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.
Defectos de la pared abdominal a menudo surgen después de un trauma severo, el tratamiento del cáncer, quemaduras y la eliminación de la malla infectada. Estos defectos implican a menudo la pérdida de tejido significativa, requiriendo procedimientos quirúrgicos complicados y presentar un gran reto para los cirujanos de reconstrucción de plástico 1-4. Investigadores de ingeniería de tejidos que buscan nuevas fuentes de tejidos artificiales han explorado diferentes materiales, fuentes de células y factores de crecimiento. Se informó anteriormente restauraciones exitosas de diversos tejidos, tales como 5,6 tráquea, vejiga 7, 8 córnea, hueso 9 y la piel 10, mediante la implantación de tejidos de ingeniería. Sin embargo, la fabricación de un tejido vascularizado ingeniería de espesor, en particular para la reconstrucción de defectos grandes, sigue siendo un desafío significativo en la ingeniería de tejidos.
Uno de los principales factores que limitan el espesor de una construcción de tejido viable es el control de suministro de oxígeno a sus contrascélulas tituent. Cuando se depende de la difusión, la construcción de espesor se limita a la de una capa muy delgada. La distancia máxima entre oxígeno y nutrientes capilares de suministro in vivo es de aproximadamente 200 micras, que se correlaciona con el límite de difusión de oxígeno 11,12. Vascularización insuficiente puede resultar en isquemia tisular y escalar a la resorción de tejido o necrosis 13.
Además, el material ideal utilizado para la reconstrucción de tejidos debe ser biocompatible y no inmunogénico. También debe ser capaz de promover una mayor integración de las células huésped con el biomaterial, y el mantenimiento de la integridad estructural. Varios biológicos 14-16 y sintéticos 1,17,18 matrices se han explorado previamente para la reconstrucción de tejidos, sin embargo su uso quedará limitado debido a la falta de suministro de sangre eficaz, las infecciones o la fuerza del tejido insuficiente.
En este estudio, un biocompatible, célula-embandamio edded compuesto de Food and Drug Administration (FDA) de ácido L-láctico con aprobación para poli (PLLA) / poli ácido láctico-co-glicólico (PLGA), se implantó alrededor de los vasos de la arteria femoral y la vena (AV) de un ratón desnudo y separado del tejido circundante, lo que garantiza la vascularización de sólo los vasos AV. Una semana después de la implantación, el injerto era viable, grueso y bien vascularizado. Este tejido vascularizado grueso con los vasos de AV, fue trasladado como un colgajo pediculado a un defecto de espesor total abdominal en el mismo ratón. Una semana después de la transferencia, la aleta era viable, vascularizado y bien integrado con el tejido circundante, teniendo resistencia suficiente para soportar las vísceras abdominales. Por lo tanto, el espesor, colgajo de tejido vascularizado ingeniería, teniendo un pedículo autólogo, se presenta un método novedoso para la reparación de defectos de la pared abdominal de espesor completo.
Los avances en la ingeniería de tejidos se han encontrado con una creciente demanda de tejidos sustitutos para la reconstrucción de los diversos tipos de tejidos. Una variedad de materiales sintéticos y biológicos 1,17,18 14-16, así como métodos de fabricación han sido evaluados por su capacidad para hacer frente a estas demandas. Sin embargo, a pesar de los avances en la atención clínica y en la ingeniería de tejidos, la restauración de defectos de la pared abdominal de espesor completo…
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 |