מאמר שיטה

מכשירי קצירת רקמות Microcolumns

DOI:

10.3791/58289

⸱

25 באוקטובר 2018

 ,  ,  , 
1Wellman Center for Photomedicine, Massachusetts General Hospital, 2Department of Dermatology, Harvard Medical School

במאמר זה

סיכום

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

כאן נתאר פרוטוקול להפקת קציר מחטים יכול לשמש כדי לאסוף רקמת עור בעובי מלא מבלי שהדבר תורם באתר הצטלקות. המחטים יכול להיות משולב עם מערכת איסוף פשוט להשיג בנפח גבוה קציר.

תקציר

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

כתב יד זה מתאר את תהליך ייצור עבור מנגנון מעבדה, זני רכיבי מדף, יכול לשמש כדי לאסוף את microcolumns של רקמת עור בעובי מלא. גודל קטן של microcolumns מאפשר התורם אתרי להחלים במהירות מבלי לגרום התורם הצטלקות, בעת שעבדה מלא-עובי רקמת מאפשר שילוב של כל הרכיבים הסלולר, חוץ-תאי של רקמות העור, כולל אלה הקשורים עם אזורים עורי עמוק יותר, המבנים adnexal העור, אשר טרם ניתן לשכפל בהצלחה באמצעות רקמות קונבנציונאלי הנדסה טכניקות. ניתן להחיל את microcolumns ישירות לתוך העור פצעים להגדיל ריפוי, או הם יכולים לשמש כמקור תאים עצמיים/רקמה עבור גישות אחרות הנדסת רקמות. המחטים האיסוף נעשים על-ידי שינוי מזרקים רגילים, ולא ניתן משמש לבד קציר כמויות קטנות של רקמות או בשילוב עם מערכת איסוף מבוסס-שאיבה פשוטה (גם זני ציוד מעבדה זמין נפוץ) עבור בנפח גבוה קציר כדי להקל על מחקרים בבעלי חיים גדולים.

מבוא

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

עצמיים השתלת עור הוא עמוד התווך של הפצע. לתקן, אבל זה מוגבל על ידי מחסור האתר התורם ותחלואה, שמוביל שבמאמץ מרוכז בעשורים האחרונים לפתח אפשרויות טיפוליות חדשות כדי להחליף את השתלת עור רגיל1,2 . לאחרונה פיתחנו שיטה חלופית קציר העור כדי לרתום את היתרונות של השתלת עור בעובי מלא תוך צמצום תחלואה האתר התורם. על ידי איסוף מלא-עובי העור בצורה של קטן (~0.5 מ"מ קוטר)"microcolumns", תורם אתרי מסוגלים לרפא במהירות, ללא צלקות בנסיבות רגילות (עבור חריגות אפשריות, עיין בסעיף הדיון להלן)3. Microcolumns יכול להיות מיושם ישירות לתוך הפצע מיטות כדי להאיץ סגירת הפצע, להקטין התכווצות3ולשחזר את מגוון רחב של סוגי תאים באפידרמיס, עורי ו מבנים adnexal תפקודית4, שרבים מהם חסרים השתלת עור מפוצל-עובי קונבנציונאלי או הנוכחי הנדסה ביולוגית העור תחליפים5. היכולת של microcolumns להגדיל ריפוי, האתרים שלהם תורם כדי לרפא ללא הצטלקות יש שניהם באופן עצמאי מאומתים על-ידי אחרים6,קבוצות מחקר7.

קודם לכן פיתחנו מערכת האיסוף מעבדה כדי לאפשר את האוסף של microcolumns-מידה8; עם זאת, מערכת זו מורכבת של רכיבים מותאמים אישית רבים שאינם זמינים באופן נרחב. כאן, נתאר בפירוט את התהליך עבור הפקת קציר מחטים, כמו גם מערכות איסוף פשוט, עשוי בעיקר מדף רכיבים, יכול לשמש כדי להשיג בנפח גבוה קציר. המנגנון המתואר בכתב יד זה מתאים עבור במבחנה ועבודה בבעלי חיים, אך לא לשימוש בבני אדם. מכשיר קליני בעל אישור ה-FDA להחלת טכניקה זו בבני אדם זמין מסחרית אך לא תידון בהרחבה כאן.

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

פרוטוקול

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

כל לעבוד עם בעלי חיים, דגימות רקמה חיה אושרו על ידי מסצ'וסטס כללי החולים מוסדיים חיה על עצמך ועל שימוש הוועדה (IACUC).

1. ייצור של קציר מחטים

  1. כיוונון של ההפקה
    1. לאבטח מחבר נעל זכוכית הנשי אל פוסט, והר ה-post על שלב הסיבוב כך המנעול סכינים סטריליים במרכז הבמה (איור 1א').
    2. הצב בשלב ראשון זה סיבוב אנכי ולאחר הר זה בניצב אל שלב הסיבוב השני, אופקי (איור 1B).
    3. הר השלב סיבוב אופקי אל שלב שני-ציר תרגום (איור 1B).
    4. הדקו את השילוב על משטח יציב, כגון בממרח אופטי.
    5. בנפרד לטעון כלי רוטרי אל בממרח אותו, בעזרת הכלי מוצבים במקביל עם בממרח, בערך באותו גובה כמו המחבר נעל זכוכית על הבמה שילוב רוטציה/תרגום (איור 1C).
    6. התקנת שני גלגלים ניתוק גלילים בציר מעגלי אל הכלי סיבוביים (חצץ קטן, נמוך יהלום ניתוק גלגל מעל גלגל ניתוק אבן חצץ גדול יותר, גבוה יותר) (איור 1D).
      הערה: על 9 מ מ בין הקוטר של שני הגלגלים מספיקה בדרך כלל.
    7. תנוחה מוגבהת אור מקור עם זרוע מתכווננת מעל הכלי סיבוביים, עם האור מכוון הגלגלים חיתוך.
    8. כדי לשפר את ההדמיה, מקם מיקרוסקופ ויבתר מעל הגדרת הייצור כך העיינית של המצלמה מתמקדת על דיסקי חיתוך (איור 1C).
      הערה: לחלופין, משתמשים יכולים ללבוש eyewear מגדלת.
  2. עיצוב מחדש של קצה המחט
    1. ללבוש eyewear הגנה, מסכה כירורגית כדי למנוע חדירה העיניים או איירווייז חלקיקים מתכת.
    2. לבחור מחטים תת-עוריים של המתאים להעריך את גודל, בהתבסס על הדרישות ניסיוני.
    3. סמן את אורך המיועד על כל המחט האיסוף.
      הערה: עבור לקצור מן העור החזירים, 8 מ"מ מחטים מספיקים בדרך כלל; למרות האורך עשויים להשתנות בהתאם לצרכי ניסיוני (למשל., עובי רקמת העור המטרה, גודל מד מחט). באופן כללי, מחט 19-מד עובד טוב לעור החזירים.
    4. נמוך המחט בניצב לכלי סיבוביים עם הכוח, משתמש הקצה של הדיסק החיצוני חיתוך לחתוך את אורך המחט, עודף בנקודת סימנה בשלב 1.2.3.
    5. להתחבר המחט מקוצר, בוטה המחבר נעל זכוכית הנשי על הבמה הייצור.
    6. להתאים את הבמה סיבוב אופקי כך המחט בזווית של 12° במקביל דיסקי חיתוך על הכלי סיבוביים (שינוי הזווית תשפיע על הכוח הנדרשים על מחט ההכנסה).
    7. להפעיל את התקורה אור ולהתאים את מעמדה תוך התבוננות על המחט תחת הגדלה, עד האור משתקף את האמצע (מקצה לקצה) של המחט.
    8. הפעל כלי רוטרי ולאחר מכן השתמש השלב תרגום כדי לקדם את המחט לכיוון הפנימי (יהלום) חיתוך הדיסק (איור 2א).
    9. לשמור על קידום המחט לאט נגד דיסק חיתוך עד דיסק חיתוך מגיע כ האמצע של המחט (כמו מטמיעים על ידי ההשתקפות של במנורת לאורך הקו האמצעי).
    10. לאט הניעו את השטח המחט גזור מן הגלגל הפנימי יהלום על גבי ההגה אבן החיצוני כדי לסיים את פני השטח המחט לחתוך עם פולני פיינר (איור 2B).
    11. . משכי את המחט מן התקליטור חיתוך.
    12. באמצעות השלב סיבוב אנכי, לסובב את המחט 180°.
    13. חזור על צעדים 1.2.9-1.2.10 לעצב בצד השני של המחט.
      הערה: המחט עכשיו צריך את שתי עצות לחסכון באורך שווה בקירוב (איור 2C ו- 2D).
    14. הסר את המחט של ההפקה.
    15. נקי מבפנים נשא עם חוט מתכת זה מעט קטנה יותר הקוטר הפנימי של המחט.
    16. באמצעות מקל עץ חד (למשל., על ידי הצמדת מסוף מקל עץ קטן על המוליך עצה כותנה), להסיר כל הזיזים עשויים עדיין לצרף את הקצוות של המחט החדשה.
      הערה: קציר מחטים יכול להיות אלקטרופוליש, מחוטא ע י אוטוקלב במידת הצורך.

2. קצירת רקמות העור

  1. להשתמש את המחטים האיסוף כדי לאסוף את העור microcolumns ex-vivo רקמות או בעלי חיים.
  2. Ex-vivo לעור רקמות דק (במיוחד מדגימות בו השומן התת עורית חסרה או תוקן-משם), להחזיק את רקמת המטרה על הפתיחה של שפופרת צנטרפוגה 50 מ ל, או מחסנית שתי חתיכות רקמה על גבי אחד את השני, כדי למנוע נזק של n טיפים eedle על ידי להכות אותם נגד משטחים קשים.
    הערה: לקבלת ויוו לקצור מבעלי חיים, מומלץ לידוקאין מקומיים, אפינפרין ינוהלו על ידי הזרקת intradermal שיכוך כאבים וכדי להפחית את הדימום.
  3. להרכיב את המנגנון האיסוף לפי כמות microcolumns הצורך, כפי שמתואר להלן.
  4. אפשרות אחסון נמוך-בינוני:
    1. הקציר קטן בינוני כמויות של microcolumns, פשוט ממלאים מזרק רגיל (10-20 מ"ל מזרקים בדרך כלל עובדים טוב) עם תמיסת וחבר אותו מחט האיסוף.
    2. לחלוטין את המחט האיסוף אל תוך העור התורם ולאחר מכן לפרסם תיקון.
    3. ללחוץ על הבוכנה של המזרק לניקוי ועצירה תמיסת מלח דרך המחט האיסוף של לגרש את microcolumn שתקוע בבטן נשא מחט.
    4. כדי להאיץ את תהליך האיסוף, חזור על שלב 2.4.2 3 עד 5 פעמים לפני לגרש את microcolumns בשלב 2.4.3.
      הערה: זה בדרך כלל נוח לגרש את microcolumns לתוך מסננת תא סטנדרטי כדי להקל על האוסף עוקבות של microcolumns.
    5. אם מחטים סתומים, להגדיל את הלחץ על הבוכנה כדי לגרש רקמות תקוע ולהסיר את להדביק. אם פשוט הגדלת הלחץ אינה מספיקה, הוספה חוט מתכת דרך הפתח קצה המחט לנקות את להדביק במחט נשא.
    6. לשמור את microcolumns שקוע בתוך saline או בינוני עד השימוש כדי למנוע לייבוש.
      הערה: עם אופרטור מנוסים, השיטה המתוארת לעיל ניתן למסוק microcolumns בשיעור של 1 microcolumn לשניה.
  5. אפשרות נפח גבוה:
    1. ליצור התקן בסיוע שאיבה פשוטה ניתן לבנות כדי להקל על אוסף של כמויות גדולות של microcolumns.
      הערה: המכשיר מורכב מחט האיסוף, 20 מ"ל מזרק עם סכינים סטריליים נעל הנחיר, מתאם היניקה משמש בדרך כלל עבור שאיבת שומן (איור 3א), מיכל שאיבה סטרילי.
    2. הסר את הבוכנה של המזרק 20 מ.
    3. לצרף את המזרק מתאם היניקה.
    4. להשלמת ההרכבה על ידי הצמדת מחט האיסוף המזרק (איור 3ב).
    5. השתמש חתיכה של צינורות היניקה סטרילי כדי להתחבר למתאם יניקה מיכל שאיבה סטרילי. ודא שהמנגנון האיסוף מחובר קלט מיכל זה מאפשר לנוזלים לזרום לתוך המיכל אינו מופרע (אשר עשויים לדרוש חיבור ליציאה מיכל מסומן עבור יצוא במקום תזרים).
    6. לחבר את המנגנון למקור לחץ שלילי.
      הערה: הלחץ הנדרש תלוי המחט קוטר אורך, כפי שתואר לעיל8. עבור המנגנון המתואר בכתב היד, מערכת שאיבה נמצאו חדרי הניתוח טיפוסי מספיקה בדרך כלל.
    7. להתחבר מחט האיסוף המזרק.
    8. לקצור את microcolumns על ידי החדרת המחט האיסוף לתוך העור.
      הערה: microcolumns להיות נמשך לתוך המזרק ביניקה, ולאחר מכן לרוקן לתוך המיכל היניקה.
    9. לסירוגין לטבול את המחט האיסוף לתוך מכולה של מלח סטרילית במהלך ההליך האיסוף לרוקן את המערכת.
      הערה: סומק מלוחים זו מקלה על התעבורה של microcolumn ומבטיחה שהם הצמאון. לחלופין, ניתן לחבר מתאם סכינים סטריליים מזין רב-תכליתי המנעול סכינים סטריליים של המזרק, ועל דרך של צינורות חיבור, גם כדי שקית עירוי לתלייה.
    10. לשמור על ידו חוט מתכת, או קטן יותר להעריך את המחט, זה מעט קטנה יותר הקוטר הפנימי של המחט האיסוף. אם המחט הופך סתומות, ניתן לפנות אותו על-ידי הוספת את החוט מתכת נשא מחט.
    11. כאשר הסכום הרצוי של microcolumns צברו את המכל, לנתק את המכשיר יניקה, לאחר מכן שופכים את תכולת המיכל שאיבה החוצה דרך מסנן כדי לאסוף את microcolumns.
  6. לאחר הקטיף, להחיל אנטיביוטית אקטואלי על האתרים התורם.
    הערה: רטבים נוספים נדרשים בדרך כלל לא לאתרים התורם.

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

תוצאות

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

. המחטים האיסוף צריך להיות מסוגל לאסוף microcolumns של רקמת עור בעובי מלא עם שיעור הצלחה 80-90%, כל microcolumn צריך להכיל האפידרמיס הדרמיס, קצת שומן תת עורית (איור 4). אז אם שיעור ההצלחה של קציר נמוכה, או אם הוא הופך להיות קשה להוסיף מחט לתוך רקמות, ככל הנראה צורך מחט חדשה. אם שיעור ההצלחה של קציר נמוך באופן עקבי, אפילו עם מחטים חדש, ואז המחטים הם כנראה קצר מדי.

אם נעשה שימוש vivo, התורם א...

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

דיון

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

השיטות המתוארות כאן נועדו לאפשר את האוסף של רקמת microcolumns בכמויות מספיקות ללימודים ויוו גדולים בעלי חיים, באמצעות כלי עשוי ציוד מעבדה זמינים מסחרית. המנגנון הזה שימש בעבר של קצירת רקמות העור האנושי נכרת4,9 , כמו גם עור חזיר בשידור חי3. שאר הפרמטרים ספציפיים המתוארים הם אלה נמצאו מתאימה ביותר לשימוש אצל חזיר. הוא צפוי כי המנגנון באותה אפשרות לשנותם ולאחר הותאם עבור איסוף רקמת מכרסמים ובעלי חיים קטנים אחרים, אבל זה לא נבדק במעבד...

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

גילויים

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

המחברים הם ממציאים על הפטנטים הנוגעים שהטכנולוגיה המתוארת בעלון זה המאמר, שממנו הם קיבלו רישוי וההכנסות תמלוגים באמצעות מוסד שלהם, בית החולים הכללי במסצ'וסטס. טאם ג' מייעץ גם עבור Medline תעשיות בע מ, המחזיקה את הרשיון המסחרי של טכנולוגיה זו.

תודות

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

עבודה זו נתמכת באופן חלקי על ידי הצבא, חיל הים, NIH, חיל האוויר, VA לענייני בריאות כדי לתמוך את המאמץ AFIRM II, תחת מס פרס W81XWH-13-2-0054. U.S. צבא מחקר רכישת הפעילות הרפואית, 820 צ'נדלר Street, פורט דטריק, MD 21702-5014 הוא המשרד רכישת הענקת הפרסים, ניהול. דעות, פרשנויות, מסקנות והמלצות אלה של המחבר, בהכרח לא אושרה על ידי משרד ההגנה.

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

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
גלגל יהלוםDremel545
מחט היפודרמית (19G)Fisher Scientific14-840-98ניתן להשתמש בגדלי מחט אחרים, בהתאם לצרכי הניסוי
גלגל אבןDremel540
מזרק (20 מ"ל עם מנעול לואר)Fisher Scientific22-124-967
מתאם יניקהTulip MedicalPA20BDאופציונלי, לקטיף בנפח גבוה
מיכל יניקהFisher Scientific19-898-212אופציונלי, לקטיף בנפח גבוה. יש לעקר לפני השימוש.
צינורות יניקהMedlineDYND50216Hאופציונלי, לקטיף בנפח גבוה

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sun, B. K., Siprashvili, Z., Khavari, P. A. Advances in skin grafting and treatment of cutaneous wounds. Science. 346 (6212), 941-945 (2014).
  2. Singh, M., et al. Challenging the Conventional Therapy: Emerging Skin Graft Techniques for Wound Healing. Plastic and Reconstructive Surgery. 136 (4), 524-530 (2015).
  3. Tam, J., et al. Fractional Skin Harvesting: Autologous Skin Grafting without Donor-site Morbidity. Plastic and Reconstructive Surgery. Global Open. 1 (6), 47(2013).
  4. Tam, J., et al. Reconstitution of full-thickness skin by microcolumn grafting. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 11 (10), 2796-2805 (2017).
  5. Huang, C., et al. Regeneration of hair and other skin appendages: A microenvironment-centric view. Wound Repair and Regeneration. 24 (5), 759-766 (2016).
  6. Fernandes, J. R., et al. Micro-mechanical fractional skin rejuvenation. Plastic and Reconstructive Surgery. 131 (2), 216-223 (2013).
  7. Rettinger, C. L., Fletcher, J. L., Carlsson, A. H., Chan, R. K. Accelerated epithelialization and improved wound healing metrics in porcine full-thickness wounds transplanted with full-thickness skin micrografts. Wound Repair and Regeneration. 25 (5), 816-827 (2017).
  8. Franco, W., et al. Fractional skin harvesting: device operational principles and deployment evaluation. Journal of Medical Devices. 8 (4), 041005(2014).
  9. Rasmussen, C. A., et al. Chimeric autologous/allogeneic constructs for skin regeneration. Military Medicine. 179, 8 Suppl 71-78 (2014).
  10. Ter Horst, B., Chouhan, G., Moiemen, N. S., Grover, L. M. Advances in keratinocyte delivery in burn wound care. Advanced Drug Delivery Reviews. 123, 18-32 (2018).
  11. Wong, V. W., Levi, B., Rajadas, J., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. Stem cell niches for skin regeneration. International Journal of Biomaterials. 2012, 926059(2012).
  12. Manstein, D., Herron, G. S., Sink, R. K., Tanner, H., Anderson, R. R. Fractional photothermolysis: a new concept for cutaneous remodeling using microscopic patterns of thermal injury. Lasers in Surgery and Medicine. 34 (5), 426-438 (2004).
  13. Iriarte, C., Awosika, O., Rengifo-Pardo, M., Ehrlich, A. Review of applications of microneedling in dermatology. Clinical, Cosmetic and Investigational Dermatology. 10, 289-298 (2017).
  14. Anderson, R. R., et al. Laser treatment of traumatic scars with an emphasis on ablative fractional laser resurfacing: consensus report. Journal of the American Medical Association Dermatology. 150 (2), 187-193 (2014).
  15. Hogan, S., Velez, M. W., Ibrahim, O. Microneedling: a new approach for treating textural abnormalities and scars. Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery. 36 (4), 155-163 (2017).
  16. Manuskiatti, W., Fitzpatrick, R. E., Goldman, M. P. Long-term effectiveness and side effects of carbon dioxide laser resurfacing for photoaged facial skin. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (3), 401-411 (1999).

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

soluzione

מאמרים קשורים