Opisujemy technikę chirurgiczną i proces decelularyzacji kompozytowych kończyn tylnych szczurów. Decelularyzacja odbywa się przy użyciu dodecylosiarczanu sodu o niskim stężeniu przez system perfuzji maszynowej ex vivo.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Opisujemy technikę chirurgiczną i proces decelularyzacji kompozytowych kończyn tylnych szczurów. Decelularyzacja odbywa się przy użyciu dodecylosiarczanu sodu o niskim stężeniu przez system perfuzji maszynowej ex vivo.
Pacjenci z ciężkimi urazami i utratą tkanek wymagają skomplikowanej rekonstrukcji chirurgicznej. Allotransplantacja unaczynionego kompozytu (VCA) to rozwijająca się droga rekonstrukcyjna do przenoszenia wielu tkanek jako podjednostki kompozytowej. Pomimo obiecującego charakteru VCA, długoterminowe wymagania immunosupresyjne są znaczącym ograniczeniem ze względu na zwiększone ryzyko nowotworów złośliwych, toksyczności narządów końcowych i zakażeń oportunistycznych. Inżynieria tkankowa bezkomórkowych rusztowań kompozytowych jest potencjalną alternatywą w zmniejszaniu potrzeby immunosupresji. W tym artykule opisano pobieranie tylnej kończyny szczura i jej późniejszą decelularyzację za pomocą dodecylosiarczanu sodu (SDS). Przedstawiona strategia zaopatrzenia opiera się na tętnicy udowej wspólnej. Skonstruowano system bioreaktora oparty na perfuzji maszynowej, który wykorzystano do decelularyzacji ex vivo kończyny tylnej. Przeprowadzono udaną decellularizację perfuzyjną, w wyniku której kończyna tylna uzyskała biały, półprzezroczysty wygląd. Zaobserwowano nienaruszoną, przepuszczalną sieć naczyniową w całej kończynie tylnej. Analizy histologiczne wykazały usunięcie treści jądrowej i zachowanie architektury tkankowej we wszystkich przedziałach tkankowych.
VCA to nowa opcja dla pacjentów wymagających skomplikowanej rekonstrukcji chirurgicznej. Urazy pourazowe lub resekcje guza powodują utratę objętości tkanki, która może być trudna do zrekonstruowania. VCA oferuje przeszczep wielu tkanek, takich jak skóra, kości, mięśnie, nerwy i naczynia krwionośne, jako przeszczep kompozytowy od dawcy do biorcy1. Pomimo swojego obiecującego charakteru, VCA jest ograniczone ze względu na długoterminowe schematy immunosupresyjne. Stosowanie takich leków przez całe życie powoduje zwiększone ryzyko infekcji oportunistycznych, nowotworów złośliwych i toksyczności dla narządów końcowych1,2,3. Aby pomóc zmniejszyć i/lub wyeliminować potrzebę immunosupresji, rusztowania inżynierii tkankowej wykorzystujące metody decelularyzacji VCA są bardzo obiecujące.
Decelularyzacja tkanek polega na zachowaniu struktury macierzy zewnątrzkomórkowej przy jednoczesnym usunięciu zawartości komórkowej i jądrowej. To bezkomórkowe rusztowanie może być ponownie zapełnione komórkami specyficznymi dla pacjenta4. Dodatkowym wyzwaniem jest jednak zachowanie sieci tkanek kompozytowych ECM. Wynika to z obecności wielu typów tkanek o różnej gęstości tkanki, architekturze i położeniu anatomicznym w rusztowaniu. Obecny protokół oferuje technikę chirurgiczną i metodę decelularyzacji kończyny tylnej szczura. Jest to model potwierdzający słuszność koncepcji zastosowania tej techniki inżynierii tkankowej do tkanek złożonych. Może to również skłonić do podjęcia dalszych wysiłków na rzecz regeneracji tkanek kompozytowych poprzez recelularyzację.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Do wszystkich eksperymentów wykorzystano zwłoki samców szczurów rasy Lewis (300-430 g) otrzymane z Toronto General Hospital Research Institute. We wszystkich procedurach chirurgicznych stosowano sterylne narzędzia i materiały w celu zachowania aseptyki (patrz Tabela materiałów). Wszystkie procedury przeprowadzono zgodnie z wytycznymi Komitetu ds. Opieki nad Zwierzętami w Toronto General Hospital Research Institute, University Health Network (Toronto, ON, Kanada). Łącznie poddano decelularyzacji cztery kończyny tylne.
1. Przygotowanie przedoperacyjne
2. Pozyskiwanie kończyny tylnej szczura

Rycina 1: Pozyskanie kończyny tylnej szczura. (A) Wyznaczenie nacięcia skóry na poziomie więzadła pachwinowego od strony bocznej do przyśrodkowej. (B) Widok żyły udowej oraz tętnicy udowej, które zostały wypreparowane proksymalnie w kierunku więzadła pachwinowego, oznaczonego linią przerywaną. Skróty: L = boczna; M = przyśrodkowa; FV = żyła udowa; FA = tętnica udowa. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.
3. Przygotowanie roztworów
4. Konstrukcja bioreaktora i obwodu perfuzyjnego
UWAGA: Konfigurację bioreaktora i obwodu perfuzyjnego w opisanych krokach przedstawiono na Rysunku 2.

Rycina 2: Przygotowanie bioreaktora i konstrukcja obwodu perfuzyjnego. Przedstawiona aparatura obwodu perfuzyjnego, w tym (A) pompa perystaltyczna oraz (B) odpowiednie kasety dla linii wlotowej i wylotowej. (C, D) Przedstawiono również silikonowe przewody o długości 12 cm i 30 cm wraz z odpowiednimi złączami. (E) Przewód do pompy perystaltycznej (1.85 mm). Komora bioreaktora z oznakowanymi portami dla (F) dopływu, (G) portu uzupełniającego oraz (H) odpływu. (I) Pokrywa bioreaktora z portem wentylacyjnym. Aby zobaczyć większą wersję tej ryciny, kliknij tutaj.
5. Decelularyzacja kończyn tylnych szczura

Rycina 3: Przegląd obwodu bioreaktora do decelularyzacji perfuzyjnej kończyny tylnej szczura. (A) Schematyczny rysunek obwodu perfuzyjnego bioreaktora. Niebieskie strzałki wskazują kierunek przepływu detergentu i odpadów. (B) Przegląd obwodu decelularyzacji z bioreaktorem zawierającym kończynę tylną szczura. Zbiornik SDS (kolba po lewej) prowadzi do pompy perystaltycznej i do rurki doprowadzającej bioreaktora. Wyjście jest połączone ze zbiornikiem na odpady (kolba po prawej) poprzez pompę perystaltyczną. (C) (I) Bioreaktor zawierający kończynę tylną szczura z rurką doprowadzającą podłączoną do kaniulowanej tętnicy udowej. (II) Port uzupełniania znajdujący się w narożniku do perfuzji detergentem. (III) Rurka odpływowa zawieszona w zbiorniku z zawiesiną. Skrót: SDS = sodium dodecyl sulfate. Proszę kliknąć tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.
6. Płukanie i sterylizacja po decelularyzacji
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół pozyskiwania tkanek pozwolił na skuteczną izolację i kaniulację tętnic udowych wspólnych do kolejnych etapów perfuzji. Reprezentatywne obrazy z sekcji na Rysunku 1A,B przedstawiają miejsce nacięcia oraz odsłonięcie naczyń udowych w odpowiedniej odległości od punktów rozwidlenia. Rysunek 2 przedstawia aparaturę niezbędną do przygotowania bioreaktora i obwodu perfuzyjnego. Punkt końcowy decelularyzacji określono na podstawie białego, półp...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Tylne kończyny szczurów są przydatne jako modele eksperymentalne w VCA5. Inżynieria tkankowa rusztowań bezkomórkowych stanowi pierwszy krok w kierunku rozwiązania problemów związanych z długoterminowymi schematami immunosupresji związanymi z VCA. Zastosowanie przeszczepów kompozytowych stanowi dodatkowe wyzwanie ze względu na obecność wielu tkanek, z których każda ma unikalne właściwości funkcjonalne, immunogenne i strukturalne. Niniejszy protokół pokazuje skuteczną metodę uzyskiwania bezkomórkowy...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.
Rysunek 3A został stworzony w BioRender.com.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 0,9% chlorek sodu do wstrzykiwań USP 50 ml | Baxter Corporation | JB1308M | |
| 1 ml Jednorazowe pipety serologiczne | VWR | 75816-102 | |
| Jednorazowe strzykawki | Uzyskane z instytucji badawczej | ||
| 3-kierunkowy kran | uzyskany z instytucji badawczej | ||
| Jednorazowe strzykawki | 5ccOtrzymywany z Instytucji Badawczej | ||
| 70% Alkohol | Otrzymywany z Instytucji Badawczej | ||
| Acrodisc Filtr strzykawkowy 0,2 i mikro; m | VWR | CA28143-310 | |
| Kleszcze Adson, proste | narzędzia do precyzyjnego nauki | 11006-12 | |
| Cewnik naczyniogiogeniczny 24 G 19 mm (¾ ”) | VWR | 38112 | |
| Roztwór antybiotykowo-przeciwgrzybiczy (100x) 100 ml | Multicell | 450-115-EL | |
| Obcinacz do kości | Fine Science Tools | 12029-12 | |
| Złącza do rurek 1/16" do 1/8" | McMasterCarr | 5117K52 | |
| Żeński adapter Luer na kolczasty (PVDF) - 1/8" ID | McMasterCarr | 51525K328 | |
| Cienkie kleszcze | Fine Science Tools | 11254-20 | |
| Cienkie kleszcze z mikrostępionymi końcówkami | Fine Science Tools | 11253-20 | |
| Heparyna Sodowa do wstrzykiwań 10 000 IU / 10 ml | LEO Pharma Inc. | 006174-09 | |
| Męski adapter Luer na kolczasty (PVDF) - 1/8" ID | McMasterCarr | 51525K322 | |
| Uchwyt mikroigłowy | WLorenz | 04-4125 | |
| Mikronożyczki | WLorenz | SP-4506 | |
| Kwas nadoctowy | Sigma Aldrich | 269336-100ML | |
| Pompa perystaltyczna, 3-kanałowa | Cole Parmer | RK-78001-68 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami 1x 500 ml | Żubr | 311-425-CL | |
| Powidonowy roztwór | Otrzymywany z rurki pompy instytucji badawczej | ||
| , 3-stopniowej, rurki pompy Tygon E-LFL | Cole Parmer | RK-96450-40 | |
| , utwardzany platyną silikon | Cole Parmer | RK-96410-16 | |
| Ostrze skalpela - #10 | Fine Science Tools | 10010-00 | |
| Rękojeść do skalpela - #3 | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Odczynnik dodecylosiarczanu sodu Stopień: Czystość: >99%, 1 kg | Szew chirurgiczny Bioshop | SDS003.1 | |
| #6-0 | Covidien | VS889 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.