Las estrategias experimentales para llenar los vacíos grandes de tejido de la médula espinal lesionada espinal después de la lesión aguda y crónica
Summary
Severe spinal cord injuries often result in tissue defects. Two possibilities are described to successfully bridge such gaps to promote tissue adaptation, regenerative responses and functional improvement in rats via implantation of a mechanical microconnector system after acute injury and five weeks after complete spinal cord transection.
Abstract
Después de una lesión de la médula espinal (SCI) se forma una cicatriz en el núcleo de la lesión que impide la regeneración axonal. La reducción de la zona de la lesión después de un insulto a la médula espinal, las resecciones tumorales, o defectos de los tejidos resultantes de accidentes traumáticos pueden ayudar a facilitar la reparación de tejidos en general, así como el crecimiento de regeneración de las fibras nerviosas dentro y más allá de la zona afectada. Se presentan dos estrategias de tratamiento experimentales: (1) la implantación de un nuevo dispositivo microconnector en una médula espinal de rata torácica seccionado de forma aguda y completamente readaptar cortó muñones de tejido de la médula espinal, y (2) de llenado polietilenglicol del sitio SCI en las ratas lesionadas crónicamente después de resección de la cicatriz. La lesión de la médula espinal crónica en este modelo es una transección de la médula espinal completa que fue infligido 5 semanas antes del tratamiento. Ambos métodos han logrado recientemente resultados prometedores y regeneración axonal promovido la invasión celular, beneficiosa y mejoras funcionalesen modelos de roedores de la lesión de la médula espinal.
El sistema microconnector mecánica (MMS) es un sistema multi-canal compuesto de polimetilmetacrilato (PMMA) con un sistema de tubo de salida para aplicar presión negativa a los mMS lumen tirando por lo tanto los muñones de la médula espinal en los orificios de panal estructurado. Después de su implantación en el hueco de tejido 1 mm el tejido es aspirado en el dispositivo. Además, las paredes interiores de los MM se microestructurada para una mejor adherencia de los tejidos.
En el caso del enfoque de lesión de la médula espinal crónica, el tejido de la médula espinal – incluyendo el área de la lesión de la cicatriz lleno – se reseca en un área de 4 mm de longitud. Después de la resección de la cicatriz microquirúrgico la cavidad resultante se rellena con polietilenglicol (PEG 600), que se encontró que proporcionaba un excelente sustrato para la invasión celular, la revascularización, la regeneración axonal y la remielinización incluso compacto in vivo.
Introduction
Una lesión traumática de la médula espinal no sólo conduce a la pérdida de axones pero más resultados en materia defectos de los tejidos que impiden cualquier respuesta regenerativa (para una revisión véase 1,2). el tejido de la médula espinal a menudo se pierde a través de la degeneración secundaria que conduce a la formación de quistes o agujeros en y alrededor del área de la lesión. La mayoría de las intervenciones terapéuticas experimentales se centran en incompletas daños en la médula espinal como transección, aplastamiento o contusiones lesiones parciales con un borde de tejido sano restante. Para las lesiones completas como cortes transversales totales resultantes de accidentes traumáticos o intervenciones quirúrgicas, como resecciones tumorales, solamente las opciones de tratamiento disponibles son muy limitadas hoy 3,4. Después de la transección completa, la tensión mecánica de los resultados de tejido en retracción muñón espinal, dejando un pequeño espacio en la médula espinal. La mayoría de las estrategias se centran en llenar este vacío con tejidos, células o matrices de 5,6.
Aquí, una estrategia diferentese presenta, es decir, re-adaptación de los muñones separados utilizando un nuevo dispositivo microconnector 7. Con el fin de readaptar los dos muñones, fuerza mecánica tiene que ser aplicado como una ligera presión negativa de lograr esto (Figura 1). El sistema microconnector mecánica (MMS) es un sistema multi-canal de polimetilmetacrilato (PMMA) con agujeros con forma de panal (Figura 1A) y provisto de un sistema de tubo de salida. Se implanta en el hueco de tejido resultante de la transección completa de la médula espinal en la rata (Figura 1C). Un tubo puede ser conectado a una bomba de vacío para aplicar presión negativa a los MMS (Figura 1D). La presión de tira de los tocones de la médula espinal desconectados en los agujeros con forma de panal del MMS, que tienen paredes microestructurados para mantener el tejido en su lugar cuando se libera la presión (Figura 1B). El tubo se puede dejar intacta después de la cirugía y se une a una minibomba osmótica con el finpara infundir sustancias en el núcleo de la lesión (Figura 1E-F).
Además de una transección aguda de la médula espinal otro tipo de resultados lesión completa de la extirpación quirúrgica de un tumor de la médula o un sólido cicatriz lesión crónica que conduce a grandes huecos de tejido de varios milímetros, que no pueden ser superadas por el MMS hasta el momento. La mayoría de los pacientes con trauma de la médula espinal sufren de lesiones crónicas. En estos pacientes, una cicatriz completamente desarrollado ocupa el núcleo de la lesión. La extirpación quirúrgica de la cicatriz de la lesión es un concepto para el tratamiento que se investiga actualmente después de la lesión experimental 8,9. Aunque el procedimiento de resección en sí se puede realizar sin causar daño adicional considerable, el hueco de tejido resultante necesita ser puenteado con una matriz adecuada que permite y promueve la regeneración del tejido y, en el caso específico de las lesiones de la médula espinal, la regeneración de las fibras nerviosas para mantener y promover las funciones del aparato locomotor. Eraencontró que el polietilenglicol de bajo peso molecular (PEG 600) es un material muy adecuado para este propósito. Su falta de inmunogenicidad y la muy baja viscosidad permite una integración sin problemas en el tejido circundante. La inserción del biopolímero solo promueve la invasión de células beneficiosos, incluyendo las células endoteliales, células de Schwann periféricos, y astrocitos, y – muy importante – la regeneración y la elongación de los axones de descendente y ascendente tractos de fibras, así como su ensheathment por mielina compacta 8. Se encontró que estas respuestas regenerativas que ir acompañada de larga duración mejoras funcionales. La combinación de la resección de tejido cicatrizal y la posterior implantación de PEG 600 presenta un medio seguro y simple, pero muy eficaz para salvar defectos sustanciales de tejido de la médula espinal.
Protocol
Representative Results
Discussion
Aquí se presentan dos enfoques quirúrgicos diferentes para llenar los vacíos de tejido de la médula espinal después de (1) la transección completa aguda y MMS implantación y (2) la lesión de la médula espinal crónica y la eliminación de la cicatriz fibrosa, más PEG implantación matriz. Ambas estrategias conducen a la conservación de tejidos y la regeneración axonal, así como a la mejora funcional significativa locomotor de los animales tratados. Para la implantación mMS una fijación adecuada del MMS de…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
German Legal Casualty Insurance (DGUV), Research Commission of the Medical Faculty of the Heinrich-Heine-University
Materials
| PEG 600 Ph Eur | Merck/VWR | 8,170,041,000 | |
| Gelastypt gelatine sponge | sanofi Aventis | PZN-8789582 | |
| Nescofilm Sealant | Roth | 2569.1 | |
| Baytril | Bayer | ||
| Rimadyl (Carpofen) | Pfizer | ||
| Forene (Isoflurane) | Abbvie | ||
| Kodan (skin disinfectant) | |||
| Histoacryl (tissue glue) | |||
| Friedman-Pearson Rongeur, 1 mm cup, straight | Fine Science Tools | 16020-14 | |
| Two-in-one Micro Spatula – 12 cm | Fine Science Tools | 10091-12 | |
| Dumont #7 Forceps – Inox Medical | Fine Science Tools | 11273-20 | |
| Dumont #5/45 Forceps – Inox Medical | Fine Science Tools | 11253-25 | |
| Spinal cord hook | Fine Science Tools | 10162-12 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14078-10 | |
| Clamp | Aesculap | EA016R | |
| Ethicon Vicryl 4-0 | |||
| Bepanthen Augen- und Nasensalbe | Bayer | ||
| Anatomical forceps | Fine Science Tools | 11000-13 | |
| Self-retaining retractor | Fine Science Tools | 17008-07 | |
| Skin clamp | Fine Science Tools | 13008-12 | |
| Aluspray | Selectavet |
Riferimenti
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