Beoordeling van de levensvatbaarheid van menselijk vet Injectie in Naakt Muizen met Micro-Computed Tomography
7 januari 2015
Vettransplantatie is een essentiële techniek voor het reconstrueren van tekorten in zacht weefsel. Het blijft echter een onvoorspelbare procedure, gekenmerkt door variabele overleving van het transplantaat. Ons doel was om een muismodel te ontwikkelen dat een nieuwe beeldvormingsmethode gebruikt om volumeretentie te vergelijken tussen verschillende technieken van vettransplantaatvoorbereiding en -toediening.
Het algemene doel van deze procedure is om een muismodel te beschrijven dat gebruik maakt van micro CT om volumeretentie te vergelijken tussen uitstellende technieken van vettransplantaatvoorbereiding en -toediening. Dit wordt bereikt door eerst menselijke lipo aspiraat te verwerken om vet klaar te maken voor transplantatie. De tweede stap is om vettransplantaten in de hoofdhuiden van CD een thymische naaktmuizen te plaatsen.
Vervolgens wordt de overleving van het vettransplantaat wekelijks geanalyseerd door muizen te CT-scannen, afbeeldingen te reconstrueren en volumeretentie te kwantificeren. De laatste stap is om het vettransplantaat aan het eind van acht weken te verwijderen en ze te vergelijken op basis van gewicht en histologie. Uiteindelijk worden micro CT en histologie gebruikt om verschillen in de kwaliteit en overleving van het vettransplantaat te laten zien.
Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals het wegen van vettransplantaten, is dat het mogelijk maakt om het volume van het vettransplantaat op meerdere tijdstippen na de eerste transplantatie te visualiseren en objectief te kwantificeren zonder dat het proefdier hoeft te worden opgeofferd. We kregen voor het eerst het idee voor deze methode toen we micro CT begonnen te gebruiken om calva Defecten te analyseren. De implicaties van deze techniek zijn dat het een chirurgisch model biedt voor alle onderzoeken die vettransplantaat, retentie en levensvatbaarheid evalueren.
Over het algemeen zullen mensen die nieuw zijn in deze methode worstelen omdat het moeilijk is om het vettransplantaat in de juiste positie boven de hoofdhuid te houden. Visuele demonstratie van deze techniek is cruciaal omdat de transplantatie- en reconstructiestappen moeilijk te leren zijn omdat er tal van stadia zijn waarop een kleine afwijking in de techniek het resultaat kan veranderen. Gebruik de Coleman-procedure om menselijk adipeus weefsel te verkrijgen uit de buik, flank en dijgebieden van gezonde vrouwelijke patiënten die een electieve liposuctie ondergaan.
Om het lipo aspiraat voor transplantatie te verwerken, laat het vet eerst 30 minuten bezinken. Lipo aspiraat zal zich meestal in drie lagen nestelen met olie bovenaan, vet in het midden en bloed onderaan. Aspirateer en gooi de bovenste olie-laag en de onderste bloed-laag weg.
Om eventueel overgebleven tumescente vloeistof of cellulaire restanten verder te verwijderen, centrifugeer het vet gedurende vijf minuten bij 350 Gs en vier graden Celsius. Na centrifugatie aspireert u de onderste bloed-laag en de bovenste olie-laag. Om de hoeveelheid vet te berekenen die nodig is voor transplantatie zoals beschreven in het tekstprotocol, om vettransplantatie uit te voeren, verkrijg vrouwelijke homozygote CD een naaktmuizen.
Kies voor het experimentele onderzoek muizen tussen de acht en 12 weken oud om anesthesie te induceren. Plaats de muis in een knock-down box met 2,5% isofluorine zuurstofmengsel bij twee liter per minuut gedurende ongeveer 10 minuten wanneer de ademhalingssnelheid van de muis is vertraagd. Bevestig adequate sedatie met een teenprik.
Breng veterinaire smerende oftalmische zalf aan op beide ogen van de muis en plaats de neus van de muis in een neuskoker, waarbij 2,5% ISO fluorine zuurstofmengsel wordt afgegeven met een snelheid van een tot twee liter per minuut. Stel vervolgens een steriele werkplek in onder de muis. Steriliseer vervolgens een hoofdhuid met 2,5% povidon-jodium, gevolgd door 70% ethanoloplossing.
Herhaal de sterilisatie nog twee keer. Laad een enkele milliliter lure lock-spuit terug met een milliliter vet dat is geëquilibreerd naar kamertemperatuur. Verbind een 14 gauge acht centimeter lange vettransplantaatcannula aan het uiteinde van de spuit.
Prime het systeem door de spuitpomp in te drukken totdat er tussen de 200 en 400 microliter vet in de spuit achterblijft. Terwijl u de spuitpomp indrukt, bevestigt u dat de cannule volledig is gevuld met vet door vet te observeren dat uit de distale cannuleopening komt met behulp van fijne pincetten. Til de dorsale huid op in de middenlijn boven het meest caudale aspect van de schedel.
Maak een snede van 1,5 millimeter in de huid met behulp van fijne schaar. Plaats een zes-o nylon naald door het midden van de snede die later zal worden gebruikt om de wondrandjes bij elkaar te brengen. Nadat het transplantaat is uitgevoerd, bind de naald niet vast.
Maak vervolgens een subcutane zak boven de schedel door de cannule door de huidsnede te steken en de cannule heen en weer te bewegen in een waaiervormig patroon over de schedel om eventuele bindweefselverbindingen met de overliggende huid te verwijderen. Zodra de zak is gemaakt, plaats de cannule in de middenlijn van de muis direct boven de schedel totdat de punt ligt op het ramus-aspect van de zak, die net achter een lijn getrokken tussen de ogen zou moeten zijn. Injecteer langzaam het vet in retrograde stijl, waarbij de pomp wordt geavanceerd terwijl de cannule wordt teruggetrokken. Gebruik pincetten om de wondrandjes bij elkaar te brengen en heft ze op om te voorkomen dat vet uit de zak lekt.
Bind de naald die eerder is geplaatst, en zorg ervoor dat de eerste knoop lichtjes tegen de huid ligt. Bind nog drie vierkante knopen en snijd de naald af met een staart van drie millimeter. Verwijder de muis van de anesthesie en ga verder met het herstel zoals beschreven in het tekstprotocol.
Voordat de eerste scan wordt uitgevoerd, kalibreer de micro CT met een beeldvormingsphantom dat onderscheid maakt tussen lucht-, water- en botintensiteit. Na kalibratie. Plaats vier muizen in de scanner in de ventrale positie met twee muizen bovenop en twee op de bodem.
Plaats op een scanbed. Eerder gebouwd uit 60 milliliter spuiten om het lichaam van de muis te houden en 10 milliliter spuiten als neuskokers. Bevestig met een scoutafbeelding dat de volledige schedel van de muis van neus tot eerste cervicale wervel en van de bovenkant van de schedel tot de basis van de schedel zal worden afgebeeld
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een muismodel dat gebruikmaakt van micro-CT om de volumebehoud in vettransplantaten te evalueren. Het onderzoek heeft tot doel verschillende technieken voor de voorbereiding en toediening van vettransplantaten te vergelijken, om zo de onvoorspelbaarheid van de overleving van het transplantaat aan te pakken.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Regeneratieve Geneeskunde
- Beeldvormingstechnieken
Achtergrond
- Vettransplantatie is essentieel voor de reconstructie van defecten in zacht weefsel.
- De procedure staat vaak voor uitdagingen door de variabele overleving van het transplantaat.
- Micro-CT-beeldvorming biedt een nieuwe benadering om de retentie van het transplantaat te beoordelen.
- Inzicht in de mechanismen van transplantaatoverleving kan de klinische resultaten verbeteren.
Doel van de studie
- Om een betrouwbaar muismodel te ontwikkelen voor de analyse van vettransplantaties.
- Om micro-CT te gebruiken voor het vergelijken van het behoud van het graftvolume.
- Om de effectiviteit van verschillende technieken voor de bereiding van vettransplantaten te evalueren.
Gebruikte methoden
- Verwerking van menselijk liposuctie-aspiraat voor transplantatie.
- Plaatsing van vettransplantaten in de hoofdhuid van CD1 thymische naaktenmuizen.
- Wekelijkse CT-scans om het overlevingspercentage van de vettransplantaten te analyseren.
- Histologisch onderzoek en gewichtsvergelijking na acht weken.
Belangrijkste resultaten
- Micro-CT-imaging kwantificeerde succesvol het volumebehoud van vettransplantaten.
- Histologische analyse onthulde verschillen in de kwaliteit van de transplantaten.
- De overleving van de transplantaten varieerde significant tussen de verschillende preparatietechnieken.
- Het model biedt inzichten in de optimalisatie van vettransplantatieprocedures.
Conclusies
- Het muismodel is effectief voor het bestuderen van de retentie van vettransplantaten.
- Micro-CT en histologie zijn waardevolle hulpmiddelen voor het evalueren van transplantaten.
- De bevindingen kunnen leiden tot verbeterde strategieën voor vettransplantatie in klinische settings.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Leidinggevenden
Vettransplantatie kent uitdagingen bij klinische translatie vanwege onvoorspelbare overlevingspercentages van het transplantaat, variërend van 10-80%, wat onzekerheid creëert in de reconstructieve resultaten. Dit model maakt longitudinale, niet-invasieve kwantificering van het behoud van het transplantaatvolume mogelijk met micro-CT, waardoor objectieve, reproduceerbare gegevens over verschillende tijdspunten worden verkregen zonder terminale eindpunten. Door biologische variabiliteit te verminderen en mechanische risicoanalyse te ondersteunen, verhoogt het het voorspellende vertrouwen bij de preklinische evaluatie van regeneratieve therapieën op basis van adipocyten.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door de levensvatbaarheid van vettransplantaten te volgen als een functionele readout van de overleving en inpanting van adipocyten.
- Operationele waarde: Ondersteunt biologische risicoreductie via seriële in vivo imaging die correleert met histologische en gravimetrische eindpunten.
Screening & Assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Genereert gestandaardiseerde, kwantitatieve volumemetingen die een betrouwbare vergelijking van graft-preparatietechnieken mogelijk maken.
- Operationele waarde: Faciliteert de standaardisatie van assays via consistente ROI-drempelwaarden en seriële scanning, waardoor de reproduceerbaarheid tussen verschillende operators en locaties wordt verbeterd.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Biedt ziekterelateerde systeemcontinuïteit door vroege graft-adoptie te koppelen aan langetermijnoverleving via multimodale validatie (micro-CT, histologie, gewicht).
- Operationele waarde: Maakt risico-gecorrigeerde beslissingen voor verdere ontwikkeling mogelijk door preparatiemethoden te identificeren met >60% volumebehoud na acht weken.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode is geïntegreerd in het ontdekkingscontinuüm, van vroege adipocytkarakterisering tot preklinische validatie, ter ondersteuning van go/no-go-beslissingen op basis van volumetrische stabiliteit en histologische kwaliteit.
- Discovery Biology: Test hypothesen over de transplantatie van adipocyten en micro-omgevingondersteuning door volumebehoud te meten als surrogaat voor functionele graft-aanneming.
- Screening: Levert assay-klare, gestandaardiseerde biologische systemen met kwantificeerbare output die geschikt zijn voor het vergelijken van variabelen in de verwerking van lipoaspiraten.
- Analytics: Levert volumetrische read-outs en 3D-isosurfaces die statistische vergelijking van graft-overleving tussen experimentele groepen mogelijk maken.
- Translationeel Onderzoek: Verbindt vroege imaging-fenotypes met eindpunt-histologie en gewicht, wat de afstemming van biomarkers voor graft-viabiliteit ondersteunt.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar imaging-platform voor longitudinale studie van zachte weefseltransplantaten bij therapieën afgeleid van adipocyten.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen door mechanistische ambiguïteit bij de overleving van vettransplantaten te verminderen via directe, objectieve visualisatie.
- Operationele waarde: Verbetert de standaardisatie en schaalbaarheid door terminale opoffering te vervangen door herhaalbare, niet-terminale beeldvormingssessies.
- Strategische waarde: Verbetert de go/no-go besluitvorming door vroege, kwantitatieve biomarkers voor de graft-take te leveren, waardoor het risico op falen in een laat stadium wordt verminderd.
- Impact op portfolio: Maakt risicogestuurde prioritering van optimalisatiestrategieën voor vettransplantaten mogelijk met behulp van longitudinale retentiegegevens.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in microsurgische vettransplantatie en het bedienen van micro-CT, inclusief ROI-thresholding en 3D-reconstructie.
- Is afhankelijk van toegang tot micro-CT-scanners met voldoende ruimtelijke resolutie om vettransplantaten te onderscheiden van het schedelbot en het bovenliggende weefsel.
- Necessiteert standaardisatie tussen teams van de transplantatietechniek, het anesthesieprotocol en de parameters voor beeldanalyse om technische variabiliteit te minimaliseren.
- Houdt rekening met aanpassingen voor verschillende transplantatievolumes, aangezien grotere injecties het risico op necrose verhogen en de dataintegriteit in gevaar brengen.
- Wordt beperkt door de anatomische beperking van het hoofdhuidmodel, dat mogelijk niet volledig representatief is voor gevasculariseerde weke weefselbedden in klinische locaties.
