We beschrijven de chirurgische techniek en het decellularisatieproces voor samengestelde rattenachterpoten. Decellularisatie wordt uitgevoerd met behulp van natriumdodecylsulfaat met een lage concentratie via een ex vivo machineperfusiesysteem.
Methodenartikel
We beschrijven de chirurgische techniek en het decellularisatieproces voor samengestelde rattenachterpoten. Decellularisatie wordt uitgevoerd met behulp van natriumdodecylsulfaat met een lage concentratie via een ex vivo machineperfusiesysteem.
Patiënten met ernstige traumatische verwondingen en weefselverlies vereisen een complexe chirurgische reconstructie. Vascularized composite allotransplantation (VCA) is een evoluerende reconstructieve weg voor het overbrengen van meerdere weefsels als een samengestelde subeenheid. Ondanks het veelbelovende karakter van VCA, zijn de immunosuppressieve vereisten op lange termijn een significante beperking vanwege het verhoogde risico op maligniteiten, eindorgaantoxiciteit en opportunistische infecties. Tissue engineering van acellulaire composietsteigers is een potentieel alternatief om de behoefte aan immunosuppressie te verminderen. Hierin wordt de verkrijging van een rat hindlimb en de daaropvolgende decellularisatie met behulp van natriumdodecylsulfaat (SDS) beschreven. De gepresenteerde inkoopstrategie is gebaseerd op de gemeenschappelijke dijbeenslagader. Een machinaal perfusie-gebaseerd bioreactorsysteem werd gebouwd en gebruikt voor ex vivo decellularisatie van de achterste. Succesvolle perfusie decellularisatie werd uitgevoerd, resulterend in een wit doorschijnend-achtig uiterlijk van de achterste. Een intact, doorlaatbaar, vasculair netwerk in de hele achtervel werd waargenomen. Histologische analyses toonden de verwijdering van nucleaire inhoud en het behoud van weefselarchitectuur in alle weefselcompartimenten.
VCA is een opkomende optie voor patiënten die een complexe chirurgische reconstructie nodig hebben. Traumatische verwondingen of tumorresecties resulteren in volumetrisch weefselverlies dat moeilijk te reconstrueren kan zijn. VCA biedt de transplantatie van meerdere weefsels zoals de huid, bot, spier, zenuwen en bloedvaten als een samengesteld transplantaat van een donor naar een ontvanger1. Ondanks het veelbelovende karakter is VCA beperkt vanwege langdurige immunosuppressieve regimes. Levenslang gebruik van dergelijke geneesmiddelen resulteert in een verhoogd risico op opportunistische infecties, maligniteiten en eindorgaantoxiciteit 1,2,3. Om de behoefte aan immunosuppressie te verminderen en / of te elimineren, zijn weefsel-gemanipuleerde steigers met behulp van decellularisatiebenaderingen voor VCA veelbelovend.
Weefseldecellularisatie houdt in dat de extracellulaire matrixstructuur behouden blijft terwijl de cellulaire en nucleaire inhoud wordt verwijderd. Deze gedecellulariseerde steiger kan opnieuw worden bevolkt met patiëntspecifieke cellen4. Het behoud van het ECM-netwerk van samengestelde weefsels is echter een extra uitdaging. Dit komt door de aanwezigheid van meerdere weefseltypen met verschillende weefseldichtheden, architecturen en anatomische locaties binnen een steiger. Het huidige protocol biedt een chirurgische techniek en een decellularisatiemethode voor een rat hindlimb. Dit is een proof-of-concept model voor het toepassen van deze tissue engineering techniek op composiet weefsels. Dit kan ook leiden tot latere inspanningen om samengestelde weefsels te regenereren door middel van recellularisatie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Cadaverische mannelijke Lewisratten (300-430 g) verkregen van het Toronto General Hospital Research Institute werden gebruikt voor alle experimenten. Voor alle chirurgische ingrepen werden steriele instrumenten en benodigdheden gebruikt om de aseptische techniek te behouden (zie de Tabel van Materialen). Alle procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van het Animal Care Committee van het Toronto General Hospital Research Institute, University Health Network (Toronto, ON, Canada). In totaal werden vier achterpoten gedecellulariseerd.
1. Prechirurgische bereiding
2. Verkrijging van rat hindlimb

Figuur 1: Inkoop van rattenachtervel. (A) Markering van de huidincisie op het niveau van het inguinale ligament van lateraal tot mediaal. (B) Zicht op de femorale ader en de dijbeenslagader, die proximaal zijn ontleed in de richting van het liesband, aangegeven door de stippellijn. Afkortingen: L = lateraal; M = mediaal; FV = femorale ader; FA = dijbeenslagader. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
3. Bereiding van oplossingen
4. Bioreactor en perfusiecircuit constructie
OPMERKING: Raadpleeg figuur 2 voor de configuratie van de bioreactor en het perfusiecircuit in de vermelde stappen.

Figuur 2: Voorbereiding van de bouw van bioreactoren en perfusiecircuits. Afgebeelde apparatuur van het perfusiecircuit, met inbegrip van (A) peristaltische pomp en (B) overeenkomstige cassettes voor zowel inlaat- als uitlaatleidingen. (C, D) Siliconen slangen van 12 cm en 30 cm worden ook weergegeven met respectievelijke connectoren. (E) Buizen voor peristaltische pomp (1,85 mm). Bioreactorkamer met gelabelde poorten voor (F) instroom, (G) vulpoort en (H) uitstroom. (I) Bioreactordeksel weergegeven met ventilatiepoort. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
5. Decellularisatie van rattenachterpoten

Figuur 3: Overzicht van het perfusie decellularisatie bioreactor circuit van rat hindlimb. (A) Schematische weergave van bioreactor perfusie circuit. Blauwe pijlen geven de richting van de wasmiddel- en afvalstroom aan. (B) Overzicht van het decellularisatiecircuit met bioreactor met rattenachterhoek. Het SDS-reservoir (linkerkolf) leidt naar de peristaltische pomp en naar de inlaatbuis van de bioreactor. De uitstroom wordt via de peristaltische pomp verbonden met het afvalreservoir (rechterkolf). (C) (I) Bioreactor met rattenachterwand met inlaatbuizen verbonden met de gecannuleerde dijbeenslagader. (II) In de hoek gelegen aanvullingspoort voor het perfuseren van reinigingsmiddel. (III) Uitstroombuizen opgehangen in het suspensiereservoir. Afkorting: SDS = sodium dodecyl sulfate. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
6. Wassen en steriliseren na decellularisatie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het inkoopprotocol was succesvol in het isoleren en cannuleren van de gemeenschappelijke femorale slagaders voor volgende perfusiestappen. De representatieve dissectiebeelden in figuur 1A,B tonen de incisielocatie en belichting van de femorale vaten met voldoende afstand tot de bifurcatiepunten. Figuur 2 toont de apparatuur die nodig is voor de voorbereiding van de bioreactor en het perfusiecircuit. Het eindpunt van decellularisatie werd bepaald...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Rattenachterpoten zijn nuttig als experimentele modellen in VCA5. Tissue engineering van acellulaire steigers is de eerste stap in het aanpakken van de tekortkomingen van langdurige immunosuppressieregimes geassocieerd met VCA. Het gebruik van composiettransplantaten vormt een extra uitdaging gezien de aanwezigheid van meerdere weefsels, elk met unieke functionele, immunogene en structurele eigenschappen. Het huidige protocol toont een succesvolle methode voor het verkrijgen van acellulaire compos...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben geen belangenconflicten te melden.
Figuur 3A is gemaakt in BioRender.com.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.9% Sodium Chloride Injection USP 50 mL | Baxter Corporation | JB1308M | |
| 1 mL Disposable Serological Pipets | VWR | 75816-102 | |
| 10 cc Disposable Syringes | Verkregen van onderzoeksinstelling | ||
| 3-way Stopcock | Verkregen van onderzoeksinstelling | ||
| 5cc Disposable Syringes | Verkregen van onderzoeksinstelling | ||
| 70% Isopropyl Alcohol | Verkregen van onderzoeksinstelling | ||
| Acrodisc Syringe Filter 0.2 µm | VWR | CA28143-310 | |
| Adson Forceps, Straight | Fine Science Tools | 11006-12 | |
| Angiocatheter 24 G 19 mm (¾”) | VWR | 38112 | |
| Antibiotic-Antimycotic Solution (100x) 100 mL | Multicell | 450-115-EL | |
| Bone Cutter | Fine Science Tools | 12029-12 | |
| Connectors for 1/16" to 1/8" Tubes | McMasterCarr | 5117K52 | |
| Female Luer to barbed adapter (PVDF) - 1/8" ID | McMasterCarr | 51525K328 | |
| Fine Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| Fine Forceps with Micro-Blunted Tips | Fine Science Tools | 11253-20 | |
| Heparin Sodium Injection 10,000 IU/10 mL | LEO Pharma Inc. | 006174-09 | |
| Male Luer to barbed adapter (PVDF) - 1/8" ID | McMasterCarr | 51525K322 | |
| Micro Needle Holder | WLorenz | 04-4125 | |
| Microscissors | WLorenz | SP-4506 | |
| Peracetic Acid | Sigma Aldrich | 269336-100ML | |
| Peristaltic Pump, 3-Channel | Cole Parmer | RK-78001-68 | |
| Phosphate Buffered Saline 1x 500 mL | Wisent | 311-425-CL | |
| Povidone Surgical Scrub Solution | Verkregen van onderzoeksinstelling | ||
| Pump Tubing, 3-Stop, Tygon E-LFL | Cole Parmer | RK-96450-40 | |
| Pump Tubing, Platinum-Cured Silicone | Cole Parmer | RK-96410-16 | |
| Scalpel Blade - #10 | Fine Science Tools | 10010-00 | |
| Scalpel Handle - #3 | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Sodium Dodecyl Sulfate Reagent Grade: Purity: >99%, 1 kg | Bioshop | SDS003.1 | |
| Surgical Suture #6-0 | Covidien | VS889 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken
Toestemming aanvragen