Özet

Decellularized matris kıkırdak elde edilen iskele imalatı

Published: January 07, 2019
doi:

Özet

Decellularized kıkırdak elde edilen iskele osteokondral doku yeniden oluşturmak için kılavuz kıkırdak onarım için bir iskele ve bir araç olarak kullanılabilir. Bu yazıda ayrıntılı decellularization işlemini açıklar ve bu iskele tüp bebek ayarları’nda kullanmak için öneriler sunar.

Abstract

Osteokondral kusurları işlevsel olarak ses kemik ve kıkırdak doku yeniden oluşturmak için yeterli iç onarım kapasitesi değildir. Bu ölçüde, kıkırdak araştırma rejeneratif iskele geliştirilmesi üzerinde odaklanmıştır. Bu makale tamamen doğal kıkırdak hücre dışı matriks, at bir donörün geliyor türetilir iskele gelişimi anlatılmaktadır. İskele potansiyel uygulamalar allogrefler kıkırdak onarım, mühendislik ve doku oluşumu çalışmaya tüp bebek modelleri sağlayarak osteokondral doku için bir iskele olarak hizmet için üreten içerir. Doku decellularizing tarafından donör hücreleri kaldırılır, ancak birçok doğal biyoaktif sopasıyla korunabilmesi için düşünce. Sentetik üretilen bir iskele ile karşılaştırıldığında doğal bir iskele kullanmanın ana avantajı yok daha fazla functionalization polimerlerin sürücü osteokondral doku rejenerasyonu için gerekli olmasıdır. Kıkırdak kaynaklı matris iskele içinde vivo ve tüp bebek ayarlarında kemik ve kıkırdak doku rejenerasyonu için kullanılabilir.

Introduction

Travmatik olaylardan kaynaklanan diz eklem kıkırdak kusur rahatsızlık için yol açabilir ve her şeyden önce genç ve aktif nüfus1,2,3hayatlarını üzerinde büyük bir etkisi olabilir. Ayrıca, Genç yaşta kıkırdak hasarı daha hızlı başlangıçlı osteoartrit hayatı4sonraki bölümlerinde yer alan neden olabilir. Şu anda, sadece Hurda tedavi Genelleştirilmiş osteoartrit diz eklem replasmanı cerrahidir. Kıkırdak hypocellular, aneural ve avasküler doku olduğu için yeniden üretim kapasitesini ciddi sınırlıdır. Bu nedenle, rejeneratif tıp yaklaşımları sonra yardımcı olmak ve yerel doku Yenileyici kapasiteli uyarmak için aranır. Bu amaçla, iskele tasarlanmış ve farklılaşma ve doku rejenerasyonu kışkırtırız endüktif bir malzeme olarak ya da ya da bir hücre taşıyıcı olarak vücudun doğal hücreleri5tarafından kullanılabilir.

Decellularized iskele rejeneratif tıp6içinde yaygın olarak inceledik. Bu bir başarı, örneğin, cilt7, karın yapıları8ve tendon9rejenerasyon yardım elde etti. Decellularized iskele kullanmanın avantajı doğal kökenlerine ve hem çekmek ve hücre farklılaşması doku onarım6,10için gerekli uygun lineage içine neden biyoaktif ipuçlarını korumak için kendi kapasitesi var. Ayrıca, hücre dışı matriks (ECM) doğal bir biomaterial ve decellularization hücresel veya genetik içeriği kaldırarak potansiyel bir bağışıklık yanıtı engeller olduğundan, biyouyumluluk ve biodegradability ile ilgili konular üstesinden vardır.

Kıkırdak kaynaklı matris (CDM) iskele büyük chondrogenic ile mezenkimal stromal hücre11numaralı seribaşı zaman tüp bebek deneylerde potansiyel göstermiştir. Buna ek olarak, bu iskele ektopik konumlardaki içinde vivo ayarları12formu kemik doku ile endochondral ossifikasyon potansiyeline göstermiştir. CDM iskele oluşumu rehber olarak her ikisi de kemik ve kıkırdak doku, bu iskele osteokondral defekt tamir yanı sıra kıkırdak onarım için potansiyel tutabilir.

Bu makalede, Yang sayfasından uyarlanmış bir protokol et al. (2010)13 üzerinden atlar decellularized CDM iskele imalatı için diz kıkırdak. Bu iskele kollajen tip II ve hücreleri yoksun zengindir ve herhangi bir glikozaminoglikan (GAG) decellularization sonra içermez. Tüp bebek ve içinde vivo deneyler (osteo) kıkırdak defekt tamir bu iskele kullanarak yapılabilir.

Protocol

Bu iletişim kuralı için at bastırmak kıkırdak diğer nedenlerle daha osteoartrit ölmüştü atlar üzerinden elde edildi. Doku kurumsal etik kuralları doğrultusunda sahiplerinin izni ile elde edildi. Not: Bu iletişim kuralı içinde vitro doku kültürü platformlar gibi uygulamalar için veya rejeneratif tıp stratejileri içinde vivo implantasyonu için kullanılabilir decellularized at kıkırdak üzerinden iskele imalatı açıklar. Enzimatik te…

Representative Results

CDM iskele decellularization her zaman histolojik stainings kullanarak hem de DNA’sı kalıntıları miktarını ölçmek için DNA miktar kullanarak onaylanması gerekmektedir. Yetersiz decellularization içinde vivo ayarları15,16,17sonuçlarında etkileyen istenmeyen immünolojik yanıt-e doğru yol açabilir. Bu belirli decellularization Yöntem için 13,6 ± 2.3 ng/mg DNA/Kuru ağırlık ba?…

Discussion

Eklem kıkırdak ECM çok yoğun ve farklı enzimatik tedavi için oldukça esnek. Bu makalede açıklanan multi-step decellularization iletişim kuralı böyle direnç giderir ve başarılı bir şekilde decellularized matrisler oluşturur. Bunu başarmak için birkaç gün içinde işlem yayılmıştır. Birçok decellularization süreçleri doku18farklı türleri için önerilen ve kıkırdak decellularization için uygun bir protokol bu makalede. Bu protokol için bu, ancak, tüm hücreleri ka…

Açıklamalar

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar W. önyükleme için iskele imalatı yardım kabul etmek istiyorum. K.E.M. su bükücüler Alexandre Suerman Stipendium Üniversitesi Tıp Merkezi tarafından desteklenmektedir. R. Levato ve J. Malda Hollandalı Artrit Vakfı tarafından desteklenmektedir (CO-14-1-001 ve LLP-12, sırasıyla vermek).

Materials

Cadaveric joint This can be obtained as rest material from the local butcher or veterinary center.
Sterile phosphate-buffered saline (PBS)
Penicillin-Streptomycin Gibco 15140
Amphotericin B Thermo Fischer Scientific 15290026
Liquid nitrogen
Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red Thermo Fischer Scientific 25200072
Tris-HCl pH 7.5
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas Sigma-Aldrich DN25
Ribonuclease A from bovine pancreas Sigma-Aldrich R6513
Triton X-100 (octoxynol-1) Sigma-Aldrich X100
Papain Sigma-Aldrich P3125
Trisodium citrate dihydrate Sigma-Aldrich S4641
Alginate Sigma-Aldrich 180947
Formalin
CaCl2
Ethanol
Xylene
Paraffin
Ethylene oxide sterilization Synergy Health, Venlo, the Netherlands
Multipotent Stromal cells/chondrocytes from equine donors MSCs and chondrocytes can be isolated from donor joints that are rest material, coming from the local butcher or veterinary center.
MEM alpha Thermo Fischer Scientific 22561
L-ascorbic acid 2-phosphate Sigma-Aldrich A8960
DMEM Thermo Fischer Scientific 41965
Heat inactivated bovine serum albumin Sigma-Aldrich 10735086001
Fibroblast growth factor-2 (FGF-2) R & D Systems 233-FB
DNA quantification kit (Quant-iT PicoGreen dsDNA Reagent) Thermo Fischer Scientific P7581
1,9-Dimethyl-Methylene Blue zinc chloride double salt Sigma-Aldrich 341088
Freeze-dryer SALMENKIPP ALPHA 1-2 LD plus
Analytical mill IKA A 11 basic
mortar/pestle Haldenwanger 55/0A
Roller plate CAT RM5
Centrifuge (for 50 mL tubes) Eppendorf 5810R
Capsule (cylindric mold) TAAB 8 mm flat
Superlight S UV Lumatec 2001AV
Incubator
Microtome
Sieve (mesh size 0.71 mm) VWR 34111229
Scalpel
Scalpel holder
Small laddle

Referanslar

  1. Dunlop, D. D., et al. Risk factors for functional decline in older adults with arthritis. Arthritis and rheumatism. 52 (4), 1274-1282 (2005).
  2. Fitzpatrick, K., Tokish, J. M. A military perspective to articular cartilage defects. The journal of knee surgery. 24 (3), 159-166 (2011).
  3. Flanigan, D. C., Harris, J. D., Trinh, T. Q., Siston, R. A., Brophy, R. H. Prevalence of chondral defects in athletes’ knees: a systematic review. Medicine and science in sports and exercise. 42 (10), 1795-1801 (2010).
  4. Martel-Pelletier, J., Boileau, C., Pelletier, J. P., Roughley, P. J. Cartilage in normal and osteoarthritis conditions. Best practice & research. Clinical rheumatology. 22 (2), 351-384 (2008).
  5. Vinatier, C., et al. Cartilage tissue engineering: towards a biomaterial-assisted mesenchymal stem cell therapy. Current stem cell research & therapy. 4 (4), 318-329 (2009).
  6. Taylor, D. A., Sampaio, L. C., Ferdous, Z., Gobin, A. S., Taite, L. J. Decellularized matrices in regenerative medicine. Acta biomaterialia. 74, 74-89 (2018).
  7. Vashi, C. Clinical Outcomes for Breast Cancer Patients Undergoing Mastectomy and Reconstruction with Use of DermACELL, a Sterile, Room Temperature Acellular Dermal Matrix. Plastic Surgery International. 2014 (704323), 1-7 (2014).
  8. Satterwhite, T. S., et al. Abdominal wall reconstruction with dual layer cross-linked porcine dermal xenograft: the "Pork Sandwich" herniorraphy. Journal of plastic, reconstructive & aesthetic surgery : JPRAS. 65 (3), 333-341 (2012).
  9. Martinello, T., et al. Successful recellularization of human tendon scaffolds using adipose-derived mesenchymal stem cells and collagen gel. Journal of tissue engineering and regenerative medicine. 8 (8), 612-619 (2014).
  10. Benders, K. E., et al. Extracellular matrix scaffolds for cartilage and bone regeneration. Trends in biotechnology. 31 (3), 169-176 (2013).
  11. Benders, K. E., et al. Multipotent Stromal Cells Outperform Chondrocytes on Cartilage-Derived Matrix Scaffolds. Cartilage. 5 (4), 221-230 (2014).
  12. Gawlitta, D., et al. Decellularized cartilage-derived matrix as substrate for endochondral bone regeneration. Tissue engineering. Part A. 21 (3-4), 694-703 (2015).
  13. Yang, Z., et al. Fabrication and repair of cartilage defects with a novel acellular cartilage matrix scaffold. Tissue engineering. Part C, Methods. 16 (5), 865-876 (2010).
  14. Pittenger, M. F., et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 284 (5411), 143-147 (1999).
  15. Meyer, S. R., et al. Decellularization reduces the immune response to aortic valve allografts in the rat. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 130 (2), 469-476 (2005).
  16. Brown, B. N., Valentin, J. E., Stewart-Akers, A. M., McCabe, G. P., Badylak, S. F. Macrophage phenotype and remodeling outcomes in response to biologic scaffolds with and without a cellular component. Biomaterials. 30 (8), 1482-1491 (2009).
  17. Keane, T. J., Londono, R., Turner, N. J., Badylak, S. F. Consequences of ineffective decellularization of biologic scaffolds on the host response. Biomaterials. 33 (6), 1771-1781 (2012).
  18. Crapo, P. M., Gilbert, T. W., Badylak, S. F. An overview of tissue and whole organ decellularization. Biomaterials. 32 (12), 3233-3243 (2011).
  19. Malda, J., et al. Of mice, men and elephants: the relation between articular cartilage thickness and body mass. PloS One. 8 (2), e57683 (2013).
  20. Malda, J., et al. Comparative study of depth-dependent characteristics of equine and human osteochondral tissue from the medial and lateral femoral condyles. Osteoarthritis and Cartilage. 20 (10), 1147-1151 (2012).
  21. Londono, R., Badylak, S. F. Biologic scaffolds for regenerative medicine: mechanisms of in vivo remodeling. Annals of biomedical engineering. 43 (3), 577-592 (2015).
  22. Gilbert, T. W. Strategies for tissue and organ decellularization. Journal of cellular biochemistry. 113 (7), 2217-2222 (2012).

Play Video

Bu Makaleden Alıntı Yapın
Benders, K. E., Terpstra, M. L., Levato, R., Malda, J. Fabrication of Decellularized Cartilage-derived Matrix Scaffolds. J. Vis. Exp. (143), e58656, doi:10.3791/58656 (2019).

View Video