Name: Una nueva técnica de sutura de tenorrafia con injerto de colágeno de ingeniería tisular para reparar defectos grandes del tendón (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-12-10T13:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 36 s
Description: Aprende una técnica quirúrgica de sutura modificada con injertos de colágeno de ingeniería tisular para reparar defectos grandes del tendón. Este método optimizado mejora la integración del injerto y reduce la dependencia de autoinjertos.

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Los autores desean agradecer a UCL por financiar este proyecto.

NOTA: El diseño del experimento y la aprobación ética se obtuvieron de la Junta de Revisión Institucional (IRB) de UCL. Todos los experimentos se llevaron a cabo según la regulación del Ministerio del Interior y las directrices de la Ley de Animales (procedimiento científico) de 1986 con la legislación revisada de la Directiva Europea 2010/63/UE (2013). Los conejos fueron inspeccionados por un cirujano veterinario nombrado (NVS) periódicamente y dos veces al día por un oficial de cuidado y bienestar animal nombrado (NACWO) (según las pautas y regulaciones del Ministerio del Interior). No mostraron ningún signo de dolor hasta que fueron sacrificados.
1. Preparación del injerto de tendón de ingeniería tisular (ET)
<ol><li>Para fabricar el hidrogel de colágeno, agregue 4 ml de solución de colágeno monomérico tipo 1 de cola de rata (2.15 mg / ml en ácido acético al 0.6% con 0.2% p / v de proteína total) y 500 μL de 10x Medium Esencial Mínimo. Neutralice esto titulando contra hidróxido de sodio de 5 M y 1 M y agregue 500 μL de Medio Águila Modificada (DMEM) de Dulbecco.</li>
	<li>Vierta 5 ml de esta solución en un molde de metal rectangular hecho a medida (33 mm × 22 mm × 10 mm, 120 g de peso) (Figura 1). Mantenga el molde en una incubadora de CO2 a 37 °C y 5% de CO2 durante 15 minutos para permitir el montaje de la matriz19.</li>
</ol>2. Fabricación del injerto
<ol><li>Después de la polimerización, retire el hidrogel de colágeno del molde y colóquelo en un conjunto de compresión de plástico estándar (Figura 2A)19.</li>
	<li>Coloque el hidrogel de colágeno entre dos láminas de malla de nylon de 50 μm y aplique una carga estática de 120 g (área de superficie total 7.4 cm2,que es una presión equivalente a 1.6 kPa) durante 5 minutos para eliminar el líquido intersticial del hidrogel (Figura 2A). Use cuatro capas de papel de filtro para absorber el líquido descargado de los hidrogeles.</li>
	<li>Utilice cuatro capas de geles comprimidos enrollados uno encima del otro (Figura 2B) y corte en segmentos de 15 mm (Figura 2C) para fabricar el ET. NOTA: En los experimentos se utilizaron conejos machos blancos de Nueva Zelanda de 16 a 25 semanas de edad.</li>
	<li>Sedar animales con una dosis intramuscular (i.m.) de Hypnorm (0,3 mg/ml) y practicar la eutanasia administrando una sobredosis de pentobarbitona.</li>
	<li>Inmediatamente después de la eutanasia, recorte el cabello en ambas patas traseras. Luego, con una cuchilla quirúrgica de tamaño 20, haga una incisión de 9 cm alrededor del área tibiofibular inferior para exponer el tendón tibial posterior (TP).</li>
	<li>Con la cuchilla quirúrgica del mismo tamaño, extirpa los tendones TP lapina con una longitud promedio de 70 mm y manténgalos húmedos en PBS durante el proceso experimental para evitar el secado.</li>
</ol>3. Desarrolló una nueva técnica de tenorrafia
NOTA: Las suturas (ver Tabla de Materiales)son no absorbibles y están hechas de un estereoisómero cristalino isotáctico de polipropileno, que es una poliolefina lineal sintética. Las suturas de enclavamiento del núcleo consistían principalmente en 3-0 y las suturas periféricas eran 6-0. Estas fueron las dos suturas principales utilizadas en todos los experimentos.
<ol><li>Con una cuchilla quirúrgica, corte el tendón TP en el punto medio. Extirpar un segmento de 15 mm del tendón desde la mitad del tendón y reemplazarlo con el injerto de colágeno ET(Figura 2D). Entrelazar la sutura 3-0 proximalmente lejos de los extremos del tendón nativo(Figura 3A).</li>
	<li>Pase las suturas de núcleo 3-0 por encima de toda la longitud del injerto y enclave distalmente lejos del extremo cortado.</li>
	<li>Asegure ambos extremos del ET al tendón nativo con 6-0 y suturas de funcionamiento continuo alrededor de la periferia acoplando dos extremos del tendón(Figura 3B). Esto se hace para que el injerto se pueda mover fácilmente sobre la sutura colocando tensión sobre el tendón nativo20.</li>
	<li>Después de asegurar la sutura como se describió anteriormente, asegúrese manualmente de que la tensión en las suturas sea adecuada y que no haya flacidez en la totalidad de la sutura.</li>
</ol>

Los autores declaran que no tienen conflictos de intereses.

En este estudio, se eligieron injertos de colágeno tipo I de ingeniería tisular como injerto de tendón porque el colágeno es un polímero natural y se utiliza como biomaterial para diversas aplicaciones de ingeniería de tejidos27,28. Además, el colágeno constituye el 60% de la masa seca del tendón, de la cual el 95% es colágeno tipo 1 21,29,30,<sup c...

La ruptura del tendón puede ocurrir debido a factores extrínsecos como laceraciones traumáticas o carga excesiva del tendón. Debido a las fuerzas de tracción externas colocadas en una reparación del tendón, inevitablemente se forma una brecha con la mayoría de las técnicas de reparación del tendón. Actualmente, los defectos / huecos tendinosos se llenan con injertos automáticos, aloo, xeno o artificiales, pero su disponibilidad es finita y el sitio donante es una fuente de morbilidad.
El enfoque de ingeniería tisular para fabricar injerto de tendón a partir de un polímero natural como el colágeno tiene la ventaja distintiva de ser biocompatible y puede proporcionar componentes vitales de matriz extracelular (ECM) que facilitan la integración celular. Sin embargo, debido a la falta de alineación fibrilar, las propiedades mecánicas del tendón diseñado (ET) son inferiores al tendón nativo. Para aumentar las propiedades mecánicas del colágeno más débil, se han utilizado muchos métodos, como la reticulación física al vacío, la radiación UV y los tratamientos dehidrotérmicos1. Asimismo, a través de la reticulación química con riboflavina, los métodos enzimáticos y no enzimáticos aumentaron la densidad del colágeno y el módulo de Young del colágeno in vitro2,3. Sin embargo, al añadir agentes reticulantes, la biocompatibilidad del colágeno se ve comprometida, ya que los estudios han demostrado una alteración del 33% en las propiedades mecánicas y una pérdida del 40% de la viabilidad celular3,4,5. La acumulación gradual de alineación y resistencia mecánica se puede obtener a través de la carga cíclica6; sin embargo, esto se puede adquirir de manera eficiente in vivo7.
Para que ET se integre in vivo y adquiera resistencia sin la necesidad de alteración química, un enfoque sería utilizar una técnica de sutura estabilizadora para mantener la construcción más débil en su lugar. La mayoría de las reparaciones del tendón se basan en el diseño de la sutura para mantener unidos los extremos del tendón; por lo tanto, la modificación de estas técnicas existentes podría proporcionar una solución lógica8,9.
Hasta la década de 1980, las reparaciones de 2 hebras eran ampliamente utilizadas, pero la literatura quirúrgica reciente describe el uso de 4 hebras, 6 hebras o incluso 8 hebras en la reparación10,11. En 1985, Savage describió técnicas de sutura de 6 hebras con 6 puntos de anclaje, y fue significativamente más fuerte que la técnica de sutura de Bunnell que utiliza 4 hebras 12. Además, las reparaciones de 8 hebras son un 43% más fuertes que otras hebras en modelos de cadáveres e in situ, pero estas reparaciones no se practican ampliamente ya que se vuelve técnicamente difícil reproducir las reparaciones con precisión13,14,15,16. Por lo tanto, un mayor número de hebras de sutura del núcleo se relaciona con un aumento proporcional de las propiedades biomecánicas del tendón reparado. Sin embargo, hay una pérdida de viabilidad celular alrededor de los puntos de sutura, y el trauma de la sutura excesiva puede ser en detrimento del tendón, lo que puede comprometer la curación del tendón17. Las técnicas de sutura deben proporcionar una reparación geométrica fuerte que sea equilibrada y relativamente inelástica para minimizar la rotura del tendón después de la reparación. Además, la ubicación de la sutura y sus nudos deben colocarse estratégicamente para que no interfieran con el deslizamiento, el suministro de sangre y la curación hasta que se haya obtenido la acumulación de la fuerza adecuada10,18.
Para establecer la viabilidad de asegurar un injerto ET más débil u otro material de injerto entre el tendón roto, hemos desarrollado una nueva técnica de sutura que puede descargar el injerto para que pueda madurar e integrarse gradualmente en el tejido huésped in vivo.

<table><tbody><tr><td>Cola de rata tipo 1 Colágeno&nbsp;</td><td>First Link, Birmingham, Reino Unido</td><td>60-30-810</td><td></td></tr><tr><td>suturas de prolene 6-0</td><td>Ethicon Ltd, Edimburgo, Reino Unido</td><td></td><td></td>EP8726H</tr><tr><td>suturas de prolene 3-0</td><td>Ethicon Ltd, Edimburgo, Reino Unido</td><td>D8911</td><td></td></tr><tr><td>Papel de filtro Whatman</td><td>SIGMA-ALDRICH&nbsp;</td><td></td><td></td>WHA10010155</tr><tr><td>Gibco&nbsp; DMEM, alto contenido de glucosa</td><td>Thermo Fisher Scientific&nbsp;</td><td></td><td></td>11574486</tr><tr><td>Malla de nylon&nbsp;</td><td>Plastok (Mallas y Filtración) Ltd.</td><td>Na</td><td></td></tr></tbody></table>

una nueva técnica de sutura de tenorrafia con injerto de colágeno de ingeniería tisular para reparar defectos grandes del tendón

A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects

El manejo quirúrgico de defectos tendinosos grandes con injertos de tendón es un desafío, ya que hay un número finito de sitios donde los donantes pueden identificarse y usarse fácilmente. Actualmente, este vacío se llena con injertos de tendones auto, aloo, xeno o artificiales, pero los métodos clínicos para asegurarlos no son necesariamente traducibles a animales debido a la escala. Con el fin de evaluar nuevos biomateriales o estudiar un injerto de tendón compuesto de colágeno tipo 1, hemos desarrollado una técnica de sutura modificada para ayudar a mantener el tendón diseñado en alineación con los extremos del tendón. Las propiedades mecánicas de estos injertos son inferiores al tendón nativo. Para incorporar el tendón diseñado en modelos clínicamente relevantes de reparación cargada, se adoptó una estrategia para descargar el injerto de tendón de ingeniería tisular y permitir la maduración e integración del tendón diseñado in vivo hasta que se formó un neoten tendón mecánicamente sólido. Describimos esta técnica utilizando la incorporación de la construcción del tendón de ingeniería tisular de colágeno tipo 1.

Hemos utilizado injertos de colágeno fabricados a partir de colágeno tipo I, ya que esta es la proteína predominante que se encuentra en el tendón. Constituye casi el 95% del colágeno total en el tendón; por lo tanto, el colágeno ha exhibido todas las propiedades ideales para imitar el tendón in vivo21,22.
En este estudio, el colágeno tipo I utilizado se extrajo...

En este trabajo, presentamos un protocolo in vitro e in situ para reparar un hueco tendinoso de hasta 1,5 cm llenándolo con injerto de colágeno modificado. Esto se realizó mediante el desarrollo de una técnica de sutura modificada para tomar la carga mecánica hasta que el injerto madure en el tejido huésped.

Una nueva técnica de sutura de tenorrafia con injerto de colágeno de ingeniería tisular para reparar defectos grandes del tendón

Surgical management of large tendon defects with tendon grafts is challenging, as there are a finite number of sites where donors can be readily ...

Por lo tanto, esta técnica quirúrgica de sutura, una pieza de colágeno de ingeniería tisular revolucionará la forma en que usamos gráficos de ingeniería tisular para reemplazar los autógrafos de tendones que se utilizan actualmente para la reconstrucción de tendones. La principal ventaja de esta técnica es que utiliza una técnica de sutura optimizada quirúrgicamente para acomodar un tejido neuro tendón in vivo. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la ingeniería de tejidos sobre el uso de gráficos de colágeno para la reconstrucción del tendón.La principal ventaja de esta técnica es que utiliza una técnica de inserción de gráficos optimizada quirúrgicamente para acomodar un gráfico de tendones diseñado por tejido in vivo. Las implicaciones de esta técnica se extienden hacia la terapia de una brecha tendinosa. Porque está listo para usar y está disponible para los cirujanos.Sin embargo, este método puede proporcionar información sobre la reparación quirúrgica de los tendones. También se puede aplicar a otros procedimientos de elaboración. La demostración visual de este método es crítica ya que la aplicación vivo de la sutura puede ser difícil de dominar sin el uso de una gran cantidad de animales.Comience por Alec Walton, cuatro mililitros de colágeno de cola de rata tipo uno, solución de colágeno monomérico. Luego agregue 500 microlitros de 10 veces el medio esencial mínimo a la solución de colágeno y titule contra hidróxido de sodio de cinco y un molar para neutralizar la solución. A continuación, agregue 500 microlitros del Medio Eagle Modificado de Dulbecco a la solución y transfiera cinco mililitros de la mezcla a un molde de metal rectangular hecho a medida.luego coloque el molde a 37 grados centígrados y 5% de CO2 durante 15 minutos para facilitar el ensamblaje de la matriz. Después de la polimerización, transfiera el hidrogel de colágeno del molde a un conjunto de compresión de plástico estándar entre dos láminas de malla de nylon de 50 micrómetros. Aplique una carga estática de 120 gramos al conjunto durante cinco minutos para eliminar el líquido intersticial del hidrogel, utilizando cuatro capas de papel de filtro oF para absorber el líquido descargado.Después de preparar tres hidrogeles más de la misma manera, enrolle los cuatro geles comprimidos juntos y corte el rollo en segmentos de 15 milímetros. Antes de comenzar el procedimiento, recorte el pelo en ambas extremidades posteriores de un conejo macho de 16 a 25 semanas de edad y use una cuchilla quirúrgica número 20 para hacer una incisión de nueve centímetros en una extremidad alrededor del área del fibular tubular inferior, para exponer el tendón tibial posterior. Luego exponga un tendón seccional de 17 milímetros y humedezca el tejido con PBS para mantener el tejido hidratado.A continuación, retire un segmento de 15 milímetros del tendón en el punto medio y reemplace el tejido extirpado con el injerto de colágeno de tejido diseñado. Usando tres suturas de núcleo cero, interbloquee el injerto proximalmente de los extremos del tendón nativo. Pasar las suturas a lo largo de toda la longitud del injerto para entrelazar el injerto distalmente desde el extremo cortado.Asegure ambos extremos del tejido diseñado al tendón nativo con seis suturas continuas cero alrededor de la periferia del injerto. Luego confirme manualmente que la tensión en las suturas es apropiada y que no hay flacidez en ninguna de estas suturas. Como se demostró, el espacio tendinoso extirpado se llena con un injerto de tendón de tejido diseñado de 15 milímetros de largo, y se asegura con tres suturas de enclavamiento cero a 17 milímetros para actuar como barreras de carga y con seis suturas cero al tejido nativo.La resistencia media a la rotura de la reparación fue de aproximadamente 51 newtons, significativamente mayor que la de la reparación de control kessler de aproximadamente 12 Newtons. Demostrar la influencia de la longitud de la sutura del núcleo y el enclavamiento distal en la prevención de fallas de reparación a fuerzas de mayor magnitud. En experimentos de resistencia a la sutura, demostró una fuerza de rotura media de aproximadamente 25 Newtons, significativamente mayor que la fuerza de rotura media de control de aproximadamente 14 Newtons.Hay dos cosas clave para recordar. Número uno, asegúrese de neutralizar una solución de colágeno a un pH adecuado. Y en segundo lugar, debe haber suficiente tensión de sutura y no hay flacidez dentro de la sutura.Entonces, después del desarrollo de la técnica de sutura, ha traído nuevas perspectivas en la forma en que los investigadores en el campo de la ingeniería de tejidos de tendones pueden abordar la reparación de tendones, y el reemplazo de tendones y la regeneración de tendones, en seres humanos en el futuro. Recuerda formular en solución de colágeno neutralizado, a un pH ideal. Y para asegurarse manualmente de que la tensión de la sutura es adecuada, de modo que no haya flacidez dentro de la sutura.Después de su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que los investigadores en el campo de la ingeniería de tejidos y la regeneración tendida exploren la reparación de la brecha tendinosa en humanos.

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Bioingeniería

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Aquí, presentamos una técnica de sutura "Q" que se puede realizar en la reparación del tendón y sus efectos en la formación de huecos y la resistencia a la tracción de los tendones reparados. La sutura Q ha demostrado ser eficiente en la mejora de la resistencia a la tracción y la resistencia a la reparación del tendón.

Uso de Q Suture para mejorar la resistencia a la formación de brechas y la resistencia a la tracción de los tendones flexores reparados

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Una nueva técnica de sutura de tenorrafia con injerto de colágeno de ingeniería tisular para reparar defectos grandes del tendón (Video) | JoVE Journal

Una nueva técnica de sutura de tenorrafia con injerto de colágeno de ingeniería tisular para reparar defectos grandes del tendón

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