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Methodenartikel

Zerkleinerte Gewebe in komprimierter Collagen: Ein zellhaltigen Biotransplant für einstufige rekonstruktive Reparatur

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DOI:

10.3791/53061

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24. Februar 2016

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Tissue Engineering umfasst oft in vitro-Expansion um Autotransplantate für die Geweberegeneration zu erstellen. In dieser Studie wurde ein Verfahren zur Gewebeexpansion, Regeneration, Rekonstruktion und in vivo wurde entwickelt, um die Verarbeitung von Zellen und biologischen Materialien außerhalb des Körpers zu minimieren.

Zusammenfassung

Konventionelle Techniken zur Zellexpansion und Transplantation von autologen Zellen für Tissue Engineering-Zwecke können in speziell ausgestatteten menschlichen Zellkultureinrichtungen durchgeführt werden. Zu diesen Methoden gehören die Isolierung von Zellen in Einzelzellsuspension und mehrere mühsame und zeitaufwändige Ereignisse vor der Transplantation zurück an den Patienten. Frühere Studien deuten darauf hin, dass der Körper selbst als Bioreaktor für die Zellexpansion und Regeneration von Gewebe verwendet werden könnte, um Ex-vivo-Manipulationen von Geweben und Zellen vor der Transplantation an den Patienten zu minimieren. Das Ziel dieser Studie war es, eine Methode zur Gewebeentnahme, Isolierung von kontinuierlichem Epithel, Zerkleinerung des Epithels in kleine Stücke und deren Einbau in ein dreischichtiges Biomaterial zu demonstrieren. Das dreischichtige Biomaterial diente dann als Transportvehikel, um die chirurgische Handhabung, den Austausch von Nahrung über das Transplantat und einen kontrollierten Abbau zu ermöglichen. Das Biomaterial bestand aus zwei äußeren Schichten aus Kollagen und einem Kern aus einem mechanisch stabilen und langsam abbaubaren Polymer. Das zerkleinerte Epithel wurde vor der Transplantation in eine der Kollagenschichten eingebaut. Durch das Zerkleinern des Epithelgewebes in kleine Stücke konnten die Stücke verteilt und dadurch die Vermehrung der Zellen angeregt werden. Nach der ersten Entnahme der Transplantate findet eine Zellexpansion und -reorganisation statt und die extrazelluläre Matrix reift, um das Einwachsen von Kapillaren und Nerven und die weitere Reifung der extrazellulären Matrix zu ermöglichen. Die Technik minimiert Ex-vivo-Manipulationen und ermöglicht die Zellentnahme, die Vorbereitung des Autotransplantats und die Transplantation an den Patienten als einfacher einstufiger Eingriff. In Zukunft könnte die Gewebeexpansion um eine 3D-Form im Körper selbst herum initiiert werden, je nach den spezifischen Bedürfnissen des Patienten. Darüber hinaus könnte die Technik in einer gewöhnlichen chirurgischen Umgebung durchgeführt werden, ohne dass hochentwickelte Zellkultivierungseinrichtungen erforderlich sind.

Einleitung

Die meisten Tissue Engineering Studien über Transplantation auf die Haut und Urogenitaltrakt umfassen autologe Zell Ernten von gesundem Gewebe und Zellexpansion in speziell ausgestatteten Zellkultivieranlagen 1,2.

Nach Zellexpansion werden die Zellen in der Regel für die spätere Verwendung gespeichert, wenn der Patient wird nach dem Autotransplantat zu erhalten. Stickstoffgefriergeräte erlauben die langfristige Lagerung bei niedrigen Temperaturen von -150 ° C oder niedriger. Der Prozess des Einfrierens muss, um vorsichtig und kontrolliert werden die Zellen nicht zu verlieren. Ein Risiko von Zelltod ist die Kristallisation des i....

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Protokoll

Alle Tierprotokolle wurden von der Stockholm Ausschusses für Tiere im Voraus genehmigt und alle Verfahren entsprach den Vorschriften für Tiernutzung, sowie die einschlägigen Bundesgesetzen.

1. Tierversuchen

  1. Vorbereitung der Tiere für Chirurgie
    1. Bereiten Sie den OP-Tisch mit allen Materialien und Instrumente für den Betrieb erforderlich unter sterilen Bedingungen. Führen Sie die Operation ausschließlich unter sterilen Bedingungen das Risiko einer Infektion zu reduzieren und die Bedingungen der Überlebensrate der Operation zu optimieren.
    2. Schnell das Tier für 12 Stunden vor der Operation und messen ihr Gewicht. V....

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Ergebnisse

Diese Studie stellt eine Methode, die zeigt, wie ein Biomaterial für die Transplantation mit Kunststoff-Kompression von Kollagen und zerkleinerte Gewebe zu erzeugen.

Blasenschleimhaut und die Haut und dann mechanisch zerhackt in kleine Partikel (Abbildung 3) geerntet werden. Durch plastische Kompression werden die gehackten Teilchen innerhalb des Verbundgerüst eines zentral angeordneten biologisch abbaubare Polymer eingearbeitet, die innerhalb der äußeren Schichten aus einem.......

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Diskussion

Diese Studie stellt eine einfach zu bedienende Ansatz zur Blasenwand Patches mit Eigengewebe für die Transplantation am OP-Tisch erzeugen. Die Flecken werden durch die Kombination eines biologisch abbaubaren Polymers Stricken in der Mitte und Kollagen mit und ohne zerkleinerte Gewebe in den Außenflächen in Kombination mit Kunststoff Kompression gebildet. Kunststoff-Komprimierung ist ein Verfahren bereits von anderen Autoren beschrieben und kann als eine schnelle Rückführung von Flüssigkeit aus Kollagengelen 12,13

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Die Autoren danken der Schwedischen Gesellschaft für Medizinische Forschung, der Promobilia Stiftung, der Kronprinzessin Lovisa Stiftung, der Freimaurerstiftung für Kinderwohlfahrt, der Schwedischen Gesellschaft für Medizin, der Solstickan Stiftung, dem Karolinska Institutet und dem Stockholmer Stadtrat für die finanzielle Unterstützung.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Silikonkatheter 10-FranzösischVorbereitung des Tieres auf die Operation, Sektion 1
DMEM 10xGibco31885-023Plastische Kompressionssektion 4
24-Well-PlattenFalcon08-772-1Plastische Kompressionssektion 4
3',3',5-TrijodthyroninSigma-AldrichIRMM469In vitroKultur; Abschnitt 5
4% PFALabmed Solutions200-001-8Immunzytochemie; Abschnitt 6
70% EthanolHistolabImmunzytochemie; Abschnitt 6
ABC Elite-Kit: Biotin-Streptavidin-NachweiskitVektorPK6102Immunzytochemie; Sektion 6
Absolutes EthanolHistolab1399.01Immunzytochemie; Abschnitt 6
Adenin-Sigma-AldrichA8626In-vitroKultur; Abschnitt 5
Atropin 25 μ g/kgTemgesic, RB Pharmaceuticals, GroßbritannienVorbereitung des Tieres für die Operation, Sektion 1
Azaperon 2  mg/kg Stresnil, Janssen-Cilag, Pharma, ÖsterreichVorbereitung des Tieres auf die Operation, Sektion 1
Biosicherheitsstufe 2 HaubePlastische Kompression; Abschnitt 4
Blockierende Lösung:  Normales Serum von derselben Spezies, in der der sekundäre Sekundärantikörper erzeugt wurde.VektorDie Blockierungslösung hängt von der Herkunft des ersten Antikörpers ab.Immunzytochemie; Abschnitt 6
Buprenorphin 45 μ g/kgAtropin, Mylan Inc, Canonsburg, PAVorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
Carprofen 3  mg/kg     Rimadyl, Orion Pharma, SchwedenVorbereitung des Tieres auf die Operation, Sektion 1
Chlorhexidingluconat Hibiscrub 40  mg/ml, Regent Medical, EnglandVorbereitung des Tieres für die Operation, Abschnitt 1
CholeratoxinSigma-AldrichC8052In vitroKultur; Sektion 5
Coplin-Gefäß: Färbegefäß zum KochenHistolab6150Immunzytochemie; Abschnitt 6
Rostfreie Form (33 mm x 22 mm x 10 mm), maßgeschneiderteKunststoffkompression; Sektion 4
DMEMGibco3188-5023Kompression aus Kunststoff Sektion 4. Bleiben Sie auf Eis  bei Verwendung in der plastischen Kompression
Epidermaler WachstumsfaktorSigma-AldrichE9644<em>In vitroKultur; Sektion 5
Ethilon (nicht resorbierbares Monofilament für Hautnähte)EthiconChirurgie, Sektion 1
Fetales Rinderserum (FBS)Gibco10437-036Plastische Kompression Sektion 4
Pinzette (Adison mit Zahn)Vorbereitung des Tieres auf die Operation,
Gaze (Gazin Müllkompresse) Vorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
Ham's F12Gibco31765-027Plastische Kompression Abschnitt 4
HämatoxylinHistolab1820Immunzytochemie; Sektion 6
FeuchtekammerDALABImmunzytochemie; Abschnitt 6
HydrocortisonSigma-AldrichH0888<em>In vitroKultur; Abschnitt 5
Wasserstoffperoxid-Lösung 30%Sigma-AldrichH1009Immunzytochemie; Sektion 6
InsulinSigma-AldrichI3536In vitroKultur; Abschnitt 5
IsofluranIsofluran, Baxter, Deerfield, ILVorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
Lidocain 5 mg/mlXylocain, AstraZeneca, SchwedenVorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
Lucose 25  mg/mlBaxter, Deerfield, ILVorbereitung des Tieres auf die Operation, Sektion 1
MarkierungsstiftPap-Stift Sigma-AldrichZ377821-1EAImmunzytochemie; Abschnitt 6
Medetomidin 25 μ g/kg Domitor, Orion Pharma, SchwedenVorbereitung des Tieres für die Operation, Sektion 1
ZerkleinerungsvorrichtungApplied Tissue Technologies LLCAufbereitung von zerkleinertem Gewebe, Sektion 2
Monocryl (resorbierbares Monofilament)EthiconChirurgie, Sektion 1
NaClSigma-AldrichS7653Immunzytochemie; § 6
NaOH 1  NMerck Millipore106462Plastische Kompressionssektion 4 und Zellkultur
Nylonnetz, 110 μ M Dicke Porengröße 0,04  sqmmPlastische Kompression; Sektion 4
Oculentum simplex APL: Salbe zum AugenschutzAPLVnr 336164Chirurgie, Sektion 1
PBSGibco14190-094Plastische Kompression Sektion 4
Penicillin-StreptomycinGibco15140-122Plastische Kompression Sektion 4
Phenobarbiturat 15  mg/kgPentobarbital, APL, SchwedenVorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
PCL GewirkePlastische Kompression; Abschnitt 4
RattenschwanzkollagenFirst LINK, Ltd, UK60-30-810Plastische Kompression Abschnitt 4, auf Eis halten
Skalpellklinge - 15Vorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
RasierschereVorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
Edelstahlnetz, 400  μ M dicke PorengrößePlastische Kompression; Sektion 4
Sterile HandschuheVorbereitung des Tieres auf die Operation, Sektion 1
Sterile KittelVorbereitung des Tieres auf die Operation, Sektion 1
Sterile Abdeckungen
SteriliumBode Chemie HAMBURGVorbereitung des Tieres auf die Operation, Sektion 1
Nahtfaden EthilonVorbereitung des Tieres auf die Operation Chirurgie, Abschnitt 1
TE-Lösung (Antigen-Demaskierungslösung) besteht aus 10 mM Tris und 1 mM EDTA, pH 9,010 mM Tris/1 mM EDTA,  pH-Wert einstellen auf  9,0
Tiletamine Hypochlorid 2,5  mg/kgVorbereitung des Tieres für die Operation, Abschnitt 1
TransferrinSigma-AldrichT8158In vitroKultur; Sektion 5
Trizma Base, H2NC Sigma-AldrichT6066Immunzytochemie; Abschnitt 6
Vector VIP Kit: Enzym  Peroxidase Substrat KitVectorSK4600Immunzytochemie; Sektion 6
Vicryl (resorbierbares Braded)EthiconSurgery, Sektion 1
Tris-Puffer pH 7,6 (Waschpuffer)TE-Lösung: 10x (0,5 M Tris, 1,5 M NaCl) herstellen durch Mischen: 60,6 g Tris (Trizma Base, H2NC(CH2OH)3, M=121,14 g/mol), 800 ml destilliertes Wasser hinzufügen, den pH-Wert auf 7,6 einstellen, 87,7 g NaCl zugeben und auf 1.000 ml mit destilliertem Wasser auffüllen. 1x mit destilliertem Wasser verdünnen.
X-tra solv (Lösungsmittel)DALAB41-5213-810Immunzytochemie; Abschnitt 6. Verwendung unter dem Abzug
Zolazepam HypochloridZoletil, Virbac, FrankreichVorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
EnthaarungswachsstreifenVeetVorbereitung des Tieres auf die Operation, Abschnitt 1
Pentobarbital-NatriumLundbeck-Beendigung, Abschnitt 3
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Referenzen

  1. Rheinwald, J. G., Green, H. Serial cultivation of strains of human epidermal keratinocytes: the formation of keratinizing colonies from single cells. Cell. 6, 331-343 (1975).
  2. Fossum, M., Nordenskjold, A., Kratz, G. Engineering of multilayered uri....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Kollagen-GerüstGewebeentnahmeGewebezerkleinerungPCL-Kollageneinstufige Transplantationautologes Gewebeimmunhistochemische AnalyseZellproliferationGewebeexpansion