Athymiques Rat Modèle d'évaluation des Engineered ligament croisé antérieur greffes

L’objectif global de la procédure suivante est d’utiliser un modèle de rongeur pour évaluer les greffons issus de l’ingénierie tissulaire pour le remplacement du ligament croisé antérieur. Ceci est accompli en fabriquant d’abord un échafaudage en polymère biodégradable. Dans la deuxième étape, l’échafaudage est implanté dans un genou de rat.

Après 16 semaines, les néo-ligaments formés à partir de l’échafaudage sont prélevés pour une analyse histologique. En fin de compte, la résistance biomécanique du collagène est testée pour évaluer la qualité de ces greffons issus de l’ingénierie tissulaire pour une utilisation dans la reconstruction du LCA. Les principaux avantages de cette technique par rapport aux autres méthodes d’évaluation des échafaudages sont que ce modèle expose l’échafaudage à l’environnement complexe in vivo, tout en restant rentable et plus facile à manipuler que les modèles animaux plus grands.

Ce modèle peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de l’ingénierie tissulaire, telles que comment un échafaudage conçu s’intégrera-t-il à l’environnement in vivo pour former un néo-ligament ? Cette technique peut conduire à de nouveaux traitements et à la reconstruction du LCA. Comme les petits modèles animaux sont la première étape de l’application clinique, bien que cette méthode puisse être utilisée pour évaluer notre échafaudage particulier.

Il peut également être appliqué à d’autres contrats d’ingénierie tissulaire tels que ceux avec des cellules et des facteurs de croissance. Nous optimisons la technique chirurgicale en modifiant les méthodes employées par le Dr Scott Rodeo et ses collègues de l’hôpital de chirurgie spéciale de New York. La démonstration visuelle de cette méthode est essentielle car l’électro-filage et les étapes chirurgicales peuvent être difficiles à apprendre à partir d’instructions écrites seules.

Lors de l’électro-filage des échafaudages en polycaprolactone, une grande boîte en acrylique avec des points d’entrée pour la solution de polycaprolactone source. Un mandrin collecteur alimenté par un moteur et un orifice de vide entraîné par une source de tension placée dans une hotte chimique seront nécessaires pour servir de fluide de vide isolé pour le processus d’électrofilage. Avant de commencer la procédure, nettoyez soigneusement la boîte avec de l’éthanol à 70 % et couvrez toutes les surfaces avec des feuilles de film para pour éliminer toutes les impuretés qui pourraient compromettre la qualité du produit électro-filé.

Ensuite, allumez le ventilateur et chargez trois millilitres de polymère polycaprolactone fraîchement préparé dans une seringue de 10 millilitres avec une aiguille de calibre 18 à extrémité émoussée. Après avoir éliminé toutes les bulles d’air, verrouillez la solution dans un pousse-seringue programmable et insérez l’aiguille dans la boîte en acrylique par l’orifice d’entrée, en laissant environ un demi-pouce de l’aiguille à l’extérieur de la boîte. Ensuite, couvrez hermétiquement le mandrin à lattes rotatives avec une fine bande de papier d’aluminium et verrouillez le mandrin dans le moteur du côté opposé de la boîte, à environ 15 centimètres de l’aiguille de la seringue pour agir comme le collecteur, insérez un tuyau en plastique dans l’orifice de vide.

Raccordez ensuite le tuyau à la source d’aspiration de la hotte et allumez-le. Couvrez maintenant la boîte en acrylique avec le couvercle et réglez le débit d’infusion de la pompe à seringue programmable à 2,5 millilitres par heure. Ensuite, mettez à la terre le fil négatif, allumez le moteur pour faire fonctionner le mandrin à 3 450 tr/min et utilisez une pince crocodile pour fixer le fil positif de la source de tension à la pointe de l’aiguille à l’extérieur de la boîte.

Une fois que la perfusion de la solution de polycaprolactone a commencé, allumez la source de tension et réglez-la à une tension de fonctionnement de 20 kilovolts. Après 12 minutes de perfusion, un brassard homogène se sera formé à partir de 0,5 millilitres de solution de Polycaprolactone. Éteignez tous les équipements, y compris la tension, la source, le moteur, le vide et la pompe à seringue.

Retirez le mandrin du moteur, retirez le manchon en polymère du mandrin et effectuez une seule coupe transversale pour obtenir un tapis rectangulaire électro-filé. Ensuite, le tapis est découpé au laser pour former plusieurs petites feuilles, qui sont ensuite coupées en bandes empilées sur quatre couches d’épaisseur et suturées ensemble pour former des échafaudages avant de commencer la chirurgie. Tout d’abord, confirmez l’anesthésie adéquate par l’absence de réponse à la pression de l’arrière-pied.

Faites ensuite une incision verticale de deux centimètres de long médialement au genou centrée au niveau de la rotule, en rétractant la peau latéralement si nécessaire. Ensuite, utilisez un scalpel pour faire une arthrotomie para-rotulienne médiale juste médiale à la rotule, s’étendant proximal au niveau de la jonction musculo-tendoneuse du quadriceps et distalement au niveau de l’insertion du tendon rotulien sur le tubercule tibial. Faites maintenant une incision verticale d’un centimètre à travers la capsule du genou juste latéralement au tendon rotulien pour libérer la rotule latéralement.

Ensuite, en vous assurant que le genou est étendu, passez une paire de ciseaux fins sous la rotule du côté latéral vers le côté médial, et écartez les ciseaux plusieurs fois afin que le mécanisme d’extenseur puisse être déplacé de chaque côté tout en fléchissant le genou. Déplacez la rotule latéralement pour exposer l’intérieur de l’articulation du genou, confirmant une visualisation claire de l’encoche intercondylienne et des condyles fémoraux. Ensuite, transectez l’ACL et le PCL dans l’encoche.

Placez maintenant la pointe d’un fil K de 1,6 millimètre attaché à une perceuse électrique sur l’origine du LCA dans l’encoche intercondylienne et percez latéralement pendant qu’un assistant stabilise le genou. Ensuite, passez le fil K à l’intérieur et à l’extérieur plusieurs fois pour assurer un passage clair pour le greffon. Visualisez le point de sortie sur la face latérale du fémur, en enlevant tout tissu mou si nécessaire avec un scalpel.

Lorsque le tunnel est dégagé, placez le fil K sur l’empreinte LCA sur le plateau tibial et percez latéralement pendant qu’un assistant stabilise le genou. Visualisez ensuite le point de sortie sur le tibia proximal antérolatéral à l’aide du scalpel pour dégager les tissus mous si nécessaire afin que le point où le fil K sort du tibia soit entièrement visible et passez une aiguille de Keith raccourcie ne dépassant pas deux pouces de long à travers le tunnel osseux fémoral. Enfilez maintenant les deux extrémités de suture d’une extrémité du greffon à travers le chas d’une aiguille et utilisez l’aiguille pour tirer une extrémité du greffon à travers le tunnel fémoral.

Ensuite, utilisez l’aiguille pour faire passer l’autre extrémité du greffon à travers le tunnel tibial à l’aide d’une suture à quatre zéros Vicryl. Ensuite, fixez l’extrémité fémorale du greffon sur les tissus mous environnants avec un point de huit tout en gardant le genou en extension pour créer une tension manuelle dans le greffon. Utilisez un autre point de huit pour fixer l’extrémité tibiale du greffon sur les tissus mous environnants, en coupant l’excès de greffon aux deux extrémités avec une paire de ciseaux et en laissant un à deux millimètres à chaque extrémité au-delà du point.

Enfin, étendez le genou et réduisez la rotule. Ensuite, à l’aide d’une suture quatre zéros Vicryl, placez un seul point de suture en huit pour fermer la capsule articulaire médiale, empêchant la subluxation latérale de la rotule et fermez la peau avec une suture sous-cutanée cinq zéros Monocryl ou Vicryl. A 16 semaines suite à la reconstruction, l’analyse histologique du genou sectionné démontre que la matrice de l’échafaudage devient largement infiltrée par les fibroblastes, sécrétant du collagène éosinophilique avec une bonne intégration dans les tunnels osseux.

Dans cette expérience, les propriétés biomécaniques de l’articulation ont été évaluées immédiatement après le sacrifice. Tous les échantillons testés ont échoué à la substance médiane en utilisant des courbes de faible déplacement générées par les essais de traction. La charge de défaillance et la rigidité ont été calculées pour chaque groupe.

À 16 semaines après l’implantation, la greffe de polymère électro-spon avait environ doublé la charge maximale et la rigidité du greffon testée immédiatement après l’implantation. Bien que ces valeurs soient encore inférieures à l’ACL natif Une fois maîtrisé, la chirurgie animale peut être réalisée en 15 minutes environ. Lors de cette procédure, il est important de se rappeler d’effectuer une bonne fermeture dans laquelle aucune suture n’est visible de l’extérieur.

Après cette procédure, d’autres analyses de paramètres telles que des colorations supplémentaires et des tests biochimiques peuvent être effectuées. Cette technique a ouvert la voie aux chercheurs dans le domaine de l’ingénierie tissulaire pour évaluer plusieurs options de greffe pour l’action de reconstruction du LCA. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la fabrication d’un échafaudage en polymère pour l’implantation dans un modèle de rongeur de reconstruction du LCA.

N’oubliez pas que travailler avec des animaux vivants peut être dangereux et que des précautions telles que le respect des recommandations vétérinaires et le port d’un équipement de protection individuelle doivent être prises à tout moment lors de cette procédure.