الأنسجة المفروم في المضغوط الكولاجين: وBiotransplant التي تحتوي على خلية لإصلاح الترميمية نظموا وحيد

الهدف العام من الإجراء التالي هو زراعة أنسجة ذاتية لتوسيعها أثناء الجراحة الترميمية. يتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق أخذ خزعة من النسيج المطلوب، ثم تُقطع الخزعة إلى قطع صغيرة ويتم بناء طعم ذاتي من الكولاجين والبولي كابرولاكتون (PCL) المضغوط والبلاستيكي.

يتم بعد ذلك دمج PCL والأنسجة المفرومة ذاتية المنشأ لإنشاء السقالة ثلاثية الأبعاد. وقد استخدمنا معدل تمدد يتراوح من واحد إلى ستة. بعد ذلك، تُزرع السقالة مرة أخرى في الخاضع للتجربة.

في نهاية المطاف، يمكن تقييم تجديد النسيج المزروع ذاتياً عن طريق التحليل المناعي الكيميائي النسيجي لتكاثر الخلايا وإعادة تنظيمها داخل السقالات وجسيمات الأنسجة المفرومة. سيتم توضيح هذه الطريقة في نموذج حيواني، وعلى الجلد، وعلى الظهارة البولية. وتمتد تطبيقات هذه التقنية لتشمل علاج الأنسجة المشوهة بشدة أو بعد الإصابات في الحالات التي يوجد فيها نقص حاد في الأنسجة اللازمة للإصلاح الجراحي.

تتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية، مثل الزرع المختبري (in vitro)، في إمكانية تنفيذ هذه الطريقة كإجراء جراحي على مرحلة واحدة. ويعد العرض المرئي لهذه الطريقة أمراً بالغ الأهمية، حيث يجب تنفيذ الخطوات بدءاً من حصاد الأنسجة وحتى الزرع تحت ظروف معقمة. وللحصول على عينة خزعة من مثانة خنزير، قم أولاً بإمساك المثانة باستخدام الملقط، واستخدم شريط قياس معقماً لتحديد أبعاد النسيج.

بعد ذلك، استخدم قلماً معقماً لتحديد خزعة بيضاوية الشكل بقياس 2 × 1 سنتيمتر، بهدف الحصول على معدل تمدد يتراوح من 1 إلى 6. ثم استأصل النسيج المحدد باستخدام مشرط، وضع عينة خزعة المثانة في وسط DMEM تحت ظروف معقمة. وللحصول على عينة خزعة جلدية، استخدم المِقشر الجلدي (dermatome) لاستئصال عينة ذات سمك جزئي يبلغ 0.3 مليمتر.

بعد ذلك، ضع النسيج في وسط DMEM وغطِّ منطقة الجرح بضمادة. ثم اغسل خزعة المثانة مرتين في وسط DMEM وانقل النسيج إلى طبق تشريح معقم، بحيث تكون المخاطية متجهة للأعلى. وباستخدام دبابيس التشريح، ثبِّت أحد جانبي العينة على الطبق، واستخدم مقصاً مجهرياً وملقطاً لفصل النسيج المخاطي عن العضلة ديتروسور.

بعد ذلك، ضع أداة التقطيع فوق الغشاء المخاطي ومررها عموديًا وأفقيًا من طرف النسيج إلى الطرف الآخر للحصول على قطع نسيج مفرومة بحجم 0.8 في 0.8 مليمتر. لاحظ أنه يجب الضغط بأداة التقطيع على النسيج أثناء تحريكها فوقه. لتحضير طعم ذاتي من الكولاجين المضغوط البلاستيكي، أضف أولاً قطرة تلو الأخرى من هيدروكسيد الصوديوم العادي إلى 10X DMEM المكمل بكولاجين من النوع I حتى يتغير لون الوسط من الأصفر المكثف إلى الوردي.

بعد التأكد من أن قيمة pH تتراوح بين 7.4 و 8، امزج مليليترين من DMEM بعناية في المحلول. بعد ذلك، صب حوالي مليليترين من الكولاجين في تجويف قالب فولاذي مستطيل مقاس 20x30x10 مليمتر، واترك الكولاجين في الحاضنة لمدة عشر دقائق. وعندما يتماسك الكولاجين، صب الحجم المناسب من المادة الحيوية PCL فوق الكولاجين المتجلط، ثم صب المليليترات الستة المتبقية من الكولاجين فوق PCL.

أعد القالب إلى الحاضنة لمدة 20 دقيقة أخرى. بعد ذلك، ضع طبقة سميكة من وسادات الشاش فوق سطح معقم. ثم، ضع شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ بسُمك 400 micron فوق الشاش، تليها طبقة من شبكة النايلون بسُمك 110 micron.

انقل هلام الكولاجين برفق إلى الشبكة النايلونية وأزل قالب الفولاذ المستطيل بعناية. انقُل النسيج المفروم فوق الكولاجين. نهدف هنا إلى تحقيق معدل توسع يتراوح من واحد إلى ستة.

بعد ذلك، ضع طبقة جديدة من شبكة النايلون فوق هلام الكولاجين والأنسجة، ثم ضع شبكة فولاذية ثانية فوق شبكة النايلون، تليها لوحة تحميل تزن 120 grams كحد أدنى. بعد خمس دقائق، قم بإزالة الثقل والشبكات الفولاذية والنايلون من الطعم الذاتي. ولأغراض الزراعة المختبرية للطعم الذاتي، قم أولاً بتقطيع البنية التي تم ترقيقها إلى قطع صغيرة بما يكفي لتناسب أطباق ذات 12 بئراً.

بعد ذلك، أضف 1 mL من وسط زراعة الخلايا الكيراتينية إلى كل بئر، وقم بتحضين الأنسجة لمدة تتراوح من ثلاثة إلى ستة أسابيع. ولزراعة طعم ذاتي من مخاطية المثانة المفرومة في مثانة خنزير، قم بترطيب الطعم بـ DMEM. ثم قم بتثبيت البنية المزروعة في النسيج السليم باستخدام خيوط جراحية أحادية الخيط دقيقة.

تحقق من أن الطعم محكم ضد تسرب الماء عن طريق ملء المثانة بمحلول ملحي من خلال القسطرة البولية المقيمة. لزراعة طعم ذاتي يحتوي على بشرة جلدية مفرومة في جرح كامل السماكة، قم بترطيب الطعم بوسط DMEM. بعد ذلك، وباستخدام غرز متقطعة في زوايا ومنتصف الطعم الذاتي، قم بتثبيت البنية في قاع الجرح الجلدي كامل السماكة.

وأخيراً، قم بتغطية الجرح بضمادة بلاستيكية للحفاظ على رطوبته. وكما هو ملاحظ في هذه الصورة لزراعة ذاتية من الجلد المفروم، يمكن للطعم الحيوي المركب أن يتحمل الإمساك والخياطة والتعامل الجراحي. ويكشف الفحص الكيميائي النسيجي المناعي في نقاط زمنية مختلفة أثناء الزراعة في المختبر أن الخلايا تتكاثر وتهاجر وتعيد تنظيم نفسها لتشكل ظهارة مستمرة ذات بنية مجهرية نموذجية للنمط الظاهري للخلايا.

على سبيل المثال، بعد مرور أسبوعين، تبلغ سماكة طبقة الخلايا على سطح الطعم الجلدي الذاتي حوالي طبقتين. وإلى اليمين، تبلغ سماكة ظهارة المثانة حوالي ثماني طبقات بعد نفس فترة الزرع. وبعد مرور خمسة إلى ستة أسابيع، تكون الظهارة المستمرة بسماكة تتراوح بين ثماني إلى عشر طبقات خلوية تقريباً في كل من طعوم ظهارة الجلد المفرومة ومخاطية المثانة المفرومة الذاتية.

بالمقارنة مع توسيع الأنسجة في المختبر، تعد هذه الطريقة سريعة، وأقل تطلباً للجهد، ولا تتطلب موارد مختبرية متطورة. بالإضافة إلى ذلك، فإن جميع الأجزاء معتمدة من قبل FDA، مما يسمح باستخدامها في الإعدادات الجراحية القياسية. وأثناء محاولة إجراء هذه العملية، من المهم تذكر تحضير الهلام، والطعوم الحيوية، والأنسجة ذاتية المنشأ في ظروف معقمة.

يمكن اتباع هذا الإجراء وطرق أخرى مثل الزراعة المختبرية للخلايا للإجابة على أسئلة إضافية حول تكاثر الخلايا وتمايزها. وبعد تطويرها، قد تمهد هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الطب التجديدي. ومن خلال هذه الوسائل، سنتمكن من علاج التشوهات الشديدة في الجلد أو الجهاز البولي باستخدام طعوم هندسية من الأنسجة الذاتية.