24 de fevereiro de 2016
A engenharia de tecidos muitas vezes inclui expansão in vitro, a fim de criar auto-enxertos para regeneração de tecidos. Neste estudo, um método para a expansão do tecido, a regeneração, e a reconstrução in vivo, foi desenvolvida de modo a minimizar o processamento de materiais biológicos e as células fora do corpo.
O objetivo geral do procedimento a seguir é transplantar tecido autólogo para sua expansão durante cirurgia reconstrutiva. Isso é realizado primeiramente colhendo uma biópsia do tecido de interesse. Em seguida, a biópsia é picada e um autoenxerto de colágeno de policaprolactona comprimida plástica, ou PCL, é construído.
O PCL e os tecidos autólogos picados são então integrados para criar o andarilho tridimensional. Utilizamos uma taxa de expansão de um para seis. Em seguida, o andarilho é transplantado de volta ao indivíduo.
Por fim, a regeneração do tecido autoenxertado pode ser avaliada por meio de análise imuno-histoquímica da proliferação e reorganização das células dentro das matrizes e partículas de tecido picado. Este método será demonstrado em um modelo animal, na pele e no urotélio. A implicação desta técnica estende-se ao tratamento de tecidos gravemente malformados ou após trauma, em situações nas quais há grave falta de tecido para a reparação cirúrgica.
A principal vantagem desta técnica em relação aos métodos existentes, como o cultivo in vitro, é que este método pode ser realizado como um procedimento cirúrgico em um único estágio. A demonstração visual deste método é fundamental, pois os passos desde a coleta do tecido até o transplante precisam ser realizados em condições estéreis. Para obter uma amostra de biópsia da bexiga suína, primeiro segure a bexiga com a pinça e use uma fita métrica esterilizada para determinar as dimensões do tecido.
Em seguida, use uma caneta esterilizada para marcar uma biópsia em forma de elipse de dois por um centímetro, visando uma taxa de expansão de um para seis. Então, excise o tecido marcado com uma lâmina de bisturi e coloque a amostra da biópsia da bexiga em DMEM sob condições estéreis. Para colher uma amostra de biópsia de pele, use um dermatomo para obter uma amostra de espessura parcial de 0,3 milímetro.
Em seguida, coloque o tecido em DMEM e cubra a área da ferida com um curativo. Depois, lave a biópsia da bexiga duas vezes em DMEM e transfira o tecido para uma placa de dissecação esterilizada, com a mucosa voltada para cima. Usando alfinetes de dissecação, fixe um lado do espécime na placa e utilize tesoura fina e pinça para separar o tecido mucoso do músculo detrusor.
Em seguida, coloque um dispositivo de picagem sobre a mucosa e passe-o vertical e horizontalmente de uma extremidade do tecido à outra para obter pedaços picados de tecido com 0,8 por 0,8 milímetro. Observe que o dispositivo de picagem precisa ser pressionado sobre o tecido enquanto é movido sobre ele. Para preparar um enxerto autólogo de colágeno comprimido em plástico, adicione inicialmente uma gota de hidróxido de sódio normal, gota a gota, em DMEM 10X suplementado com colágeno tipo I até que o meio mude de amarelo intenso para rosa.
Após confirmar um pH entre 7,4 e 8, misture cuidadosamente dois mililitros de DMEM na solução. Em seguida, plaque aproximadamente dois mililitros de colágeno em um poço de uma forma retangular de aço de 20x30x10 milímetros e incube o colágeno por dez minutos. Quando o colágeno estiver solidificado, plaque o volume apropriado do biomaterial PCL sobre o colágeno gelificado e despeje os seis mililitros restantes de colágeno por cima do PCL.
Coloque o molde de volta no incubador por mais 20 minutos. Em seguida, empilhe uma camada grossa de compressas de gaze sobre uma superfície estéril. Depois, coloque uma malha de aço inoxidável com espessura de 400 mícrons sobre a gaze, seguida por uma folha de malha de náilon com espessura de 110 mícrons.
Transfira suavemente o gel de colágeno para a malha de náilon e remova cuidadosamente o molde de aço retangular. Transfira o tecido picado para o colágeno. Aqui, nosso objetivo é uma taxa de expansão de um para seis.
Em seguida, coloque uma nova camada de malha de náilon sobre o gel de colágeno e o tecido, depois posicione uma segunda malha de aço sobre a malha de náilon, seguida por uma placa de carga com peso mínimo de 120 gramas. Após cinco minutos, remova o peso, as malhas de aço e o náilon do autoenxerto. Para o cultivo in vitro do autoenxerto, primeiro corte o constructo afinado em pedaços pequenos o suficiente para caberem em placas de 12 poços.
Em seguida, adicione um mililitro de meio de queratinócitos a cada poço e incube os tecidos por três a seis semanas. Para transplantar um autoenxerto com mucosa vesical fragmentada para a bexiga de um porco, umedeça o enxerto com DMEM. Em seguida, enxerte a construção ao tecido saudável com suturas contínuas finas de monofilamento.
Confirme que o enxerto é impermeável ao preencher a bexiga com solução salina por meio do cateter urinário indwelling. Para transplantar um autoenxerto com epiderme de pele fragmentada em uma ferida de espessura total, umedeça o enxerto com DMEM. Em seguida, utilizando suturas interrompidas nos cantos e no centro do autoenxerto, fixe a estrutura ao fundo da ferida de espessura total na pele.
Por fim, cubra o ferimento com um curativo plástico para mantê-lo úmido. Como observado nesta imagem de um autoenxerto de pele triturada, o biotransplante compósito pode suportar pinçamento, sutura e manuseio cirúrgico. A imuno-histoquímica em diferentes pontos temporais durante o cultivo in vitro revela que as células proliferam, migram e se reorganizam em um epitélio contínuo com uma microarquitetura típica do fenótipo celular.
Por exemplo, após duas semanas, a camada celular na superfície do enxerto cutâneo autólogo possui aproximadamente duas camadas de espessura. À direita, o epitélio da bexiga possui cerca de oito camadas de espessura após o mesmo período de cultivo. Após cinco a seis semanas, o epitélio contínuo possui aproximadamente oito a dez camadas celulares de espessura, tanto em enxertos autólogos de epitélio cutâneo picado quanto em mucosa vesical picada.
Em comparação com a expansão de tecidos in vitro, este método é rápido, exige menos trabalho e não necessita de recursos laboratoriais sofisticados. Além disso, todas as partes são aprovadas pela FDA, permitindo seu uso em ambientes cirúrgicos convencionais. Ao realizar este procedimento, é importante lembrar-se de preparar o gel, os biotransplantes e os tecidos autólogos em condições estéreis.
Após a realização deste procedimento, outros métodos, como o cultivo in vitro das células, podem ser realizados para responder perguntas adicionais sobre proliferação e diferenciação celular. Após seu desenvolvimento, esta técnica pode abrir caminho para pesquisadores na área da medicina regenerativa. Por meio disso, poderíamos tratar malformações graves na pele ou no sistema urinário com transplantes de tecidos engenheirados autólogos.
Veja a transcrição completa e aceda a milhares de vídeos científicos
Este estudo apresenta um método para expansão e reconstrução de tecidos in vivo destinado à criação de enxertos autólogos para regeneração tecidual. A abordagem minimiza a necessidade de processamento extensivo de células e materiais biológicos fora do corpo.
Tecido picado em scaffolds de colágeno comprimido permite um transplante biológico autólogo rápido e de estágio único para reparo reconstrutivo, reduzindo a dependência de instalações especializadas de cultura celular. Esta abordagem simplifica os fluxos de trabalho de engenharia de tecidos ao minimizar a manipulação ex vivo e favorece a regeneração tecidual em larga escala em ambientes cirúrgicos convencionais. O método supera gargalos críticos na medicina regenerativa ao facilitar a expansão e integração eficientes das células no local de atendimento.
Este método de biotransplante integra-se ao fluxo de medicina regenerativa, desde a descoberta inicial até a validação pré-clínica, apoiando tanto testes de hipóteses quanto pesquisas translacionais.