組織工学は、多くの場合、組織再生のための自家移植を作成するためにインビトロで拡張に含まれます。この研究では、組織拡張、再生、およびin vivoでの再構成のための方法は、体外細胞および生体物質の処理を最小限にするために開発されました。
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組織工学は、多くの場合、組織再生のための自家移植を作成するためにインビトロで拡張に含まれます。この研究では、組織拡張、再生、およびin vivoでの再構成のための方法は、体外細胞および生体物質の処理を最小限にするために開発されました。
組織工学目的での細胞増殖と自家細胞の移植のための従来の技術は、特別に装備されたヒト細胞培養施設で行うことができます。これらの方法には、単一細胞懸濁液中の細胞の単離や、患者への移植前のいくつかの面倒で時間のかかるイベントが含まれます。これまでの研究では、患者に移植する前に組織や細胞の生体外操作を最小限に抑えるために、体自体を細胞増殖や組織再生のためのバイオリアクターとして使用できることが示唆されています。本研究の目的は、組織採取、連続上皮の単離、上皮の小片化、3層構造の生体材料への組み込み方を実証することであった。その後、3層構造の生体材料は、外科的取り扱い、移植全体での栄養交換、および制御された分解を可能にする送達手段として機能しました。生体材料は、コラーゲンの2つの外層と、機械的に安定してゆっくりと分解されるポリマーのコアで構成されていました。ミンチした上皮は、移植前にコラーゲン層の1つに組み込まれていました。上皮組織を細かく刻むことで、その断片を広げることができ、それによって細胞の増殖が促進されました。移植の最初の撮影後、細胞の増殖と再編成が起こり、細胞外マトリックスが成熟して、毛細血管と神経の内成長と細胞外マトリックスのさらなる成熟が可能になります。この技術は、生体外操作を最小限に抑え、細胞採取、自家移植片の調製、および患者への移植を簡単な1段階の介入として可能にします。将来的には、患者の特定のニーズに応じて、体内の3D金型の周りで組織の拡張を開始することができます。さらに、この技術は、高度な細胞培養施設を必要とせずに、通常の手術環境で実行できます。
皮膚と泌尿生殖器管への移植のほとんどの組織工学の研究は、特別装備し、細胞培養施設1,2における健康な組織や細胞増殖の自己細胞の収穫が含まれます。
患者は、自家移植片を受け取るように準備される場合、細胞増殖の後、細胞は、通常、後の使用のために格納されます。窒素冷凍庫は-150℃以下の低温での長期保存を可能にします。凍結のプロセスは、慎重かつ細胞を失わないために制御しなければなりません。細胞死の一つのリスクは、細胞膜の破裂につながることが融解プロセス中に細胞内の水の結晶です。細胞の凍結は、通常、細胞、ウシ胎児血清、およびジメチルスルホキシドの高い濃度を用いて、ゆっくりと制御冷却(-1°Cあたり分)によって行われます。解凍後、細胞を凍結培地を除去し、細胞培養プラスチックまたはで培養することによって再び処理される必要があります戻って患者に移植する前に生体材料。
すべての上記の手順は、時間がかかり、面倒であり、高価な3。また、患者の移植のために意図された細胞のすべてのin vitroでの処理は非常に規制されているとよく訓練されたと認定された担当者や研究室4が必要です 。すべてのすべてで、安全で信頼性の高い製造プロセスを調達するために、技術は技術的に高度なセンターの非常に少ない数で確立することができ、一般的な外科的疾患における普及は疑問です。
実験室環境での細胞培養の限界を克服するために、in vivoでの細胞増殖のために細分化した組織を移植するという概念は、バイオリアクターとしての本体自体を使用することによって導入されます。これらの目的のために、自家移植は、優先的に私の臓器の最終的な再構築のために必要とされる形状に応じて3Dモールド上に移植されることになります5-7 nterest。
もともと、みじん切り上皮を移植するという考えは、彼が上皮は、創傷の縁から成長方法を説明したときに1958年にミークによって発表されました。彼は皮膚の小片は、垂直方向( 図1)8に二回ピースを切断することにより、100%によって、その余白とそれによって細胞の拡大のためにその可能性を増大させることを実証しました。理論は、皮膚移植9用のメッシュ構造部分層皮膚移植片の使用によってサポートされており、肌にモデル10を創傷治癒されています。

図1:ミーク理論はミークの理論によれば、上皮は、創傷の縁から成長。ミンチ技術により露出面積を大きくすることで、細分化した組織は、多くのスポットから傷をepithelializes。
本研究は、ハイポに基づいています同じ原理は、金型の周囲にミンチ上皮を配置することによって、皮下組織に適用することができる論文。 (内側本体から異物(金型)を創傷領域をカバーし、分離連続neoepitheliumを形成するために、上皮細胞は、創傷領域は(移行)をカバー、ミンチ移植(再編成)から動員だろうと除算は(拡大します) 図2)。

図2:ミークの理論によるin vivoでの体内組織拡大のためのみじん切り上皮と3Dモールドの漫画の皮下組織に金型に入れ、次いで移植細分化した組織を使用することにより、仮説は、上皮細胞から移行することです細分化した組織の縁は、再編成、および創傷領域をカバーし、内側本体から異物(金型)を分離連続neoepitheliumを形成するように拡張します。
インビボ研究において以前は有望な結果を示しているが、再生上皮が良い7機械的外傷に耐えることができるように、更なる改良が自家移植片を強化することによって達成することができます。簡単に栄養素や老廃物の拡散、可能性金型に3Dの方法で、手術取り扱いの容易さ:これらの目的のために、成功した生体材料のための重要な前提条件は、次のような、同定されました。結論は、これらの必要性を細分化した組織への複合生体材料を添加することによって達成することができたと判断しました。
生分解性生地の補強芯を含むプラスチック - 圧縮コラーゲンに細分化した組織で構成される足場を開発することを目的とした今回の研究。これらの手段によって、生存細胞を細分化した組織粒子から移行する可能性があり、元の上皮(皮膚や尿路上皮)の特徴的な形態学的特徴で増殖します。塑性圧縮を使用して、足場を減らすました約420μmのみじん切り粒子として、1 CMからサイズのdは上位層のコラーゲンに包まれました。コア・ファブリックは、任意のポリマーであるが、被覆コラーゲン層11とインターリンクするために、親水性表面で修飾することが必要である可能性があります。
この方法は、ブタからミンチ膀胱粘膜やみじん切り皮膚を培養するための足場としてそれを使用して、2つのプラスチック製の圧縮コラーゲンゲル内にポリ(εカプロラクトン)からなるニットメッシュ(PCL)を組み込むことによって強化された足場の整合性を提供します。構築物は、よく連結ハイブリッド構築物の上に層状、多層尿路上皮または扁平皮膚上皮の成功形成を実証し、in vitroで 6週間まで細胞培養条件下で維持しました。構築物は、取り扱いが容易であったと膀胱増強の目的や皮膚の欠陥の被覆のための場所に縫合することができました。すべての組織スキャフォールドの部分がFDA承認されており、技術組織細断収穫、プラスチック圧縮、および単一段階介入として患者に戻し移植することにより、一段階手順を使用することができます。手順は、任意の一般外科ユニット内の無菌条件下で組織拡大と再構築のために行うことができました。
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動物ストックホルム郡委員会とすべての手続きにより事前承認された全ての動物プロトコルは、動物用の規制だけでなく、関連する連邦政府の法令に準拠しました。
1.動物の手順
2.ミンチ組織調製
プラスチック圧縮PCL /コラーゲン自家移植片の調製
自家移植片の4縫合
5。終了
6. in vitro培養
注:組織学的に、インビトロでの PCL /コラーゲン構築物で細分化した組織の進行を評価するために、コラーゲン/ PCL /ミンチパッチはケラチノサイト培地を用いて12ウェルプレート中で培養されます。
7.免疫組織化学
注:免疫組織化学プロトコルは、一般的に次のステップに分かれています:(1)固定し、パラフィン包埋、(2)マイクロ切片5μmの切片、スライド、脱パラフィンし、再水和上に配置するには、(3)抗原アンマスキング、染色および取り付け。免疫組織化学の手順の最後の手順を開始する前に、洗浄緩衝液および抗原脱マスキング液(別々の材料の詳細を参照してください)をご用意。使用前にABC複合体溶液に少なくとも30分を準備します。
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この研究は、コラーゲンやミンチ組織の塑性圧縮を使用して、移植のための生体材料を製造する方法を示しています方法を提示します。
膀胱粘膜や皮膚を採取した後、機械的に小さい粒子( 図3)にみじん切りすることができます。プラスチック圧縮することにより、みじん切り粒子は、コラーゲンゲル( 図4)の外側層内に機械的に強固である中央に生分解性ポリマーとの複合足場内に組み込まれています。 6膨張率:細分化した組織粒子は、1を可能にするために分離することができます。コラーゲンの水分を押し出すことによって、自己の再建手術のためbiotransplantが完了する。
Biotransplants は 、インビトロでのさらなる研究のために、通常の細胞培養環境中でのインビボ調査研究又は培養のために動物に自家移植のために使用することができます。
T彼複合自家移植片...
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この研究は、手術台での移植のための自家組織と膀胱壁のパッチを作成するための使いやすいアプローチを提示します。パッチは、プラスチック製の圧縮と組み合わせて、外面で細分化した組織とない中・コラーゲン中の生分解性ポリマー編みの組み合わせによって形成されています。プラスチックの圧縮は、以前に他の著者によって記載された方法で、コラーゲンゲル12,13からの流体の急速な放出と定義することができます。膀胱粘膜や皮膚のみじん切り組織は、この足場に播種され、膀胱や皮膚上皮の形成は、6週間の間続くことができました。免疫組織化学的分析は、正常な組織の特徴の等価物の形成を示しました。これらの結果は、再上皮化および創傷治癒を研究するためのin vitroモデルではないだけを許可するだけでなく、自家組織移植のための生体材料を形成しています。最も重要なのは泌尿器科の目的のために、AUTograftsは、移植11の前にin vitro培養を必要とせずに操作された自己組織パッチなど再建泌尿器科における組織工学のインビボ用途に使用することができます。
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著者らは開示するものは何もない。
著者は、スウェーデン医学研究学会、プロモビリア財団、皇太子妃ロヴィーサ財団、児童福祉のためのフリーメーソン財団、スウェーデン医学会、ソルスティッカン財団、カロリンスカ研究所、ストックホルム市議会の財政的支援に感謝します。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| シリコーンカテーテル 10-フレンチ | 手術のための動物の準備、セクション1 | ||
| DMEM 10x | Gibco | 31885-023 | プラスチック圧縮セクション4 |
| 24ウェルプレート | ファルコン | 08-772-1 | プラスチック圧縮セクション4 |
| 3',3',5-トリヨードチロニン | Sigma-Aldrich | IRMM469In vitro培養;セクション5 | |
| 4% PFA | Labmed Solutions | 200-001-8 | 免疫細胞化学;セクション6 |
| 70%エタノール | Histolab | 免疫細胞化学;セクション6 | |
| ABCエリートキット:ビオチン-ストレプトアビジン検出キット | ベクターPK6102 | 免疫細胞化学;セクション6 | |
| 無水エタノール | Histolab | 1399.01 | 免疫細胞化学;セクション6 |
| アデニン | Sigma-Aldrich | A8626 | in vitro culture;セクション5 |
| アトロピン 25 μg / kg | Temgesic、RBファーマシューティカルズ、イギリス | のための動物の準備、セクション1 | |
| ザペロン2 mg/kg | Stresnil, Janssen-Cilag, Pharma, Austria | 手術のための動物の準備、セクション 1 | |
| バイオセーフティ レベル 2 フード | プラスチック圧縮;セクション4 | ||
| ソリューション: 二次二次抗体が生成されたのと同じ種由来の正常な血清。 | ベクターブロッキング | 溶液は、 最初の抗体の起源に依存します | 免疫細胞化学;セクション6 |
| プレノルフィン45μg / kg | アトロピン、マイラン社、キャノンズバーグ、ペンシルバニア | 手術のための動物の準備、セクション1 | |
| プロフェン3 mg/kg | リマディル、オリオンファーマ、スウェーデン | のための動物の準備、セクション1 | |
| コン酸クロルヘキシジン | ハイビスクラブ40 mg/mL, Regent Medical, England | 手術のための動物の準備, セクション 1 | |
| コレラ毒素 | Sigma-Aldrich | C8052 | In vitro culture;セクション5 |
| Coplinジャー: | Histolab | 6150 | 免疫細胞化学を沸騰させるための染色ジャー。セクション6 |
| モールド(33 mm x 22 mm x 10 mm)カスタムメイド | プラスチック圧縮。セクション 4 | ||
| DMEM | Gibco | 3188-5023 | プラスチック圧縮セクション 4.氷の上を保つ プラスチック圧縮で使用する場合 |
| 上皮成長因子 | Sigma-Aldrich | E9644 | In vitro培養;セクション5 |
| チロン(皮膚縫合糸用の非吸収性モノフィラメント) | エチコン | 手術、セクション1 | |
| シ胎児血清(FBS) | Gibco | 10437-036 | 圧縮セクション4 |
| 鉗子(歯付きアディソン) | 手術のための動物の準備、セクション1 | ||
| ゼ(Gazin Mullkompresse) | 手術のための動物の準備、セクション1 | ||
| ハムのF12 | Gibco | 31765-027 | プラスチック圧縮セクション4 |
| ヘマトキシリン | Histolab | 1820 | 免疫細胞化学;セクション6 |
| 湿度チャンバー | DALAB | 免疫細胞化学;セクション6 | |
| ドロコルチゾン | Sigma-Aldrich | H0888 | in vitro培養;セクション5 |
| 過酸化水素溶液 30% | Sigma-Aldrich | H1009 | 免疫細胞化学;セクション6 |
| スリン | Sigma-Aldrich | I3536 | in vitro培養;セクション5 |
| ソフルラン | イソフルラン、バクスター、ディアフィールド、イリノイ | のための動物の準備、セクション1 | |
| リドカイン5 mg / ml | キシロカイン、アストラゼネカ、スウェーデン | のための動物の準備、セクション1 | |
| コース25 mg / ml | バクスター、ディアフィールド、イリノイ州 | のための動物の準備、セクション1 | |
| ペンパップペン | グマアルドリッチ | Z377821-1EA | 免疫細胞化学;セクション6 |
| メデトミジン 25 μg/kg | ドミトール、オリオンファーマ、スウェーデン | 手術のための動物の準備、セクション1 | |
| ミンチデバイス | Applied Tissue Technologies LLC | ミンチ組織の準備、セクション2 | |
| モノクリル(吸収性モノフィラメント) | Ethicon | Surgery、セクション1 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S7653 | 免疫細胞化学;セクション6 |
| NaOH 1 N | Merck Millipore | 106462 | プラスチック圧縮セクション 4 および細胞培養 |
| ナイロンメッシュ、110 μM厚孔径 0.04 sqmm | プラスチック圧縮;セクション4 | ||
| Oculentum simplex APL:目の保護のための軟膏 | APL | Vnr 336164 | Surgery、セクション1 |
| PBS | Gibco | 14190-094 | プラスチック圧縮セクション4 |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | Gibco | 15140-122 | プラスチック圧縮セクション4 |
| フェノバルビツール酸15 mg/kg | ペントバルビタール、APL、スウェーデン | 手術のための動物の準備、セクション1 | |
| PCLニット生地 | プラスチック圧縮;セクション4 | ||
| テールコラーゲン | First LINK、Ltd、英国 | 60-30-810 | プラスチック圧縮セクション4、氷上に保つ |
| メスの刃-15 | のための動物の準備、セクション1 | ||
| シェービングシャー手術 | のための動物の準備、セクション1 | ||
| ステンレスステルメッシュ、400 μM厚の細孔サイズ | プラスチック圧縮;セクション4 | ||
| 手袋 | のための動物の準備、セクション1 | ||
| ガウン手術 | のための動物の準備、セクション1 | ||
| ドレープ | |||
| Sterilium | Bode Chemie HAMBURG | 手術のための動物の準備、セクション1 | |
| 縫合糸エチロン | 動物のための準備手術、セクション1 | ||
| TE溶液(抗原非マスキング溶液)は、10 mM Trisおよび1 mM EDTA、pH 9.0 | 10 mM Tris/1 mM EDTAで構成されています。 pHを9.0 | ||
| 次亜塩化チレタミン2.5に調整します。mg/kg | 手術のための動物の準備、セクション 1 | ||
| Transferrin | Sigma-Aldrich | T8158 | In vitro 培養;セクション5 |
| トリズマ基地、H2NC | Sigma-Aldrich | T6066 | 細胞化学;セクション6 |
| ベクターVIPキット:酵素 ペルオキシダーゼ基質キット | ベクターSK4600 | 免疫細胞化学;セクション6 | |
| Vicryl(吸収性ブレード) | Ethicon | Surgery、セクション1 | |
| Tris緩衝液pH 7.6(洗浄緩衝液) | TE溶液:60.6 gトリス(Trizmaベース、H2NC(CH2OH)3、 M = 121.14 g / mol)、800 mlの蒸留水を加え、pHを7.6まで調整し、87.7 gのNaClを加えて蒸留水で1,000 mlまで満たします。蒸留水で1倍に希釈します。 | ||
| X-tra solv (溶媒) | DALAB | 41-5213-810 | 免疫細胞化学;セクション6。ヒュームフードの下で使用 |
| ゾラゼパム次亜塩素酸 | ゾレチル、ビルバック、フランス | 手術のための動物の準備、セクション1 | |
| 脱毛ワックスストリップ | Veet | 手術のための動物の準備、セクション1 | |
| ペントバルビタールナトリウム | Lundbeck | 、セクション3 |
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