Vorrichtung zur Ernte Gewebe Microcolumns
25. Oktober 2018
Hier beschreiben wir ein Protokoll für die Herstellung von Ernte Nadeln, die verwendet werden, um voll-dicke Hautgewebe zu sammeln, ohne dass Spender Website Narbenbildung. Die Nadeln kombinierbar mit einer einfachen Sammelsystem Großserien-Ernte zu erreichen.
Diese Methode kann helfen, wesentliche Fragen im Hautgewebe Regenerationsfeld zu beantworten, die ist, wie die verschiedenen Zelltypen und Strukturen, die in der natürlichen Haut enthalten sind zu ersetzen. Der Hauptvorteil dieser Technik ist, dass autologe Volldicke Haut mit minimaler Spender-Site-Morbidität gesammelt werden kann. Demonstriert wird das Verfahren von Bill Farinelli, der wissenschaftlicher Mitarbeiter in unserem Labor ist.
Beginnen Sie dieses Verfahren mit der Einrichtung der Produktionsphase, wie im Textprotokoll beschrieben. Installieren Sie zwei Trennscheiben konzentrisch auf das Drehwerkzeug. Verwenden Sie ein kleineres niedrigeres Diamant-Cutoff-Rad über einem größeren höheren Rasterstein-Cutoff-Rad.
Positionieren Sie eine Oberlichtquelle mit verstellbarem Arm über dem Drehwerkzeug mit dem Licht, das auf die Schneidräder gerichtet ist. Um die Visualisierung zu verbessern, positionieren Sie ein Sezieren von Mikroskop über dem Produktionsaufbau, sodass das Okular auf die Schneidscheiben fokussiert ist. Tragen Sie beim Umformen der Nadelspitze eine Schutzbrille und eine chirurgische Maske, um zu verhindern, dass feine Metallpartikel in die Augen oder Atemwege gelangen.
Wählen Sie hypodermische Nadeln der entsprechenden Messgröße basierend auf experimentellen Anforderungen. Markieren Sie die vorgesehene Länge auf jeder Erntenadel. Senken Sie die Nadel senkrecht zum Drehwerkzeug mit der Einschaltkraft, die die Kante der äußeren Schneidscheibe verwendet, um die überschüssige Länge der Nadel an der markierten Stelle abzuschneiden.
Schließen Sie die verkürzte stumpfe Nadel an den weiblichen Luer-Verriegelungsstecker auf der Produktionsbühne an. Stellen Sie die horizontale Drehstufe so ein, dass sich die Nadel in einem 12-Grad-Winkel parallel zu den Schneidscheiben am Drehwerkzeug befindet. Schalten Sie das Oberlicht ein und passen Sie seine Position an, während Sie die Nadel unter der Vergrößerung beobachten, bis das Licht von der Mittellinie der Nadel reflektiert wird.
Schalten Sie das Drehwerkzeug ein. Verwenden Sie dann die Übersetzungsstufe, um die Nadel in Richtung der inneren Schneidscheibe zu bringen. Bewegen Sie die Nadel langsam gegen die Schneidscheibe, bis die Schneidscheibe ungefähr die Mittellinie der Nadel erreicht.
Bewegen Sie die geschnittene Nadeloberfläche vom inneren Diamantrad langsam auf das äußere Steinrad, um die geschnittene Nadeloberfläche mit einer feineren Politur zu beenden. Ziehen Sie die Nadel von der Schneidscheibe weg. Drehen Sie die Nadel mit der vertikalen Rotationsstufe um 180 Grad.
Wiederholen Sie diese Schritte, um die andere Seite der Nadel umzuformen. Entfernen Sie nun die Nadel von der Produktionsstufe. Reinigen Sie die Innenbohrung mit einem Metalldraht, der etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Nadel.
Entfernen Sie mit einem scharfen Holzstab alle Grate, die noch an den Rändern der neu gebildeten Nadel befestigt werden können. Wenn ein hohes Volumen an Mikrosäulen benötigt wird, entfernen Sie den Kolben aus einer 20-Milliliter-Spritze. Befestigen Sie die Spritze dann an einem Saugadapter.
Vervollständigen Sie die Montage, indem Sie eine Erntenadel an der Spritze befestigen. Verwenden Sie ein Stück sterile Saugschläuche, um den Saugadapter an einen sterilen Saugkanister anzuschließen. Stellen Sie sicher, dass das Erntegerät mit einem Kanistereingang verbunden ist, der es ermöglicht, ungehindert Flüssigkeit in den Kanister zu fließen.
Verbinden Sie das Gerät nun mit einer Unterdruckquelle. Ernten Sie die Mikrosäulen, indem Sie die Erntenadel in die Haut einlegen. Tauchen Sie die Erntenadel während des Erntevorgangs zeitweise in einen Behälter mit steriler Saline, um das System zu spülen.
Halten Sie einen Metalldraht oder eine Nadel bereit, die etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Erntenadel. Wenn die Nadel verstopft wird, kann sie durch Einsetzen des Metalldrahtes in die Nadelbohrung gelöscht werden. Wenn sich die gewünschte Menge an Mikrosäulen im Kanister angesammelt hat, trennen Sie das Gerät von der Absaugung.
Dann gießen Sie den Inhalt des Saugkanisters durch einen Filter, um die Mikrosäulen zu sammeln. Hier ist eine fertige Erntenadel von vorne und von der Seite betrachtet. Beachten Sie die beiden Schnittpunkte an der Spitze.
Die Erntenadeln sollten in der Lage sein, Mikrosäulen aus volldicken Hautgewebe mit einer Erfolgsrate von ca. 80 bis 90% zu sammeln. In dieser Abbildung stellen Häkchen einen Millimeter dar. Jede Mikrosäule sollte Epidermis, Dermis und etwas subkutanes Fett enthalten.
Mikrosäulen können direkt auf die Wundheilung aufgetragen oder mit verschiedenen Matrixmaterialien kombiniert werden, um Kombinationskonstrukte zu erzeugen. Mikrosäulen können auch in der Kultur für In-vitro-Studien gepflegt werden. Bei der Durchführung von Hochvolumen-Ernte, ist es wichtig, denken Sie daran, eine intermittierende Saline-Flush zu integrieren.
Obwohl diese Methode für die Reparatur von Hautwunden entwickelt wurde, könnte ein ähnliches Prinzip auf andere Organsysteme wie Muskeln angewendet werden, bei denen eine autologe Gewebetransplantation erforderlich ist.
Sehen Sie sich das vollständige Transkript an und erhalten Sie Zugang zu Tausenden wissenschaftlicher Videos
Übersicht
In diesem Artikel wird ein Protokoll zur Gewinnung von Vollhautgewebe mithilfe spezialisierter Nadeln beschrieben, die die Narbenbildung an der Entnahmestelle minimieren. Das Verfahren zielt darauf ab, die Gewinnung großer Gewebemengen zu erleichtern, während die Integrität der Haut erhalten bleibt.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Regeneration von Hautgewebe
- Gewinnung autologen Gewebes
- Minimalinvasive Techniken
Hintergrund
- Die natürliche Haut enthält vielfältige Zelltypen und Strukturen.
- Der Ersatz dieser Bestandteile ist entscheidend für eine wirksame Hautregeneration.
- Die Minimierung der Spenderstelle-Morbidität stellt eine erhebliche Herausforderung bei der Gewebeentnahme dar.
- Dieses Protokoll begegnet diesen Herausforderungen mit einer neuartigen Entnahmemethode.
Zweck der Studie
- Entwicklung einer Methode zur Entnahme von Vollhaut mit minimaler Narbenbildung.
- Verbesserung der Effizienz bei der Gewinnung von Hautgewebe für Forschungszwecke.
- Bereitstellung eines zuverlässigen Protokolls für Forscher auf diesem Gebiet.
Verwendete Methoden
- Einrichtung der Produktionsstufe zum Ernten von Nadeln.
- Verwendung von konzentrischen Trennscheiben an einem Rotationstool.
- Kombination verschiedener Gitter-Diamant- und Stein-Trennscheiben.
- Demonstration des Verfahrens durch eine wissenschaftliche Mitarbeiterin.
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Entnahme von autologischer Vollhaut.
- Minimale Spenderstelle-Morbilität beobachtet.
- Erreichen einer hohen Gewinnungsmenge mit dem beschriebenen System.
- Verfahren effektiv vom Forschungsteam demonstriert.
Schlussfolgerungen
- Das Protokoll bietet eine gangbare Lösung für die Gewinnung von Hautgewebe.
- Es behebt zentrale Herausforderungen in der Forschung zur Hautregeneration.
- Zukünftige Anwendungen könnten Studien in der Gewebeengineering verbessern.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Diese Methode ermöglicht die autologe Entnahme von vollständigem Hautgewebe mit minimaler Morbidität an der Spenderstelle und löst damit ein zentrales Engpassproblem in der Forschung zur Hautregeneration. Durch die Erhaltung epidermaler, dermaler und subkutaner Bestandteile stellt sie biologisch relevantes Gewebe für präklinische Modelle und die Entwicklung von Therapien bereit. Das skalierbare, saugunterstützte System ermöglicht eine Sammlung in hohem Volumen für Studien an Großtieren und erhöht somit das Vertrauen in die Übertragbarkeit von Hautreparaturstrategien.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung der Biologie von Vollhaut, indem native zelluläre und extrazelluläre Matrixkomponenten erhalten bleiben.
- Operativer Wert: Verringert das Trauma an der Entnahmestelle und ermöglicht wiederholte Probenahmen am selben Modell für longitudinale Zielstrukturnachweissstudien.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Stellt autologe Mikrosäulen für standardisierte ex-vivo-Hauttests zur Bewertung der Wirkung von Substanzen auf die Gewebeintegrität bereit.
- Operativer Wert: Das saugbasierte Gewinnungssystem ermöglicht eine reproduzierbare, hochdurchsatzfähige Gewebesammlung für Testscreeningkampagnen.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Bietet vollständig durchgehende autologe Transplantate, die der menschlichen Hautstruktur in präklinischen Wundheilungsmodellen eng entsprechen.
- Operativer Wert: Ermöglicht eine skalierbare Gewebebeschaffung für präklinische Studien an Großtieren und verbessert dadurch die Datenrobustheit und die Vorbereitung auf behördliche Anforderungen.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Technik fügt sich in die Kontinuum von der Entdeckung bis zur präklinischen Phase ein, indem sie physiologisch relevantes Hautgewebe für die Zielvalidierung, Assay-Entwicklung und mechanistische Ent-Risikobewertung in Programmen zur dermalen Regeneration bereitstellt.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung von Hautregenerationswegen, indem intakte Gewebemikrosäulen mit allen nativen Hautschichten bereitgestellt werden.
- Screening: Stellt standardisiertes autologes Gewebe für die Wirkstoffprüfung in ex vivo-Hautmodellen bereit und verbessert so die Aussagekraft des Assays sowie die Zuverlässigkeit bei der Identifizierung von Leads.
- Analytik: Ermöglicht die quantitative histologische und molekulare Analyse gewonnener Mikrosäulen, um strukturelle und funktionelle Erhaltung zu beurteilen.
- Translationale Forschung: Verbindet Entdeckung und präklinische Validierung, indem autologe Transplantate bereitgestellt werden, die die Hautarchitektur für Wundheilungsstudien bewahren.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Die modulare Nadelherstellung und das Saugsystem können in verschiedenen Laboren standardisiert werden, um eine konsistente Gewebebeschaffung in multizentrischen Forschungsprogrammen zu gewährleisten.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Steigert die Vorhersagegenauigkeit, indem vollständig dickes Hautgewebe bereitgestellt wird, das die native zelluläre Vielfalt und die extrazelluläre Matrix erhält.
- Operativer Wert: Bietet eine kostengünstige, skalierbare Plattform unter Verwendung von Standardkomponenten für reproduzierbare Gewebeentnahme.
- Strategischer Wert: Verringert das biologische Risiko in Programmen zur Hautregeneration, indem die Nutzung autologen Gewebes mit minimaler Auswirkung auf die Spenderstelle ermöglicht wird.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt risikoadjustierte Go/No-Go-Entscheidungen in Programmen zur Hautreparatur, indem zuverlässiger Zugang zu physiologisch relevantem präklinischem Gewebe bereitgestellt wird.
Durchführungsaspekte
- Erfordert technisches Geschick bei der Nadelfertigung mit rotierenden Werkzeugen und präziser Ausrichtung der Schneidrädchen.
- Setzt Zugang zu rotierenden Werkzeugen, Absaugsystemen und sterilen Laborverbrauchsmaterialien für Zusammenbau und Betrieb voraus.
- Erfordert eine Standardisierung von Nadelkaliber und Entnahmewinkel zwischen verschiedenen Anwendern, um die Konsistenz der Mikrosäulen sicherzustellen.
- Benötigt Schulung im intermittierenden Spülen mit Kochsalzlösung während der Entnahme größerer Mengen, um Verstopfungen zu vermeiden und die Gewebeviabilität aufrechtzuerhalten.
- Auf die Haut und möglicherweise andere Weichteile beschränkt; die Anwendung an dichteren Organen könnte eine modifizierte Nadelgeometrie oder angepasste Schneidparameter erfordern.
