الحصول على التعقيم ضروري لزراعة أنسجة القصبة الهوائية. هنا ، نقدم بروتوكول تعقيم باستخدام جرعة منخفضة من أشعة جاما التي تتحملها الأعضاء بالكامل.
مقالة منهجية
الحصول على التعقيم ضروري لزراعة أنسجة القصبة الهوائية. هنا ، نقدم بروتوكول تعقيم باستخدام جرعة منخفضة من أشعة جاما التي تتحملها الأعضاء بالكامل.
أحد الجوانب الرئيسية في ضمان تطور عملية الزرع بشكل صحيح هو عقم الوسط. يتضمن زرع القصبة الهوائية منزوع الخلايا زرع عضو كان في الأصل على اتصال بالبيئة ، وبالتالي لم يكن عقيما منذ البداية. في حين أن بروتوكول إزالة الخلايا (من خلال عرض المنظفات [2٪ كبريتات دوديسيل الصوديوم] ، والتحريك المستمر ، والصدمات التناضحية) يتم إجراؤه بما يتماشى مع التدابير المعقمة ، فإنه لا يوفر التعقيم. لذلك ، فإن أحد التحديات الرئيسية هو ضمان العقم قبل زرع الجسم الحي . على الرغم من وجود بروتوكولات تعقيم بأشعة غاما للمواد غير العضوية ، لا توجد مثل هذه التدابير للمواد العضوية. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن تطبيق البروتوكولات المعمول بها للمواد غير العضوية على المواد العضوية ، لأن جرعة الإشعاع المحددة (25 كيلو جراي) ستدمر الغرسة تماما. تدرس هذه الورقة تأثير جرعة الإشعاع المتصاعدة في القصبة الهوائية للأرانب منزوعة الخلايا. حافظنا على نطاق الجرعة (kGy) واختبرنا الجرعات المتصاعدة حتى العثور على الحد الأدنى من الجرعة التي يتم عندها التعقيم. بعد تحديد الجرعة ، درسنا آثارها على العضو ، نسيجيا وميكانيكيا حيويا. قررنا أنه في حين أن 0.5 كيلو جراي لم تحقق العقم ، فإن جرعات كل من 1 كيلو جراي و 2 كيلو جراي ، مع 1 كيلو جراي ، وبالتالي ، فهي الحد الأدنى للجرعة اللازمة لتحقيق التعقيم. أظهرت الدراسات المجهرية عدم وجود تغييرات ذات صلة مقارنة بالأعضاء غير المعقمة. لم يتم تغيير الخصائص الميكانيكية الحيوية المحورية على الإطلاق ، ولم يلاحظ سوى انخفاض طفيف في القوة لكل وحدة طول يمكن للعضو تحملها شعاعيا. لذلك يمكننا أن نستنتج أن 1 kGy يحقق التعقيم الكامل للقصبة الهوائية للأرانب decellarized مع الحد الأدنى من الآثار ، إن وجدت ، على العضو.
تعقيم الغرسة هو شرط أساسي لصلاحيتها. في الواقع ، الأطراف الاصطناعية التي أثبتت نجاحها هي تلك المزروعة في المناطق المعقمة (الأوعية الدموية والقلب والعظام وما إلى ذلك) 1. القصبة الهوائية لها سطحان: سطح ملامس للبيئة الخارجية ، وبالتالي فهو غير معقم ، وسطح باتجاه المنصف ، وهو معقم. لذلك ، من لحظة استخراج القصبة الهوائية ، فهي ليست عضوا معقما. على الرغم من أن عملية إزالة الخلايا اللاحقة تتم في ظروف معقمة قصوى ، إلا أنها ليست خطوة تعقيم2. ينطوي زرع المواد الغريبة في حد ذاته على خطر الإصابة بالعدوى بسبب البيئة المكروية البكتيرية التي تنتجها3وخطر يصل إلى 0.014٪ لانتقال المرض من المتبرع إلى المتلقي ، حتى لو تم تعقيم المادة4. لضمان الأوعية الدموية الصحيحة للقصبة الهوائية ، في جميع بروتوكولات الزرع التجريبية تقريبا ، تخضع أولا لزرع غير متجانس5،6،7 إلى منطقة معقمة (العضلات ، اللفافة ، الثرب ، تحت الجلد ، إلخ) ؛ وذلك لأن زرع عنصر غير معقم في هذا الوسط من شأنه أن يؤدي إلى إصابة المنطقة3.
هناك مجموعة من الاستراتيجيات الممكنة للحصول على غرسة معقمة. باستخدام CO2فوق الحرج حقق التعقيم النهائي 8,9. حصلت طرق أخرى ، مثل الأشعة فوق البنفسجية أو العلاج بمواد مثل حمض البيراسيتيك والإيثانول وبيروكسيد الأكسجين والماء المحلل كهربائيا ، على معدلات نجاح مختلفة في التعقيم ، دائما تقريبا اعتمادا على جرعاتها ، ولكن ثبت أنها تؤثر على الخصائص الميكانيكية الحيوية للزرع. في الواقع ، يمكن لبعض المواد ، مثل أكسيد الإيثيلين ، أن تغير بشكل كبير بنية المصفوفة المزروعة ويمكن أن تسبب تأثيرات مناعية غير مرغوب فيها. لهذا السبب ، لا يمكن تطبيق العديد من هذه الاستراتيجيات على النماذج البيولوجية2،10،11،12،13.
استراتيجية التعقيم الأكثر دراسة وقبولا على نطاق واسع هي تلك التي وضعها معيار ISO 11737-1: 2006 لتعقيم الأجهزة الطبية المزروعة في البشر ، بجرعة إشعاع جاما تبلغ 25 كيلو جراي. ومع ذلك ، تركز هذه اللائحة فقط على تعقيم العناصر الخاملة وغير البيولوجية14,15. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جرعات العلاج الإشعاعي في العلاج الجذري للسرطان أقل بثلاث مرات من تلك المستخدمة لتعقيم الأجهزة الطبية1. مع وضع ذلك في الاعتبار ، يمكننا أن نستنتج أن الجرعة المذكورة لن تقتل الجراثيم فحسب ، بل ستدمر أيضا البنية البيولوجية للزرع وتغير جذريا. هناك أيضا احتمال أن يولد الدهون المتبقية عند التحلل ، والتي يمكن أن تكون سامة للخلايا وتسريع التدهور الأنزيمي للسقالة 13،14،15،16،17 ، حتى عند استخدام جرعات منخفضة تصل إلى 1.9 كيلو جراي ومع ضرر يتناسب طرديا مع جرعة الإشعاع المتلقاة 17.
وبالتالي ، فإن الهدف من هذه الورقة هو محاولة تحديد جرعة الإشعاع التي تسمح بالحصول على غرسة معقمة مع الحد الأدنى من الآثار الضارة الناجمة عن التشعيع2،18،19. تضمنت الاستراتيجية التي اتبعناها تشعيع القصبة الهوائية منزوعة الخلايا والمشعة بجرعات متصاعدة مختلفة ضمن نطاق من الكيلوجراي (0.5 ، 1 ، 2 ، 3 كيلو جراي ، إلخ) ، حتى تحقيق ثقافة سلبية. تم إجراء اختبارات إضافية لتلك الجرعات التي حققت ثقافات سلبية ، من أجل تأكيد التعقيم. بعد تحديد الحد الأدنى للجرعة للحصول على التعقيم ، تم فحص التأثير الهيكلي والميكانيكي الحيوي للإشعاع على القصبة الهوائية. تمت مقارنة جميع المقاييس مع القصبة الهوائية للأرانب الأصلية الضابطة. ثم تم اختبار تعقيم البناء في الجسم الحي عن طريق زرع القصبة الهوائية في الأرانب البيضاء النيوزيلندية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم الالتزام بالتوجيه الأوروبي 20170/63 / EU لرعاية واستخدام المختبر وتمت الموافقة على بروتوكول الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات بجامعة فالنسيا (القانون 86/609 / EEC و 214/1997 والقانون 2018 / VSC / PEA / 0122 Type 2 لحكومة فالنسيا ، إسبانيا).
1. إزالة الخلايا من القصبة الهوائية
ملاحظة: تم الإبلاغ عن طريقة إزالة الخلايا في مكان آخر20.
2. التعقيم
3. التحليل النسيجي
ملاحظة: قم بتلطيخ القطع باستخدام الهيماتوكسيلين ويوزين21 ، ثلاثي الألوان ماسون ، وأورسين22.
4. دراسة الميكانيكا الحيوية
ملاحظة: يتم قياس مقاومة القصبة الهوائية للقوى الطولية والعرضية من خلال اختبارات الشد المحوري والضغط الشعاعي23.
5. التقنية الجراحية
ملاحظة: تم الإبلاغ عن التقنية الجراحية على نطاق واسع في مكان آخر20.
6. التحليل الإحصائي
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إزالة الخلوية
يظهر تلطيخ DAPI عدم وجود الحمض النووي ، ولم يتم الكشف عن قيم الحمض النووي أعلى من 50 نانوغرام في أي من القصبة الهوائية عن طريق الرحلان الكهربائي ، مع كون جميع الشظايا أصغر من 200 bp20.
الثقافة الميكروبية
أظهرت قطعتان من القطع الثمانية التي تعرضت ل 0.5 kGy تغير اللون في أقل من أسبوع واحد. لم تظهر أي من القطع المشععة عند 1 كيلو جراي و 2 كيلو جراي أي تغيير في اللون (الشكل 1).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هناك العديد من استراتيجيات التعقيم الموجودة. CO2فوق الحرج يخترق الأنسجة بالكامل ، ويحمض الوسط ويفكك طبقة الفوسفوليبيد الخلوية المزدوجة مع التخلص البسيط عن طريق إزالة الضغط من الغرسة8،14،25. كما تم استخدام الأشعة فوق البنفسجية ، وتم نشر فعاليتها في القصبة الهوائية للقوارض ، على الرغم من وجود عدد قليل من التقارير في الأدبيات10. تشمل الطرق الأخرى المستخدمة تطبيق مواد مثل حمض البيراسيتيك أو الإيثان...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى أي من المؤلفين أي تضارب في المصالح.
تم دعم هذه الورقة من قبل منحة الجمعية الإسبانية لجراحة الصدر لعام 2018 للدراسة الوطنية متعددة المراكز [رقم 180101 الممنوحة لنيستور جيه مارتينيز هيرنانديز] و PI16-01315 [الممنوحة لمانويل ماتا رويج] من قبل معهد الصحة كارلوس الثالث. يتم تمويل CIBERER من قبل الخطة الوطنية السادسة للبحث والتطوير والابتكار 2018-2011 ، Iniciativa Ingenio 2010 ، برنامج Consolider ، CIBER Actions ، ومعهد Salud Carlos III ، بمساعدة من الصندوق الأوروبي للتنمية الإقليمية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 6-0 خياطة أحادية النايلون | مونوسوفت. كوفيديان. مانسفيلد ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية | SN-5698G | |
| أمفوتريسين ب 5٪ | جيبكو ثيرمو فيشر العلمي ؛ والثام ، ماساتشوستس الولايات المتحدة الأمريكية | 15290018 | |
| محلل حيوي | أجيلينت ، سانتا كلارا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | G2939BA | |
| بوبرينورفين | بوبريكس. ريكيت بينكيزر للرعاية الصحية. هال ، Reino Unido | N02AE01 | |
| ضغط سطح المكتب UTM | Microtest ، مدريد ، إسبانيا | EM1 / 10 / FR | |
| Cryostate | Leyca CM3059 ، Leyca Biosystems ، Wetzlar ، Alemania | CM3059 | |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | سيجما ألدريتش ؛ MO, الولايات المتحدة الأمريكية | D2650 | |
| DMEM | ثيرمو فيشر العلمية. والثام ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية | 11965084 | |
| طقم استخراج | الحمض النووي طقم استخراج DNeasy Quiagen ، هيلدن ، ألمانيا | 4368814 | |
| Enrofloxacin ، 2.5٪ | Boehringer Ingelheim ، Ingelheim am Rhein ، ألمانيا | 0035-0002 | |
| مصل بقري الجنين (FBS) GE | Healthcare Hyclone. مدريد ، إسبانيا | SH20898.03IR | |
| المجهر الفلوري | Leyca DM2500 (Leica ، Wetzlar ، ألمانيا) | DM2500 ؟؟ | |
| حاوية التجميد | السيد فروستي. ثيرمو فيشر. Madrid, Spain | 5100-0001 | |
| إيزوفلوران | إيزوفلو ؛ برويما جاناديرا. سيوداد ريال ، إسبانيا | 8.43603E + 12 | |
| كيتامين | إيمالجين. ميريال. تولوز, Francia | BOE127823 | |
| Linear Accelerator | "شعاع حقيقي". فاريان ، بالو ألتو ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية | H191001 | |
| شاكر مداري | PSU-10i. بيوسان. ريغا ، ليتونيا | BS-010144-AAN | |
| ميلوكسيكام 5 مجم / مل | Boehringer Ingelheim ، Ingelheim am Rhein ، ألمانيا | 6283-MV | |
| Penicillin-Streptomycin 5٪ | Gibco Thermo Fisher Scientific ؛ والثام ، ماساتشوستس الولايات المتحدة الأمريكية | 15140122 | |
| بنتوباربيتال الصوديوم | دوليثال. فيتوكينول. مدريد ، إسبانيا & ntilde ؛ أ | 3.60587E + 12 | |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS) | سيجما ألدريتش ؛ MO ، الولايات المتحدة الأمريكية | P2272 | |
| بروبوفول | بروبوفول ليبورو. ب. براون ميلسونجن إيه جي ؛ Melsungen ، Alemania | G 151030 | |
| Proteinase K | Gibco Thermo Fisher العلمي ؛ والثام ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية | S3020 | |
| أنابيب مجوفة PVC | Cristallo Extra ؛ FITT, Sandrigo, إيطاليا | hhdddyyZ | |
| دعامة PVC | ArgyleTM Medtronic; اسطنبول ، تركيا | 019 5305 1 | |
| R software ، الإصدار 3.5.3 R | Core R Foundation للحوسبة الإحصائية | R 3.5.3 | |
| كبريتات دوديسيل الصوديوم (SDS) | سيجما ألدريتش ؛ MO ، الولايات المتحدة الأمريكية | 8،17،034 | |
| مقياس الطيف | Nanodrop ، تقنيات الحياة ؛ إيزوجين لعلوم الحياة. أوتريش، هولندا | جدول بيانات ND-ONEC-W | |
| مايكروسوفت إكسل لنظام التشغيل Mac، الإصدار 16.23، ريدموند، واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية | 2864993241 | ||
| آلة اختبار الجر العالمية | آلات الاختبار ، Veenendaal ، هولندا | 84-01 | |
| UTM Software | TestWorks 4 ، MTS Systems Corporation ، Eden Prairie ، MN ، الولايات المتحدة الأمريكية ؛ | 100-093-627 F | |
| VECTASHIELD تصاعد متوسط | مختبرات ناقلات ، بورلينجيم. كاليفورنيا ؛ الولايات المتحدة الأمريكية | H-1000-10 | |
| Xylacine | Xilagesic. كالير. برشلونة ، Españ ؛ أ | 20102-003 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن