동물 모델은 조직 공학 이식편을 평가하기 위한 중요한 도구입니다. 이 논문은 전방 십자 인대 조직 공학에 사용하기 위한 전기 방사성 생분해성 고분자 이식편을 준비하기 위한 프로토콜과 쥐 모델에 이식하기 위한 수술 프로토콜을 제시합니다.
방법 논문
동물 모델은 조직 공학 이식편을 평가하기 위한 중요한 도구입니다. 이 논문은 전방 십자 인대 조직 공학에 사용하기 위한 전기 방사성 생분해성 고분자 이식편을 준비하기 위한 프로토콜과 쥐 모델에 이식하기 위한 수술 프로토콜을 제시합니다.
전방십자인대(ACL) 파열은 전방십자인대가 중재 없이는 잘 치유되지 않기 때문에 종종 수술이 필요한 흔한 인대 부상입니다. 현재 치료 전략에는 자가이식편 또는 동종이식을 통한 인대 재건이 포함되며, 각각 관련 한계가 있습니다. 따라서 전방십자인대 재건술에 사용하기 위해 조직 공학 이식편을 설계하는 데 관심이 있습니다. ACL 조직 공학에 사용하기 위한 전기방사 폴리머 이식편의 제작에 대해 설명합니다. 이 폴리카프로락톤 이식편은 생체 적합성, 생분해성, 다공성이며 정렬된 섬유로 구성되어 있습니다. 이러한 이식편을 평가하기 위해서는 동물 모델이 필요하기 때문에 이 논문은 이종세포가 파종된 이식편을 포함하여 공학적 이식편을 평가하는 데 사용할 수 있는 전방십자인대 재건술의 관절내 흉선 쥐 모델을 설명합니다. 수술 후 16주에 대표적인 조직학 및 생체역학적 검사 결과가 제시되며, 이식 직후 이식편이 검사되고 반대쪽 기본 ACL이 대조군 역할을 합니다. 본 연구는 조직 조작 전방십자인대 이식편을 평가할 수 있는 재현 가능한 동물 모델을 제공하고 전방십자인대 파열 치료에 대한 재생 의학 접근법의 잠재력을 보여줍니다.
전방 십자 인대 (ACL) 파열은 무릎 하나의 가장 일반적인 인대 부상 중 하나입니다. 파열 ACL의 수술 개입없이 치유 할 수없는 때문에, 일상 생활뿐만 아니라 스포츠에 참여의 활동에 제한은 매년 억 달러 (3)의 추정 비용으로, 매년 2 수술을 175,000 명 이상의 환자를 구동한다. 현재, 이식 또는 동종 이식 건 중 하나는 인대 재건술에 사용됩니다. 높은 성공률 모두 이식과 동종 이식 교체로 달성 될 수 있지만, 심각한 합병증이 복원 옵션 4와 연결되어 있습니다. 이식 조직은 특히 재 파열 또는 멀티 인대 손상의 경우에, 공여부의 이환율과 관련된 공급에 제한됩니다. 한편, 동종 이식 조직 지연된 그래프트 통합 불리한 염증 반응, 이론적 감염성 위험 및 제한 좌제와 링크LY 5. 합성 비 분해성 이식은 1970 년대와 1980 년대에 개발되었지만 조기 이식 파열, 이물 반응, 골 용해 및 활액막염 (6)에 의해 방해되었다. 이러한 심각한 문제의 결과로서, 미국에서의 임상 사용할 수있는 합성 이식은 현재 존재하지 않는다.
때문에 기존의 이식 옵션 및 생물학, 공학, 재생 의학의 최근의 발전에 이러한 제한, ACL 이식을위한 조직 설계 솔루션에 큰 관심이 있었다. 현재 조직 공학 전략 영구 합성 재료 주입 7과 관련된 제한을 회피하면서 호스트 조직 내 증식을 허용하는 생물 분해성 및 합성 물질을 사용한다.
폴리 카프로 락톤 (PCL)는 FDA가 접착 장벽을 포함한 의료 분야의 다수의 승인과 8 드레싱 감겨 생분해 성 고분자, 즉 U를했습니다혈관, 뼈, 연골, 신경, 피부, 식도 조직 공학 5,9-16 포함한 다양한 애플리케이션에 나오지. 바람직한 생체 적합성, 상대적으로 긴 생체 내 반감기, 충분한 기계적 강도, 높은 탄성 조직 공학에서의이 중합체의 인기에 기여한다. 상처 치유의 쥐 모델에서 이식 전기 방사 PCL은 비 면역 원성 및 이상 반응 (13)없이 지방 조직으로 통합하는 것으로 나타났다. 전기 방사 된 PCL의 SEM 이미지는도 1에 도시된다.
크고 작은 동물 모델에서 현재 FDA 규제 기준, 유효성과 안전성으로 미국에서 임상 시험에 이동 PCL 또는 기타 설계 ACL 이식을 위해 필요한 것입니다. 또한, 생체 내 조건은 종종 시험관 조직 설계 ACL 이식의 특성을 보강 할 수 있습니다. 굴곡 digitor와자가 전방 십자 인대 재건술의 쥐 모델음 longus 건은 이전에 기본 ACL이 절단 대퇴 및 경골 터널을 뚫고하고, 이식이 통과하고 봉합 17-22로 제 위치에 고정 된 한에서, 기술되었다. 이 논문에서는 설계 ACL 교체의 평가보다는 이식 기반 재건 (그림 2)이 모델의 변형 예를 설명한다.
많은 동물 모델은 인대 조직 공학을 위해 존재하지만, 래트는 여러 이유로 큰 모델에 비해 유리하다. 이러한 장점은 쉽게 사육 및 처리, 적은 수의 윤리적 고려 사항 및 비용 절감의 17, 23 등이 있습니다. 또한, 쥐 모델 연골, 힘줄, 뼈 조직 공학 (24)를 포함하여 정형 조직 재생을위한 모델로서 광범위하게 사용되어왔다. 특히, 흉선 누드 쥐 최종 주입 O를 허용, 세포 매개 성 면역 반응 (25)의 부족으로 인해 선택되었다이 모델 F 이종 도너 세포는 또한 미래의 설계 그래프트 향상시킬. 이 방법의 논문에서는 전방 십자 인대 재건술의 흉선 쥐 모델의 제조 및 무 세포의 수술 주입, 생분해 성 고분자 이식에 대해 설명합니다.
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참고 : 모든 동물의 수술이 실험을 시작하기 전에 지역 수의학 직원과 동물 사용위원회에 의해 승인되었다.
전기 방사 된 폴리 카프로 락톤 비계의 1. 준비
2. 쥐 수술 프로토콜
3. 데이터 수집 프로토콜
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하나의 외과 의사 92 쥐 수술의 우리의 경험에 의하면, 상처의 완료에 절개에서 수술 시간을 의미하는 것은 4.7 분, 표준 편차, 16.9 분이었다. 희생의 시점에서, 쥐 356 ± 23g의 무게. 모든 쥐들이 수술을 허용하고, 합병증을 경험하지. 즉시 수술 후, 쥐가 수술 말단에 무게를 견딜 언급,하지만 약간의 미약을 전시했다. 일주함으로써 수술 후 모든 쥐없이 감지 할 수있을 정도의 미약으로 ambulating했다. 동물은 모든 공급, 배뇨 또는 배변 습관에 더 관찰 이상으로, 연구 기간 동안 지속적으로 체중이 증가. 임상 적으로, 더 심한 상처 열개는, 홍반은, 부종, 삼출, 또는 배수 수술 후 관찰되지 않았다.
상술 한 92 래트 수술 방법이 원고의 주된 목적으로 수행되지 않았다. 오히려, 다양한 그래프트 엔지니어링 상태를 테스트하는 데 사용 하였다. detaile 동안D 기계적 시험 및 조직 학적 결과는이 문서의 범위를 벗어난다 자세한 내용은 레옹 등.
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ACL 부상은 현 시점에서 재구성에 대한 제한 옵션 정형 외과 스포츠 수술의 일반적인 조건입니다. 생체 내에서 재생을 허용 ACL에 대한 적절한 대체 조직 공학을 개발하기 위해, 적절한 동물 모델이 요구된다. 흉선 쥐에서 전방 십자 인대 재건술의 재현 모델을 사용하여 생체 내 주입 같이 본 연구에서는 생분해 설계 이식의 제조는 설명한다. 이 모델은 세포 이식하고 통합하는 성장 인자를 포함하여 다양한 생체 물질로 구성 상이한 조직 공학적 ACL 이식을 평가하는데 이용 될 수있다.
이 특정 연구에서는 정렬 된 섬유와 무 세포, 전기 방사 된 폴리 카프로 락톤 이식을 테스트했다. 조직 공학 인대 재건 이전 연구 꼰 실크, PLLA 등 다양한 재료로 이루어지는 압출 이식편을 이식 한 우레탄 27-29. 이러한 재료 중에 ACL 7의 기계적 성질의 이식과 반복 설의 성공적인 통합을 모두 결과가 없습니다. 많은 중합...
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저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.
저자는이 프로젝트의 이전 반복에 기술적 공헌 가브리엘 AROM 마이클 Yeranosian에게 감사의 말씀을 전합니다. 이 프로젝트는 OREF 임상 과학자 교육 그랜트 (NL)에 의해 투자되었다, HH 리 외과 연구비 (NL), 재향 군인의 관리 BLR & D 탁월성 평가 1 I01 BX00012601 (DM) 및 근골격계 이식 재단 젊은 연구자 상 (FP).
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 의료 등급 에스테르 말단 폴리(ε-카프로락톤), 과립 형태 (MW = 110,000) | Lactel Absorbable Polymers | 원하는 분자량으로 맞춤 합성된 폴리머 | |
| 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로판올 | Sigma-Aldrich | 105228 | PCL 폴리머용 용매 |
| 18 G x 1½" 베벨 바늘 | BD Medical | 305196 | |
| 원격 주입/추출 프로그래밍 가능 시린지 펌프 | Harvard Apparatus | 702101 | |
| VersaLaser VLS2.30 레이저 각인기 | Microgeo USA | VLS2.30 | |
| 확장형 플라즈마 세정기 115 V | Harrick Plasma | PDC-001 | 표면 수정을 위해 콜라겐 코팅 직전 플라즈마 식각 수행 |
| PureCol 콜라겐 표준 용액, 3 mg/ml | Advanced Biomatrix | 5015-A | PureCol, 10x PBS, 0.1 N NaOH를 8:1:2.5 비율로 혼합한 용액을 1x PBS에 1:9 비율로 혼합 |
| 봉합사, 5-0 Vicryl | Henry Schein | 1086471 | |
| 봉합사, 4-0 Vicryl | Henry Schein | 6540072 | |
| 첨단 박리 가위 (직형; 4.5 인치) | Fisher Scientific | 8940 | |
| 부프레노르핀 염산염 | Sigma-Aldrich | B9275 | 통증 조절을 위해 수술 중 및 수술 후 모두 0.03 mg/kg 사용 |
| 암피실린, 주사제 | Henry Schein | 1185678 | 시술 중 피하로 25 mg/kg 사용 |
| K-와이어, 1.6 mm | Spectrum Surgical | SI040062 | |
| Keith 바늘, 직형 1½" | Delasco Dermatology Lab & Supply | KE-112 | |
| Immunocal 탈회 용액 | Fisher Scientific | NC9491030 | |
| Opticryl 아크릴 수지 골 시멘트 (PMMA) (단량체 및 중합체) | US Dental Depot | OPTICRYL 100410 | |
| Instron Model 5564 인장 시험기 | Instron | 5564 | 동등한 성능의 인장 시험 장치라면 모두 사용 가능 |
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이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청
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Lactel Absorbable Polymers