To date, thick tissue defects are typically reconstructed by applying autologous tissue flaps or engineered tissues. In this protocol, we present a new method for engineering vascularized tissue flap bearing an autologous pedicle, to serve as a substitute to autologous flaps.
One of the main factors limiting the thickness of a tissue construct and its consequential viability and applicability in vivo, is the control of oxygen supply to the cell microenvironment, as passive diffusion is limited to a very thin layer. Although various materials have been described to restore the integrity of full-thickness defects of the abdominal wall, no material has yet proved to be optimal, due to low graft vascularization, tissue rejection, infection, or inadequate mechanical properties. This protocol describes a means of engineering a fully vascularized flap, with a thickness relevant for muscle tissue reconstruction. Cell-embedded poly L-lactic acid/poly lactic-co-glycolic acid constructs are implanted around the mouse femoral artery and vein and maintained in vivo for a period of one or two weeks. The vascularized graft is then transferred as a flap towards a full thickness defect made in the abdomen. This technique replaces the need for autologous tissue sacrifications and may enable the use of in vitro engineered vascularized flaps in many surgical applications.
פגמים בדופן בטן לעתים קרובות מתעוררים בעקבות טראומה קשה, טיפול בסרטן, כוויות וההסרה של רשת נגועה. פגמים אלה לעתים קרובות כרוכים באובדן רקמה משמעותי, הדורשים ניתוחים מסובכים והצגת אתגר גדול עבור מנתחים פלסטיים שחזור 1-4. חוקרי הנדסת רקמות מחפשים מקורות חדשים לרקמות מלאכותיות בחנו חומרים שונים, מקורות תא וגורמי גדילה. שחזורים מוצלחים של רקמות שונות, כגון 5,6 קנה הנשימה, שלפוחית השתן 7, קרנית 8, 9 עצם ועור 10, על ידי השתלה של רקמות מהונדסות דווחו בעבר. עם זאת, ייצור של רקמה מהונדסת כלי דם עבה, במיוחד לשיקום של פגמים גדולים, עדיין מהוות אתגר משמעותי בהנדסת רקמות.
אחד הגורמים העיקריים המגבילים את העובי של מבנה רקמת קיימא היא השליטה של אספקת חמצן לחסרונות שלהתאי tituent. כאשר הסתמכות על דיפוזיה, לבנות עובי מוגבל לזה של שכבה דקה מאוד. המרחק המרבי בין החמצן ונימי אספקת מזין in vivo הוא כ 200 מיקרומטר, אשר בקורלציה עם מגבלת דיפוזיה של חמצן 11,12. כלי דם בלתי מספקים עלולים לגרום לאיסכמיה רקמות ולהסלים לספיגת רקמה או נמק 13.
בנוסף, החומר האידיאלי המשמש לשחזור רקמות חייב להיות ביולוגית ולא-חיסוני. גם הוא חייב להיות מסוגל לקדם אינטגרציה נוספת של תאי מארח עם החומר הביולוגי, ושמירה על שלמות מבנית. 1,17,18 מטריצות ביולוגיות וסינתטיות שונות 14-16 נחקרו בעבר לשיקום רקמות, אך השימוש בם יישארו מוגבל בשל חוסר אספקת דם יעיל, זיהומים או כוח רקמה מספק.
במחקר זה, תא-EMB ביולוגית,פיגום edded המורכב ממזון ותרופות אמריקאים (FDA) חומצת L-לקטית פולי -approved (PLLA) / פולי חומצה לקטית-שיתוף גליקולית (PLGA), הושתל סביב כלי עורק וריד הירך (AV) של עכבר בעירום ו נפרדו מהרקמה הסובבת, הבטחת כלי דם מכלי AV בלבד. שבוע לאחר ההשתלה, השתל היה קיימא, עבה וגם כלי דם. רקמת כלי דם עבה זה עם כלי AV, אז הועברה כדש pedicled לפגם בעובי מלא בבטן באותו העכבר. שבוע לאחר העברה-, הדש היה קיימא, כלי דם ומשולב היטב עם הרקמה הסובבת, נושאות חזקות מספיק כדי לתמוך הקרביים בטן. לפיכך, הדש המהונדס העבה, כלי דם ברקמה, הנושא pedicle אוטולוגית, מציג שיטה חדשנית לתיקון פגמים בדופן בטן בעובי מלא.
ההתקדמות בהנדסת רקמות כבר נפגשה עם דרישה גוברת לרקמות תחליף לבנייה מחדש של רקמות מסוגים שונים. מגוון של 14-16 חומרים סינטטיים 1,17,18 וביולוגיים, כמו גם שיטות ייצור כבר העריך ליכולתם כדי לטפל בדרישות אלה. עם זאת, למרות ההתקדמות בטיפול קליני ובהנדסת רקמות, השיקו…
The authors have nothing to disclose.
This research was supported by the FP7 European Research Council Grant 281501, ENGVASC.
small fine straight scissors | Fine Science Tools (FST) | 14090-09 | |
spring scissors | Fine Science Tools (FST) | 15003-08 | |
straight forceps with fine tip | Fine Science Tools (FST) | 11251-20 | |
serrated forceps | Fine Science Tools (FST) | 11050-10 | |
needle holder | Fine Science Tools (FST) | 12500-12 | |
Small vessel cauterizer | Fine Science Tools (FST) | 18000-00 | |
Duratears | Alcon | 5686 | |
Sedaxylan | Euravet | DJ03 | |
Clorketam 1000 | Vetoquinol | 4A0726B | |
Buprenorphine | vetmarket | B15100 | |
4-0 silk sutures | Assut sutures | 647 | |
6-0 polypropylene sutures | Assut sutures | 9351F | |
8-0 silk sutures | Assut sutures | 684568 | |
Insulin syringe (6mm needle) | BD | 324911 | |
Vevo 2100 high-resolution ultrasound system | VisualSonics inc. | ||
MS250 non-linear transducer | VisualSonics inc. | ||
Micromarker non-targeted contrast agent | VisualSonics inc. | VS-11694 | |
tail vein catheter | VisualSonics inc. | VS-11912 | |
Vevo 2100 software | VisualSonics inc. | ||
fluorescein isothiocyanate-conjugated dextran | Sigma | FD500S | |
Matlab | Mathworks, MA, USA | ||
Kimwipes | Kimtech | 34120 | |
antigen unmasking solution | Vector laboratories | H-3300 | |
anti-CD31 antibody | Abcam | ab28364 | |
biotinylated goat anti-rabbit (secondary) antibody | Vector laboratories | BA-1000 | |
streptavidin-peroxidase | Jackson | 016-030-084 | |
Mayer's hamatoxylin solution | Sigma-Aldrich | MHS-16 | |
aminoethylcarbazole (AEC) substrate kit | Life technologies, Invitrogen | 00-2007 | |
Vectamount | Vector laboratories | H-5501 |