Waiting
Traitement de la connexion…

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

En ny Tenorrhaphy Suture Teknik med væv manipuleret kollagen Graft at reparere store sene defekter

Published: December 10, 2021 doi: 10.3791/57696
Automatic Translation
1,3, 2, 1
1Division of Surgery and Interventional Science, University College London, 2Blond McIndoe Laboratories, Division of Cell Matrix and Regenerative Medicine, MAHSC, University of Manchester, 3Department of Surgical Research, Northwick Park Institute for Medical Research, Northwick Park Hospital

Summary

I dette papir præsenterer vi en in vitro- og in situ-protokol for at reparere et senehul på op til 1,5 cm ved at fylde det med konstrueret kollagentransplantation. Dette blev udført ved at udvikle en modificeret sutur teknik til at tage den mekaniske belastning, indtil transplantatet modnes i værtsvævet.

Abstract

Kirurgisk håndtering af store senefejl med senetransplantationer er udfordrende, da der er et begrænset antal steder, hvor donorer let kan identificeres og anvendes. I øjeblikket er dette hul fyldt med sene auto-, allo-, xeno-eller kunstige grafts, men kliniske metoder til at sikre dem kan ikke nødvendigvis oversættes til dyr på grund af skalaen. For at evaluere nye biomaterialer eller studere en senetransplantation, der består af kollagentype 1, har vi udviklet en modificeret suturteknik for at hjælpe med at opretholde den konstruerede sene i overensstemmelse med senenenderne. Mekaniske egenskaber af disse grafts er ringere end den indfødte sene. For at indarbejde manipuleret sene i klinisk relevante modeller af lastet reparation blev der vedtaget en strategi for at aflaste den vævsudviklede senegraft og give mulighed for modning og integration af den konstruerede sene in vivo, indtil der blev dannet en mekanisk sund neo-sene. Vi beskriver denne teknik ved hjælp af inkorporering af kollagen type 1 væv manipuleret sene konstruere.

Introduction

Seneruptur kan forekomme på grund af ydre faktorer såsom traumatiske flænger eller overdreven belastning af senen. På grund af de ydre trækkræfter placeret på en sene reparation, et hul uundgåeligt former med de fleste sene reparation teknikker. I øjeblikket er senefejl / huller fyldt med auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men deres tilgængelighed er begrænset, og donorstedet er en kilde til sygelighed.

Den vævsudviklede tilgang til fremstilling af senetransplantation fra en naturlig polymer som kollagen har den karakteristiske fordel at være biokompatierbar og kan give vitale ekstracellulære matrixkomponenter (ECM) komponenter, der letter celleintegration. Men på grund af manglende fibrillarjustering er de mekaniske egenskaber ved den konstruerede sene (ET) ringere end den indfødte sene. For at øge de mekaniske egenskaber af den svagere kollagen er der blevet anvendt mange metoder, såsom fysisk krydsbinding under vakuum, UV-stråling og dehydrothermale behandlinger1. Også gennem kemiske krydsbinding med riboflavin, enzymatiske og ikke-enzymatiske metoder øget kollagentæthed og Young's modulus af kollagen in vitro2,3. Men ved at tilføje krydsbindingsmidler kompromitteres kollagen biokompatibilitet, da undersøgelser har vist en 33% ændring i mekaniske egenskaber og 40% tab af celle levedygtighed3,4,5. Gradvis tilfald af tilpasning og mekanisk styrke kan opnås vedcyklisk belastning6; dette kan dog erhverves effektivt in vivo7.

For et at integrere in vivo og erhverve styrke uden behov for kemisk ændring, ville en tilgang være at bruge en stabiliserende sutur teknik til at holde den svagere konstruktion på plads. De fleste senereparationer er afhængige af suturdesignet for at holde senenende sammen; derfor kan en ændring af disse eksisterende teknikker være en logisk løsning8,9.

Indtil 1980'erne blev 2-strenget reparationer meget udbredt, men nyere kirurgisk litteratur beskriver brugen af 4 tråde, 6 tråde eller endda 8 tråde i reparation10,11. I 1985, Savage beskrevet 6-streng sutur teknikker med 6 ankerpunkter, og det var betydeligt stærkere end Bunnell sutur teknik, der bruger 4 tråde 12. Desuden er 8-strenges reparationer 43% stærkere end andre tråde i kadaver- og in situ-modeller, men disse reparationer praktiseres ikke bredt, da det bliver teknisk vanskeligt at reproducere reparationerne nøjagtigt13,14,15,16. Derfor vedrører et større antal kerne suturstrenge en proportional stigning i biomekaniske egenskaber ved den reparerede sene. Der er dog et tab af celle levedygtighed omkring suturpunkterne, og traumer fra overdreven suturering kan være på bekostning af senen, hvilket kan kompromittere senenhedning17. Sutur teknikker bør give en stærk geometrisk reparation, der er afbalanceret og relativt uelastisk at minimere senen gabende efter reparation. Derudover skal suturens placering og dens knuder placeres strategisk, for at de ikke kan forstyrre glidende, blodforsyning og heling, indtil der er opnået10,18.

For at fastslå muligheden for at sikre svagere ET-transplantat eller andet transplantatmateriale i mellem bristet sene, har vi udviklet en ny suturteknik, der kan aflaste transplantatet, så den kan modnes og gradvist integreres i værtsvævet in vivo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

BEMÆRK: Eksperimentdesign og etisk godkendelse blev indhentet fra UCL Institutional Review Board (IRB). Alle forsøg blev udført i henhold til regulering af indenrigsministeriet og retningslinjer for dyr (videnskabelig procedure) Act 1986 med revideret lovgivning i EU-direktiv 2010/63/EU (2013). Kaniner blev inspiceret af en navngivet dyrlæge (NVS) regelmæssigt og to gange om dagen af en navngiven dyrepleje og velfærd officer (NACWO) (Som pr retningslinjer og regler for Home office). De viste ingen tegn på smerte, før de blev aflivet.

1. Forberedelse af vævsfremstillet sene (ET) Graft

  1. For at fremstille kollagenhydragelen tilsættes 4 ml rottehalekollagen type 1 monomerisk kollagenopløsning (2,15 mg/ml i 0,6% eddikesyre med 0,2% w/v af det samlede protein) og 500 μL på 10x Minimal Essential Medium. Neutralisere dette ved at titrere mod 5 M og 1 M natriumhydroxid og tilsættes 500 μL af Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM).
  2. Hæld 5 mL af denne opløsning i en specialbygget rektangulær metalform (33 mm × 22 mm × 10 mm, 120 g vægt) (Figur 1). Opbevar formen i en CO2-inkubator ved 37 °C og 5 % CO2 i 15 minutter, så matrixsamlingen kan samles19.

2. Fabrikation af transplantatet

  1. Efter polymerisering fjernes kollagenhydrgelen fra formen og placeres i en standard plastkomprimeringssamling (Figur 2A)19.
  2. Kollagenhydroren i mellem to 50 μm nylonnetplader og påfør en statisk belastning på 120 g (samlet overfladeareal 7,4 cm2, hvilket er et tryk svarende til 1,6 kPa) i 5 minutter for at fjerne interstitiel væske fra hydrogelen (figur 2A). Brug fire lag filterpapir til at absorbere den udledte væske fra hydrogels.
  3. Brug fire lag komprimerede geler, der er rullet oven på hinanden (figur 2B), og skær i 15 mm segmenter (Figur 2C) til fremstilling af ET.
    BEMÆRK: Nye Zeland hvide hankaniner i alderen 16 - 25 uger blev brugt i forsøgene.
  4. Bedøve dyr med en intramuskulær (i.m.) dosis hypnorm (0,3 mg/mL) og aflive ved at give en overdosis pentobarbitone.
  5. Umiddelbart efter aktiv dødshjælp, trimme håret på begge bagben. Så med en størrelse 20 kirurgisk klinge, lav en 9 cm snit omkring ringere tibiofibular område til at udsætte skinnebenet posterior (TP) sene.
  6. Med samme størrelse kirurgiske klinge, punktafgifter lapine TP sener med en gennemsnitlig længde på 70 mm og holde fugtig i PBS under forsøgsprocessen for at undgå tørring.

3. Udviklet ny tenorrhaphy teknik

BEMÆRK: Suturerne (se Materialetabel)er ikke-absorberelige og fremstillet af en isotatisk krystallinsk stereoisomer af polypropylen, som er en syntetisk lineær polyolefin. Kernekonkluserne var primært på 3-0, og de perifere suturer var 6-0. Disse var de to vigtigste suturer, der anvendes i alle eksperimenter.

  1. Med en kirurgisk klinge skæres TP-senen ved midtpunktet. Et segment på senen på 15 mm fjernes fra midten af senen, og den erstattes med ET-kollagentransplantationen (figur 2D). Interlock 3-0 sutur proximally væk fra indfødte sene ender (Figur 3A).
  2. Pass 3-0 kerne suturer over hele længden af transplantatet og interlock distally væk fra den afskårne ende.
  3. Fastgør begge ender af ET til den oprindelige sene med 6-0 og kontinuerlige løbe suturer rundt i periferien ved at koble to seneender (Figur 3B). Dette gøres, så transplantatet let kan flyttes på suturen ved at placere spændinger på den indfødte sene20.
  4. Når suturen er sikret som beskrevet ovenfor, skal du manuelt sikre, at spændingen på suturerne er passende, og at der ikke er nogen slaphed i hele suturen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Vi har brugt kollagentransplantationer fremstillet af type I kollagen, da dette er det fremherskende protein, der findes i senen. Det udgør næsten 95% af den samlede kollagen i senen; derfor har kollagen udstillet alle ideelle egenskaber til at efterligne sene i vivo21,22.

I denne undersøgelse blev den anvendte type I kollagen udvundet af rottehalesenen og opløst i eddikesyren (2,15 mg/ml). For at polymerisere denne kollagen blev den neutraliseret med natriumhydroxid in vitro, som dannede ikke-krydsbundne anisotropiske kollagenfibrils. Denne hydrogel indeholder 98% væske og kan efterligne levende væv in vivo inden for 20 minutter under fabrikation23. Denne hydrogel er dog mekanisk svag; derfor har vi for at øge mekaniske egenskaber udviklet en metode til hurtig kompression af kollagen hydrogel ved en teknik kendt som 'plastkomprimering', hvor kompressionsgraden er direkte proportional med den anvendte vægt på toppen og frigivet væske fra væskens forlader overflade (FLS)19.

Spiralrullende af denne graft øger dens mekaniske egenskaber19, men transplantatet forbliver betydeligt svagere end den indfødte sene. For at løse dette problem har vi udviklet en ny modificeret suturteknik ved at placere suturpunkter, ikke på kanten af bristede sener, men proximally og distally væk. Således er styrken af reparationen på suturer og suturpunkter og ikke på den mekanisk svagere senetransplantation.

For at demonstrere funktionaliteten af den udviklede nye suturteknik blev en lapine TP-sene fjernet. Hullet var fyldt med en 15 mm lang senetransplantation sikret med 6-0 suturer, og 3-0 sammenlåste suturer blev placeret på 70 mm for at fungere som belastningsbarrierer (Figur 3A). Den gennemsnitlige pause styrke reparation var 50,62 ± 8,17 N, hvilket var betydeligt højere (p < 0,05) end kontrol Kessler reparation af 12,49 ± 1,62 N (Figur 4A). Derfor, kerne sutur længde og deres sikringsanlæg væk fra senen ender betydelig indflydelse modstand af senen og reparationer fra ikke på højere størrelsesorden kræfter24,25.

Denne modstand var utilstrækkelig i kontrolreparationer, som forårsagede tidlig reparationsfejl og belastningsfejl på mere end 20% på senen. Dette er dog en fysiologisk anomali, da sener in vivo aldrig er udsat for 20% straindue, da der ikke er plads nok til, at en sene kan strække sig så meget; derfor for at teste gennemførligheden af suturteknikken i vivo-modeller har vi udført reparation in situ og beregnet en gennemsnitlig pausestyrke på 24,60 ± 3,92 N, hvilket er betydeligt højere end kontrol middelpausestyrken på 13,98 ± 2,26 N (Figur 4B).

Figure 1
Figur 1: Neutraliseret kollagen hydrogel (pH 7.4) (lyserød farve) støbt i rustfrit stål skimmel. Gel fik lov til at forblive i en CO 2-inkubator ved 37 °C i 20 minutter, for at fibrillogenese kunne forekomme. Skalalinjen vises nederst. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: Plastkompressionsproces. (A) Kollagen hydrogel placeret i mellem nylon masker med en konstant statisk belastning på 120 gram anvendes. Drænet væske blev absorberet af fire lag filterpapir. Pilen viser væsken forlader overfladen (FLS) for gelen. (B) Der blev rullet fire lag komprimerede kollagenark langs aksen for at danne »manipuleret sene« (ET). (C) Den del af ET blev skåret i 15 mm segmenter for at efterligne senen. (D) Senefejlen blev skabt i den oprindelige sene (NT) ved at udskille et 15 mm segment af den bageste tibiale sene, og defekten var fyldt med ET. Dette panel blev ændret fra tidligere arbejde26. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: (A) Senefejlen var fyldt med ET og sikret med 6-0 suturer, og 3-0 sikringsanlæg fire strenge sutur teknik blev udført passerer over graft i 30 mm regionen. Blokpilen viser udgangspunktet for suturen, og den tomme pil viser slutpunktet for suturen. Dette panel blev ændret fra tidligere arbejde26. (B) Gennemførlighed af at udføre udviklet sutur teknik i et rum inde lapine model (in situ). Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: Mekanisk styrke. A) Reparationens mekaniske prøveudgang og (B) in situ mekanisk prøveudgang (fejlstænger = SD; *p < 0,05, envejs ANOVA med Bonferroni-korrektion). Dette panel blev ændret fra tidligere arbejde26. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

I denne undersøgelse, væv manipuleret type I kollagen grafts blev valgt som en senetransplantation, fordi kollagen er en naturlig polymer og anvendes som et biomateriale til forskellige væv engineering applikationer27,28. Kollagen udgør også 60 % af den tørre senmasse, hvoraf 95 % er type 1 kollagen 21,29,30,31,32. For at en vellykket indpodning kan forekomme, skal transplantatens mekaniske egenskaber ideelt set matche den oprindelige sene33; Men med de nuværende tekniske teknikker er et '4.41 N's) mekaniske egenskaber betydeligt ringere end den oprindelige sene (NT) (261,08 N)33. Det foreslås, at dette skyldes det velorganiserede hierarkiske arrangement af kollagen fibril i den indfødte sene, som fortsat er en udfordring at konstruere og matche dens mekaniske egenskaber34. Vi har forsøgt at øge tætheden af ET matrix ved at anvende en statisk vægt af kompression til kollagen hydrogel33; men den arkitektoniske kompleksitet, hvorfra senen får sin styrke, er mere indviklet. Metoder til at opsamle mekanisk styrke opnås velsagtens bedst in vivo, hvor værtsbiologiske processer kan handle på ombygningen af den ekstracellulære matrix. Derfor blev der i denne undersøgelse vedtaget en anden strategi for at ændre den nuværende suturteknik som post senereparation; den mekaniske styrke af den reparerede senetransplantation er helt afhængig af suturteknikken8,9. Derfor kan vi ved at ændre eksisterende suturteknikker aflaste den konstruerede senentransplantation, indtil celle- og ECM-induceret ombygning opstår som en ny tilgang.

Til dato er der forskellige sutur teknikker til rådighed til at reparere senen, hvoraf ingen er en guldstandard; Den modificerede Kessler suturteknik bruges dog i vid udstrækning til at reparere sener, fordi den er mindre obstruktiv og skadelig for sener35,36. Flexor digitorum profundus muskel sene af lam, når syet med 6-streng Savage teknik, blev rapporteret at have en pause styrke på 51,3 N, men når en modificeret Kessler sutur teknik blev brugt, pause styrke var 69,0 N7. Men i denne undersøgelse, når sene hul på 15 mm blev fyldt med ET og repareret med modificeret Kessler sutur teknik, reparationen mislykkedes på et tidligt tidspunkt med en pause styrke på 12,49 N (Figur 4). Denne lave værdi gør teknikken klinisk irrelevant. Lignende resultater er blevet rapporteret af De Wit et al. i en svin flexor reparation sene model, tyder på, at Kessler reparation mislykkedes ved sutur brud ved at reducere gapping med 15% i forhold til korsbånd reparation, hvor gapping er reduceret med 87% og reparation mislykkedes ved sutur pull-out38. Der er således behov for en anden stærk suturteknik, som kan holde mekanisk svagere ET på plads.

En ny modificeret sutur teknik blev udviklet ved hjælp af fire kerne suturer over hele længden af ET og over den modsatte sene. Disse suturer blev låst fast på suturmaterialet selv i et stykke væk fra hver sene ende. Dette skyldes primært, at det er blevet rapporteret, at sætte sutur knuder på lige afstand og lige belastning deling spænding på alle sutur tråde øger deres mekaniske egenskaber39. En afbalanceret reparation kan også opnås ved at holde en kontinuerlig sutur, og svimlende reparation for at give mulighed for kompression på reparationsstedet40.

I denne undersøgelse blev 3-0 suturer brugt til ydre sammenlåste suturer i betragtning af at kanin TP-senen har en længde, bredde og tykkelse på henholdsvis 62,4 mm, 5 mm og 1,5 mm. 6-0 suturer blev brugt til at holde ET på plads. Selv om vi har prøvet andre absorberende sutur materialer, ville det ikke være hensigtsmæssigt, da de bliver svagere over en periode in vivo41. En primær årsag polypropylen suturer blev valgt, er fordi de er en monofilament samt ikke-absorberes, og de forårsager ikke strukturelle eller spændingsmæssige ændringer under belastning42. Vi testede alle suturer fra 2-0 til 7-0, men 3-0 og 6-0 viste sig at være ideelle kandidater til vores eksperimenter 26.

Den primære årsag til at bruge 4 streng reparation var at undgå overdreven skade på bristede sene ender med et større antal sutur tråde, da det er blevet rapporteret, at en normal kirurgisk sutur i en sene resulterer i dannelsen af en acellulær region43. Det er blevet antaget, at dette skyldes, at cellerne migrerer ud fra den trykbelastning, der sættes på senen, og normalt udsættes disse celler for trækbelastning17. Denne migration af celler væk fra suturen kan derefter forårsage svækkelse af matrixen, da der er en mangel på celler til at opretholde og omsætning matrixen, hvilket kan forårsage tidlig senen fiasko17. Vi kan bruge flere snilstrimler, der er biomekanisk dobbelt så stærke(ex vivo) end 4-strengede suturer11,12,44,45; Disse reparationer praktiseres dog ikke i vid udstrækning , og deres kliniske begrænsninger er i øjeblikket ved at blive evalueret13,14,15,16.

Placeringen af suturknuden er vigtig, men der er argumenter for og imod at eksternalisere suturen. At have suturen på den ydre overflade kan potentielt snag mod strukturer som senen remskiver og reducere glide. I en undersøgelse illustrerede de områder, hvor suturknuder er placeret inde, et fald i glidemodstand sammenlignet med Kessler-reparationen, som har suturknuder uden for46. Undersøgelser udført i hundemodellen konkluderede, at ved en højere styrke af kraften havde færre suturknuder placeret uden for reparationen og væk fra senenenderne overlevet sammenlignet med dem, der var placeret inde i reparationen47,48. Internalisering af knuden reducerer dog potentielt kontaktfladen af den helbredende sene. Der er også den betragtning, at vævsskader opstår fra suturnålen piercing senen og det større antal passerer vedrører den øgede senetraumer 49.

For at sikre ET i mellem senen hul, en standard for at køre suturer50 langs kanten af senen og ET blev udført. Dette blev gjort, fordi der var behov for perifere suturer, der er stærke nok til at holde ET på plads i den indledende fase af healing indtil celle og ECM induceret ombygning kunne forekomme50. Det største problem var variationen i NT's og ET's mekaniske egenskaber, hvilket kunne resultere i tidlig kløftdannelse, selv om ET var stressafskærmet. På den anden side, anvende en mere sikker teknik såsom vandret madras intrafiber suturer51, Halsted kontinuerlig vandret madras suturer52,53, korssting epitendinøse reparation teknikker54,55,56,57 eller kører lås suturer58,59 ville have bristet ET, da det er skrøbeligt. Således valgte vi kører suturer som en perifer sutur teknik, som er enkel og holder ET intakt i alle retninger.

Fra et vævstekniksk perspektiv skal vi undersøge, om denne metode kan bruges til at udfylde et senehul på mere end 1,5 cm. For at bruge denne graft i kliniske forsøg på mennesker er vi nødt til yderligere at undersøge det immunologiske respons på den xenogene kilde til kollagen, selv om dette kan opnås ved at udvikle klinisk kvalitet kollagen. Den protokol, der er beskrevet heri, fastslår gennemførligheden af den udviklede suturteknik inden for tilgængelige anatomiske rum i en svin lapinmodel. Denne udviklede sutur teknik har sutur punkter proximally og distally ækvidistance væk fra bristede sene ender, således at manipuleret sene graft kunne aflæsses. Derfor kunne det modnes og integreres in vivo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne erklærer, at de ikke har nogen interessekonflikter.

Acknowledgments

Forfatterne vil gerne anerkende UCL for finansiering af dette projekt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Rat tail type 1 Collagen  First Link, Birmingham, UK 60-30-810
prolene sutures 6-0 Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. EP8726H
prolene sutures 3-0 Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. D8911
Whatman filter paper SIGMA-ALDRICH  WHA10010155
Gibco DMEM, high glucose Thermo Fisher Scientific  11574486
Nylon mesh  Plastok (Meshes and Filtration) Ltd. NA

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Wollensak, G., Spoerl, E., Seiler, T. Riboflavin/ultraviolet-a-induced collagen crosslinking for the treatment of keratoconus. American Journal of Ophthalmology. 135, 620-627 (2003).
  2. Tanzer, M. L. Cross-Linking of Collagen. Science. 180, 561-566 (1973).
  3. Reiser, K., McCormick, R. J., Rucker, R. B. Enzymatic and nonenzymatic cross-linking of collagen and elastin. FASEB Journal. 6, 2439-2449 (1992).
  4. Kanungo, B. P., Gibson, L. J. Density-property relationships in collagen-glycosaminoglycan scaffolds. Acta Biomaterialia. 6, 344-353 (2010).
  5. Weadock, K. S., Miller, E. J., Bellincampi, L. D., Zawadsky, J. P., Dunn, M. G. Physical crosslinking of collagen fibers: comparison of ultraviolet irradiation and dehydrothermal treatment. Journal of Biomedical Materials Research. 29, 1373-1379 (1995).
  6. Kalson, N. S., et al. Slow Stretching That Mimics Embryonic Growth Rate Stimulates Structural and Mechanical Development of Tendon-Like Tissue In Vitro. Developmental Dynamics. 240, 2520-2528 (2011).
  7. Torigoe, K., et al. Mechanisms of collagen fibril alignment in tendon injury: from tendon regeneration to artificial tendon. Journal of Orthopaedic Research. 29, 1944-1950 (2011).
  8. Ketchum, L. D. Suture materials and suture techniques used in tendon repair. Hand Clinics. 1, 43-53 (1985).
  9. Lawrence, T. M., Davis, T. R. A biomechanical analysis of suture materials and their influence on a four-strand flexor tendon repair. The Journal of Hand Surgery. 30, 836-841 (2005).
  10. Strickland, J. W. Development of flexor tendon surgery: Twenty-five years of progress. The Journal of Hand Surgery. 25, 214-235 (2000).
  11. Moriya, K., et al. Clinical outcomes of early active mobilization following flexor tendon repair using the six-strand technique: short- and long-term evaluations. The Journal of Hand Surgery, European volume. , (2014).
  12. Savage, R. In vitro studies of a new method of flexor tendon repair. Journal of Hand Surgery. 10, 135-141 (1985).
  13. Uslu, M., et al. Flexor tendons repair: effect of core sutures caliber with increased number of suture strands and peripheral sutures. A sheep model. Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research : OTSR. 100, 611-616 (2014).
  14. Osei, D. A., et al. The Effect of Suture Caliber and Number of Core Suture Strands on Zone II Flexor Tendon Repair: A Study in Human Cadavers. Journal of Hand Surgery. 39, 262-268 (2013).
  15. Dovan, T. T., Ditsios, K. T., Boyer, M. I. Eight-strand core suture technique for repair of intrasynovial flexor tendon lacerations. Techniques in Hand & Upper Extremity Surgery. 7, 70-74 (2003).
  16. Silva, M. J., et al. The effects of multiple-strand suture techniques on the tensile properties of repair of the flexor digitorum profundus tendon to bone. The Journal of Bone and Joint surgery. 80, American Volume 1507-1514 (1998).
  17. Wong, J. K., Alyouha, S., Kadler, K. E., Ferguson, M. W., McGrouther, D. A. The cell biology of suturing tendons. Matrix Biology. 29, 525-536 (2010).
  18. Strickland, J. W. Flexor Tendon Injuries: II. Operative Technique. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 3, 55-62 (1995).
  19. Brown, R. A., Wiseman, M., Chuo, C. B., Cheema, U., Nazhat, S. N. Ultrarapid Engineering of Biomimetic Materials and Tissues: Fabrication of Nano- and Microstructures by Plastic Compression. Advanced Functional Materials. 15, 1762-1770 (2005).
  20. Sawadkar, P., Alexander, S., Mudera, V. Tissue-engineered collagen grafts to treat large tendon defects. Regenerative Medicine. 9, 249-251 (2014).
  21. Evans, J. H., Barbenel, J. C. Structural and mechanical properties of tendon related to function. Equine veterinary journal. 7, 1-8 (1975).
  22. Riley, G. P., et al. Glycosaminoglycans of human rotator cuff tendons: changes with age and in chronic rotator cuff tendinitis. Annals of the Rheumatic Diseases. 53, 367-376 (1994).
  23. Bell, E., Ivarsson, B., Merrill, C. Production of a tissue-like structure by contraction of collagen lattices by human fibroblasts of different proliferative potential in vitro. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 76, 1274-1278 (1979).
  24. Kim, H. M., et al. Technical and biological modifications for enhanced flexor tendon repair. The Journal of Hand Surgery. 35, 1031-1038 (2010).
  25. Kim, J. B., de Wit, T., Hovius, S. E., McGrouther, D. A., Walbeehm, E. T. What is the significance of tendon suture purchase. The Journal of Hand Surgery, European Volume. 34, 497-502 (2009).
  26. Sawadkar, P., et al. Development of a surgically optimized graft insertion suture technique to accommodate a tissue-engineered tendon in vivo. BioResearch Open Access. 2, 327-335 (2013).
  27. Hadjipanayi, E., et al. Mechanisms of structure generation during plastic compression of nanofibrillar collagen hydrogel scaffolds: towards engineering of collagen. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 5, 505-519 (2011).
  28. Micol, L. A., et al. High-density collagen gel tubes as a matrix for primary human bladder smooth muscle cells. Biomaterials. 32, 1543-1548 (2011).
  29. Lian Cen, L., Liu, W., Cui, L., Zhang, W., Cao, Y. Collagen Tissue Engineering: Development of Novel Biomaterials and applications. Pediatric Research. 63, 492-496 (2008).
  30. Harris, M. T., et al. Mesenchymal stem cells used for rabbit tendon repair can form ectopic bone and express alkaline phosphatase activity in constructs. Journal of Orthopaedic Research. 22, 998-1003 (2004).
  31. Butler, D. L., et al. The use of mesenchymal stem cells in collagen-based scaffolds for tissue-engineered repair of tendons. Nature Protocols. 5, 849-863 (2010).
  32. Cen, L., Liu, W., Cui, L., Zhang, W., Cao, Y. Collagen Tissue Engineering: Development of Novel Biomaterials and Applications. Pediatric Research. 63, 492-496 (2008).
  33. Yamaguchi, H., Suenaga, N., Oizumi, N., Hosokawa, Y., Kanaya, F. Will Preoperative Atrophy and Fatty Degeneration of the Shoulder Muscles Improve after Rotator Cuff Repair in Patients with Massive Rotator Cuff Tears. Advances in Orthopedics. 2012, 195876 (2012).
  34. Silver, F. H., Freeman, J. W., Seehra, G. P. Collagen self-assembly and the development of tendon mechanical properties. Journal of Biomechanics. 36, 1529-1553 (2003).
  35. Schneppendahl, J., et al. Initial stability of two different adhesives compared to suture repair for acute Achilles tendon rupture--a biomechanical evaluation. International Orthopaedics. 36, 627-632 (2012).
  36. Herbort, M., et al. Biomechanical comparison of the primary stability of suturing Achilles tendon rupture: a cadaver study of Bunnell and Kessler techniques under cyclic loading conditions. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 128, 1273-1277 (2008).
  37. Piskin, A., et al. Tendon repair with the strengthened modified Kessler, modified Kessler, and Savage suture techniques: a biomechanical comparison. Acta Orthopaedica et Traumatologica Turcica. 41, 238-243 (2007).
  38. de Wit, T., Walbeehm, E. T., Hovius, S. E., McGrouther, D. A. The mechanical interaction between three geometric types of nylon core suture and a running epitenon suture in repair of porcine flexor tendons. The Journal of Hand Surgery, European Volume. 38, 788-794 (2013).
  39. Trail, I. A., Powell, E. S., Noble, J. The mechanical strength of various suture techniques. Journal of Hand Surgery. 17, 89-91 (1992).
  40. Wong, J. K., Peck, F. Improving results of flexor tendon repair and rehabilitation. Plastic and Reconstructive Surgery. 134, 913-925 (2014).
  41. Amis, A. A. Absorbable sutures in tendon repair. Journal of Hand Surgery. 21, 286 (1996).
  42. Faggioni, R., de Courten, C. Short and long-term advantages and disadvantages of prolene monofilament sutures in penetrating keratoplasty. Klinische Monatsblatter fur Augenheilkunde. 200, 395-397 (1992).
  43. Wong, J. K., Cerovac, S., Ferguson, M. W., McGrouther, D. A. The cellular effect of a single interrupted suture on tendon. Journal of Hand Surgery. 31, 358-367 (2006).
  44. Savage, R., Risitano, G. Flexor tendon repair using a "six strand" method of repair and early active mobilisation. Journal of Hand Surgery. 14, 396-399 (1989).
  45. Okubo, H., Kusano, N., Kinjo, M., Kanaya, F. Influence of different length of core suture purchase among suture row on the strength of 6-strand tendon repairs. Hand Surgery. 20, 19-24 (2015).
  46. Noguchi, M., Seiler, J. G., Gelberman, R. H., Sofranko, R. A., Woo, S. L. In vitro biomechanical analysis of suture methods for flexor tendon repair. Journal of Orthopaedic Research. 11, 603-611 (1993).
  47. Aoki, M., Pruitt, D. L., Kubota, H., Manske, P. R. Effect of suture knots on tensile strength of repaired canine flexor tendons. Journal of Hand Surgery. 20, 72-75 (1995).
  48. Pruitt, D. L., Aoki, M., Manske, P. R. Effect of suture knot location on tensile strength after flexor tendon repair. The Journal of Hand Surgery. 21, 969-973 (1996).
  49. Khor, W. S., et al. Improving Outcomes in Tendon Repair: A Critical Look at the Evidence for Flexor Tendon Repair and Rehabilitation. Plastic and Reconstructive Surgery. 138, 1045-1058 (2016).
  50. Strickland, J. W. Flexor Tendon Injuries: I. Foundations of Treatment. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 3, 44-54 (1995).
  51. Mashadi, Z. B., Amis, A. A. Strength of the suture in the epitenon and within the tendon fibres: development of stronger peripheral suture technique. Journal of Hand Surgery. 17, 172-175 (1992).
  52. Wade, P. J., Muir, I. F., Hutcheon, L. L. Primary flexor tendon repair: the mechanical limitations of the modified Kessler technique. Journal of Hand Surgery. 11, 71-76 (1986).
  53. Wade, P. J., Wetherell, R. G., Amis, A. A. Flexor tendon repair: significant gain in strength from the Halsted peripheral suture technique. Journal of Hand Surgery. 14, 232-235 (1989).
  54. Silfverskiold, K. L., May, E. J. Gap formation after flexor tendon repair in zone II. Results with a new controlled motion programme. Scandinavian Journal of Plastic and Reconstructive Surgery and Hand Surgery / Nordisk Plastikkirurgisk forening [and] Nordisk Klubb for Handkirurgi. 27, 263-268 (1993).
  55. Silfverskiold, K. L., May, E. J., Tornvall, A. H. Gap formation during controlled motion after flexor tendon repair in zone II: a prospective clinical study. The Journal of Hand Surgery. 17, 539-546 (1992).
  56. Silfverskiold, K. L., May, E. J. Flexor tendon repair in zone II with a new suture technique and an early mobilization program combining passive and active flexion. The Journal of Hand Surgery. 19, 53-60 (1994).
  57. Pennington, D. G. Atraumatic retrieval of the proximal end of a severed digital flexor tendon. Plastic and Reconstructive Surgery. 60, 468-469 (1977).
  58. Lin, G. T., An, K. N., Amadio, P. C., Cooney, W. P. Biomechanical studies of running suture for flexor tendon repair in dogs. The Journal of Hand Surgery. 13, 553-558 (1988).
  59. Papandrea, R., Seitz, W. H., Shapiro, P., Borden, B. Biomechanical and clinical evaluation of the epitenon-first technique of flexor tendon repair. The Journal of Hand Surgery. 20, 261-266 (1995).

Tags

Bioengineering Udgave 178 Sene reparation vævsteknik kollagen senetransplantation sutur teknik sene
En ny Tenorrhaphy Suture Teknik med væv manipuleret kollagen Graft at reparere store sene defekter
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Sawadkar, P., Wong, J., Mudera, V. A … More

Sawadkar, P., Wong, J., Mudera, V. A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects. J. Vis. Exp. (178), e57696, doi:10.3791/57696 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter