Трехмерная коллагеновая матрица каркаса имплантация как стратегия регенерации печени
29 июня 2021 г.
Заболевания печени вызваны многими причинами, которые способствуют фиброзу или циррозу. Трансплантация является единственным вариантом восстановления здоровья. Однако, учитывая нехватку трансплантируемых органов, необходимо изучить альтернативы. Наше исследование предлагает имплантацию коллагеновых каркасов в ткань печени с животной модели.
Этот метод включает в себя размещение имплантата коллагенового матрикса в качестве каркаса в печени для содействия регенерации печени. Этот метод имплантации открыл дверь для стратега, исследующего восстановление формы и баллона резецированных тканей, тем самым уменьшая анестезию, продолжительность операции и время восстановления. Этот метод может быть использован для содействия регенерации с участием моделей фиброза печени, а также других видов млекопитающих.
Этот метод основан на тканевой инженерии и регенеративной медицине, чтобы способствовать восстановлению поврежденных тканей. Начните с дезинфекции рабочего стола хирургической зоны, микрохирургического микроскопа и сиденья 2% раствором хлоргексидина, затем увлажните каркас коллагенового матрикса, полученный из мыщелка крупного рогатого готья в стерильном физиологическом растворе в течение 20 минут. Затем, используя хирургическое мыло и обоюдоострый клинок, сбрить брюшную кожу анестезированного шести-восьминедельного самца крысы Wistar, а затем продезинфицировать кожу три раза, используя 10% раствор повидона йода.
Поместите животное на теплую тарелку в продольном положении с гиперпротянутой шеей для поддержания проницаемых дыхательных путей. Оцените глубину анестезии через дыхательный паттерн и потерю рефлекса отмены в конечностях. Затем поместите одноразовую хирургическую драпировку вокруг бритой кожи и, используя клифовый отроск в качестве ориентира, сделайте 2,5-сантиметровый разрез на линии альпий с рассеченными щипцами, заботясь о том, чтобы избежать кровеносного сосуда брюшной стенки, чтобы предотвратить кровотечение.
После размещения абдоминального втягивлятеля наблюдают за брюшной полостью. С помощью рассеченных щипцов извлеките левую лепечную лепелок и поместите ее на металлическую пластину. Используя стерильный один за сантиметром треугольный металлический шаблон, выполните гепатэктомию.
Чтобы предотвратить кровотечение из печени, поддерживайте хирургическую компрессию с помощью тампона на краю печени в течение пяти минут. Затем, используя нерассасывая полипропиленовую шов 7-O, имплантируем гидратированный каркас коллагенового матрикса в место гепатэктомии с четырьмя швами между тканью печени и каркасом, чтобы предотвратить смещение биоматериала. Верните печень в брюшную полость и зашвите брюшную стенку и кожу нейлоновым швом 3-O.
Дважды очистите хирургический разрез хирургической губкой, пропитанной йодом, и контролируйте жизненно важные показатели животного. Затем поместите животное в боковое продольное положение. После введения анальгетика поместите животное в индивидуальную поликарбонатную коробку с подстилкой для лабораторных животных в бесшумной зоне с контролем температуры.
Наблюдайте за восстановлением после анестезии и контролируйте потребление воды и пищи в течение двух часов. Не было никакой разницы в функции печени между группой SHAM и экспериментальными группами с каркасом коллагенового матрикса и без него через три, 14 и 21 день, что указывает на то, что каркас коллагенового матрикса не нарушает функцию печени. Гистологический анализ на третий день показывает, что наличие каркаса коллагенового матрикса в печени не способствовало реакции инородного тела и наблюдается заметное присутствие слабой соединительной ткани.
На 14 и 21 день слабая соединительная ткань более обильна с каркасами коллагенового матрикса, окруженными гепатоцитами, предполагающими, что гепатоциты мигрировали в каркас коллагенового матрикса. Можно увидеть участки гепатоцитов, орошаемых сосудом, а гепатоциты, прилипшие к каркасу коллагенового матрикса, иногда окружены слабой соединительной тканью. При выполнении гепатэктомии используйте асептическую технику, чтобы избежать инфекции, и применяйте компрессию впоследствии, чтобы предотвратить кровотечение из печени.
Кроме того, используйте швы 7-O для имплантации каркаса коллагенового матрикса, чтобы избежать разрыва. После имплантации каркаса коллагенового матрикса в фиброзную модель животного можно оценить преимущества синогенной имплантации для регенерации печени. Использование каркаса коллагеновой матрицы для замены экстубированной массы печени до сих пор не оценивалось.
Эти геногенные материалы прокладывают путь в качестве еще одного терапевтического варианта в области хронических заболеваний печени.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании изучается имплантация коллагеновых каркасов в ткани печени для стимулирования регенерации на животной модели фиброза. Метод направлен на восстановление формы и функции печени при минимизации хирургических осложнений.
Основные компоненты исследования
Область науки
- тканевая инженерия
- регенеративная медицина
- здоровье печени
Обзор
- Заболевания печени могут привести к фиброзу или циррозу.
- Трансплантация ограничена доступностью органов.
- Альтернативы, такие как коллагеновые каркасы, могут усилить регенерацию печени.
- Понимание процесса имплантации имеет решающее значение для эффективного лечения.
Цель исследования
- Оценить эффективность коллагеновых скаффолдов при регенерации печени.
- Оценить влияние на функцию печени после имплантации.
- Изучить новый терапевтический вариант лечения хронических заболеваний печени.
Используемые методы
- Имплантация коллагенового матрикса-каркаса на модели крысы.
- Хирургические процедуры, включая гепатэктомию и методы наложения швов.
- Мониторинг показателей жизнедеятельности и восстановление после операции.
- Гистологический анализ для оценки тканевого ответа и регенерации.
Основные результаты
- Значимых различий в функции печени между экспериментальной и контрольной группами не обнаружено.
- Гистологический анализ не выявил реакции на инородное тело по отношению к скаффолду.
- Наблюдалось повышенное присутствие рыхлой соединительной ткани и миграция гепатоцитов.
- Коллагеновые скаффолды продемонстрировали потенциал для регенерации печени.
Выводы
- Коллагеновые скаффолды являются перспективной альтернативой для регенерации печени.
- Данный метод не нарушает функцию печени.
- Дальнейшая оценка этой методики может привести к созданию новых способов лечения заболеваний печени.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Данный метод восполняет критический пробел в доклинических исследованиях регенерации печени, позволяя оценивать коллагеновые матриксные скаффолды в качестве объемных заменителей после парциальной гепатэктомии. Он предоставляет воспроизводимую модель для изучения восстановления тканей под воздействием внеклеточного матрикса без влияния побочных эффектов на функцию печени, что способствует механистическому снижению рисков на ранних стадиях разработки терапевтических средств. Этот подход позволяет оценить биосовместимость скаффолда, клеточную интеграцию и васкуляризацию в системе, соответствующей патологии, что обладает прогностической ценностью для последующих доклинических и трансляционных решений в рамках разработки методов лечения хронических заболеваний печени.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет исследовать вклад внеклеточного матрикса в регенерацию печени независимо от функциональных искажающих факторов.
- Практическая ценность: предоставляет стандартизированную хирургическую модель для оценки взаимодействий между скаффолдом и тканью реципиента in vivo.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Позволяет получать количественные гистологические показатели, такие как миграция гепатоцитов и врастание сосудов, для стандартизации анализа.
- Практическая ценность: Способствует разработке воспроизводимых протоколов визуализации и окрашивания для оценки внеклеточного матрикса.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Моделирует взаимодействия внеклеточного матрикса, имеющие значение для человека, в контексте хронических заболеваний печени.
- Практическая ценность: Облегчает лонгитюдную оценку деградации скаффолда и ремоделирования тканей в критические временные точки.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум «от открытия до доклинических исследований», обеспечивая раннюю оценку биоматериалов для восстановления тканей печени, что позволяет определять перспективные варианты и проводить доклиническую валидацию на основе измеримых гистологических и функциональных конечных точек.
- Фундаментальная биология: позволяет проверять гипотезы о путях регенерации под воздействием внеклеточного матрикса без нарушения функций печени.
- Скрининг: обеспечивает получение стандартизированных образцов ткани для сравнительного скрининга биоматериалов в анализах миграции гепатоцитов и васкуляризации.
- Аналитика: предоставляет гистологические и функциональные показатели для сравнения эффективности скаффолдов при различных экспериментальных условиях.
- Трансляционные исследования: связывает характеристики биоматериалов с доклинической преемственностью посредством наблюдаемых паттернов интеграции тканей и васкуляризации.
- Повторное использование в масштабе предприятия: создает воспроизводимую хирургическую модель для оценки различных скаффолдов из внеклеточного матрикса в исследованиях регенерации печени.
Операционное и корпоративное влияние
- Научная ценность: Снижает механистическую неопределенность в исследованиях регенерации печени путем отделения эффектов каркаса от функциональных переменных печени.
- Операционная ценность: Обеспечивает воспроизводимость за счет стандартизированных процедур хирургической имплантации и послеоперационного мониторинга.
- Стратегическая ценность: Оптимизирует принятие решений о продолжении или прекращении исследований (go/no-go), предоставляя ранние прогностические данные о биосовместимости каркаса и интеграции тканей.
- Влияние на портфель: Позволяет проводить приоритезацию биоматериалов с учетом рисков на основе гистологических и функциональных результатов в релевантной модели заболевания.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области микрохирургии грызунов и послеоперационного ухода.
- Зависимость от наличия стерильных условий для культивирования тканей при подготовке каркаса.
- Необходимы стандартизированные протоколы гистологического окрашивания для обеспечения согласованности анализа.
- Требуется межфункциональное взаимодействие между хирургической группой, патоморфологами и персоналом по уходу за животными.
- Ограничено конечными точками острой регенерации; модели хронического фиброза требуют дополнительной валидации.
