엔지니어링 전방 십자 인대 이식의 평가 흉선 쥐 모델

다음 절차의 전반적인 목표는 설치류 모델을 사용하여 전방 십자인대 치환술을 위한 조직 공학 이식편을 평가하는 것입니다. 이것은 먼저 생분해성 폴리머 스캐폴드를 제작함으로써 달성됩니다. 두 번째 단계에서는 골격을 쥐의 무릎에 이식합니다.

16주 후, 골격에서 형성된 신인대를 조직학적 분석을 위해 채취합니다. 궁극적으로, 콜라겐의 생체역학적 강도를 테스트하여 전방십자인대 재건에 사용하기 위해 이러한 조직 공학 이식편의 품질을 평가합니다. 다른 골격 평가 방법에 비해 이 기술의 주요 장점은 이 모델이 골격을 복잡한 생체 내 환경에 노출시키는 동시에 더 큰 동물 모델보다 비용 효율적이고 다루기 쉽다

이 모델은 엔지니어링 골격이 생체 내 환경과 어떻게 통합되어 신인대를 형성하는지와 같은 조직 공학 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술은 새로운 치료법과 전방십자인대 재건술로 이어질 수 있습니다. 소동물 모델은 임상 번역의 첫 번째 단계이기 때문에 이 방법은 특정 골격을 평가하는 데 사용할 수 있습니다.

또한 세포 및 성장 인자와 같은 다른 조직 공학 계약에도 적용할 수 있습니다. 우리는 뉴욕의 특수 수술을 위해 병원의 Dr.Scott Rodeo와 동료들이 사용한 방법을 수정하여 수술 기술을 최적화합니다. 전기 방사 및 수술 단계는 서면 지침만으로는 배우기 어려울 수 있으므로 이 방법을 시각적으로 시연하는 것이 중요합니다.

전기 방사 때 폴리카프로락톤은 소스 폴리카프로락톤 용액의 진입점이 있는 대형 아크릴 상자를 비계합니다. 모터로 구동되는 집진 맨드릴과 화학 흄 후드 내에 배치된 전압 소스로 구동되는 진공 포트는 전기 방사 공정을 위한 격리된 진공 매체 역할을 하는 데 필요합니다. 절차를 시작하기 전에 70% 에탄올로 상자를 철저히 청소하고 모든 표면을 파라 필름 시트로 덮어 전기 방사 제품의 품질을 손상시킬 수 있는 불순물을 제거하십시오.

그런 다음 팬을 켜고 갓 준비한 폴리카프로락톤 폴리머 3ml를 끝이 뭉툭한 18게이지 바늘이 있는 10ml 주사기에 넣습니다. 기포를 제거한 후 용액을 프로그래밍 가능한 주사기 펌프에 잠그고 입구 포트를 통해 아크릴 상자에 바늘을 삽입하고 상자 외부에 바늘의 약 1/2인치를 남겨둡니다. 다음으로, 회전하는 라스 맨드릴을 얇은 알루미늄 호일 스트립으로 단단히 덮고 맨드릴을 주사기 바늘에서 약 15cm 떨어진 상자 반대쪽의 모터에 잠그고 수집기 역할을 하여 진공 포트에 플라스틱 호스를 삽입합니다.

그런 다음 호스를 흄 후드 진공 소스에 연결하고 전원을 켭니다. 이제 아크릴 상자를 뚜껑으로 덮고 프로그래밍 가능한 주사기 펌프의 주입 속도를 시간당 2.5밀리리터로 설정합니다. 그런 다음 음극 리드를 접지하고 모터를 켜서 맨드릴을 3, 450RPM으로 작동시키고 악어 클립을 사용하여 전압 소스의 양극 리드를 상자 외부의 바늘 끝에 부착합니다.

폴리카프로락톤 용액을 주입하기 시작하면 전압 소스를 켜고 20킬로볼트 작동 전압으로 설정합니다. 12분 주입 후 0.5ml의 폴리카프로락톤 용액으로 균일한 커프가 형성됩니다. vol을 포함한 모든 장비를 끕니다.tage, 소스, 모터, 진공 및 주사기 펌프.

모터에서 맨드릴을 제거하고 맨드릴에서 폴리머 커프를 제거한 다음 직사각형 전기 방적 매트를 생성하는 단일 가로 절단을 만듭니다. 그런 다음 매트를 레이저로 절단하여 여러 개의 작은 시트를 만들고, 나중에 스트립으로 절단하고, 4개 층 두께로 쌓고, 함께 봉합하여 수술을 시작하기 전에 골격을 형성합니다. 먼저 뒷발 압력에 대한 반응이 없는지 적절한 마취를 확인합니다.

그런 다음 슬개골 높이의 중앙에 있는 무릎 내측으로 2cm 길이의 수직 절개를 만들고 필요에 따라 피부를 측면으로 후퇴시킵니다. 다음으로, 메스를 사용하여 슬개골 바로 내측에 슬개골 관절절개술을 만들고, 대퇴사두근의 근건접합부 수준까지 근위적으로 확장하고, 원위로는 경골 결절의 슬개골 힘줄 삽입 수준까지 확장한다. 이제 슬개골 힘줄 바로 옆의 무릎 캡슐을 통해 1cm 수직 절개를 만들어 슬개골을 측면으로 풀어줍니다.

그런 다음 무릎이 펴졌는지 확인하고 슬개골 아래에 있는 한 쌍의 가늘한 가위를 옆에서 내측으로 통과시키고 가위를 두 번 벌려 무릎을 구부리면서 신근 메커니즘이 양쪽으로 이동할 수 있도록 합니다. 슬개골을 측면으로 이동하여 무릎 관절 내부를 노출시켜 과두간 노치와 대퇴골 과두를 명확하게 시각화합니다. 그런 다음 노치에서 ACL과 PCL을 횡단합니다.

이제 전방십자인대 원점의 전동 드릴에 부착된 1.6mm K 와이어의 끝을 과두 간 노치에 놓고 보조자가 무릎을 안정화하는 동안 옆으로 드릴 섭을 뚫습니다. 그런 다음 이식편이 명확하게 통과할 수 있도록 K-와이어를 몇 번 안팎으로 통과시킵니다. 대퇴골의 측면의 출구 지점을 시각화하고 필요에 따라 메스로 연조직을 제거합니다.

터널이 깨끗해지면 경골 고원의 ACL 발자국에 K-와이어를 놓고 보조자가 무릎을 안정화하는 동안 측면으로 드릴링합니다. 그런 다음 필요에 따라 메스를 사용하여 연조직을 제거하여 K-와이어가 경골을 빠져나가는 지점이 완전히 보이도록 하고 대퇴골 터널을 통해 길이가 2인치 이하인 단축된 Keith 바늘을 통과하도록 전외측 근위 경골의 출구 지점을 시각화합니다. 이제 이식편의 한쪽 끝에서 바늘의 눈을 통해 두 개의 봉합사 끝을 꿰매고 바늘을 사용하여 이식편의 한쪽 끝을 대퇴 터널을 통해 당깁니다.

그런 다음 바늘을 사용하여 4개의 제로 Vicryl 봉합사를 사용하여 이식편의 다른 쪽 끝을 경골 터널을 통과시킵니다. 다음으로, 이식편의 대퇴골 끝을 8바늘 모양으로 주변 연조직에 부착하고 무릎을 뻗은 상태로 유지하여 이식편에 수동 장력을 만듭니다. 또 다른 8 스티치 모양을 사용하여 이식편의 경골 끝을 주변 연조직에 부착하고 가위로 양쪽 끝의 과도한 이식편을 자르고 스티치를 지나 각 끝에 1-2mm를 남겨 둡니다.

마지막으로 무릎을 펴고 슬개골을 줄입니다. 그런 다음 4 제로 Vicryl 봉합사를 사용하여 8 스티치의 단일 그림을 배치하여 내측 관절 캡슐을 닫고 슬개골의 측면 아탈구를 방지하고 달리는 피하 5 제로 Monocryl 또는 Vicryl 봉합사로 피부를 닫습니다. 재건 후 16주가 지나면 절편된 무릎의 조직학적 분석에서 골격 기질이 섬유아세포에 의해 크게 침투하여 뼈 터널에 잘 통합된 호산구성 콜라겐을 분비하는 것으로 나타났습니다.

이 실험에서는 희생 직후 관절의 생체 역학적 특성을 평가했습니다. 테스트된 모든 샘플은 인장 테스트에서 생성된 낮은 변위 곡선을 사용하여 중간 물질에서 실패했습니다. 고장 하중 및 강성은 각 그룹에 대해 계산되었습니다.

이식 후 16주가 지났을 때, electro spon 폴리머 이식편은 이식 직후 테스트한 이식편의 최대 하중과 강성을 약 두 배로 높였습니다. 이 수치는 여전히 기본 ACL보다 낮았지만 일단 마스터하면 동물 수술은 약 15분 안에 수행할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 외부에서 봉합사가 보이지 않는 봉합을 잘 수행하는 것을 기억하는 것이 중요합니다.

이 절차에 따라 추가 염색 및 생화학적 분석과 같은 다른 종말점 분석을 수행할 수 있습니다. 이 기술은 조직 공학 분야의 연구자들이 전방십자인대 재건 작업을 위한 여러 이식 옵션을 평가할 수 있는 길을 열었습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 ACL 재건의 설치류 모델에 이식용 폴리머 골격을 제작하는 방법을 잘 이해하게 될 것입니다.

살아있는 동물과 함께 일하는 것은 위험할 수 있으며, 이 절차를 수행하는 동안 항상 수의사의 권장 사항을 준수하고 개인 보호 장비를 착용하는 등의 예방 조치를 취해야 한다는 것을 잊지 마십시오.