Получение стерилизации имеет важное значение для трансплантации тканей трахеи. Здесь мы представляем протокол стерилизации с использованием низких доз гамма-облучения, которые полностью переносятся органами.
Методическая статья
Получение стерилизации имеет важное значение для трансплантации тканей трахеи. Здесь мы представляем протокол стерилизации с использованием низких доз гамма-облучения, которые полностью переносятся органами.
Одним из основных ключевых аспектов обеспечения правильного развития трансплантата является стерильность среды. Децеллюлярная трансплантация трахеи включает имплантацию органа, который изначально находился в контакте с окружающей средой, поэтому не был стерильным с самого начала. Несмотря на то, что протокол децеллюляризации (через экспозицию моющего средства [2% додецилсульфата натрия], непрерывное перемешивание и осмотические шоки) проводится в соответствии с асептическими мерами, он не обеспечивает стерилизацию. Поэтому одной из основных задач является обеспечение стерильности перед имплантацией in vivo . Несмотря на то, что существуют установленные протоколы стерилизации гамма-излучением для неорганических материалов, для органических материалов таких мер не существует. Кроме того, протоколы, действующие для неорганических материалов, не могут быть применены к органическим материалам, так как установленная доза облучения (25 кГр) полностью разрушит имплантат. В данной работе изучается влияние повышенной дозы облучения на децеллюляризированную трахею кролика. Мы поддерживали диапазон доз (кГр) и тестировали повышенные дозы, пока не нашли минимальную дозу, при которой достигается стерилизация. После определения дозы мы изучили его влияние на орган как гистологически, так и биомеханически. Мы определили, что, хотя 0,5 кГр не достигали стерильности, дозы как 1 кГр, так и 2 кГр достигали бесплодия, при этом 1 кГр, следовательно, является минимальной дозой, необходимой для достижения стерилизации. Микроскопические исследования не показали существенных изменений по сравнению с нестерилизованными органами. Осевые биомеханические характеристики вообще не изменялись, и наблюдалось лишь незначительное снижение силы на единицу длины, которую орган может радиально переносить. Таким образом, мы можем сделать вывод, что 1 кГр обеспечивает полную стерилизацию децеллюляризованной трахеи кролика с минимальным, если таковые имеются, воздействием на орган.
Стерилизация имплантата является основным условием его жизнеспособности; Фактически, протезы, которые доказали свою эффективность, - это те, которые имплантированы в стерильные области (кровеносные сосуды, сердце, кости и т. Д.) 1. Трахея имеет две поверхности: поверхность, контактирующую с внешней средой, которая поэтому не стерильна, и поверхность средостения, которая стерильна. Поэтому с момента извлечения трахеи она не является стерильным органом. Несмотря на то, что последующий процесс децеллюляризации проводится в максимально стерильных условиях, он не является этапомстерилизации 2. Имплантация инородного материала сама по себе влечет за собой риск инфицирования из-за пробактериального микроокружения,которое он производит3, и риск передачи заболевания от донора к реципиенту до 0,014%, даже если материал был стерилизован4. Чтобы обеспечить правильную васкуляризацию трахеи, практически во всех экспериментальных протоколах трансплантации, она сначала подвергается гетеротопическому имплантату 5,6,7 в стерильную область (мышцы, фасции, сальники, подкожные и т.д.); Это связано с тем, что имплантация нестерильного элемента в эту среду приведет к инфицированию области3.
Существует ряд возможных стратегий получения стерильного имплантата. С помощью сверхкритическогоСО2достигнута терминальная стерилизация 8,9. Другие методы, такие как ультрафиолетовое излучение или обработка такими веществами, как надуксусная кислота, этанол, перекись кислорода и электролизованная вода, получили различные показатели успеха в стерилизации, почти всегда в зависимости от их дозировок, но было показано, что они влияют на биомеханические характеристики имплантатов. Действительно, некоторые вещества, такие как окись этилена, могут существенно изменять структуру имплантированного матрикса и даже могут вызывать нежелательные иммуногенные эффекты. По этой причине многие из этих стратегий не могут быть применены к биологическим моделям 2,10,11,12,13.
Наиболее широко изученной и принятой стратегией стерилизации является стратегия, установленная стандартом ISO 11737-1:2006 для стерилизации медицинских изделий, имплантированных человеку, с дозой гамма-излучения 25 кГр. Однако это правило фокусируется только на стерилизации инертных, небиологических элементов14,15. Кроме того, дозы лучевой терапии при радикальном лечении карциномы на три порядка ниже, чем те, которые используются для стерилизации медицинских изделий1. Имея это в виду, мы можем сделать вывод, что указанная доза не только убьет микробиоту, но также разрушит и радикально изменит биологическую структуру имплантата. Существует также вероятность того, что при деградации будут образовываться остаточные липиды, которые потенциально могут быть цитотоксичными и ускорять ферментативную деградацию каркаса 13,14,15,16,17 даже при использовании доз всего 1,9 кГр и с повреждением, прямо пропорциональным полученной дозе облучения 17.
Таким образом, цель данной работы состоит в том, чтобы попытаться определить дозу облучения, позволяющую получить стерильный имплантат с минимальными вредными эффектами, вызванными облучением 2,18,19. Стратегия, которой мы следовали, включала облучение децеллюляризированных и облученных трахей в различных повышенных дозах в диапазоне килогрей (0,5, 1, 2, 3 кГр и т. д.) до достижения отрицательного результата. Дополнительные тесты были проведены для тех доз, которые достигли отрицательных культур, чтобы подтвердить стерилизацию. После определения минимальной дозы для получения стерилизации проверяли структурное и биомеханическое воздействие облучения на трахею. Все показатели сравнивались с контрольной нативной трахеей кролика. Затем стерилизация конструкции была протестирована in vivo путем имплантации трахеи новозеландским белым кроликам.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Европейская директива 20170/63/ЕС по уходу за лабораторными животными и их использованию была соблюдена, и протокол исследования был одобрен Комитетом по этике Университета Валенсии (Закон 86/609/EEC и 214/1997 и Кодекс 2018/VSC/PEA/0122 Тип 2 правительства Валенсии, Испания).
1. Децеллюляризация трахеи
ПРИМЕЧАНИЕ: О методе децеллюляризации сообщалось в другом месте20.
2. Стерилизация
3. Гистологический анализ
ПРИМЕЧАНИЕ: Окрашивайте кусочки гематоксилином и эозином21, трихромом Массона и орцеином22.
4. Биомеханическое исследование
ПРИМЕЧАНИЕ: Сопротивление трахеи продольным и поперечным усилиям измеряется с помощью испытаний на осевое растяжение и радиальное сжатие23.
5. Хирургическая техника
ПРИМЕЧАНИЕ: О хирургической технике широко сообщалось в других местах20.
6. Статистический анализ
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Децеллюляризация
Окрашивание DAPI показывает отсутствие ДНК, и ни в одной из трахей не было обнаружено значений ДНК выше 50 нг с помощью электрофореза, при этом все фрагменты были меньше 200.н.20.
Микробная культура
Две из восьми частей, подвергнутых воздействию 0,5 кГр, показали изменение цвета менее чем за 1 неделю. Ни один из фрагментов, облученных при 1 кГр и 2 кГр, не показал каких-либо изменений цвета (р...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Существует несколько стратегий стерилизации. СверхкритическийСО2полностью проникает в ткани, подкисляя среду и деконструируя клеточный фосфолипидный бислой с простым удалением посредством разгерметизации имплантата 8,14,25. Ультрафиолетовое излучение также использовалось, и его эффективность в трахее грызунов была опубликована, хотя в литературе имеется всего несколько сообщений10. Другие испол...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Ни у кого из авторов нет конфликта интересов.
Эта статья была поддержана грантом Испанского общества торакальной хирургии 2018 года для Национального многоцентрового исследования [номер 180101 присужден Нестору Х. Мартинесу-Эрнандесу] и PI16-01315 [присужден Мануэлю Мата-Роигу] Институтом спасения Карлоса III. CIBERER финансируется VI Национальным планом исследований и разработок на 2018-2011 гг., Iniciativa Ingenio 2010, Консолидированной программой, CIBER Actions и Instituto de Salud Carlos III при содействии Европейского фонда регионального развития.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 6-0 нейлоновая монофиламентная шовная ткань | Монософт. Covidien; Мэнсфилд, Массачусетс, США | SN-5698G | |
| Амфотерицин B 5% | Gibco Thermo Fisher Scientific; Уолтем, штат Массачусетс, США | 15290018 | |
| биоанализатор | Agilent, Санта-Клара, Калифорния, США | G2939BA | |
| бупренорфина | бупрекс. Reckitt Benckiser Healthcare; Hull, Reino Unido | N02AE01 | |
| Compression Desktop | UTM Microtest, Мадрид, Испания | EM1/10/FR | |
| Cryostate | Leyca CM3059, Leyca Biosystems, Wetzlar, Alemania | CM3059 | |
| Диметилсульфоксид (ДМСО) | Sigma-Aldrich; MO, США | D2650 | |
| DMEM | Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA, США 11965084 | ||
| набор для экстракции ДНК | DNeasy Quiagen, Hilden, Германия | 4368814 | |
| Энрофлоксацин, 2,5% | Boehringer Ingelheim, Ингельхайм-на-Рейне, Германия | 0035-0002 | |
| Фетальная бычья сыворотка (FBS) | GE Healthcare Hyclone; Мадрид, Испания | SH20898.03IR | |
| флуоресцентный микроскоп | Leyca DM2500 (Leica, Wetzlar, Германия) | DM2500?? | |
| Контейнер для заморозки | Мистер Фрости. Термо Фишер; Мадрид, Испания | 5100-0001 | |
| изофторан | изофло; Пройма Ганадера; Сьюдад-Реаль, Испания | 8.43603E+12 | |
| Кетамин | ималген. Мериал; Тулуза, Франция | BOE127823 | |
| Линейный ускоритель | «Истинный луч». Вариан, Пало-Альто, Калифорния, США H191001 | ||
| Магнитная мешалка | Orbital Shaker PSU-10i. Биосан; Рига, Летония | BS-010144-AAN | |
| Meloxicam 5 мг/мл | Boehringer Ingelheim, Ингельхайм-на-Рейне, Германия | 6283-MV | |
| Пенициллин-стрептомицин 5% | Gibco Thermo Fisher Scientific; Уолтем, штат Массачусетс, США | 15140122 | |
| пентобарбитал натрия | Dolethal. Ветохинол; Madrid, Españ | 3.60587E+12 | |
| Фосфатный буферный раствор (PBS) | Sigma-Aldrich; МО, США | P2272 | |
| Пропофол | Пропофол Липуро. B. Braun Melsungen AG; Melsungen, Alemania | G 151030 | |
| Proteinase K | Gibco Thermo Fisher Scientific; Уолтем, Массачусетс, США | S3020 | |
| Полые трубы из ПВХ | Cristallo Extra; FITT, Сандриго, Италия | hhdddyyZ | |
| ПВХ стент | ArgyleTM Medtronic; Стамбул, Турция | 019 5305 1 | |
| R программное обеспечение, версия 3.5.3 R Core | R Foundation for Statistical Computing | R 3.5.3 | |
| Додецилсульфат натрия (SDS) | Sigma-Aldrich; МО, США | 8,17,034 | |
| Спектрофотометр | Nanodrop, Life Technologies; Изоген Медико-биологические науки. Утрех, Нидерланды | Электронная таблица ND-ONEC-W | |
| Microsoft | Excel для Mac, версия 16.23, Редмонд, Вашингтон, США | 2864993241 | |
| Универсальная испытательная машина тяги | Testing Machines, Veenendaal, Netherlands | 84-01 | |
| UTM Software | TestWorks 4, MTS Systems Corporation, Eden Prairie, MN, США | 100-093-627 F | |
| VECTASHIELD Монтажный средний | Vector Labs, Берлингейм; Центр сертификации; США | H-1000-10 | |
| Xylacine | Xilagesic. Калье; Barcelona, Españ А | 20102-003 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение