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生物工程

Uma nova técnica de sutura tenorrhaphy com enxerto de colágeno projetado por tecido para reparar defeitos grandes do tendão

Published: December 10, 2021
doi:
10.3791/57696
, ,
1Division of Surgery and Interventional Science,University College London, 2Blond McIndoe Laboratories, Division of Cell Matrix and Regenerative Medicine, MAHSC,University of Manchester, 3Department of Surgical Research, Northwick Park Institute for Medical Research,Northwick Park Hospital

Summary

Neste artigo, apresentamos um protocolo in vitro e in situ para reparar uma lacuna tendinosa de até 1,5 cm, preenchendo-a com enxerto de colágeno projetado. Isso foi realizado desenvolvendo uma técnica de sutura modificada para levar a carga mecânica até que o enxerto amadurecer no tecido hospedeiro.

Abstract

O manejo cirúrgico de grandes defeitos tendinosos com enxertos tendinosos é desafiador, pois há um número finito de locais onde os doadores podem ser facilmente identificados e usados. Atualmente, essa lacuna é preenchida com enxertos automáticos, alusões, xeno-, ou artificiais, mas os métodos clínicos para protegê-los não são necessariamente traduzíveis para os animais por causa da escala. Para avaliar novos biomateriais ou estudar um enxerto tendão composto por colágeno tipo 1, desenvolvemos uma técnica de sutura modificada para ajudar a manter o tendão projetado em alinhamento com as extremidades tendinosas. As propriedades mecânicas desses enxertos são inferiores ao tendão nativo. Para incorporar o tendão projetado em modelos clinicamente relevantes de reparo carregado, foi adotada uma estratégia para descarregar o enxerto tendão projetado por tecido e permitir a maturação e integração do tendão projetado in vivo até que um neocons tendão de som mecanicamente seja formado. Descrevemos esta técnica usando a incorporação do colágeno tipo 1 construção do tendão projetado por tecido.

Introduction

A ruptura do tendão pode ocorrer devido a fatores extrínsecos, como lacerações traumáticas ou carregamento excessivo do tendão. Devido às forças de tração externas colocadas em um reparo tendinoso, uma lacuna inevitavelmente se forma com a maioria das técnicas de reparação do tendão. Atualmente, os defeitos/lacunas do tendão são preenchidos com enxertos automáticos, alusões, xenose artificiais, mas sua disponibilidade é finita, e o site do doador é uma fonte de morbidade.

A abordagem projetada por tecidos para fabricar enxerto tendão a partir de um polímero natural, como o colágeno, tem a vantagem distinta de ser biocompatível e pode fornecer componentes vitais de matriz extracelular (ECM) que facilitam a integração celular. No entanto, devido à falta de alinhamento fibrilar, as propriedades mecânicas do tendão projetado (ET) são inferiores ao tendão nativo. Para aumentar as propriedades mecânicas do colágeno mais fraco, muitos métodos têm sido utilizados, como a ligação cruzada física sob vácuo, radiação UV e tratamentos dehidrotermais1. Além disso, através da ligação química com riboflavina, métodos enzimáticos e não enzimáticos aumentaram a densidade de colágeno e o módulo do Jovem do colágeno in vitro2,3. No entanto, adicionando agentes transversais, a biocompatibilidade do colágeno está comprometida, pois estudos mostraram uma alteração de 33% nas propriedades mecânicas e perda de 40% da viabilidade celular3,4,5. O acúmulo gradual de alinhamento e força mecânica pode ser obtido através do carregamento cíclico6; no entanto, isso pode ser adquirido eficientementei n vivo7.

Para que o ET se integre in vivo e adquira força sem a necessidade de alteração química, uma abordagem seria usar uma técnica de sutura estabilizadora para manter a construção mais fraca no lugar. A maioria dos reparos tendinosos dependem do projeto da sutura para manter as extremidades do tendão juntas; portanto, a modificação dessas técnicas existentes poderia fornecer uma solução lógica8,9.

Até a década de 1980, reparos de 2 fios eram amplamente utilizados, mas a literatura cirúrgica recente descreve o uso de 4 fios, 6 fios ou até mesmo 8 fios em reparo10,11. Em 1985, Savage descreveu técnicas de sutura de 6 fios com 6 pontos de ancoragem, e foi significativamente mais forte que a técnica de sutura bunnell que usa 4 fios 12. Além disso, os reparos de 8 fios são 43% mais fortes do que outros fios nos modelos cadáver e in situ, mas esses reparos não são amplamente praticados, pois torna-se tecnicamente difícil reproduzir os reparos com precisão13,14,15,16. Portanto, um maior número de fios de sutura do núcleo refere-se a um aumento proporcional das propriedades biomecânicas do tendão reparado. No entanto, há perda de viabilidade celular em torno dos pontos de sutura, e o trauma da sutura excessiva pode ser em detrimento do tendão, o que pode comprometer a cicatrização do tendão17. As técnicas de sutura devem fornecer um forte reparo geométrico equilibrado e relativamente inelástico para minimizar o escancaramento dos tendões após o reparo. Além disso, a localização da sutura e seus nós devem ser estrategicamente colocados para que não interfiram no deslizamento, no suprimento sanguíneo e na cicatrização até que o acúmulo de força adequada tenha sido obtido10,18.

Para estabelecer a viabilidade para garantir enxerto ET mais fraco ou outro material de enxerto entre o tendão rompido, desenvolvemos uma nova técnica de sutura que pode descarregar o enxerto para que ele possa amadurecer e gradualmente se integrar ao tecido hospedeiro in vivo.

Protocol

NOTA: O desenho do experimento e a aprovação ética foram obtidos do Conselho de Revisão Institucional da UCL (IRB). Todos os experimentos foram realizados conforme regulamentação do Home Office e diretrizes da Lei de Animais (procedimento científico) de 1986 com legislação revisada da Diretiva Europeia 2010/63/UE (2013). Os coelhos foram inspecionados por um cirurgião veterinário nomeado (NVS) periodicamente e duas vezes por dia por um oficial de assistência e bem-estar animal nomeado (NACWO) (Conforme diretr…

Representative Results

Usamos enxertos de colágeno fabricados a partir do colágeno tipo I, pois esta é a proteína predominante encontrada no tendão. Constitui quase 95% do colágeno total no tendão; portanto, o colágeno expôs todas as propriedades ideais para imitar o tendão in vivo21,22. Neste estudo, o colágeno tipo I utilizado foi extraído do tendão da cauda de rato e d…

Discussion

Neste estudo, os enxertos de colágeno tipo I de engenharia de tecido foram escolhidos como enxerto tendinoso porque o colágeno é um polímero natural e usado como biomaterial para várias aplicações de engenharia de tecidos27,28. Além disso, o colágeno constitui 60% da massa seca do tendão, dos quais 95% é colágeno tipo 1 21,29,30,<sup cla…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Os autores gostariam de reconhecer a UCL por financiar este projeto.

Materials

Rat tail type 1 Collagen  First Link, Birmingham, UK 60-30-810
prolene sutures 6-0 Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. EP8726H
prolene sutures 3-0 Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. D8911
Whatman filter paper SIGMA-ALDRICH  WHA10010155
Gibco DMEM, high glucose Thermo Fisher Scientific  11574486
Nylon mesh  Plastok (Meshes and Filtration) Ltd. NA
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Sawadkar, P., Wong, J., Mudera, V. A Novel Tenorrhaphy Suture Technique with Tissue Engineered Collagen Graft to Repair Large Tendon Defects. J. Vis. Exp. (178), e57696, doi:10.3791/57696 (2021).
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