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Dieses Protokoll stellt eine einfache und zugängliche Technik für zukünftige rekonstruktive Operationen dar. Ein häufiger Nachteil beim Tissue Engineering, einschließlich der autologen Zellexpansion, sind die teuren und umfangreichen Vorbereitungsschritte, die vor der chirurgischen Implantation erforderlich sind. Die autologe Mikrotransplantation kann viele dieser Schritte vereinfachen und möglicherweise einstufige Verfahren ermöglichen. Durch die Autotransplantation komplexer histologischer Einheiten wird eine pro-regenerative parakrine Signalgebung induziert18. In früheren Studien haben wir die Erfahrung gemacht, dass Mikrotransplantate allein anfällig für die physikalische Umgebung sind, wenn sie nicht angemessen an einem Gerüst befestigt sind15,19. Kollagen wurde als praktikable Umgebung für die Gewebeexpansion in vitro untersucht und wurde aufgrund seiner günstigen Biokompatibilität und kommerziellen Verfügbarkeit für unseren Zweck ausgewählt. Das hier vorgestellte Kompositgerüst wurde zuvor in In-vitro-Experimenten optimiert, in denen Variationen in der Mikrotransplantateinbettung und den Kollagenkonzentrationen untersuchtwurden 20,21,22. Vor der In-vivo-Testung wurden die Gerüsteigenschaften hinsichtlich Permeabilität, Biomechanik und Abbau in vitro bewertet 20. Darüber hinaus wurde die in vivo Gerüst-basierte Gewebeexpansion zuvor in Nagetier- und Kaninchenmodellen validiert21,22.
Das chirurgische Modell wurde gewählt, um eine röhrenförmige Version des Gerüsts zu evaluieren, die das klinische Setting einer Harnablenkung bei neurogener Blasenfunktionsstörung bei pädiatrischen oder jugendlichen Patienten nachahmt. Zu den kritischen Schritten gehören die exakte Dissektion der Schleimhaut-Mikrotransplantate und die Aufrechterhaltung einer feuchten Umgebung vom Zeitpunkt der Resektion bis zur Einbettung des Gerüsts. Ein weiterer kritischer Schritt ist die richtige Hydrogelverfestigung; Sorgfältiges Pipettieren des Kollagens stellt sicher, dass sich keine Luftblasen im Gel bilden, und die richtigen Temperatureinstellungen und Komponentenlösungen sorgen dafür, dass sich das Gel richtig verfestigt. Wenn es nicht gelingt, ein verfestigtes Gel zu erhalten, erhöht sich das Risiko einer Kollagendelamination und einer Ablösung von Mikrotransplantaten. Für den chirurgischen Teil ist eine sorgfältige Handhabung während der Implantation entscheidend, um eine Beschädigung der Mikrotransplantate durch mechanisches Trauma oder Dissoziation zu vermeiden. Vor dem Verschluss des Bauches sollte die Durchgängigkeit der Flüssigkeit sorgfältig behoben werden, indem die Blase mit Flüssigkeit insuffliert wird.
Zu den Einschränkungen der Technik gehört die Dicke des Gerüsts, die intuitiv Obergrenzen für die Diffusion von Nährstoffen aus der äußeren Umgebung zu den Mikrotransplantaten hat. Auf der anderen Seite kann eine Verringerung der Gerüstdicke zu einer unangemessen hohen Durchlässigkeit und Urinverlust führen. Unsere aktuelle Zusammensetzung basiert auf früheren In-vitro-Bewertungen , bei denen die Zellregeneration in unterschiedlichen Kollagenkonzentrationen verglichen wurde20. Die Mikrotransplantation von autologem Gewebe stützt sich ebenfalls auf gesundes Transplantatgewebe, so dass das derzeitige Verfahren für bösartige Erkrankungen, bei denen das Risiko einer erneuten Krebstransplantation nicht ordnungsgemäß ausgeschlossen werden kann, ungeeignet ist23; Nichtsdestotrotz wurde die derzeitige Technik für Fälle mit funktionellen Entleerungsbehinderungen entwickelt, bei denen dies nicht als Risiko angesehen wird. Obwohl das Modell mehrere Schritte aus dem klinischen Umfeld nachahmt (d. h. das Verfahren der Appendicovesikosotomie), wird in diesem Experiment kein voll funktionsfähiges Stoma für die Harnableitung verwendet, da der Kanal distal ligiert ist. Da klinische Komplikationen lebenslang auftreten können, kann ein 6-wöchiger Beobachtungszeitraum nur begrenztes Wissen über spezifische Ergebnisse bei Strikturen und Kontinenz liefern. Daher könnte der Studie eine zusätzliche 6-monatige Nachbeobachtungszeit hinzugefügt werden, nachdem der verheilte Kanal auf Hautebene anastomosiert wurde.
Die Perspektive dieser Technik bezieht sich auf das einfache Design, das universelle Anwendungen ermöglicht, falls das aus Mikrotransplantatgewebe stammende und unterstützende Biomaterial durch andere relevante Alternativen ersetzt wird. Diese Komponenten können modifiziert werden, um organspezifischen Zwecken in Bezug auf Gerüstfestigkeit, Elastizität und biologischen Abbau gerecht zu werden. Schließlich ermöglichen die zugänglichen und kostengünstigen Kosten eine Reproduzierbarkeit und eine breitere Übersetzung der Technik.