Aparatura do pobierania mikrokolumn tkankowych
25 października 2018
Tutaj opisujemy protokół produkcji igieł do pobierania igieł, które mogą być używane do pobierania tkanki skórnej o pełnej grubości bez powodowania bliznowacenia miejsca dawczego. Igły można łączyć z prostym systemem zbierania, aby uzyskać zbiory na dużą skalę.
Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na podstawowe pytania w dziedzinie regeneracji tkanki skórnej, czyli jak zastąpić różne typy komórek i struktury, które są zawarte w naturalnej skórze. Główną zaletą tej techniki jest to, że autologiczna skóra o pełnej grubości może być pobierana przy minimalnej zachorowalności w miejscu dawczym. Procedurę zademonstruje Bill Farinelli, który jest pracownikiem naukowym w naszym laboratorium.
Rozpocznij tę procedurę od ustawienia etapu produkcyjnego zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Zamontuj dwie tarcze tnące koncentrycznie na narzędziu obrotowym. Użyj mniejszego koła do cięcia diamentów o dolnej siatce na większym ściernicy do cięcia kamienia o wyższej siatce.
Umieść górne źródło światła z regulowanym ramieniem nad narzędziem obrotowym tak, aby światło było skierowane na koła tnące. Aby poprawić wizualizację, umieść mikroskop preparacyjny nad zestawem produkcyjnym tak, aby okular był skupiony na tarczach tnących. Podczas zmiany kształtu końcówki igły należy nosić okulary ochronne i maskę chirurgiczną, aby zapobiec przedostawaniu się drobnych cząstek metalu do oczu lub dróg oddechowych.
Wybierz igły podskórne o odpowiednim rozmiarze w oparciu o wymagania eksperymentalne. Zaznacz zamierzoną długość na każdej igle do zbioru. Opuść igłę prostopadle do narzędzia obrotowego przy włączonym zasilaniu, używając krawędzi zewnętrznej tarczy tnącej, aby odciąć nadmiar długości igły w zaznaczonym punkcie.
Podłączyć skróconą igłę do żeńskiego złącza Luer lock na etapie produkcji. Wyreguluj obrót w poziomie stage tak, aby igła znajdowała się pod kątem 12 stopni równolegle do tarcz tnących na narzędziu obrotowym. Włącz lampę górną i dostosuj jej położenie, obserwując igłę w powiększeniu, aż światło odbije się od linii środkowej igły.
Włącz narzędzie obrotowe. Następnie użyj etapu translacji, aby przesunąć igłę w kierunku wewnętrznej tarczy tnącej. Powoli dociskaj igłę do tarczy tnącej, aż tarcza tnąca osiągnie mniej więcej linię środkową igły.
Powoli przesuwaj wyciętą powierzchnię igły z wewnętrznej tarczy diamentowej na zewnętrzną tarczę kamienną, aby wykończyć powierzchnię ciętej igły drobniejszym połyskiem. Wycofaj igłę z tarczy tnącej. Korzystając ze stolika obrotu w pionie, obróć igłę o 180 stopni.
Powtórz te czynności, aby zmienić kształt drugiej strony igły. Teraz usuń igłę ze sceny produkcji. Oczyść wewnętrzny otwór metalowym drutem, który jest nieco mniejszy niż wewnętrzna średnica igły.
Za pomocą ostrego drewnianego patyczka usuń wszelkie zadziory, które mogą być jeszcze przyczepione do krawędzi nowo uformowanej igły. Gdy potrzebna jest duża objętość mikrokolumn, należy usunąć tłok z 20-mililitrowej strzykawki. Następnie podłączyć strzykawkę do adaptera ssącego.
Zakończ montaż, podłączając igłę do pobierania próbek do strzykawki. Użyj kawałka sterylnego przewodu ssącego, aby podłączyć adapter ssący do sterylnego kanistra ssącego. Upewnij się, że urządzenie do zbioru jest podłączone do wejścia kanistra, które umożliwia niezakłócony przepływ płynu do kanistra.
Teraz podłącz urządzenie do źródła podciśnienia. Zbierz mikrokolumny, wkładając igłę do zbierania w skórę. Sporadycznie zanurzaj igłę do zbioru w pojemniku ze sterylną solą fizjologiczną podczas procedury zbioru, aby przepłukać system.
Trzymaj pod ręką metalowy drut lub igłę, która jest nieco mniejsza niż wewnętrzna średnica igły do zbioru. Jeśli igła zostanie zatkana, można ją usunąć, wkładając metalowy drut do otworu igły. Gdy w kanistrze zgromadzi się żądana ilość mikrokolumn, odłącz urządzenie od ssania.
Następnie wylej zawartość kanistra ssącego przez filtr, aby zebrać mikrokolumny. Na zdjęciu gotowa igła do zbioru oglądana z przodu i z boku. Zwróć uwagę na dwa punkty cięcia na końcówce.
Igły do pobierania powinny być w stanie zbierać mikrokolumny z tkanki skórnej o pełnej grubości z około 80 do 90% skutecznością. Na tym rysunku znaczniki wyboru reprezentują jeden milimetr. Każda mikrokolumna powinna zawierać naskórek, skórę właściwą i trochę tłuszczu podskórnego.
Mikrokolumny mogą być stosowane bezpośrednio do gojenia się ran lub mogą być łączone z różnymi materiałami matrycowymi w celu uzyskania konstruktów kombinowanych. Mikrokolumny mogą być również utrzymywane w hodowli do badań in vitro. Podczas zbioru dużych ilości należy pamiętać o okresowym płukaniu solą fizjologiczną.
Chociaż metoda ta została opracowana do leczenia ran skóry, podobną zasadę można zastosować do innych układów narządów, takich jak mięśnie, w których potrzebny jest autologiczny przeszczep tkanki.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł opisuje protokół pobierania tkanki skóry o pełnej grubości przy użyciu specjalistycznych igieł, które minimalizują bliznowacenie w miejscu pobrania. Technika ta ma na celu ułatwienie pozyskiwania dużych ilości tkanki przy jednoczesnym zachowaniu integralności skóry.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Regeneracja tkanki skóry
- Pobieranie tkanki autologicznej
- Techniki małoinwazyjne
Wstęp
- Naturalna skóra zawiera różnorodne typy komórek i struktur.
- Zastąpienie tych komponentów jest kluczowe dla skutecznej regeneracji skóry.
- Minimalizacja zachorowalności w miejscu pobrania przeszczepu stanowi istotne wyzwanie podczas pozyskiwania tkanek.
- Niniejszy protokół odnosi się do tych problemów, proponując nową metodę pobierania tkanek.
Cel badania
- Opracowanie metody pobierania pełnej grubości skóry przy minimalnym bliznowaceniu.
- Zwiększenie efektywności pobierania tkanki skórnej do celów badawczych.
- Dostarczenie wiarygodnego protokołu dla badaczy z tej dziedziny.
Zastosowane metody
- Przygotowanie etapu produkcji do zbioru igieł.
- Zastosowanie koncentrycznych tarcz tnących w narzędziu rotacyjnym.
- Połączenie różnych diamentowych i kamiennych tarcz tnących z siatką.
- Prezentacja procedury przeprowadzona przez adiunkta.
Główne wyniki
- Pomyślne pobranie autologicznego pełnowarstwowego płata skóry.
- Zaobserwowano minimalną zachorowalność w miejscu pobrania.
- Dzięki opisanemu systemowi uzyskano pobranie znacznej objętości tkanki.
- Procedura została skutecznie zademonstrowana przez zespół badawczy.
Wnioski
- Protokół oferuje skuteczne rozwiązanie w zakresie pobierania tkanki skórnej.
- Odpowiada on na kluczowe wyzwania w badaniach nad regeneracją skóry.
- Przyszłe zastosowania mogą usprawnić badania z zakresu inżynierii tkankowej.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla Przemysłu
Ta metoda umożliwia pobieranie autologicznych płatów skóry pełnej grubości przy minimalnej zachorowalności w miejscu dawcy, rozwiązując kluczowy problem w badaniach nad regeneracją skóry. Dzięki zachowaniu komponentów naskórka, skóry właściwej i tkanki podskórnej, dostarcza ona biologicznie istotną tkankę do modeli przedklinicznych i rozwoju terapii. Skalowalny system wspomagany ssaniem pozwala na pobieranie dużych ilości materiału do badań na dużych zwierzętach, zwiększając pewność translacyjną strategii naprawy skóry.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia badanie biologii skóry o pełnej grubości dzięki zachowaniu rodzimych komponentów komórkowych oraz macierzy zewnątrzkomórkowej.
- Wartość operacyjna: Redukuje uraz w miejscu poboru, co pozwala na wielokrotne pobieranie próbek z tego samego modelu w celu prowadzenia podłużnych badań walidacji celu.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Wartość naukowa: Dostarcza autologiczne mikrokolumny do zestandaryzowanych analiz skóry ex vivo w celu oceny wpływu związków na integralność tkanki.
- Wartość operacyjna: System pobierania oparty na ssaniu umożliwia powtarzalne, wysokoprzepustowe gromadzenie tkanek do kampanii przesiewowych.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Dostarcza pełnowarstwowych przeszczepów autologicznych, które ściśle naśladują strukturę ludzkiej skóry w przedklinicznych modelach gojenia ran.
- Wartość operacyjna: Umożliwia skalowalne pozyskiwanie tkanek do przedklinicznych badań na dużych zwierzętach, co zwiększa wiarygodność danych i stopień przygotowania do procesów regulacyjnych.
Integracja potoku i przepływu pracy
Technika ta wpisuje się w kontinuum od odkrycia do fazy przedklinicznej, dostarczając fizjologicznie istotną tkankę skóry do walidacji celów, opracowywania testów oraz ograniczania ryzyka mechanistycznego w programach regeneracji skóry.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących szlaków regeneracji skóry poprzez dostarczanie nienaruszonych mikokolan tkankowych zawierających wszystkie naturalne warstwy skóry.
- Przesiewanie: Dostarcza standaryzowaną tkankę autologiczną do przesiewania związków w modelach skóry ex vivo, co zwiększa istotność analizy oraz pewność w procesie wyboru wiodących kandydatów (hit-to-lead).
- Analityka: Umożliwia ilościową analizę histologiczną i molekularną pobranych mikrokolumn w celu oceny zachowania struktury i funkcji.
- Badania translacyjne: Łączy etap odkryć z walidacją przedkliniczną, zapewniając przeszczepy autologiczne, które zachowują architekturę skóry w badaniach nad gojeniem ran.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Modułowy system wykonania igieł i ssania może zostać zestandaryzowany w różnych laboratoriach, zapewniając spójne pozyskiwanie tkanek w wieloośrodkowych programach badawczych.
Wpływ operacyjny i instytucjonalny
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez dostarczenie pełnej grubości skóry, która zachowuje natywną różnorodność komórkową i macierz zewnątrzkomórkową.
- Wartość operacyjna: Oferuje niskokosztową, skalowalną platformę z wykorzystaniem gotowych komponentów do powtarzalnego pobierania tkanek.
- Wartość strategiczna: Zmniejsza ryzyko biologiczne w programach regeneracji skóry, umożliwiając wykorzystanie tkanek autologicznych przy minimalnym wpływie na miejsce pobrania od dawcy.
- Wpływ na portfolio: Wspiera decyzje go/no-go skorygowane o ryzyko w programach naprawy skóry, zapewniając niezawodny dostęp do fizjologicznie istotnych tkanek przedklinicznych.
Wskazówki dotyczące implementacji
- Wymaga umiejętności technicznych w zakresie wytwarzania igieł przy użyciu narzędzi rotacyjnych oraz precyzyjnego ustawienia kół tnących.
- Zależne od dostępu do narzędzi rotacyjnych, systemów ssących oraz sterylnych materiałów laboratoryjnych do montażu i eksploatacji.
- Wymaga standaryzacji rozmiaru igły i kąta poboru u wszystkich użytkowników w celu zapewnienia spójności mikrokolumn.
- Wymaga przeszkolenia w zakresie przerywanego płukania solą fizjologiczną podczas poboru dużych objętości, aby zapobiec zapychaniu i utrzymać żywotność tkanek.
- Ograniczone do skóry i potencjalnie innych tkanek miękkich; adaptacja do gęstszych organów może wymagać zmodyfikowanej geometrii igły lub parametrów cięcia.
