En ny Tenorrhaphy Suture Teknik med væv manipuleret kollagen Graft at reparere store sene defekter

Summary

I dette papir præsenterer vi en in vitro- og in situ-protokol for at reparere et senehul på op til 1,5 cm ved at fylde det med konstrueret kollagentransplantation. Dette blev udført ved at udvikle en modificeret sutur teknik til at tage den mekaniske belastning, indtil transplantatet modnes i værtsvævet.

Abstract

Kirurgisk håndtering af store senefejl med senetransplantationer er udfordrende, da der er et begrænset antal steder, hvor donorer let kan identificeres og anvendes. I øjeblikket er dette hul fyldt med sene auto-, allo-, xeno-eller kunstige grafts, men kliniske metoder til at sikre dem kan ikke nødvendigvis oversættes til dyr på grund af skalaen. For at evaluere nye biomaterialer eller studere en senetransplantation, der består af kollagentype 1, har vi udviklet en modificeret suturteknik for at hjælpe med at opretholde den konstruerede sene i overensstemmelse med senenenderne. Mekaniske egenskaber af disse grafts er ringere end den indfødte sene. For at indarbejde manipuleret sene i klinisk relevante modeller af lastet reparation blev der vedtaget en strategi for at aflaste den vævsudviklede senegraft og give mulighed for modning og integration af den konstruerede sene in vivo, indtil der blev dannet en mekanisk sund neo-sene. Vi beskriver denne teknik ved hjælp af inkorporering af kollagen type 1 væv manipuleret sene konstruere.

Introduction

Seneruptur kan forekomme på grund af ydre faktorer såsom traumatiske flænger eller overdreven belastning af senen. På grund af de ydre trækkræfter placeret på en sene reparation, et hul uundgåeligt former med de fleste sene reparation teknikker. I øjeblikket er senefejl / huller fyldt med auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men deres tilgængelighed er begrænset, og donorstedet er en kilde til sygelighed.

Den vævsudviklede tilgang til fremstilling af senetransplantation fra en naturlig polymer som kollagen har den karakteristiske fordel at være biokompatierbar og kan give vitale ekstracellulære matrixkomponenter (ECM) komponenter, der letter celleintegration. Men på grund af manglende fibrillarjustering er de mekaniske egenskaber ved den konstruerede sene (ET) ringere end den indfødte sene. For at øge de mekaniske egenskaber af den svagere kollagen er der blevet anvendt mange metoder, såsom fysisk krydsbinding under vakuum, UV-stråling og dehydrothermale behandlinger¹. Også gennem kemiske krydsbinding med riboflavin, enzymatiske og ikke-enzymatiske metoder øget kollagentæthed og Young’s modulus af kollagen in vitro^2,3. Men ved at tilføje krydsbindingsmidler kompromitteres kollagen biokompatibilitet, da undersøgelser har vist en 33% ændring i mekaniske egenskaber og 40% tab af celle levedygtighed^3,4,5. Gradvis tilfald af tilpasning og mekanisk styrke kan opnås vedcyklisk belastning^6; dette kan dog erhverves effektivt in vivo⁷.

For et at integrere in vivo og erhverve styrke uden behov for kemisk ændring, ville en tilgang være at bruge en stabiliserende sutur teknik til at holde den svagere konstruktion på plads. De fleste senereparationer er afhængige af suturdesignet for at holde senenende sammen; derfor kan en ændring af disse eksisterende teknikker være en logisk løsning^8,9.

Indtil 1980’erne blev 2-strenget reparationer meget udbredt, men nyere kirurgisk litteratur beskriver brugen af 4 tråde, 6 tråde eller endda 8 tråde i reparation^10,11. I 1985, Savage beskrevet 6-streng sutur teknikker med 6 ankerpunkter, og det var betydeligt stærkere end Bunnell sutur teknik, der bruger 4 tråde ¹². Desuden er 8-strenges reparationer 43% stærkere end andre tråde i kadaver- og in situ-modeller, men disse reparationer praktiseres ikke bredt, da det bliver teknisk vanskeligt at reproducere reparationerne nøjagtigt^13,14,15,16. Derfor vedrører et større antal kerne suturstrenge en proportional stigning i biomekaniske egenskaber ved den reparerede sene. Der er dog et tab af celle levedygtighed omkring suturpunkterne, og traumer fra overdreven suturering kan være på bekostning af senen, hvilket kan kompromittere senenhedning¹⁷. Sutur teknikker bør give en stærk geometrisk reparation, der er afbalanceret og relativt uelastisk at minimere senen gabende efter reparation. Derudover skal suturens placering og dens knuder placeres strategisk, for at de ikke kan forstyrre glidende, blodforsyning og heling, indtil der er opnået^10,18.

For at fastslå muligheden for at sikre svagere ET-transplantat eller andet transplantatmateriale i mellem bristet sene, har vi udviklet en ny suturteknik, der kan aflaste transplantatet, så den kan modnes og gradvist integreres i værtsvævet in vivo.

Protocol

BEMÆRK: Eksperimentdesign og etisk godkendelse blev indhentet fra UCL Institutional Review Board (IRB). Alle forsøg blev udført i henhold til regulering af indenrigsministeriet og retningslinjer for dyr (videnskabelig procedure) Act 1986 med revideret lovgivning i EU-direktiv 2010/63/EU (2013). Kaniner blev inspiceret af en navngivet dyrlæge (NVS) regelmæssigt og to gange om dagen af en navngiven dyrepleje og velfærd officer (NACWO) (Som pr retningslinjer og regler for Home office). De viste ingen tegn på smerte, …

Representative Results

Vi har brugt kollagentransplantationer fremstillet af type I kollagen, da dette er det fremherskende protein, der findes i senen. Det udgør næsten 95% af den samlede kollagen i senen; derfor har kollagen udstillet alle ideelle egenskaber til at efterligne sene i vivo21,22. I denne undersøgelse blev den anvendte type I kollagen udvundet af rottehalesenen og op…

Discussion

I denne undersøgelse, væv manipuleret type I kollagen grafts blev valgt som en senetransplantation, fordi kollagen er en naturlig polymer og anvendes som et biomateriale til forskellige væv engineering applikationer^27,28_. Kollagen udgør også 60 % af den tørre senmasse, hvoraf 95 % er type 1 kollagen ^{21,29,30,31,</s…}

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