء دون تندب لها سواء بشكل مستقل صودق قبل6،مجموعات البحث الأخرى7.

ونحن قد سبق أن وضعت نظام حصاد مختبر لتمكين مجموعة ميكروكولومنس في الجدول8؛ ومع ذلك، يتكون هذا النظام من العديد من المكونات المخصصة التي لا تتوفر على نطاق واسع. هنا، نحن تصف بالتفصيل هذه العملية لإنتاج حصاد الإبر، فضلا عن نظم جمع بسيطة، مصنوعة من معظمهم من المكونات الجاهزة، التي يمكن استخدامها لتحقيق حصاد كبيرة الحجم. جهاز الموصوفة في هذه المخطوطة مناسب في المختبر وعمل الحيوان، ولكن ليس للاستخدام في البشر. جهاز سريرية مع إزالة إدارة الأغذية والعقاقير لتطبيق هذا الأسلوب في البشر هو متاح تجارياً ولكن لن تناقش بالتفصيل هنا.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

جميع العمل التي تشمل الحيوانات الحية وتمت الموافقة على عينات الأنسجة الحيوانية "ماساشوستس العام المؤسسي الحيوان الرعاية في المستشفيات" واستخدام اللجنة (إياكوك).

1-إنتاج حصاد الإبر

  1. الإعداد لمرحلة الإنتاج
    1. تأمين رابط قفل اللوير الإناث على وظيفة، وجبل المنصب على مرحلة تناوب حيث يكون قفل اللوير في وسط المرحلة (الشكل 1أ).
    2. ضع هذه المرحلة الأولى من التناوب عمودياً، وجبل عمودياً إلى مرحلة تناوب الأفقي، والثاني (الشكل 1ب).
    3. جبل مرحلة التناوب الأفقي إلى مرحلة ترجمة المحور الثاني (الشكل 1ب).
    4. ربط تركيبة على سطح مستقرة، مثل الكهربية ضوئية.
    5. جبل أداة دوارة على نفس التوصيل، مع أداة المتمركزة بالتوازي مع التوصيل وفي تقريبا نفس ارتفاع الرابط قفل اللوير في مرحلة الجمع بين التناوب/الترجمة (الشكل 1ج) بشكل منفصل.
    6. تثبيت اثنين من العجلات الوقف والأيبوكسي على الأداة دوارة (حصى أصغر حجماً وأقل الماس وقف عجلة على عجلة إنتاج حجر الحصباء أكبر وأعلى) (الشكل 1د).
      ملاحظة: عن 9 مم الفرق بين أقطار العجلات اثنين يكفي بوجه عام.
    7. الموقف حمل خفيفة المصدر مع ذراع قابل لتعديل فوق الأداة دوارة، مع الضوء ترمي عجلات القطع.
    8. ولتعزيز التصور، ضع مجهر تشريح إعداد الإنتاج حتى تركز العدسة على أقراص القطع (الشكل 1ج).
      ملاحظة: بدلاً من ذلك، المستخدمين يمكن ارتداء نظارات مكبرة.
  2. إعادة تشكيل طرف إبرة
    1. ارتداء نظارات واقية وقناع جراحية للحيلولة دون دخول العينين أو الخطوط الجوية الجسيمات المعدنية الدقيقة.
    2. اختر الإبر إبر من المناسب قياس الحجم، استناداً إلى الاحتياجات التجريبية.
    3. وضع علامة على إيقاف طول المقصود في كل إبرة الحصاد.
      ملاحظة: للحصاد من جلد الخنازير، الإبر 8 ملم عادة كافية؛ وعلى الرغم من الطول قد تختلف استناداً إلى الاحتياجات التجريبية (مثلاً.، سمك النسيج الجلد المستهدف، إبرة قياس الحجم). عموما، يعمل إبرة 19-مقياس جيد لجلد الخنازير.
    4. انخفاض الإبرة عمودياً إلى أداة دوارة مع السلطة، باستخدام حافة القرص الخارجي قطع بقطع الزائد طول الإبرة، عند النقطة ملحوظ في خطوة 1.2.3.
    5. قم بتوصيل الإبرة كليلة، وتقصير موصل قفل اللوير الإناث في مرحلة الإنتاج.
    6. ضبط مرحلة التناوب الأفقي حيث تكون الإبرة بزاوية 12 درجة موازية لأقراص القطع على أداة دوارة (تغيير الزاوية سوف تؤثر على القوة المطلوبة لغرز الإبرة).
    7. بدوره على ضوء النفقات العامة وتعديل موقفها أثناء مراقبة الإبرة تحت التكبير، حتى ينعكس الضوء قبالة خط الوسط (طوليا) من الإبرة.
    8. السلطة على أداة دوارة، ثم استخدام مرحلة الترجمة لدفع الإبرة نحو الداخلية (الماس) قطع القرص (الشكل 2أ).
    9. الاحتفاظ بدفع الإبرة ببطء ضد قطع القرص حتى يصل القرص قطع خط الوسط تقريبا من الإبرة (كتصور قبل التفكير في ضوء النفقات العامة على طول خط الوسط).
    10. تتحرك ببطء على السطح إبرة قطع من الماس الداخلية العجلة إلى العجلة الحجر الخارجي لإنهاء السطح إبرة قطع مع البولندية الدقيقة (الشكل 2ب).
    11. سحب الإبرة بعيداً عن القرص قطع.
    12. استخدام مرحلة التناوب الرأسي، قم بتدوير الإبرة 180°.
    13. كرر الخطوات 1.2.9-1.2.10 لإعادة تشكيل الجانب الآخر من الإبرة.
      ملاحظة: يجب أن يكون الآن الإبرة نصائح قطع اثنين من طول متساو تقريبا (الشكل 2 و 2D).
    14. إزالة الإبرة من مرحلة الإنتاج.
    15. نظيفة الداخل تجويف مع سلك معدني أصغر قليلاً من القطر الداخلي للابرة.
    16. باستخدام عصا خشبية حادة (مثلاً.، بالتقاط قبالة نهاية عصا خشبية صغيرة على قضيب نصيحة القطن)، إزالة أي نتوءات قد تكون لا تزال تعلق على حواف الإبرة المشكلة حديثا.
      ملاحظة: حصاد الإبر يمكن أن يكون اليكتروبوليشيد وتعقيمها قبل اﻷوتوكﻻف إذا لزم الأمر.

2-الجلد الأنسجة الحصاد

  1. استخدام الإبر الحصاد لجمع ميكروكولومنس الجلد من السابقين فيفو الأنسجة أو الحيوانات الحية.
  2. السابقين فيفو الجلد الأنسجة رقيقة (وخاصة من عينات فيها الدهون تحت الجلد مفقود أو تم اقتطاعها بعيداً)، عقد النسيج المستهدف خلال افتتاح أنبوب الطرد المركزي 50 مل، أو كومة قطعتين من النسيج فوق بعضها البعض، لتجنب إتلاف n عدلي نصائح عن طريق ضرب لهم ضد السطوح الصلبة.
    ملاحظة: في فيفو حصاد من الحيوانات الحية، من المستحسن أن ليدوكائين المحلية وادرينالين تدار عن طريق الحقن داخل الأدمة للتسكين والحد من النزيف.
  3. تجميع جهاز الحصاد وفقا لمقدار ميكروكولومنس اللازمة، كما هو موضح أدناه.
  4. الخيار المنخفضة والمتوسطة الحجم:
    1. حصاد الصغيرة لكميات متوسطة من ميكروكولومنس، ببساطة ملء حقنه قياسية (10-20 مل الحقن عادة ما تعمل بشكل جيد) مع المحلول الملحي العادي وتوصيله بإبرة حصاد.
    2. تماما إدراج إبرة الحصاد في الجلد المانحة، ثم أتراجع.
    3. الضغط على مكبس المحاقن لتدفق المياه المالحة من خلال إبرة الحصاد وطرد microcolumn التي هي استقرت في تحمل إبرة.
    4. لتسريع عملية الحصاد، كرر الخطوة 2.4.2 3 إلى 5 مرات قبل طرد ميكروكولومنس في خطوة 2.4.3.
      ملاحظة: أنها عادة ما تكون مريحة لطرد ميكروكولومنس في مصفاة خلية قياسية لتسهيل جمع ميكروكولومنس اللاحقة.
    5. في حالة انسداد الإبر، زيادة الضغط على المكبس طرد الأنسجة عالقة وإزالة تسد. إذا كانت مجرد زيادة الضغط غير كافية، إدراج أسلاك معدنية من خلال فتح نصيحة إبرة لمسح تسد في الإبرة وتتحمل.
    6. تبقى ميكروكولومنس غارقة في المالحة أو المتوسطة حتى استخدامها لمنع جفاف.
      ملاحظة: مع عامل تشغيل ذوي خبرة، يمكن استخدام الطريقة الموضحة أعلاه لحصاد ميكروكولومنس بمعدل حوالي 1 microcolumn في الثانية الواحدة.
  5. ارتفاع حجم الخيار:
    1. إنشاء جهاز الشفط مساعدة بسيطة التي يمكن بناؤها لتسهيل جمع كميات كبيرة من ميكروكولومنس.
      ملاحظة: يتكون الجهاز من إبرة الحصاد، محقنة 20 مل مع نظام قفل فوهة, شفط محول يستخدم عادة لشفط الدهون (الشكل 3أ)، والعلبة شفط معقمة.
    2. إزالة المكبس من محقنة 20 مل.
    3. إرفاق محول شفط المحاقن.
    4. إكمال الجمعية العامة عن طريق إرفاق إبرة حصاد للمحاقن (الشكل 3ب).
    5. استخدام قطعة من أنابيب شفط معقمة لتوصيل المحول الشفط باسطوانة شفط عقيمة. تأكد من توصيل جهاز الحصاد لأحد مدخلات علبة التي يسمح للسائل في التدفق إلى العلبة دون عراقيل (والتي قد تتطلب الاتصال بمنفذ علبة التي تم وضع علامة للتدفق إلى الخارج بدلاً من تدفق).
    6. قم بتوصيل الجهاز إلى مصدر ضغط سلبي.
      ملاحظة: يعتمد الضغط اللازم على الإبر القطر والطول، كما هو موضح سابقا8. للأجهزة المذكورة في هذه المخطوطة، نظام الشفط الموجودة في غرف العمليات النموذجية يكفي بوجه عام.
    7. قم بتوصيل إبرة حصاد المحاقن.
    8. الحصاد ميكروكولومنس عن طريق إدراج حصاد إبرة في الجلد.
      ملاحظة: ميكروكولومنس سيتم رسمها في المحاقن بالشفط، ثم مسح في العلبة شفط.
    9. بشكل متقطع وتراجع الإبرة الحصاد في حاوية من المحلول الملحي المعقم أثناء عملية الحصاد لطرد النظام.
      ملاحظة: هذا التدفق المالحة وييسر النقل microcolumn ويضمن أنهم يبقى رطب. وبدلاً من ذلك، يمكن توصيل محول اللوير مهرجان قفل اللوير المحاقن، وعن طريق أنابيب اتصال، أيضا لحقيبة مالحة بالتنقيط معلقة.
    10. إبقاء اليد على سلك معدني، أو قياس أصغر إبرة أصغر قليلاً من القطر الداخلي للابرة الحصاد. إذا يصبح انسداد الإبرة، يمكن أن يتم مسح عن طريق إدراج الأسلاك المعدنية إلى تحمل إبرة.
    11. عندما المبلغ المطلوب من ميكروكولومنس تراكمت في العلبة، قم بقطع اتصال الجهاز من شفط، ثم صب محتويات العلبة شفط خارجاً من خلال عامل تصفية لجمع ميكروكولومنس.
  6. بعد الحصاد، تطبيق مرهم مضاد حيوي موضعي مواقع الجهات المانحة.
    ملاحظة: الضمادات إضافية عموما غير مطلوبة لمواقع الجهات المانحة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الإبر الحصاد ينبغي أن تكون قادرة على جمع ميكروكولومنس أنسجة الجلد كامل-سمك مع حوالي 80-90 ٪ نسبة نجاح، وينبغي أن يتضمن كل microcolumn البشرة، الأدمة، وبعض الدهون تحت الجلد (الشكل 4). إذا كان معدل النجاح لحصاد منخفضة، أو إذا كان يصبح من الصعب إدخال إبرة في الأنسجة، ثم يرجح أن يلزم إبرة جديدة. إذا كان معدل النجاح لحصاد منخفضة دائماً، حتى مع الإبر الجديدة، ثم الإبر على الأرجح قصيرة للغاية.

إذا استخدمت ...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الأساليب الموصوفة هنا تهدف إلى تمكين جمع ميكروكولومنس الأنسجة بكميات كافية في فيفو كبير الدراسات الحيوانية، استخدام أدوات مصنوعة من اللوازم المختبرية المتاحة تجارياً. وقد استخدمت هذا الجهاز سابقا في حصاد الأنسجة من جلد الإنسان قصت4،9 ، فضلا عن جلد الخنازير الحية3. البارامترات المحددة المذكورة هي تلك التي تم العثور عليها أن تكون أكثر ملاءمة للاستخدام في الخنازير. ومن المتوقع أن الجهاز نفسه يمكن تعديلها وتكييفها لجمع الأنسجة من القو...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الكتاب هي المخترعين المشاركين في براءات الاختراع المتعلقة بالتكنولوجيا المبينة في هذه المادة، وتلقوا منه الترخيص وإيرادات الإتاوات من خلال مؤسساتهم، مستشفى ماساشوستس العام. J. Tam يتشاور أيضا للصناعات Medline, Inc.، الذي يحمل الترخيص التجاري لهذه التكنولوجيا.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

كان يؤيد هذا العمل جزئيا بالجيش والبحرية، والمعاهد الوطنية للصحة، والقوة الجوية، خامسا والشؤون الصحية لدعم هذا الجهد الثاني أفيرم، تحت "رقم جائزة" W81XWH-13-2-0054. "الولايات المتحدة الجيش الطبية اكتساب النشاط البحثي"، 820 تشاندلر الشارع، فورت ديتريك، MD 21702-5014 هو مكتب اقتناء مانحة الامتياز والقائمة. الآراء والتفسيرات والاستنتاجات والتوصيات هي آراء المؤلف ولا تقرها وزارة الدفاع بالضرورة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
عجلة الماسDremel545
إبرة تحت الجلد (19G)فيشر Scientific14-840-98يمكن استخدام أحجام إبرة أخرى ، اعتمادا على الاحتياجات التجريبية
حقنة العجلة الحجريةDremel540
(20 مل مع قفل لور)محول شفط فيشر Scientific22-124-967
توليب ميديكالPA20BDاختياري ، للحصاد بكميات كبيرة
علبة شفطفيشر Scientific19-898-212اختياري ، للحصاد بكميات كبيرة. تعقيم قبل الاستخدام.
أنابيب الشفطMedlineDYND50216Hاختياري ، للحصاد بكميات كبيرة

المراجع

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

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة