Методическая статья

Аппарат для сбора ткани Microcolumns

DOI:

10.3791/58289

⸱

25 октября 2018 г.

 ,  ,  , 
1Wellman Center for Photomedicine, Massachusetts General Hospital, 2Department of Dermatology, Harvard Medical School

В этой статье

Краткое содержание

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Здесь мы описываем протокол для производства сбора игл, которые могут использоваться для сбора полной Толщина кожной ткани не вызывая доноров сайт рубцов. Иглы могут быть объединены с простой сбор системой обеспечения большого объема заготовки.

Аннотация

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта рукопись описывает процесс производства для Ступка, сделанные из готовых компонентов, которые могут быть использованы для сбора microcolumns полный Толщина кожной ткани. Маленький размер microcolumns позволяет доноров сайтов быстро излечить не вызывая донора сайта рубцов, во время уборки полный толщина ткани позволяет включение всех компонентов клеточной и внеклеточной ткани кожи, включая те, которые связаны с глубокий дермальный регионов и придатков кожи структур, который предстоит успешно быть воспроизведены с помощью обычных тканей, инженерной техники. Microcolumns может применяться непосредственно в раны кожи увеличить исцеления, или они могут использоваться в качестве источника аутологичных клеток/тканей для других тканей инженерных подходов. Заготовка иглы изготовлены, изменяя стандартные иглы, и они могут быть использованы только для уборки небольших количествах ткани или в сочетании с системой простой коллекции на основе всасывания (также сделаны из общедоступных лабораторных принадлежностей) высокий объем заготовки для облегчения исследования в крупных животных моделях.

Введение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Аутологичной пересадке кожи является основой ремонта раны, но она ограничена доноров сайт дефицита и заболеваемости, приводит к согласованным усилиям в последние десятилетия для разработки новых терапевтических вариантов для замены обычных пересадки кожи1,2 . Мы недавно разработали альтернативный метод уборки кожу, чтобы использовать преимущества полного толщина пересадки кожи при сведении к минимуму доноров сайте заболеваемости. Собирая полный толщина кожи в виде небольших (~0.5 мм диаметром) «microcolumns», доноров сайты способны исцелять быстро и без рубцов при нормальных обстоятельствах (возможных исключений, см. в разделе обсуждение ниже)3. Microcolumns может применяться непосредственно в рану кровати ускорить закрытие раны, уменьшить сокращение3и восстановить широкий спектр типов клеток эпидермиса и дермы и функциональных структур придаточных4, многие из которых хватает в обычные Сплит толщина пересадки кожи или заменителей кожи текущего биоинженерных5. Способность microcolumns увеличить исцеления и их доноров сайтов исцелять без рубцов оба были независимо проверены других исследовательских групп6,7.

Ранее мы разработали систему уборки лаборатории для включения в коллекцию microcolumns на шкале8; Однако эта система состоит из многих настраиваемых компонентов, которые не являются широко доступными. Здесь мы подробно описать этот процесс для производства уборки иглы, а также простой коллекции системы, сделанные из основном готовых компонентов, которые могут использоваться для обеспечения большого объема заготовки. Аппарат, описанные в этой рукописи подходит для in vitro и животных работы, но не для использования в организме человека. Клиническое устройство с FDA Распродажа для применения этой техники в организме человека коммерчески доступных, но не будет обсуждаться подробно здесь.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все работы с участием живых животных и образцы тканей животных были одобрены Массачусетс общее стационарное лечение для институциональных животных и использование Комитет (IACUC).

1. производство заготовки иглы

  1. Установка на стадии производства
    1. Безопасный соединитель женского luer блокировки на должность и смонтировать пост на этап вращения, так что люэровского находится в центре сцены (рис. 1А).
    2. Установите этот первый этап вращения вертикально и смонтировать его перпендикулярно на сцену во-вторых, Горизонтальное вращение (рис. 1Б).
    3. Смонтируйте горизонтального вращения этапе на этап 2 оси вращения (рис. 1Б).
    4. Закрепите сочетание на стабильную поверхность, например оптических макет.
    5. Отдельно смонтируйте роторный инструмент на же макет, с помощью инструмента расположены параллельно с макета и на приблизительно той же высоте, как luer lock разъем на сцене комбинацию вращения/перевод (рис. 1C).
    6. Установка двух отрезных дисков концентрически на роторный инструмент (меньше, Нижняя песок алмазный отрезной над больше, выше песка каменной отрезной) (рис. 1D).
      Примечание: Около 9 мм разница между диаметрами двух колес обычно достаточно.
    7. Позиция, накладные света источника с регулируемым рычагом над роторный инструмент, светом, направленных на отрезные круги.
    8. Для улучшения визуализации, расположите микроскопом рассечения над производственной установки окуляра ориентирован на отрезные (рис. 1C).
      Примечание: Кроме того, пользователи могут носить увеличительное очки.
  2. Реорганизация кончик иглы
    1. Надевайте защитные очки и хирургические маски для предотвращения проникновения в глаза или дыхательные пути мелкие металлические частицы.
    2. Выберите иглы соответствующего калибровочных размер, на основе экспериментальных требований.
    3. Марк от предполагаемой длины на каждой уборки иглы.
      Примечание: Для сбора урожая из свиной кожи, иглы 8 мм, обычно достаточно; Хотя, может изменяться длина на основе экспериментальных потребностей (например., толщина целевой кожной ткани, Размер колеи иглы). Как правило 19-иглы работает хорошо для свиной кожи.
    4. Ниже иглы перпендикулярно к роторный инструмент с властью, с использованием края наружной отрезного диска срезать избыток длину иглы, в точке отмечен на шаге 1.2.3.
    5. Соедините укороченные, тупой иглой с женской luer блокировки на стадии производства.
    6. Отрегулируйте Горизонтальное вращение стадии, так что иглу под углом 12° параллельно отрезные диски на роторный инструмент (изменив угол повлияет на силу, необходимые для иглы).
    7. Включите свет накладные и скорректировать свою позицию при соблюдении иглы под увеличением, до тех пор, пока свет отражается от срединной (продольная) иглы.
    8. Мощность на роторный инструмент, а затем использовать стадии перевода для продвижения иглы к внутренней (алмаз) резки диск (рисA).
    9. Держать продвижения иглы медленно против отрезного диска, пока режущий диск достигнет примерно midline иглы (как визуальное отражение накладных света вдоль средней линии).
    10. Медленно перемещайте поверхности среза иглы от внутренней алмазного режущего диска на внешний каменной колесо отделать поверхность среза иглы с тоньше лак (рис. 2B).
    11. Убрать иглы от режущего диска.
    12. Использование вертикального вращения этапе, поверните иглу 180°.
    13. Повторите шаги 1.2.9-1.2.10 чтобы изменить другой стороне иглы.
      Примечание: Иглы должны теперь иметь два резки советы приблизительно одинаковой длины (рис. 2 c и 2D).
    14. Удалите иглу из стадии производства.
    15. Чистый внутренний родила с металлической проволокой, немного меньше, чем внутренний диаметр иглы.
    16. Используя острый деревянной палочкой (например., путем привязки от конца небольшой деревянной палочкой на аппликатор отзыв хлопок), удалите заусенцы, которые могут по-прежнему привязаны к краям новообразованной иглы.
      Примечание: Заготовка иглы могут быть электрополированной и стерилизации в автоклаве при необходимости.

2. кожа ткань уборка

  1. Используйте уборочной иглы для сбора microcolumns кожи от живых животных или ex vivo ткани.
  2. Для ex vivo кожи ткани, тонкие (особенно от образцов где подкожный жир отсутствует или был отделан прочь), держать ткани-мишени над отверстием 50 мл пластиковых пробирок, или стек две части ткани поверх друг друга, чтобы избежать повреждения n Советы eedle, ударяя их против твердых поверхностей.
    Примечание: Для в естественных условиях сбора урожая от живых животных, рекомендуется, что местные лидокаина и адреналина управляться внутрикожные инъекции для обезболивания и уменьшить кровотечение.
  3. Соберите уборочной аппарат по количеству microcolumns необходимости, как описано ниже.
  4. Низкий средний объем вариант:
    1. Для уборки малых и средних объемов microcolumns, просто заполните Стандартный шприц (10-20 мл шприцы обычно работают хорошо) с физиологическим и подключить его к уборочной иглы.
    2. Полностью вставьте уборочной иглы в кожу доноров, а затем убрать его.
    3. Нажмите на поршень шприца для сброса физиологического раствора через уборочной иглу и высылать microcolumn, который подал в отверстие иглы.
    4. Чтобы ускорить процесс сбора урожая, повторите шаг 2.4.2 3 до 5 раз до высылки microcolumns шаге 2.4.3.
      Примечание: Это обычно удобно высылать microcolumns в стандартной ячейки сито, чтобы облегчить последующие коллекции microcolumns.
    5. Если иглы засоряются, усилить давление на поршень высылать застрял ткани и удалить засорить. Если недостаточно просто увеличение давления, родила вставить металлический провод через отверстие кончик иглы для очистки забивать в иглу.
    6. Держите microcolumns, погруженной в соленой или средней до использования для предотвращения высыхания.
      Примечание: С опытным оператором, метод, описанный выше может использоваться для сбора microcolumns со скоростью примерно 1 microcolumn в секунду.
  5. Высокий объем вариант:
    1. Создайте простое устройство всасывания содействие, которое могут быть построены для облегчения сбора большого количества microcolumns.
      Примечание: Устройство состоит из уборочной иглы, 20 мл шприц с luer блокировки сопла, всасывающий адаптер, обычно используется для липосакция (рисA) и стерильные всасывающий фильтр.
    2. Выньте поршень из 20 мл шприц.
    3. Прикрепите шприц всасывания адаптер.
    4. Завершите Ассамблея, придавая уборочной иглой шприца (рис. 3B).
    5. Используйте кусок стерильной всасывающей трубы для подключения всасывания адаптер к стерильным всасывания канистру. Убедитесь, что заготовка аппарат подключен к канистре ввода, что позволяет жидкости течь в канистру беспрепятственный (что может потребоваться подключение к порту канистру, который помечен для оттока, вместо того, чтобы приток).
    6. Подключите аппарат к источнику отрицательное давление.
      Примечание: Давление, необходимое зависит от иглы диаметром и длиной, как описано выше8. Для аппарат, описанные в этой рукописи как правило, достаточно вытяжки в типичных операционных залов.
    7. Подключите уборочной иглой шприца.
    8. Урожай microcolumns, вставив уборочной иглы в кожу.
      Примечание: Microcolumns будет обращено в шприц всасывания, а затем промыть в всасывания канистру.
    9. Периодически окуните уборочной иглу в контейнер стерильного физиологического раствора во время уборочной процедуры для сброса системы.
      Примечание: Это физиологический флеш облегчает транспорт microcolumn и гарантирует, что они остаться гидратированный. MFF luer адаптер может быть подключен к ресиверу люэровского шприца и через соединения труб, также висит сумка физиологическим капельного.
    10. Держите под рукой металлической проволокой, или меньше манометра, что немного меньше, чем внутренний диаметр уборочной иглы. Если игла засоряется, его можно очистить, вставив металлический провод в отверстие иглы.
    11. Когда нужное количество microcolumns накопили в канистру, отключите устройство от всасывания, а затем вылить содержимое всасывающий фильтр, через фильтр для сбора microcolumns.
  6. После сбора урожая, применить актуальных мазь с антибиотиком над сайтами доноров.
    Примечание: Дополнительные перевязочные материалы, как правило, не требуется для сайтов доноров.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Заготовка иглы должны быть в состоянии собрать microcolumns полный Толщина кожной ткани с примерно 80-90% успеха, и каждый microcolumn должен содержать эпидермиса, дермы и некоторые подкожного жира (рис. 4). Если уровень успеха уборки является низким, или если она становится трудно вставлять иголку в ткань, Новая игла скорее всего необходима. Если показатель успеха для уборки неизменно низкими, даже с новой иглы, затем иглы, вероятно, слишком коротким.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Описанные здесь методы предназначены для включения в коллекцию тканей microcolumns в достаточных количествах для в естественных условиях крупных исследований на животных, используя инструменты, изготовленные из коммерчески доступных лабораторных принадлежностей. Этот аппарат был использован ранее в уборке ткани от кожи подакцизным человека4,9 , а также живой свиной кожи3. Конкретные параметры являются те, которые были признаны наи...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы – Сопредседатель изобретателей на патенты, касающиеся технологии, описанные в этой статье, от которого они получили лицензирования и роялти доходы через их учреждение, Massachusetts General Hospital. J. Tam также консультирует Medline Industries, Inc, которая содержит коммерческую лицензию для этой технологии.

Благодарности

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Эта работа частично поддержали армии, ВМС, низ, военно-воздушных сил, VA и вопросам здравоохранения для поддержки усилий AFIRM II, под № премии W81XWH-13-2-0054. США армия медицинских исследований приобретение деятельность, 820 Чандлер Street, Форт Detrick, MD 21702-5014 является награждения и управляющие приобретения. Мнения, толкований, выводы и рекомендации являются мнениями автора и не обязательно одобрены министерством обороны.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Алмазное колесоDremel545
Игла для подкожных инъекций (19G)Fisher Scientific14-840-98Можно использовать иглы других размеров, в зависимости от экспериментальных потребностей
Каменное колесоDremel540
Шприц (20 мл с люэровским замком)Fisher Scientific22-124-967
Всасывающий адаптерTulip MedicalPA20BDОпционально, для больших объемов сбора
урожая Всасывающий канистраFisher Scientific19-898-212Опционально, для больших объемов сбора. Перед использованием простерилизовать.
Всасывающая трубкаMedlineDYND50216Hопция, для больших объемов сбора урожая

Ссылки

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Sun, B. K., Siprashvili, Z., Khavari, P. A. Advances in skin grafting and treatment of cutaneous wounds. Science. 346 (6212), 941-945 (2014).
  2. Singh, M., et al. Challenging the Conventional Therapy: Emerging Skin Graft Techniques for Wound Healing. Plastic and Reconstructive Surgery. 136 (4), 524-530 (2015).
  3. Tam, J., et al. Fractional Skin Harvesting: Autologous Skin Grafting without Donor-site Morbidity. Plastic and Reconstructive Surgery. Global Open. 1 (6), 47(2013).
  4. Tam, J., et al. Reconstitution of full-thickness skin by microcolumn grafting. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 11 (10), 2796-2805 (2017).
  5. Huang, C., et al. Regeneration of hair and other skin appendages: A microenvironment-centric view. Wound Repair and Regeneration. 24 (5), 759-766 (2016).
  6. Fernandes, J. R., et al. Micro-mechanical fractional skin rejuvenation. Plastic and Reconstructive Surgery. 131 (2), 216-223 (2013).
  7. Rettinger, C. L., Fletcher, J. L., Carlsson, A. H., Chan, R. K. Accelerated epithelialization and improved wound healing metrics in porcine full-thickness wounds transplanted with full-thickness skin micrografts. Wound Repair and Regeneration. 25 (5), 816-827 (2017).
  8. Franco, W., et al. Fractional skin harvesting: device operational principles and deployment evaluation. Journal of Medical Devices. 8 (4), 041005(2014).
  9. Rasmussen, C. A., et al. Chimeric autologous/allogeneic constructs for skin regeneration. Military Medicine. 179, 8 Suppl 71-78 (2014).
  10. Ter Horst, B., Chouhan, G., Moiemen, N. S., Grover, L. M. Advances in keratinocyte delivery in burn wound care. Advanced Drug Delivery Reviews. 123, 18-32 (2018).
  11. Wong, V. W., Levi, B., Rajadas, J., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. Stem cell niches for skin regeneration. International Journal of Biomaterials. 2012, 926059(2012).
  12. Manstein, D., Herron, G. S., Sink, R. K., Tanner, H., Anderson, R. R. Fractional photothermolysis: a new concept for cutaneous remodeling using microscopic patterns of thermal injury. Lasers in Surgery and Medicine. 34 (5), 426-438 (2004).
  13. Iriarte, C., Awosika, O., Rengifo-Pardo, M., Ehrlich, A. Review of applications of microneedling in dermatology. Clinical, Cosmetic and Investigational Dermatology. 10, 289-298 (2017).
  14. Anderson, R. R., et al. Laser treatment of traumatic scars with an emphasis on ablative fractional laser resurfacing: consensus report. Journal of the American Medical Association Dermatology. 150 (2), 187-193 (2014).
  15. Hogan, S., Velez, M. W., Ibrahim, O. Microneedling: a new approach for treating textural abnormalities and scars. Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery. 36 (4), 155-163 (2017).
  16. Manuskiatti, W., Fitzpatrick, R. E., Goldman, M. P. Long-term effectiveness and side effects of carbon dioxide laser resurfacing for photoaged facial skin. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (3), 401-411 (1999).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Похожие статьи