En ny Tenorrhaphy sutur teknikk med vev konstruert kollagen graft å reparere store sene defekter

Summary

I dette papiret presenterer vi en in vitro- og in situ-protokoll for å reparere et senegap på opptil 1,5 cm ved å fylle den med konstruert kollagentransplantasjon. Dette ble utført ved å utvikle en modifisert suturteknikk for å ta den mekaniske belastningen til transplantatet modnes inn i vertsvevet.

Abstract

Kirurgisk styring av store senefeil med senetransplantasjoner er utfordrende, da det er et begrenset antall steder hvor donorer lett kan identifiseres og brukes. For tiden er dette gapet fylt med sene auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men kliniske metoder for å sikre dem er ikke nødvendigvis oversettbare til dyr på grunn av skalaen. For å evaluere nye biomaterialer eller studere en senetransplantasjon som består av kollagen type 1, har vi utviklet en modifisert suturteknikk for å opprettholde den konstruerte senen i tråd med senenden. Mekaniske egenskaper til disse transplantatene er dårligere enn den innfødte senen. For å innlemme konstruert sene i klinisk relevante modeller for lastet reparasjon, ble det vedtatt en strategi for å avlaste vevskonstruert senetransplantasjon og tillate modning og integrasjon av den konstruerte senen in vivo til en mekanisk forsvarlig neo-sen ble dannet. Vi beskriver denne teknikken ved hjelp av inkorporering av kollagen type 1 vev konstruert sene konstruksjon.

Introduction

Senebrudd kan oppstå på grunn av ekstrinsiske faktorer som traumatiske kutt eller overdreven lasting av senen. På grunn av de ytre strekkkreftene plassert på en senereparasjon, dannes et gap uunngåelig med de fleste senereparasjonsteknikker. For tiden er senefeil / hull fylt med auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men deres tilgjengelighet er begrenset, og donorstedet er en kilde til sykelighet.

Den vevskonstruerte tilnærmingen til å fremstille senetransplantasjon fra en naturlig polymer som kollagen har den særegne fordelen av å være biokompatibel og kan gi vitale ekstracellulære matrisekomponenter (ECM) som letter celleintegrasjon. På grunn av mangel på fibrillarjustering er imidlertid de mekaniske egenskapene til den konstruerte senen (ET) dårligere enn den innfødte senen. For å øke mekaniske egenskaper til det svakere kollagenet, har mange metoder blitt brukt, for eksempel fysisk krysskobling under vakuum, UV-stråling og dehydrotermiske behandlinger¹. Også gjennom kjemisk krysskobling med riboflavin økte enzymatiske og ikke-enzymatiske metoder kollagentetthet og Youngs modulus av kollagen in vitro^2,3. Ved å legge til krysskoblingsmidler blir imidlertid biokompatibiliteten til kollagenet kompromittert, da studier har vist en 33% endring i mekaniske egenskaper og 40% tap av celle levedyktighet^3,4,5. Gradvis opptjening av justering og mekanisk styrke kan oppnås gjennom syklisk lasting⁶; Dette kan imidlertid effektivt anskaffes in vivo⁷.

For at ET skal integrere in vivo og skaffe styrke uten behov for kjemisk endring, ville en tilnærming være å bruke en stabiliserende suturteknikk for å holde den svakere konstruksjonen på plass. De fleste senereparasjoner er avhengige av suturdesignet for å holde seneendene sammen; Derfor kan endring av disse eksisterende teknikkene gi en logisk løsning^8,9.

Frem til 1980-tallet ble 2-tråds reparasjoner mye brukt, men nyere kirurgisk litteratur beskriver bruken av 4 tråder, 6 tråder eller til og med 8 tråder i reparasjon^10,11. I 1985 beskrev Savage 6-tråds suturteknikker med 6 ankerpunkter, og den var betydelig sterkere enn Bunnell suturteknikken som bruker 4 tråder ¹². 8-tråds reparasjoner er også 43% sterkere enn andre tråder i kadaver- og in situ-modeller, men disse reparasjonene praktiseres ikke mye, da det blir teknisk vanskelig å reprodusere reparasjonene nøyaktig^13,14,15,16. Derfor er et større antall kjerne suturstrenger relatert til en proporsjonal økning i biomekaniske egenskaper til den reparerte senen. Det er imidlertid tap av celle levedyktighet rundt suturpunktene, og traumer fra overdreven suturing kan være til skade for senen, noe som kan kompromittere seneheling¹⁷. Suturteknikker bør gi en sterk geometrisk reparasjon som er balansert og relativt uelastisk for å minimere senegapping etter reparasjon. I tillegg må plasseringen av suturen og knutene plasseres strategisk for at de ikke skal forstyrre glidning, blodtilførsel og helbredelse til påløp av tilstrekkelig styrke er oppnådd^10,18.

For å etablere gjennomførbarhet for å sikre svakere ET-graft eller annet graftmateriale mellom ruptured sene, har vi utviklet en ny suturteknikk som kan avlaste transplantatet slik at det kan modnes og gradvis integreres i vertsvevet in vivo.

Protocol

MERK: Eksperimentdesign og etisk godkjenning ble innhentet fra UCL Institutional Review Board (IRB). Alle eksperimenter ble utført i henhold til regulering av Hjemmekontor og retningslinjer for dyr (vitenskapelig prosedyre) Act 1986 med revidert lovgivning i europeisk direktiv 2010/63/EU (2013). Kaniner ble inspisert av en navngitt veterinær kirurg (NVS) periodisk og to ganger om dagen av en navngitt dyrepleie- og velferdsoffiser (NACWO) (i henhold til retningslinjer og forskrifter for hjemmekontor). De viste ingen teg…

Representative Results

Vi har brukt kollagentransplantasjoner fremstilt av type I kollagen, da dette er det dominerende proteinet som finnes i senen. Det utgjør nesten 95% av totalt kollagen i senen; Derfor har kollagen utstilt alle ideelle egenskaper for å etterligne sene in vivo21,22. I denne studien ble typen I kollagen brukt ekstrahert fra rottehale senen og oppløst i eddiksyre…

Discussion

I denne studien ble vev konstruert type I kollagentransplantasjoner valgt som en senetransplantasjon fordi kollagen er en naturlig polymer og brukes som biomateriale for ulike vevstekniske applikasjoner^27,28_. Kollagen utgjør også 60% av den tørre massen av sener, hvorav 95% er type 1 kollagen ^21,29,30,31,<sup cl…

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