重度の脊髄損傷はしばしば組織の欠陥を引き起こします。このようなギャップをうまく埋めて、急性損傷後および完全な脊髄離断術の 5 週間後に機械的マイクロコネクタ システムを移植することにより、ラットの組織適応、再生応答、および機能改善を促進するための 2 つの可能性が説明されています。
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方法論記事
急性および慢性病変後に損傷した脊髄に大きな組織ギャップを埋めるための実験的戦略
* These authors contributed equally
この記事について
サマリー
要約
軸索再生を阻害病変コアにおける脊髄損傷（SCI）瘢痕形ました。外傷性の事故に起因する脊髄腫瘍切除、または組織欠損への侮辱後に損傷部位を埋めることは、一般的な組織の修復だけでなく、患部を 超え に神経線維の回生成長を促進するのを助けることができます。後に切断された脊髄組織の切り株を再適応するための急性および完全に離断胸部ラットの脊髄への新たなマイクロコネクタ装置の（1）移植、および慢性病変ラットでのSCIサイトの（2）のポリエチレングリコール充填：二つの実験的治療戦略が提示されています瘢痕切除。このモデルにおける慢性脊髄損傷は、5週間の治療の前に負わせた完全な脊髄離断です。どちらの方法は、最近、有益な細胞浸潤と機能改善を非常に有望な成果を達成し、軸索の再成長を推進してきました脊髄損傷の齧歯類モデルです。
機械的なマイクロコネクタ・システム（MMS）は、MMSに負圧を印加する出口配管系とポリメチルメタクリレート（PMMA）からなるマルチチャネルシステムである内腔こうしてハニカム構造穴に脊髄断端を引っ張ります。 、1mmの組織ギャップ内への移植後の組織は、デバイス内に吸引されます。また、MMSの内壁は、より良好な組織接着のためにミクロされています。
慢性脊髄損傷のアプローチの場合には、脊髄組織 - 瘢痕が充填された病変領域を含む - は、長さ4mmの領域にわたって切除されています。顕微瘢痕切除後、得られた空洞は、細胞浸潤、血管再生、軸索再生およびインビボでもコンパクトな再ミエリン化のための優れた基質を提供することが見出されたポリエチレングリコール（PEG 600）で満たされています。
概要
脊髄への外傷だけでなく、任意の回生応答を妨げる組織欠損における軸索が、それはさらに、結果の損失につながる（レビューのために1,2を参照してください）。脊髄組織は、多くの場合、病変領域とその周辺の嚢胞形成または穴に通じる二次変性によって失われます。ほとんどの実験的な治療的介入は、健康な組織の残りのリムとの部分的な離断、クラッシュまたは挫傷の傷害のような不完全な脊髄損傷に焦点を当てます。腫瘍切除などの外傷事故や外科的介入に起因する総離断、のような完全な傷害については、ごく限られた治療の選択肢は、今日3,4用意されています。完全に切断した後、脊髄断端後退における組織結果のメカニック張力は、脊髄の小さなギャップを残します。ほとんどの戦略は、組織、細胞または行列5,6と、このギャップを埋めるに焦点を当てます。
ここでは、異なる戦略新規マイクロコネクタ装置7を用いて分離切り株のすなわち再適応を提示されています。 2切り株を再適応させるために、機械的な力は、これを達成するためにわずかな負圧（ 図1）のように適用されなければなりません。機械的なマイクロコネクタ・システム（MMS）は、出口配管系を備えたハニカム形状の穴（ 図1A）とを有するポリメチルメタクリレート（PMMA）のマルチチャネルシステムです。これは、ラット....
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プロトコル
動物の安全性と快適性のための制度ガイドラインはに付着し、すべての外科的介入と前と手術後の動物のケアは、ドイツ動物保護法の遵守（ステートオフィス、環境・北Rhine-ヴェストファーレン州の消費者保護、LANUV NRWで提供されていました）。
（ - 250グラム220）女性のウィスターラットの胸部脊髄の1.完全離断
- 脊髄の調製
- カルプロフェンのボーラス注射（皮下[SC] 5ミリグラム/キログラム）： - （2 1の比率でO 2 / NO 2でイソフルラン3％2）イソフルラン吸入麻酔を使用してください。カルプロフェンおよびオピオイドブプレノルフィン（0.02ミリグラム/ kg皮下）の組み合わせが推奨されます。綿棒と足引っ込め反射と軽いタッチの時眼瞼反射鉗子で刺激をつまんに手術を開始しますが、もはや観察されません。
- 本体temperatuを維持するために37℃に加熱ブランケット上に動物を置きます手術中の再麻酔下ながら乾燥を避けるために、目に眼軟膏を置きます。
- 動物の背中を剃ると皮膚の消毒剤で皮膚を準備します。
- 手術用ブレード4 CMの胸椎に沿って正中線の皮膚を切り取って、それを開きます。上のこの段階から、すべての手順（オートクレーブ処理または浸漬滅菌）滅菌手術器具を使用しています。
- 小さな筋肉のクランプを使用して胸椎上記の筋肉を撤回。....
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結果
組織保存、軸索再成長および脊髄の急性完全離断後のMMS移植の機能的ベネフィット
MMSの急性注入が完全に離断脊髄切り株を安定化し、組織（B 対 図2A）の収縮を減少させたことが示されました。矢状切片でのトリクローム染色により可視化されるように、病変コアにおける線維性瘢痕の緑の結合組織染色は、MMS移植した動物（ 図2C）よりもコントロール病変動物（ 図2D）でずっと高密度でより顕著です。興味深いことに、対照病変動物対移植MMSでED-1に対する免疫組織染色により可視化病変部位におけるマクロファージ蓄積の長期生存時間で全く観察された差はなかった（図示せず）。
直ちに移植後、MMS腔における組織の欠如は、その後数日後に細胞および組織.......
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ディスカッション
ここでは、2つの異なる外科的アプローチは、（1）急性完全離断およびMMS注入、（2）慢性脊髄損傷及び線維性瘢痕の除去に加えてPEGマトリックス注入後の脊髄の組織ギャップを埋めるために提示されます。どちらの戦略は組織保存および軸索再生に同様に処理された動物の重要な運動機能改善につながります。 MMSは、手術後の会社硬膜縫合により脊髄内のMMSの適切な固定を移植するための重要な技術的なステップです。
MMSは原因などを介して病変コアに治療的に活性な液体の局所注入を可能にし、その実装内部のマイクロチャネルシステムにさらなる治療可能性を秘めています。、添付の浸透圧ミニポンプ7。その意図された将来の臨床使用のために、MMS材料は、生体吸収性であるべきです。現在、ラクチドベースの材料からなるコネクタシステムの製造でありますテストされています。さらに、電子伝導体材料とMMSのコーティングは、損傷脊髄への治療電界を印加するために確立されます。
慢性脊髄損傷については、別の戦略は、数ミリの隙間が交差しな.......
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
ドイツ損害保険(DGUV)、ハインリッヒ・ハイネ大学医学部研究委員会
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| PEG 600 Ph ユーロ | メルク/VWR | 8,170,041,000 | |
| Gelastyptゼラチンスポンジ | サノフィアベンティス | PZN-8789582 | |
| ネスコフィルムシーラント | Roth | 2569.1 | |
| Baytril | Bayer | ||
| Rimadyl (Carpofen) | Pfizer | ||
| Forene (Isoflurane) | Abbvie | ||
| Kodan (皮膚消毒剤) | |||
| Histoacryl (tissue glue) | |||
| Friedman-Pearson Rongeur, 1 mm cup, straight | ファインサイエンスツール | 16020-14 | |
| インワンマイクロスパチュラ-12cm | ファインサイエンスツール | 10091-12 | |
| デュモン#7鉗子 - イノックスメディカル | ファインサイエンスツール | 11273-20 | |
| デュモン #5/45 鉗子 - イノックスメディカル | ファインサイエンスツール | 11253-25 | |
| 脊髄フック | ファインサイエンスツール | 10162-12 | |
| はさみ | ファインサイエンスツール | 14078-10 | |
| クランプ | Aesculap | EA016R | |
| Ethicon Vicryl 4-0 | |||
| Bepanthen Augen- und Nasensalbe | Bayer | ||
| 解剖学的鉗子 | ファインサイエンスツール | 11000-13 | |
| 自己保持型リトラクター | ファインサイエンスツール | 17008-07 | |
| スキンクランプ | ファインサイエンスツール | 13008-12 | |
| アルスプレー | セレクタベット |
参考文献
- Ramer, L. M., Ramer, M. S., Bradbury, E. J. Restoring function after spinal cord injury: towards clinical translation of experimental strategies. The Lancet. Neurology. 13 (12), 1241-1256 (2014).
- McDonald, J. W., Howard, M. J.
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再版と許可
