מאמר שיטה

Athymic עכברוש מודל להערכת הנדסי קדמי צולב גידים שתלי

DOI:

10.3791/52797

⸱

26 במרץ 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Orthopaedic Surgery, University of California Los Angeles, 2Department of Bioengineering, University of California Los Angeles

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מודלים של בעלי חיים הם כלים חשובים להערכת שתלים מהונדסי רקמות. מאמר זה מציג את הפרוטוקול להכנת שתל פולימרי מתכלה חשמלי לשימוש בהנדסת רקמות רצועה צולבת קדמית, כמו גם פרוטוקול כירורגי להשתלה במודל חולדה.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

קרע ברצועה הצולבת הקדמית (ACL) הוא פציעה נפוצה ברצועה הדורשת לעתים קרובות ניתוח מכיוון שה-ACL אינו נרפא היטב ללא התערבות. אסטרטגיות הטיפול הנוכחיות כוללות שחזור רצועות עם השתלה אוטומטית או אלוגרפט, שלכל אחת מהן יש את המגבלות הנלוות לה. לפיכך, יש עניין בתכנון שתל מהונדס רקמות לשימוש בשחזור ACL. אנו מתארים את הייצור של שתל פולימרי אלקטרוספוני לשימוש בהנדסת רקמות ACL. שתל פוליקפרולקטון זה תואם ביולוגית, מתכלה, נקבובי ומורכב מסיבים מיושרים. מכיוון שמודל של בעלי חיים נחוץ כדי להעריך שתל כזה, מאמר זה מתאר מודל חולדה אתימית תוך-מפרקית של שחזור ACL שניתן להשתמש בו כדי להעריך שתלים מהונדסים, כולל אלה שנזרעו עם תאים קסנוגניים. תוצאות בדיקות היסטולוגיה וביומכניות מייצגות 16 שבועות לאחר הניתוח מוצגות, כאשר שתלים נבדקים מיד לאחר ההשתלה ו-ACL מקוריים נגדיים משמשים כבקרות. המחקר הנוכחי מספק מודל בעלי חיים הניתן לשחזור שבעזרתו ניתן להעריך שתלי ACL מהונדסים רקמות, ומדגים את הפוטנציאל של גישת רפואה רגנרטיבית לטיפול בקרע ב-ACL.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

קרע של הרצועה הצולבת הקדמית (ACL) הוא אחד מרוב הפציעות נפוצות רצועה של הברך 1. בגלל ACL של הקרע אינו יכול לרפא ללא התערבות כירורגית, המגבלות בפעולות יומיומיות, כמו גם השתתפות בספורט לנסוע על 175,000 חולים לעבור ניתוח בכל שנה 2, עם עלות משוערת של מליארד דולרים בשנה 3. נכון לעכשיו, או autograft או גיד שתל משמש לשחזור רצועה. למרות שניתן להשיג אחוזי הצלחה גבוהה בשתי החלפת autograft ושתל, סיבוכים רציניים קשורים לאפשרויות שחזור אלה 4. רקמת autograft קשורה בתחלואת אתר תורם ומוגבלת באספקה, במיוחד במקרים של קרע מחדש או פגיעה רב-ligamentous. מצד השני, רקמת שתל מקושרת עם שילוב מושהה שתל, תגובה דלקתית שלילית, תיאורטי זיהומיות סיכון, וsupp המוגבלly 5. שתלים שאינם מתכלים סינטטיים שפותחו בשנתי ה -1970 ו -1980 אך הקשו על ידי קרע מוקדם שתל, תגובות גוף זר, osteolysis, וקרום מוח 6. כתוצאה מהחששות כבדים אלה, אין כיום שתלים סינטטיים זמינים לשימוש קליני בארצות הברית.

בשל מגבלות אלה עם אפשרויות שתל קיימות והתפתחויות האחרונות בביולוגיה, הנדסה, ורפואת רגנרטיבית, חלה התעניינות רבה בפתרון רקמות מהונדס להשתלת ACL. אסטרטגיות הנדסת רקמות הנוכחיות להעסיק חומרים ביולוגיים וסינטטיים מתכלים כדי לאפשר ingrowth רקמות מארח, תוך הימנעות מהמגבלות הקשורות להשתלת חומר סינטטי קבוע 7.

Polycaprolactone (PCL) הוא פולימר מתכלה כי הוא ה- FDA אישר למספר היישומים הרפואיים כוללים מחסום הידבקות ופצע הלבשת 8, שהיה used במגוון רחב של יישומים, כולל כלי דם, עצמות, סחוס, עצבים, עור, והנדסת רקמות הוושט 5,9-16. biocompatibility החיובי, יחסית ארוך מחצית חיים, חוזק מכאני נאות, וגמישות גבוהה לתרום ב- vivo לפופולריות של פולימר זה בהנדסת רקמות. במודל מכרסם של ריפוי פצעים, PCL electrospun המושתל הוצג להיות לא-חיסוני ולהשתלב ברקמה מקומית ללא תופעות לוואי 13. תמונת SEM של PCL electrospun מוצגת באיור 1.

עם נוכחי סטנדרטים, יעילות FDA ​​רגולציה ובטיחות בשני מודלים של בעלי החיים הקטנים וגדולים שהיה נדרש לPCL או כל שתל ACL מהונדס אחר לעבור לניסויים קליניים בארצות הברית. בנוסף, תנאי in vivo יכולים לעתים להגדיל את המאפיינים של שתל ACL במבחנה רקמה מהונדס. מודל עכברים של שחזור ACL אוטולוגי עם digitor המכופףאממ גיד longus כבר תואר קודם לכן, שבי ACL האם נותק, הירך ושוקת מנהרות שנקדחו, והשתל עבר ומאובטח במקום עם תפר 17-22. במאמר זה, נתאר שינוי של מודל זה להערכת תחליפי ACL מהונדס ולא לשיקום מבוסס autograft (איור 2).

למרות שמודלים של בעלי חיים רבים קיימים עבור הנדסת רקמות רצועה, העכברוש הוא יתרון בהשוואה לדגמים גדולים יותר עבור מספר הסיבות. יתרונות אלה כוללים גידול קל יותר וטיפול, שיקולים אתיים פחות, ו17,23 עלות מופחתת. בנוסף, מודל החולדה כבר בשימוש נרחב כמודל להתחדשות רקמות אורתופדים, כוללים סחוס, גידים, והנדסת רקמות עצם 24. בפרט, חולדות בעירום athymic נבחרו בשל חוסר התגובה חיסונית תא 25, ומאפשרות לo השתלת סופו של הדברתאי תורם xenogeneic f במודל זה כדי לשפר עוד יותר את השתל המהונדס בעתיד. במאמר שיטות זה, אנו מתארים את הייצור והשתלה כירורגית של acellular, שתל פולימרים מתכלה במודל עכברים athymic של שחזור ACL.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הערה: כל הניתוחים בבעלי החיים אושרו על ידי הוועדה המקומית וטרינרי צוות ובעלי חי השימוש לפני תחילת הניסויים.

1. הכנת פיגומים Polycaprolactone electrospun

  1. לשקול ולפזר פולי אסתר כיתה הרפואית הופסקו (ε-caprolactone) בצורת גרגר ב1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol ליצור 10% w / w הפתרון של פולימר PCL. בואו מערבבים הפתרון באמצעות צלחת ומערבבים במשך לפחות 3 שעות כדי להבטיח פתרון הומוגני.
  2. Electrospin פתרון PCL כדי ליצור שרוול של סיבי PCL מיושרים מאוד לייצור פיגום.
    1. הכן את התקנת electrospinning במנדף הכימי עם אוהד בכל העת. זה מורכב מתיבת אקריליק גדולה שתשמש כמדיום ואקום מבודד לתהליך electrospinning ויש נקודות כניסה לפתרון PCL המקור מונע על ידי מקור מתח, mandrel האיסוף מופעל על המנוע, ויציאת ואקום. נקה את acryliביסודיות עם אתנול ותיבת ג לכסות את כל משטחים עם גיליונות Parafilm כדי להסיר כל זיהומים שעלולות לפגוע באיכות מוצר electrospun.
    2. טען 3 מיליליטר כ מהפתרון מעל לתוך מזרק 10 מיליליטר עם בוטה הסתיים 18 G, ½ 1 מחט אינץ '. הסר את כל בועות אוויר על ידי לחיצה על המזרק עד. פתרון נעילה לתוך משאבת מזרק לתכנות. הכנס את המחט דרך חור קטן לתוך תיבת אקריליק תוך השארה על ½ אינץ 'של המחט מחוץ לקופסא אקריליק עבור התקשרות של תיל מקור מתח.
    3. השתמש mandrel מחרטה מסתובב 30 מ"מ כאספן לסיבי PCL מיושרים מאוד; לכסות את mandrel הדוק עם רצועה דקה של נייר אלומיניום. לנעול את mandrel לתוך המנוע בצד השני של התיבה כ -15 סנטימטרים ממחט המזרק.
    4. הכנס את צינור הפלסטיק ליציאת הוואקום ולהתחבר למקור ואקום מנדף. הפעל את מקור הוואקום ולכסות את תיבת אקריליק עם מכסה.
    5. Set קצב העירוי של משאבת מזרק לתכנות לרמה של 2.5 מיליליטר / שעה. הפעל את המנוע לפעול mandrel ב3,450 סל"ד ולצרף את ההובלה החיובית של מקור המתח לקצה המחט מחוץ לקופסה באמצעות קליפ תנין.
    6. ברגע שהעירוי של פתרון PCL החל, להפעיל את מקור המתח ומוגדר למתח הפעלה 20 קילו וולט.
    7. להשרות פתרון דקות 12 כדי ליצור שרוול הומוגנית מ0.5 מיליליטר של פתרון PCL.
      הערה: בממוצע, לכל שרוול חומר electrospun מספיק כדי ליצור שני גיליונות שישה-פס, אשר יכול לשמש ליצירה כוללת של שלושה פיגומים ארבעה-שכבתיים.
  3. לייזר לחתוך את שרוול PCL כדי ליצור גיליונות קטנים מרובים בVersaLaser Cutter 2.3 פעלו בהגדרה נמוך ואקום, מתח נחיתה 10.0 קאב, מרחק עבודה 6.4 מ"מ, וקוטר של 3.0 בדיקה.
    הערה: בדוגמא זו, תכנון בעזרת מחשב שימש להורות לחותך להניב מספר גיליונות של 1.5 מ"מ x 35 מ"מ x 150 מיקרומטר פיגומים עםמופץ באופן שווה 150 מיקרומטר חורים בקוטר של 15% באזור נקבובית.
  4. פלזמה לחרוט פיגומי PCL באמצעות שואב פלזמה כדי לגרום hydrophilicity של פני השטח PCL עם האצת יון. הגדר את הוואקום 450 mTorr ופינוק הפיגומים במשך 30 שניות בעצמה גבוהה (29.6 W).
  5. להתרחץ הפיגומים באתנול 70% בסביבת סטרילית.
  6. מעיל הפיגומים הבודדים עם קולגן כדי להקל על הדבקה סלולרית ושגשוג in vivo.
    1. ליצור פתרון ציפוי קולגן על ידי דילול 8: פתרון סטרילי 2.5 של Purecol מ"ג קולגן 3 / פתרון סטנדרטי מיליליטר, 10x PBS ו -0.1 N NaOH 1: 1 9 ב1x PBS ב 4 מעלות צלזיוס. מערבבים היטב כדי להבטיח אחידות פתרון.
    2. 1.5 מ"מ x 35 מ"מ x 150 מעיל בודד מיקרומטר פיגומים עם סרט שכבה דק של פתרון קולגן לעיל. לאפשר לו להתייבש במשך 24 שעות בסביבה סטרילית.
  7. שימוש 5-0 תפרי Vicryl, מחסנית ולהדביק ארבעה 1.5 מ"מ x 35 מ"מ x 150 מיקרומטר פרט פיגומיםבאמצעות Krackow לתפור ליצור 0.6 מ"מ סופי פיגום עבה, רב-שכבתי, מצופה קולגן כי הוא מוכן להשתלה.

2. פרוטוקול ניתוח עכברוש

  1. לגרום להרדמה על ידי הצבת עכבר בתא שאיפה ואספקת isoflurane 2% עם חמצן 2 L / min. לאשר את העכברוש הוא מורדם כראוי על ידי הפעלת לחץ על אחורי רגל והערכה לכל תגובה.
  2. על השולחן האחורי שאינו סטרילי, תת עורי להזריק 25 מ"ג / קילוגרם אמפיצילין ו0.03 מ"ג / קילוגרם עצירות.
  3. החל משחה העיניים לעיניים. קליפ הפרווה מהגפיים האחורי האופרטיביים ומכין את האתר כירורגית עם שלוש סקראבס לסירוגין של chlorhexidine ואתנול 70%.
  4. העבר את העכבר לשולחן הניתוחים, על משטח מחומם כדי למנוע היפותרמיה. חרטום מאובטח, ולשמור על הרדמה בהליך עם 2% isoflurane ב 2 L / חמצן דקות, חרטומו נמסר. לעטוף באופן סטרילי, שעזב את האיבר האופרטיבי החשוף.
  5. לפני שמתחיל את הניתוח, לאשר ראשון הרדמה נאותה על ידי חוסר תגובה ללחץ אחורי ברגל.
  6. הפוך המדיאלי ארוך 2 סנטימטר אנכי חתך בברך, במרכז ברמה של פיקת הברך. לחזור בו העור רוחבי עד החתך במרכז מעל הברך.
  7. השתמש באזמל לעשות arthrotomy parapatellar המדיאלי על ידי חיתוך רק המדיאלי לפיקת הברך והארכת proximally לרמה של צומת musculotendinous של השריר הארבעה הראשיים וdistally לרמה של הכנסת גיד הפיקה בtubercule השוקה. יש להיזהר שלא לחתוך את גידי פיקה או ארבע ראשי.
  8. פיקת שחרור רוחבי על ידי ביצוע חתך אנכי 1 סנטימטר באמצעות הקפסולה הברך רק לרוחב לגיד הפיקה.
  9. ודא הברך מורחבת. קח זוג המספריים קנס ולעבור מתחת לפיקת הברך מהרוחב המדיאלי. מורחים את המספריים כמה פעמים, כך שמנגנון פושטי יכול להיות מתורגם לשני צדדים.
  10. בעוד כיפוף tהוא ברך, לתרגם הפיקה רוחבית כדי לחשוף את החלק הפנימי של מפרק הברך. ודא הדמיה ברורה של חריץ intercondylar וcondyles הירך. באמצעות אזמל, תחצה ACL ו- PCL בחריץ.
  11. כוח תרגיל עומס עם k-חוט 1.6 מ"מ. הנח קצה k-תיל במקור ACL בחריץ intercondylar. לקדוח superolaterally ולדמיין את נקודת היציאה בצד הלטרלי של הירך, הסרת כל רקמה רכה במידת צורך עם אזמל. להעביר את k-התיל וביצא כמה פעמים, כדי להבטיח מעבר ברור לשתל.
  12. הנח את k-החוט על טביעת רגל ACL על רמת השוקה. לקדוח anterolaterally ולדמיין נקודת יציאה בשוקה הפרוקסימלי anterolateral. השתמש באזמל כדי לנקות רקמות רכות במידת צורך, כך שהנקודה שבה k-החוט יוצא השוקה היא דמיינה באופן מלא.
  13. לעבור מחט קית מקוצרת (באופן אידיאלי לא יותר מ -2 סנטימטרים) דרך מנהרת עצם הירך. אשכול שני קצות התפר מקצה אחד של השתל דרך העין של Kמחט eith. השתמש במחט למשוך קצה אחד של השתל דרך מנהרת הירך.
  14. חזור על השלב הקודם כדי להעביר את הקצה השני של השתל דרך מנהרת השוקה.
  15. השתמש תפר 4-0 Vicryl לצרף את סוף הירך של השתל למקיף periosteum או רקמות רכות אחרות עם תפר דמות-of-שמונה. מתח באופן ידני את השתל עם הברך בהארכה. הצמד את סוף השוקה של השתל למקיף periosteum או רקמות רכות אחרות עם תפר דמות-of-שמונה.
  16. השתמש מספריים לחתוך את שתל עודף בשני הקצוות, משאיר 1-2 מ"מ בכל קצה האחרון תפר הדמות-of-שמונה.
  17. להאריך את הברך ולהפחית את פיקת הברך. באמצעות 4-0 vicryl, מקום תפר הדמות של שמונה אחת כדי לסגור את הקפסולה המשותפת המדיאלי, מניעה תת תזוזות רוחב של פיקת הברך.
  18. סגור את העור עם תפר Monocryl או Vicryl פועל subcuticular 5-0, בזהירות שלא תפר את השריר הבסיסי או אם יש לי תפר גלוי פעם העור סגור.
  19. Injeחולדות ct תת עורי עם עצירות בכל 12 שעות עבור הסכום כולל של שלושה ימים לאחר הניתוח. בדוק את האתר כירורגית לכל ניקוז או בקיעת פצע בזמן ההזרקה. צליעה ונפיחות הן נורמלים בימים הראשונים שלאחר ניתוח, אך מייד לענות על כל חששות לאחר ניתוח בשיתוף עם צוות וטרינרים. בעלי החיים עשויים להיות לחזור לדיור ציבורי ב -2 שבועות לאחר הניתוח, כאשר חתכים ניתוחיים נרפאים לחלוטין.

3. איסוף נתונים Protocol

  1. בעת ההקרבה, חנקו חולדות בנפרד בCO 2 תא סגור ואחרי פתיחת בית החזה.
  2. למסוק שני הגפיים בניתוח שוחזרו ונגדיים על ידי הפרדה במפרק הירך.
    1. לגפיים המשוחזרים, להסיר את כל הרקמות הרכות, כוללים הרצועה הצולבת האחורית והשרידים מACL האם ניתוח שיבש, על ידי נתיחת קנס לבודד רק את עצם הירך, שוקה, ושתל.
    2. לגפיים נגדי, להסיר את כל הרקמות רכות מלבד ACL הילידים, כמו גם את עצם הירך ועצם שוק על ידי נתיחת קנס.
    3. השתמש בכלי סיבובי כגון Dremel, כדי להסיר את כל אבל ¾ עד 1 סנטימטר של עצם מכל קצה של עצם ירך מורכבת-שתל-שוקה.
    4. במהלך תהליך זה ובכל רחבי בדיקות ביו-מכאניות, באופן קבוע, ולעתים קרובות לרסס את אזורי ligamentous עם מלח רגיל כדי למנוע התייבשות של הברך שנקטפו שעשויים לשנות את תוצאות באופן כוזב.
  3. לניתוח היסטולוגית, לתקן כל ברך בנפרד ב 4% פתרון paraformaldehyde של 25 מעלות צלזיוס במשך 48 שעות. בשלב הבא, להטביע את הברך בפתרון של מגיב Immunocal לdecalcification מלא; תהליך זה תלוי בתוכן calcific של המדגם ועשוי להימשך עד חמישה ימים. בדקו דגימות בודדות יומי כדי להעריך את ההתקדמות כdecalcification שלם יכול להוריד את איכות דגימה. לאחר השלמת פעולה, לבצע חתך, שקופיות הרכבה, והכתימו כרצויות.
  4. Perforבדיקות ביו-מכאניות מ 'כדי להעריך את היכולת התפקודית של רצועת הרקמה מהונדסת.
    1. אבטח את עצם הירך ועצם שוק על ידי לפפה 28 תיל פלדת מגולוון G סביב epiphysis של כל עצם בנפרד. זאת על מנת למנוע את נתוני בדיקות ביו-מכאניים מדויקים מכשל מתיחה המוקדם של המדגם בעצמות ולא ברצועה של עניין.
    2. סיר עצם הירך לתערובת של מלט polymethylmethacrylate עצם (PMMA). כדי לעשות זאת, לערבב את שני רכיבי הבטון ולהשתמש באופן מיידי את התערובת צמיגה כדי לאבטח את עצם הירך למתכת, עוטף לחלוטין diaphysis של העצם בסיר ביצרו עם epiphysis ורצועות מצורפים הבולט באופן חופשי. לאפשר פילמור הרדיקלי החופשי הספונטני להפוך את הרכיבים צמיגים המעורבים בהדרגה לחומר בצקים וסופו של דבר לתוך מטריצה ​​קשוחה מוצקה.
      הערה: תהליך זה אורך מספר דקות וניתן לנטר על ידי בחינה של הטמפרטורה של בולוס עשוי ידניהמלט שנותר; הטמפרטורה צריכה להגדיל זמנית במהלך תגובת פילמור הפולטת החומה ושככה לRT לאחר מתמצק החומר.
    3. חזור על אותו התהליך שמעל לחיזוק עצם השוק, למעט תוך שמירה על רצועות הברך ב 20 ° כיפוף לבדיקות מכאניות אידיאליים.
    4. הר מורכב ירך-שתל-השוקה ביצרו על מנגנון בדיקת מתיחה, ולהכין לעומס שיא ועקירה כפונקציה של זמן מההתחלה של מתח לכישלון. בדוגמא זו, השתמשנו דגם Instron 5564 עם תא עומס kN 1.
    5. Pre-מתח השתל עד 2 N בקצב רמפה של 0.5 N / דקות ולאחר מכן לבדוק את השתל לכישלון בשיעור מתח של 0.5 מ"מ / sec. במהלך התהליך, להיות בטוחים שהרצועה נכשלה באמצע החומר-ושעצם הירך ועצם השוק הגרמי מאובטחים ולא בטרם עת כושלת, אשר עשוי לא מדויק להעריך את המאפיינים ביו-מכאניים של הרצועה נבדקה.
    6. השתמש בעומס שנוצר העקירהעקומות כדי לחשב את עומס הכישלון וקשיחות של הרצועה נבדקה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

בניסיון של 92 ניתוחי חולדה על ידי מנתח יחיד שלנו, אומר זמן ניתוח מחתך להשלמת הפצע היה 16.9 דקות, עם סטיית תקן של 4.7 דקות. בעת ההקרבה, חולדות שקלו 356 ± 23 גר '. גם כל החולדות נסבלות הניתוח, ולא חוו סיבוכים. מייד לאחר ניתוח, החולדות ציינו לשאת משקל על הגפיים האופרטיביים, אבל הציגו צליעה קלה. בשבוע אחד לאחר ניתוח, כל חולדות ambulating ללא צליעה ניכרת. בעלי החיים כל עלו במשקל בהדרגה במהלך המחקר, ללא חריגות שנצפו בהרגלי אכילה, הטלת שתן, או עשיית הצרכים. מבחינה קלינית, לא בקיעת פצ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פציעות ACL הן מצב שכיח בניתוח אורתופדי ספורט, עם אפשרויות מוגבלות לשיקום בעת הנוכחית. על מנת לפתח תחליף רקמות מהונדסות מתאים לACL שיאפשר התחדשות in vivo, נדרש מודל חיה מתאים. במחקר זה, הייצור של שתל מהונדס מתכלה מתואר, כפי שהשתלתה בvivo תוך שימוש במודל לשחזור של שחזור ACL בחולדת athymic. מודל זה יכול להיות מנוצל כדי להעריך שתלי ACL שונים רקמות מהונדסות מורכבים מחומרים ביולוגיים שונים, ובכלל זה שתלים סלולריים ואלה עם גורמי גדילת Incorporated.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

המחברים מבקשים להודות לגבריאל ירום ומיכאל Yeranosian על תרומתם לחזרות הטכנית קודמות של הפרויקט הזה. פרויקט זה מומן על ידי OREF מטפל מדען ההדרכה גרנט (NL), HH לי כירורגי מענק מחקר (NL), ותיקי המינהל BLR & D סקירת הצטיינות I01 1 BX00012601 (DM) ושלד ושרירי השתלת קרן פרס חוקר צעיר (FP).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
פולי (ε-caprolactone) בדרגה רפואית עם קצוות אסטר, בצורת גרנולות (MW = 110,000)figure-materials-1 Lactel Absorbable Polymersפולימר מסונתז בהזמנה למשקל מולקולרי רצוי
1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanolSigma-Aldrich105228ממס עבור פולימר PCL
מחט אלסבייט (bevel needle) במידה 18 G x 1½"BD Medical305196
משאבת מזריקים הניתנת לתכנות להזרקה/שאיבה מרחוק (Remote Infuse/Withdraw Programmable Syringe Pump)Harvard Apparatus702101
חורטת לייזר VersaLaser VLS2.30Microgeo USAVLS2.30
מנקה פלזמה מורחב 115 VHarrick PlasmaPDC-001חריטה בפלזמה רגע לפני ציפוי בקולגן לצורך שינוי פני השטח
תמיסת קולגן סטנדרטית PureCol Collagen Standard Solution, 3 mg/mlAdvanced Biomatrix5015-Aערבוב של תמיסת PureCol, 10x PBS, 0.1 N NaOH ביחס של 8:1:2.5 ביחס של 1:9 ב-1x PBS
חוט תפירה, 5-0 VicrylHenry Schein1086471
חוט תפירה, 4-0 VicrylHenry Schein6540072
מספרי דיסקציה בעלי קצה חד (ישרים; 4.5 אינץ')Fisher Scientific8940
Buprenorphine hydrochlorideSigma-AldrichB9275מינון של 0.03 mg/kg הן תוך כדי הניתוח והן לאחר מכן לשליטה בכאב
Ampicillin, להזרקהHenry Schein1185678מינון של 25 mg/kg תת-עורי במהלך הפרוצדורה
סיכת K-wire, 1.6 mmSpectrum SurgicalSI040062
מחט Keith, ישרה 1½"Delasco Dermatology Lab & SupplyKE-112
תמיסת דה-קלציפיקציה Immunocal Decalcifying SolutionFisher ScientificNC9491030
צמנט עצם משרף אקרילי Opticryl Acrylic Resin Bone Cement (PMMA) (מונומר ופולימר)US Dental DepotOPTICRYL 100410 
מכונה לבדיקות מתיחה Instron Model 5564Instron5564כל מכשיר בדיקת מתיחה מקביל הוא מתאים

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Fetto, J. F., Marshall, J. L. The natural history and diagnosis of anterior cruciate ligament insufficiency. Clin Orthop Relat Res. (147), 29-38 (1980).
  2. Kim, Y. M., Lee, C. A., Matava, M. J. Clinical results of arthroscopic single-bundle transtibial posterior cruciate ligament reconstruction: a systematic review. Am J Sports Med. 39 (2), 425-434 (2011).
  3. Andersson, C., Odensten, M., Gillquist, J. Knee function after surgical or nonsurgical treatment of acute rupture of the anterior cruciate ligament: a randomized study with a long-term follow-up period. Clin Orthop Relat Res. (264), 255-263 (1991).
  4. Klimkiewicz, J. J., Petrie, R. S., Harner, C. D. Surgical treatment of combined injury to anterior cruciate ligament, posterior cruciate ligament, and medial structures. Clin Sports Med. 19 (3), 479-492 (2000).
  5. Petrigliano, F. A., McAllister, D. R., Wu, B. M. Tissue engineering for anterior cruciate ligament reconstruction: a review of current strategies. Arthroscopy. 22 (4), 441-451 (2006).
  6. Groot, J. H., et al. Use of porous polyurethanes for meniscal reconstruction and meniscal prostheses. Biomaterials. 17 (2), 163-173 (1996).
  7. Leong, N. L., Petrigliano, F. A., McAllister, D. R. Current tissue engineering strategies in anterior cruciate ligament reconstruction. J Biomed Mater Res A. 102 (5), 1614-1624 (2014).
  8. Duling, R. R., Dupaix, R. B., Katsube, N., Lannutti, J. Mechanical characterization of electrospun polycaprolactone (PCL): a potential scaffold for tissue engineering. J Biomech Eng. 130 (1), 011006(2008).
  9. Shao, Z., et al. Polycaprolactone electrospun mesh conjugated with an MSC affinity peptide for MSC homing in vivo. Biomaterials. 33 (12), 3375-3387 (2012).
  10. Tillman, B. W., et al. The in vivo stability of electrospun polycaprolactone-collagen scaffolds in vascular reconstruction. Biomaterials. 30 (4), 583-588 (2009).
  11. Wise, S. G., et al. A multilayered synthetic human elastin/polycaprolactone hybrid vascular graft with tailored mechanical properties. Acta Biomater. 7 (1), 295-303 (2011).
  12. Vargel, I., Korkusuz, P., Menceloğlu, Y. Z., Pişkin, E. In vivo performance of antibiotic embedded electrospun PCL membranes for prevention of abdominal adhesions. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 81 (2), 530-543 (2007).
  13. Cao, H., McHugh, K., Chew, S. Y., Anderson, J. M. The topographical effect of electrospun nanofibrous scaffolds on the in vivo and in vitro foreign body reaction. J Biomed Mater Res A. 93 (3), 1151-1159 (2010).
  14. Joshi, V. S., Lei, N. Y., Walthers, C. M., Wu, B., Dunn, J. C. Macroporosity enhances vascularization of electrospun scaffolds. J Surg Res. 183 (1), 18-26 (2013).
  15. Pham, Q. P., Sharma, U., Mikos, A. G. Electrospun poly(epsilon-caprolactone) microfiber and multilayer nanofiber/microfiber scaffolds: characterization of scaffolds and measurement of cellular infiltration. Biomacromolecules. 7 (10), 2796-2805 (2006).
  16. Vaz, C. M., van Tuijl, S., Bouten, C. V., Baaijens, F. P. Design of scaffolds for blood vessel tissue engineering using a multi-layering electrospinning technique. Acta Biomater. 1 (5), 575-582 (2005).
  17. Kawamura, S., Ying, L., Kim, H. J., Dynybil, C., Rodeo, S. A. Macrophages accumulate in the early phase of tendon-bone healing. J Orthop Res. 23 (6), 1425-1432 (2005).
  18. Hays, P. L., et al. The role of macrophages in early healing of a tendon graft in a bone tunnel. J Bone Joint Surg Am. 90 (3), 565-579 (2008).
  19. Dagher, E., et al. Immobilization modulates macrophage accumulation in tendon-bone healing. Clin Orthop Relat Res. 467 (1), 281-287 (2009).
  20. Bedi, A., et al. Effect of early and delayed mechanical loading on tendon-to-bone healing after anterior cruciate ligament reconstruction. J Bone Joint Surg Am. 92 (14), 2387-2401 (2010).
  21. Bedi, A., Kawamura, S., Ying, L., Rodeo, S. A. Differences in tendon graft healing between the intra-articular and extra-articular ends of a bone tunnel. HSS J. 5 (1), 51-57 (2009).
  22. Fu, S. C., et al. Effect of graft tensioning on mechanical restoration in a rat model of anterior cruciate ligament reconstruction using free tendon graft. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 21 (5), 1226-1233 (2013).
  23. Fan, H., Liu, H., Wong, E. J., Toh, S. L., Goh, J. C. In vivo study of anterior cruciate ligament regeneration using mesenchymal stem cells and silk scaffold. Biomaterials. 29 (23), 3324-3337 (2008).
  24. Landis, J. R., Koch, G. G. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometrics. 33 (1), 159-174 (1977).
  25. Joshi, S. M., Mastrangelo, A. N., Magarian, E. M., Fleming, B. C., Murray, M. M. Collagen-platelet composite enhances biomechanical and histologic healing of the porcine anterior cruciate ligament. Am J Sports Med. 37 (12), 2401-2410 (2009).
  26. Leong, N. L., et al. In vitro and in vivo evaluation of heparin mediated growth factor release from tissue-engineered constructs for anterior cruciate ligament reconstruction. J Orthop Res. 10, (2014).
  27. Seo, Y. K., et al. Increase in cell migration and angiogenesis in a composite silk scaffold for tissue-engineered ligaments. J Orthop Res. 27 (4), 495-503 (2009).
  28. Freeman, J. W., Woods, M. D., Laurencin, C. T. Tissue engineering of the anterior cruciate ligament using a braid-twist scaffold design. J Biomech. 40 (9), 2029-2036 (2007).
  29. Bashur, C. A., Shaffer, R. D., Dahlgren, L. A., Guelcher, S. A., Goldstein, A. S. Effect of fiber diameter and alignment of electrospun polyurethane meshes on mesenchymal progenitor cells. Tissue Eng Part A. 15 (9), 2435-2445 (2009).
  30. Dash, T. K., Konkimalla, V. B. Poly-є-caprolactone based formulations for drug delivery and tissue engineering: A review. J Control Release. 158 (1), 15-33 (2012).
  31. Yoshimoto, H., Shin, Y. M., Terai, H., Vacanti, J. P. A biodegradable nanofiber scaffold by electrospinning and its potential for bone tissue engineering. Biomaterials. 24 (12), 2077-2082 (2003).
  32. Xu, Y., Ao, Y. F. Histological and biomechanical studies of inter-strand healing in four-strand autograft anterior cruciate ligament reconstruction in a rabbit model. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 17 (7), 770-777 (2009).
  33. Shino, K., et al. Replacement of the anterior cruciate ligament by an allogeneic tendon graft. An experimental study in the dog. J Bone Joint Surg Br. 66 (5), 672-681 (1984).
  34. Stasiak, M. E., et al. A novel device to apply controlled flexion and extension to the rat knee following anterior cruciate ligament reconstruction. J Biomech Eng. 134 (4), 041008(2012).
  35. Brophy, R. H., et al. Effect of short-duration low-magnitude cyclic loading versus immobilization on tendon-bone healing after ACL reconstruction in a rat model. J Bone Joint Surg Am. 93 (4), 381-393 (2011).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

ACL

מאמרים קשורים