在本文中,我们提出了一种 体外 和 原位 方案,通过用工程胶原移植物填充高达1.5厘米的肌腱间隙来修复该肌腱间隙。这是通过开发一种改良的缝合技术来承担机械负荷,直到移植物成熟到宿主组织中来实现的。
使用肌腱移植物对大肌腱缺损进行手术治疗具有挑战性,因为可以很容易地识别和使用供体的部位数量有限。目前,这个间隙充满了肌腱自体,同种异体,异种或人工移植物,但由于规模的原因,确保它们的临床方法不一定可以转化为动物。为了评估新的生物材料或研究由1型胶原蛋白组成的肌腱移植物,我们开发了一种改良的缝合技术,以帮助保持工程肌腱与肌腱末端对齐。这些移植物的机械性能不如天然肌腱。为了将工程肌腱纳入临床相关的负荷修复模型,采用了一种策略来卸载组织工程肌腱移植物,并允许工程肌腱 在体内 成熟和整合,直到形成机械上健全的新肌腱。我们使用结合1型胶原组织工程肌腱构建体来描述这种技术。
肌腱断裂可能是由于外在因素引起的,例如创伤性撕裂伤或肌腱负荷过重。由于施加在肌腱修复上的外部拉力,大多数肌腱修复技术不可避免地会形成间隙。目前,肌腱缺陷/间隙由自身、同种异体、异种或人工移植物填充,但它们的可用性是有限的,供体部位是发病的来源。
从天然聚合物(如胶原蛋白)制造肌腱移植物的组织工程方法具有生物相容性的独特优势,可以提供重要的细胞外基质(ECM)成分,促进细胞整合。然而,由于缺乏原纤维对准,工程肌腱(ET)的机械性能不如天然肌腱。为了增加较弱胶原蛋白的机械性能,已经使用了许多方法,例如真空下的物理交联,紫外线辐射和脱水热处理1。此外,通过与核黄素的化学交联,酶法和非酶法在体外增加了胶原蛋白的密度和杨氏模量2、3。然而,通过添加交联剂,胶原蛋白的生物相容性受到损害,因为研究表明机械性能发生了33%的变化,细胞活力损失了40%3,4,5 。对准和机械强度的逐渐累积可以通过循环载荷6获得;然而,这可以有效地获得in vivo7。
为了使ET在体内整合并获得强度而无需化学改变,一种方法是使用稳定缝合技术将较弱的结构固定到位。大多数肌腱修复依靠缝合设计将肌腱末端固定在一起;因此,对这些现有技术的修改可以提供逻辑解8,9。
直到20世纪80年代,2股修复被广泛使用,但最近的外科文献描述了在修复10,11中使用4股,6股甚至8股。1985年,Savage描述了具有6个锚点的6股缝合技术,并且比使用4股12的Bunnell缝合技术要强得多。此外,在尸体和原位模型中,8股修复比其他链强43%,但这些修复并未被广泛实施,因为在技术上很难准确再现修复13,14,15,16。因此,更多的核心缝合线与修复肌腱的生物力学特性的比例增加有关。然而,缝合点周围细胞活力丧失,过度缝合造成的创伤可能会损害肌腱,这可能会损害肌腱愈合17。缝合技术应提供平衡且相对无弹性的强几何修复,以尽量减少修复后的肌腱间隙。此外,缝合线的位置及其结必须有策略地放置,以便它们不会干扰滑动,血液供应和愈合,直到获得足够的强度积累10,18。
为了确定在肌腱断裂之间确保较弱的ET移植物或其他移植物材料的可行性,我们开发了一种新颖的缝合技术,可以卸载移植物,使其成熟并逐渐整合到体内的宿主组织中 。
在这项研究中,组织工程I型胶原移植物被选为肌腱移植物,因为胶原蛋白是一种天然聚合物,并用作各种组织工程应用的生物材料27,28。 此外,胶原蛋白占肌腱干质量的60%,其中95%是1型胶原蛋白21,29,30,31,32。 为了?…
The authors have nothing to disclose.
作者要感谢UCL为这个项目提供资金。
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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 |