Name: 엔지니어링 전방 십자 인대 이식의 평가 흉선 쥐 모델 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-03-26T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 32 s
Description: 학습하세요 조직공학 이식편 평가를 위한 생분해성 중합체 스캐폴드 제작 및 흰쥐 무릎 이식 기법. 16주 후 조직학 및 생역학 분석을 통해 전방십자인대 재건을 위한 새로운 치료법을 탐색합니다.

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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 &amp; D 탁월성 평가 1 I01 BX00012601 (DM) 및 근골격계 이식 재단 젊은 연구자 상 (FP).

참고 : 모든 동물의 수술이 실험을 시작하기 전에 지역 수의학 직원과 동물 사용위원회에 의해 승인되었다. 전기 방사 된 폴리 카프로 락톤 비계의 1. 준비 <ol><li> w 10 %를 생성하는 1,1,1,3,3,3- 헥사 플루오로 -2- 프로판올의 과립 형태로 의료용 폴리 에스테르 말단 (ε 카프로 락톤)를 계량하고 용해 PCL 중합체 용액 w /. 균일 한 솔루션을 보장하기 위해 적어도 3 시간 동안 교반 판을 사용하여 솔루션 저어 보자. </li><li> PCL 솔루션을 Electrospin하는 발판 제조에 매우 정렬 된 PCL 섬유의 팔목을 만들 수 있습니다. <ol><li> 항상에 팬 화학 흄 후드에서 전기 방사 설치를 준비합니다. 이는 전압원, 모터 구동 수집 맨드릴, 및 진공 포트에 의해 구동되는 소스 PCL 용액에 대한 엔트리 포인트를 전기 방사에 대한 격리 된 진공 매체로서 역할을하고 갖는 것 큰 아크릴 상자로 구성되어있다. acryli를 청소C 상자 철저히 에탄올과 전기 방사 제품의 품질을 손상시킬 수있는 임의의 불순물을 제거하고 파라 필름 시트와 모든 표면을 커버. </li><li> 무딘와 10 ML의 주사기에 상기 용액의 부하 약 3 ㎖를 18 G, 1 ½ 인치 바늘을했다. 주사기를 위로 눌러 기포를 제거합니다. 프로그램 주사기 펌프에 잠금 솔루션을 제공합니다. 전압원 와이어 부착 아크릴 상자 외부에 관하여 ½ 인치의 바늘을 유지하면서 아크릴 상자에 작은 구멍을 통해 바늘을 삽입한다. </li><li> 매우 정렬 된 PCL 섬유의 집으로 30mm 회전 선반 맨드릴을 사용; 알루미늄 포일의 얇은 스트립 단단히 맨드릴을 커버. 약 15cm 거리에서 주사기 바늘 상자의 반대측에 상기 모터에 맨드릴 잠금. </li><li> 진공 포트에 플라스틱 호스를 삽입하고 흄 후드 진공 소스에 연결합니다. 진공 원을 켜고 뚜껑 아크릴 상자를 커버한다. </li><li> 에스외 2.5 ㎖ / HR 상기 프로그래머블 주사기 펌프의 주입 속도. 3,450 rpm에서 맨드릴을 운영하고 악어 클립을 사용하여 상자 외부의 바늘 끝으로 전압 소스의 양극 도선을 연결하는 모터의 전원을 켭니다. </li><li> PCL 용액의 주입이 시작되면, 전압 소스를 켜고 20 kV의 동작 전압을 설정합니다. </li><li> PCL 용액 0.5ml를으로부터 균질 커프를 만드는 12 분 동안 용액을 주입한다. 참고 : 평균적으로, 각 커프 3 ~ 4 층 비계의 총을 만드는 데 사용할 수있는 2 ~ 6 스트립 시트를 생성하기에 충분한 전기 방사 물질을 가지고있다. </li></ol></li><li> 레이저는 저 진공 설정, 10.0 keV의 착륙 전압, 6.4 mm 작동 거리, 및 3.0의 프로브 직경에서 작동 VersaLaser 커터 2.3에 여러 개의 작은 시트를 형성하기 위해 PCL 커프를 잘라. 주 :이 예에서, 컴퓨터 지원 설계는 X 35mm × 150 μm의 비계 1.5 mm 여러 장의 수득 커터를 지시하는 데 사용 된균등하게 15 % 세공 영역에 직경 150㎛의 구멍을 분산. </li><li> 플라즈마 이온 가속 PCL 표면의 친수성을 유도하기 위해 플라즈마 세정기를 이용하여 PCL 발판을 에칭. 450 mTorr로하고 치료를 높은 전력 (29.6 W)에서 30 초 동안 비계에 진공을 설정합니다. </li><li> 무균 환경에서 70 % 에탄올의 발판 목욕. </li><li> 코트 콜라겐 개별 지지체는 생체 내에서 세포 부착과 증식을 촉진한다. <ol><li> 4 ° C에서 1X PBS에서 9 : 1 : Purecol 콜라겐 3 ㎎ / ㎖ 표준 용액, 10 배 PBS 0.1 N NaOH를 하나의 2.5 무​​균 용액 (8)을 희석하여 콜라겐 코팅 용액을 만듭니다. 균질 용액을 완전히 혼합되도록. </li><li> 코트 개별 1.5 mm X 35mm X 상기 콜라겐 용액의 박층 막으로 150 μm의 발판. 무균 환경에서 24 시간 동안 건조시킵니다. </li></ol></li><li> 5-0 Vicryl 봉합사를 사용하여 스택과 네 개의 개별 1.5 mm X 35mm X 150 μm의 발판을 부착Krackow가 주입을위한 준비가 최종 0.6 mm 두께, 다층, 콜라겐 코팅 발판을 만들 스티치 사용. </li></ol> 2. 쥐 수술 프로토콜 <ol><li> 흡입 챔버에서 래트를 배치하고 2 L / 분으로 산소 2 % 이소 플루 란을 전달하여 마취를 유도한다. 쥐를 확인하는 것은 적절 발을 뒷다​​리에 압력을 가하지하고 응답을 평가하여 마취. </li><li> 비 멸균 다시 테이블에서 피하 25 ㎎ / ㎏ 암피실린 및 0.03 ㎎ / ㎏ 부 프레 노르 핀을 주입. </li><li> 눈 안과 연고를 적용합니다. 수술 뒷다리에서 모피를​​ 클립과 세 클로르헥시딘의 교류 스크럽 70 % 에탄올로 수술 부위를 예비 학교. </li><li> 저체온증을 방지하기 위해 가열 패드, 수술대에 쥐를 전송합니다. 보안 코 콘, 그리고, 2 L / min의 산소에 2 % 이소 플루 란과 절차를 통해 전달 코 콘 마취를 유지한다. 노출 수술 사지를 떠나, 균 방식으로 드레이프. </li><li&gt; 수술을 시작하기 전에, 먼저 발 압력을 뒷다리에 대한 응답의 부족으로 적절한 마취를 확인합니다. </li><li> 슬개골의 수준에 중심을 무릎에 2cm 긴 수직 절개 내측을 확인합니다. 절개 무릎 위에 중심 될 때까지 옆으로 피부를 집어 넣으십시오. </li><li> 바로 슬개골 내측에 절단 및 대퇴사 두근과 원위 경골 결핵의 슬개 건 삽입의 수준으로 musculotendinous 접합의 수준에 근접하게 확장하여 내측 슬개골 arthrotomy를 만들기 위해 메스를 사용합니다. 슬개골 또는 대퇴사 두근 힘줄을 잘라 않도록주의하십시오. </li><li> 슬개 건에 불과 측면 무릎 캡슐을 통해 1cm 세로 절개를함으로써 측면 출시 슬개골. </li><li> 무릎이 확장되어 있는지 확인합니다. 미세 가위를 가지고 내측하는 측면에서 슬개골 아래를 통과. 신근기구 양쪽로 번역 될 수 있도록 위를 몇 번 확산. </li><li> t을 휘어 동안그 무릎, 무릎 관절의 내부를 노출시키기 위해 측방 슬개골 번역. 과간 노치와 대퇴골의 명확한 시각화를 확인합니다. 메스를 사용하여 노치에서 ACL과 PCL을 가로로 쪼개다. </li><li> 1.6 mm의 K-와이어로드 파워 드릴. 과간 노치에서 ACL 기원에 K 와이어 팁을 놓습니다. superolaterally 드릴과 메스에 필요한 모든 연부 조직을 제거, 대퇴골의 측면 측면에서 출구 지점을 시각화. 이식에 대한 명확한 통행을 보장하기에 몇 시간에서 K-와이어를 전달합니다. </li><li> 경골 고원에 ACL 공간에 K-와이어를 놓습니다. anterolaterally 드릴과 전 외측 경골 근위부에 종료 지점을 시각화. K-와이어 경골 나오는 지점이 완전히 가시화 될 수 있도록 필요에 따라 부드러운 조직을 취소 메스를 사용합니다. </li><li> 대퇴골 터널을 통해 (이상적으로 더 이상 2보다 인치) 단축 키스 바늘을 전달합니다. K의 눈을 통해 그라프의 한쪽 끝에서 두 봉합 단부 스레드eith 바늘. 대퇴 터널을 통해 이식의 한쪽 끝을 당겨 바늘을 사용합니다. </li><li> 경골 터널을 통해 이식의 다른 쪽 끝을 전달하는 이전 단계를 반복합니다. </li><li> 그림 8 자 스티치와 골막 또는 다른 부드러운 주변 조직에 이식의 대퇴골 끝을 부착하기 위해 4-0 Vicryl 봉합사를 사용합니다. 수동 장력 확장의 무릎에 이식. 그림 8 자 스티치와 골막 또는 다른 부드러운 주변 조직에 이식 경골 끝을 붙입니다. </li><li> 그림 8 자 스티치 과거의 각 끝에 1-2 mm로두고, 양쪽 끝 초과 이식을 잘라 가위를 사용합니다. </li><li> 무릎을 확장 및 슬개골을 줄일 수 있습니다. 4-0 vicryl을 사용하여, 슬개골의 외측 아 탈구를 방지, 내측 관절낭을 닫습니다 단일 그림 8 자 스티치를 배치합니다. </li><li> 기본 근육을 봉합하지 않도록주의, 실행 표피 하 5-0 Monocryl 또는 Vicryl 봉합사로 피부를 닫거나 피부가 폐쇄되면 눈에 보이는 봉합있다. </li><li> 인제피하 부 프레 노르 핀과 CT 쥐 수술 후 삼일의 총 매 12 시간. 주입시 어떤 배수 수술 부위 나 상처 열개를 확인합니다. 파행과 붓기는 수술 후 처음 몇 일 정상, 그러나 신속하게 수의학 직원들과 함께 어떤 수술 후 문제를 해결. 수술 절개 부위가 완전히 치유 될 때 동물은 수술 후 이주에서 사회 주택으로 복귀 할 수있다. </li></ol> 3. 데이터 수집 프로토콜 <ol><li> 희생 이때, 개흉술이어서 CO 2 밀폐 챔버 내에서 개별적으로 쥐 질식. </li><li> 고관절에서 분리하여 외과 적 재구성과 반대측 사지를 모두 수확. <ol><li> 복원 된 사지를 들어, 만 대퇴골, 경골 및 이식을 분리하는 미세 절개하여 후방 십자 인대 수술 중단 기본 ACL에서 잔존물을 포함한 모든 연부 조직을 제거합니다. </li> &lt;리&gt;는 반대측 사지를 들어, 기본 ACL을 제외한 모든 연부 조직뿐만 아니라 미세 절개에 의한 대퇴골과 경골을 제거합니다. </li><li> 대퇴골 그라프 경골 단지의 각 끝에서 뼈의 ¾에 1cm 남기고 모두 제거 할 때에는 드레 멜으로 회전 도구를 사용합니다. </li><li> 이 과정과 생체 역학 테스트를 통해 정기적으로 자주 거짓 결과를 변경할 수있다 수확 무릎의 탈수를 방지하기 위해 생리 식염수와 인대 영역을 스프레이. </li></ol></li><li> 조직 학적 분석을 위해 48 시간 동안 25 ℃에서 각각 4 % 파라 포름 알데히드 용액에서 각 무릎을 고정한다. 다음으로, 전체에 대한 탈회 Immunocal 시약 용액 무릎 잠수함; 이 과정은 샘플의 석회화 내용에 따라 달라집니다 5 일까지 걸릴 수 있습니다. 샘플 품질이 저하 될 수 있습니다 불완전 탈회 등의 진행 상황을 평가하기 위해 매일 각각의 샘플을 확인합니다. 원하는대로, 절편 수행, 슬라이드 장착하고, 염색이 완료되면. </li><li> Perform 생체 역학 테스트는 조직 설계 인대의 기능적 능력을 평가합니다. <ol><li> 개별적으로 각 뼈의 골단의 주위에 28 G 아연 도금 강철 와이어를 배치하여 대퇴골과 경골을 고정합니다. 이것은 뼈보다는 관심 인대에서 시료의 인장 조기 장애 부정확 생체 역학 테스트 데이터를 방지하는 것이다. </li><li> 냄비 크릴 레이트 (PMMA) 골 시멘트의 혼합물에 대퇴골. 이렇게하려면 두 개의 시멘트 성분을 혼합하고 즉시 완전히 자유롭게 돌출 골단과 연결된 인대와 시멘트 냄비에 뼈의 골간을 감싸는 금속으로 대퇴골을 확보하기 위해 점성 혼합물을 사용합니다. 자연 자유 라디칼 중합이 점차 밀가루 반죽 재료로 결국 고체 강화 된 매트릭스에 혼합 점성 구성 요소를 변환 할 수 있습니다. 참고 :이 프로세스는 몇 분 정도 걸립니다 수동으로 만든 루스의 온도를 평가하여 모니터링 할 수 있습니다나머지 시멘트; 온도가 일시적으로 발열 중합 반응 동안 증가 물질이 응고 후 RT로 가라 앉을 것이다. </li><li> 이상적인 기계적 시험 20 ° 굴곡에서 무릎 인대를 유지하면서 제외하고, 경골을 확고히하기위한 위와 같은 과정을 반복합니다. </li><li> 인장 시​​험 장치에 접합 대퇴골 - 경골 그래프트 착체를 장착하고 실패 장력의 시작으로부터 시간의 함수로서 기록 하중과 변위를 준비한다. 이 예에서는 1 KN 로드셀 인스 트론 모델 5564를 사용 하였다. </li><li> 사전 장력은 0.5 N / 분의 램프 속도에서 2 N 그래프트하고 0.5 mm / 초의 변형 속도로 실패 그래프트 테스트. 이 과정에서 인대가 중간 물질에 실패되어 있고 뼈 대퇴골과 경골이 안전한지 및 조기 부정확 시험 인대의 생 역학적 특성을 평가 할 수있는, 실패하지 않도록주의. </li><li> 생성 된 하중 - 변위를 사용하여곡선은 시험 인대 실패 부하 및 강성을 계산. </li></ol></li></ol>

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</ol>

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

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...

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.

<table><tbody><tr><td>의료 등급 에스터 말단 폴리(&amp;epsilon;-caprolactone), 과립 형태 (MW = 110,000)</td><td><a href="http://www.absorbables.com" target="_blank"><img src="/img/new_window.png"> Lactel Absorbable Polymers</a></td><td></td><td>원하는 분자량으로 맞춤 합성된 폴리머</td></tr><tr><td>1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>105228</td><td>PCL 폴리머용 용매</td></tr><tr><td>18 G x 1&amp;#189;" 베벨 바늘</td><td>BD Medical</td><td>305196</td><td></td></tr><tr><td>Remote Infuse/Withdraw 프로그래밍 가능 시린지 펌프</td><td>Harvard Apparatus</td><td>702101</td><td></td></tr><tr><td>VersaLaser VLS2.30 레이저 각인기</td><td>Microgeo USA</td><td>VLS2.30</td><td></td></tr><tr><td>Expanded Plasma Cleaner 115&amp;nbsp;V</td><td>Harrick Plasma</td><td>PDC-001</td><td>표면 개질을 위해 콜라겐 코팅 직전에 플라스마 식각 수행</td></tr><tr><td>PureCol Collagen 표준 용액, 3&amp;nbsp;mg/ml</td><td>Advanced Biomatrix</td><td>5015-A</td><td>PureCol, 10x PBS, 0.1&amp;nbsp;N NaOH 용액을 8:1:2.5 비율로 혼합한 후, 이를 다시 1x PBS와 1:9 비율로 혼합</td></tr><tr><td>봉합사, 5-0 Vicryl</td><td>Henry Schein</td><td>1086471</td><td></td></tr><tr><td>봉합사, 4-0 Vicryl</td><td>Henry Schein</td><td>6540072</td><td></td></tr><tr><td>끝이 뾰족한 해부용 가위 (직선형; 4.5&amp;nbsp;인치)</td><td>Fisher Scientific</td><td>8940</td><td></td></tr><tr><td>Buphrenorphine hydrochloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B9275</td><td>통증 조절을 위해 수술 중 및 수술 후 모두 0.03 mg/kg 사용</td></tr><tr><td>Ampicillin, 주사용</td><td>Henry Schein</td><td>1185678</td><td>시술 중 피하로 25 mg/kg 사용</td></tr><tr><td>K-wire, 1.6 mm</td><td>Spectrum Surgical</td><td>SI040062</td><td></td></tr><tr><td>Keith 바늘, 직선형 1&amp;#189;"</td><td>Delasco Dermatology Lab &amp;amp; Supply</td><td>KE-112</td><td></td></tr><tr><td>Immunocal 탈회 용액</td><td>Fisher Scientific</td><td>NC9491030</td><td></td></tr><tr><td>Opticryl 아크릴 수지 골시멘트 (PMMA) (단량체 및 중합체)</td><td>US Dental Depot</td><td>OPTICRYL 100410&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Instron Model 5564 인장 시험기</td><td>Instron</td><td>5564</td><td>이에 상응하는 모든 인장 시험 장치 사용 가능</td></tr></tbody></table>

엔지니어링 전방 십자 인대 이식의 평가 흉선 쥐 모델

Athymic Rat Model for Evaluation of Engineered Anterior Cruciate Ligament Grafts

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.

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.</e...

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.

Anterior cruciate ligament (ACL) rupture is a common ligamentous injury that often requires surgery because the ACL does not heal well without ...

다음 절차의 전반적인 목표는 설치류 모델을 사용하여 전방 십자 인대 교체용 조직 공학 이식편을 평가하는 것입니다. 이는 먼저 생분해성 고분자 지지체를 제작함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계에서는 이 지지체를 쥐의 무릎에 이식합니다.16주 후, 스캐폴드로부터 형성된 신생 인대를 수확하여 조직학적 분석을 수행합니다. 최종적으로, 콜라겐의 생체역학적 강도를 테스트하여 ACL 재건술에 사용될 이 조직 공학 이식편의 품질을 평가합니다. 스캐폴드 평가의 다른 방법들과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은, 비용 효율적이면서 대동물 모델보다 취급이 용이함과 동시에 스캐폴드를 복잡한 생체 내(in vivo) 환경에 노출시킬 수 있다는 점입니다.이 모델은 공학적으로 제작된 스캐폴드가 생체 내 환경과 어떻게 통합되어 신생 인대를 형성하는지와 같은 조직 공학 분야의 핵심 질문에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 이 기술은 새로운 치료법 및 ACL 재건술로 이어질 수 있습니다. 소동물 모델은 임상 적용을 위한 첫 번째 단계이므로, 이 방법은 특정 스캐폴드를 평가하는 데 사용될 수 있습니다.또한 세포 및 성장 인자가 포함된 조직 공학적 구축물과 같은 다른 구축물에도 적용할 수 있습니다. 당사는 뉴욕의 Hospital for Special Surgery에서 Scott Rodeo 박사와 동료들이 채택한 방법을 수정하여 수술 기법을 최적화했습니다. 전기 방사와 수술 단계는 서면 지침만으로는 학습하기 어려울 수 있으므로, 이 방법에 대한 시각적 시연이 매우 중요합니다.polycaprolactone 스캐폴드를 전기 방사할 때는 소스 polycaprolactone 용액을 위한 투입구가 있는 대형 아크릴 박스가 필요합니다. 전기 방사 공정을 위한 격리된 진공 매체로 사용하기 위해, 화학 흄 후드 내에 전압원으로 구동되는 진공 포트와 모터 구동 방식의 수집 맨드릴이 필요합니다. 절차를 시작하기 전, 박스를 70% ethanol로 철저히 세척하고 모든 표면을 para film 시트로 덮어 전기 방사 제품의 품질을 저하시킬 수 있는 불순물을 제거하십시오.그런 다음 팬을 켜고 갓 제조한 polycaprolactone 폴리머 3 mL를 18 gauge 뭉툭한 바늘이 장착된 10 mL 주사기에 채웁니다. 기포를 모두 제거한 후, 용액이 담긴 주사기를 프로그래밍 가능한 주사기 펌프에 고정하고 바늘을 입구 포트를 통해 아크릴 박스 내부로 삽입하며, 이때 바늘의 약 0.5인치가 박스 바깥으로 남게 합니다. 다음으로, 회전하는 lath 맨드릴을 얇은 알루미늄 호일 조각으로 단단히 감싼 후, 수집기 역할을 하도록 주사기 바늘에서 약 15 cm 떨어진 박스 반대편의 모터에 맨드릴을 고정하고, 진공 포트에 플라스틱 호스를 삽입합니다.그 다음 호스를 흄 후드 진공원에 연결하고 전원을 켭니다. 이제 아크릴 박스를 덮개로 덮고 프로그래밍 가능 시린지 펌프의 주입 속도를 2.5 milliliters per hour로 설정합니다. 이어서 음극 리드를 접지하고 모터를 켜서 맨드릴을 3,450 RPM으로 작동시키며, 악어 클립을 사용하여 전압원의 양극 리드를 박스 외부의 바늘 끝에 연결합니다.폴리카프로락톤 용액의 주입이 시작되면 전압원을 켜고 작동 전압을 20 kilovolt로 설정하십시오. 12분 동안 주입하면 0.5 milliliters의 폴리카프로락톤 용액으로 균질한 커프가 형성됩니다. 전압원, 모터, 진공 장치 및 시린지 펌프를 포함한 모든 장비의 전원을 끄십시오.모터에서 맨드릴을 분리하고, 맨드릴에서 폴리머 커프를 제거한 다음, 가로 방향으로 한 번 절단하여 직사각형의 전기방사 매트를 만듭니다. 그런 다음 매트를 레이저로 절단하여 여러 개의 작은 시트로 만들고, 이를 다시 스트립 형태로 잘라 4층 두께로 쌓은 뒤 서로 봉합하여 수술 시작 전 스캐폴드를 형성합니다. 먼저, 뒷발 압박에 대한 반응이 없는 것을 통해 마취가 충분히 되었는지 확인합니다.그런 다음 슬개골 높이를 중심으로 무릎 내측에 2 cm 길이의 수직 절개를 가하고, 필요에 따라 피부를 외측으로 견인합니다. 다음으로 메스를 사용하여 슬개골 바로 내측에 내측 슬개주위 관절절개술(medial para patella arthrotomy)을 시행하며, 근위로는 대퇴사두근의 근건 접합부 높이까지, 원위로는 경골 조면의 슬개건 부착 부위 높이까지 확장합니다. 이제 슬개골을 외측으로 탈구시키기 위해 슬개건 바로 외측의 무릎 관절낭을 통해 1 cm 길이의 수직 절개를 가합니다.그 후 무릎이 신전되었는지 확인하고, 미세 가위를 슬개골 아래로 외측에서 내측 방향으로 통과시킨 뒤, 가위를 두어 번 벌려 무릎을 굴곡시키는 동안 신전 기전이 어느 쪽으로든 이동할 수 있도록 합니다. 슬개골을 외측으로 이동시켜 무릎 관절 내부를 노출시키고, 과간 절흔과 대퇴 과가 명확하게 시각화되는지 확인합니다. 그런 다음 절흔에 있는 ACL과 PCL을 절단합니다.이제 전동 드릴에 장착된 1.6 millimeter K-wire의 끝을 과간 절흔의 ACL 기시부에 위치시키고, 보조자가 무릎을 고정하는 동안 상외측 방향으로 드릴링합니다. 그다음, 이식건이 원활하게 통과할 수 있도록 K-wire를 여러 번 넣었다 뺐다 하여 통로를 확보합니다. 대퇴골 외측면의 출구 지점을 확인하고, 필요에 따라 메스로 연부 조직을 제거합니다.터널이 확보되면 보조자가 무릎을 고정한 상태에서 K-wire를 경골 고평부의 ACL footprint에 배치하고 외측으로 드릴링합니다. 그런 다음 메스를 사용하여 필요한 경우 연부 조직을 제거함으로써 전외측 근위 경골의 출구 지점을 시각화하여 K-wire가 경골을 빠져나오는 지점이 완전히 보이게 하고, 길이가 2인치 이하인 짧은 Keith needle을 대퇴골 골 터널에 통과시킵니다. 이제 이식건 한쪽 끝의 봉합사 끝단 두 개를 바늘귀에 꿰고, 바늘을 사용하여 이식건의 한쪽 끝을 대퇴 터널을 통해 끌어당깁니다.그 다음 4-0 Vicryl 봉합사를 사용하여 바늘로 이식건의 반대쪽 끝을 경골 터널로 통과시킵니다. 이어서 무릎을 신전 상태로 유지하여 이식건에 수동 장력을 가하면서, 8자 봉합법을 이용해 이식건의 대퇴쪽 끝을 주변 연부 조직에 고정합니다. 또 다른 8자 봉합법을 사용하여 이식건의 경골쪽 끝을 주변 연부 조직에 고정하고, 가위로 양 끝의 과도한 이식건을 잘라내어 봉합사 너머로 각 끝에 1~2 mm 정도만 남깁니다.마지막으로 무릎을 펴고 슬개골을 정복합니다. 그런 다음 4-0 Vicryl 봉합사를 사용하여 내측 관절낭을 폐쇄하는 단일 8자 봉합(figure of eight stitch)을 시행하여 슬개골의 외측 아탈구를 방지하고, 5-0 Monocryl 또는 Vicryl 봉합사를 이용한 연속 피하 봉합으로 피부를 폐쇄합니다. 재건 후 16주 차에 절단된 무릎의 조직학적 분석을 실시하면, 스캐폴드 매트릭스에 섬유아세포가 광범위하게 침투하여 호산성 콜라겐을 분비하며 골 터널과 잘 통합되었음을 확인할 수 있습니다.본 실험에서는 희생 직후 관절의 생체역학적 특성을 평가하였습니다. 모든 테스트 샘플은 인장 시험을 통해 생성된 낮은 변위 곡선을 사용하여 중간 물질 부위에서 파괴되었습니다. 각 그룹에 대해 파괴 하중과 강성이 계산되었습니다.이식 후 16주 차에 전기방사 폴리머 이식편은 이식 직후 테스트한 이식편의 최대 하중과 강성이 약 2배 증가했습니다. 이러한 수치는 여전히 천연 ACL보다 낮았습니다. 숙련된 경우, 동물 수술은 약 15분 내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 수행할 때는 외부에서 봉합사가 보이지 않도록 꼼꼼하게 폐쇄하는 것이 중요합니다.이 절차 이후에 추가 염색 및 생화학적 분석과 같은 다른 종점 분석을 수행할 수 있습니다. 이 기술은 조직 공학 분야의 연구자들이 ACL 재건술을 위한 다양한 이식 옵션을 평가할 수 있는 길을 열어주었습니다. 이 영상을 시청한 후에는 설치류 ACL 재건 모델에 이식하기 위한 폴리머 스캐폴드를 제작하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.살아있는 동물을 다루는 작업은 위험할 수 있으며, 본 절차를 수행하는 동안에는 항상 수의학적 권고 사항을 준수하고 개인 보호 장구를 착용하는 등의 예방 조치를 취해야 함을 잊지 마십시오.

athymic-rat-model-for-evaluation-engineered-anterior-cruciate

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

이 종이 준비와 쥐에서 양측 슬 개 골 힘 줄 결함 모델 탯 매트릭스 유래 중간 엽 줄기 세포 spheroids의 평가 설명합니다. 이 모델 수용 병 적 상태와 관련 되었다와 치료 및 치료 힘 줄 사이의 차이 검출 하기 위하여 발견 되었고 2 개의 처리 사이 테스트.

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Vivo에서 포유류 모델의 중요 한 크기의 뼈 결함 치유 메커니즘 및 정형 외과 치료를 공부 하는 연구원을 위한 필수적입니다. 여기, 우리는 외부 고정을 사용 하 여 안정화 하는 쥐에 재현, 단편, 대 퇴 결함의 생성에 대 한 프로토콜을 소개 합니다.

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여기에서는 20N 이상의 60 순환 압박에 의해 생성 된 쥐 무릎의 순환 로딩 유도 관절 내 연골 병변 모델을 제시하여 쥐의 대퇴 과두 연골에 손상을 입 힙니다.

래트 무릎의 순환 로딩 유도 관절내 연골 병변 모델을 생성하기 위한 비침습적 방법

이 프로토콜은 쥐의 대퇴골 활차 홈에 구멍을 뚫고 후속 통증 행동 및 조직병리학적 변화를 측정하여 전층 연골 결손(FTCD) 모델을 설정합니다.

전층 연골 결손의 쥐 모델 개발 및 평가

비침습적 전방십자인대 손상은 마우스에서 외상 후 골관절염(PTOA)을 시작하기 위한 신뢰할 수 있고 임상적으로 관련된 방법입니다. 이 손상 방법은 또한 프로테아제 활성화 가능한 근적외선 프로브 및 형광 반사 이미징을 사용하여 손상 후 초기 시점에서 관절의 프로테아제 활성을 생체 내에서 정량화할 수 있습니다.

비침습적 압박 유도 전방 십자인대(ACL) 손상 및 생쥐의 프로테아제 활성에 대한 생체 내 이미징

여기에서는 설치류에서 무릎 골관절염을 유발하는 신뢰할 수 있는 모델로서 전방십자인대(ACL)를 횡단하는 수술 방법과 무릎 활액 채취, 무릎 부종 측정 및 골관절염 중증도 평가를 위한 방법론을 설명합니다.

관절 염증 및 외상 후 골관절염을 연구하기 위한 설치류 모델의 전방십자인대 절개 및 활액 세척

이 연구는 내고정 또는 외부 고정 없이 하중 지지 조건에서 뼈 대체 재료의 기계적 및 골형성적 성능을 평가하기 위해 쥐 대퇴골 반분절 결손 모델을 구축하였습니다.

하중 지지 부위에서 뼈 대체 성능 평가를 위한 쥐의 반분절 골단골 결손 모델

절차는 지방과 미세한 자기 공명 elastography (μMRE)를 사용하여 기계적 성질의 비침 투 현지 심사를 통해 osteogenic 조직 공학 구조의 공학 결과를 모니터링하기위한 자기 공명 elastography의 방법론을 보여줍니다.

조직 평가에 대한 자기 공명 Elastography 방법론은 구조 성장하는 기술

전방 십자 인대 (ACL)의 부분적인 눈물을 복구하는 패치 향후 애플리케이션의 경우, 인간의 ACL 유래 세포는 체외에서 확장 및 조직 공학적 지지체에 성장 재건 과정 중에 얻은 조직에서 분리되었다. 세포 접착 및 형태학이어서 지지체 표면에 생체 적합성을 확인하기 위하여 실시 하였다.

외과 검색, 분리 및<em&gt; 체외</em&gt; 조직 공학 응용 프로그램에 대한 인간의 전방 십자 인대에서 파생 된 세포의 확장

학습하세요 조직공학 이식편 평가를 위한 생분해성 중합체 스캐폴드 제작 및 흰쥐 무릎 이식 기법. 16주 후 조직학 및 생역학 분석을 통해 전방십자인대 재건을 위한 새로운 치료법을 탐색합니다.

엔지니어링 전방 십자 인대 이식의 평가 흉선 쥐 모델

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