تصنيع السقالات مصفوفة ديسيلولاريزيد المستمدة من الغضروف
Summary
يمكن استخدام ديسيلولاريزيد السقالات المستمدة من الغضروف سقالة لإصلاح الغضروف دليل وكوسيلة لتجديد الأنسجة أوستيوتشوندرال. هذا الكتاب يصف عملية ديسيلولاريزيشن بالتفصيل ويوفر اقتراحات لاستخدام هذه السقالات في الإعدادات في المختبر.
Abstract
عيوب Osteochondral تفتقر إلى القدرة الكافية على إصلاح جوهري لتجديد أنسجة العظام والغضاريف السليمة وظيفيا. وإلى هذا الحد، قد ركزت البحوث الغضروف على تطوير السقالات التجدد. توضح هذه المقالة تطوير السقالات تماما المستمدة من المصفوفة خارج الخلية الغضروف الطبيعي، قادمة من جهة مانحة الخيول. وتشمل التطبيقات المحتملة للسقالات إنتاج اللوجرافتس لإصلاح الغضاريف، وصفه سقالة للأنسجة أوستيوتشوندرال الهندسية، وتوفير نماذج في المختبر لدراسة تشكيل النسيج. قبل ديسيلولاريزينج الأنسجة، تتم إزالة الخلايا المانحين، ولكن العديد من الرموز النشطة بيولوجيا الطبيعية ويعتقد أن الإبقاء على. والميزة الرئيسية لاستخدام هذه سقالة طبيعية بالمقارنة مع سقالة منتجة صناعيا أن لا الروغان المزيد من البوليمرات المطلوبة لتجديد الأنسجة أوستيوتشوندرال بالسيارة. يمكن استخدام السقالات المستمدة من الغضروف مصفوفة لتجديد أنسجة العظام والغضاريف في إعدادات المجراة في سواء في المختبر.
Introduction
عيوب غضروف مفصلي في الركبة بسبب الأحداث المؤلمة التي يمكن أن تؤدي إلى عدم الراحة، وقبل كل شيء يمكن أن يكون لها تأثير كبير على حياة السكان الشباب والنشطة1،2،3. وعلاوة على ذلك، قد يؤدي تلف الغضروف في سن مبكرة إلى ظهور أكثر سرعة من هشاشة العظام في وقت لاحق في الحياة4. حاليا، يتم العلاج الإنقاذ الوحيد لهشاشة العظام المعمم في الركبة جراحة استبدال المفاصل. كما غضروف هيبوسيلولار، أنيورال، والأنسجة أفاسكولار، محدودة جداً قدرتها على التجدد. ولذلك، يتم التماس نهج الطب التجديدي بعد المعونة وحفز التجدد قدرة الأنسجة الأصلية. ولهذا الغرض، تصمم السقالات ويستخدمها الجسم للخلايا الأصلية5أما خلية ناقل أو مادة استقرائية التي تحرض على التفرقة وتجديد الأنسجة.
وقد درست السقالات ديسيلولاريزيد على نطاق واسع في الطب التجديدي6. قد حققت بعض النجاح، على سبيل المثال، في المساعدة على تجديد الجلد7وهياكل البطن8الأوتار9. وميزة استخدام السقالات ديسيلولاريزيد هو أصلهم الطبيعية وقدرتها على الاحتفاظ بالرموز النشطة بيولوجيا أن كلا من جذب والحث على تمايز الخلايا إلى النسب الملائمة اللازمة لإصلاح الأنسجة6،10. وعلاوة على ذلك، نظراً للمصفوفة خارج الخلية (ECM) مادة بيولوجية طبيعية، ويمنع ديسيلولاريزيشن استجابة المناعية محتملة عن طريق إزالة المحتوى الخلوية أو الوراثية، هي التغلب على المسائل المتعلقة بتوافق مع الحياة وتحلل الأحيائي.
السقالات مصفوفة المستمدة من الغضروف (إليه التنمية النظيفة) أظهرت تشوندروجينيك كبيرة محتملة في تجارب في المختبر عندما تبذر مع الخلايا اللحمية الوسيطة11. وبالإضافة إلى ذلك، أظهرت هذه السقالات إمكانات لنسيج العظام النموذج عن طريق التحجر endochondral في مواقع خارج الرحم في إعدادات المجراة في12. كما توجه إليه التنمية النظيفة السقالات التشكيل كل العظام وأنسجة الغضاريف، ويجوز عقد هذه السقالات المحتملة لإصلاح العيب أوستيوتشوندرال بالإضافة إلى إصلاح الغضاريف.
توضح هذه المقالة بروتوكول مقتبس من يانغ et al. (2010)13 لإنتاج ديسيلولاريزيد السقالات إليه التنمية النظيفة من الخيول خنق الغضروف. هذه السقالات غنية بالكولاجين من النوع الثاني، ويخلو من الخلايا، ولا تحتوي على أي الجليكوزامينوجليكان (الكمامات) بعد ديسيلولاريزيشن. يمكن إجراء تجارب في المختبر والمجراه في على حد سواء على إصلاح الخلل تشوندرال (osteo) باستخدام هذه السقالات.
Protocol
Representative Results
Discussion
إدارة المحتوى المؤسسي غضروف مفصلي كثيفة جداً ومرنة جداً للعلاجات الانزيمية المختلفة. بروتوكول ديسيلولاريزيشن متعددة الخطوات الموضحة في هذه المقالة يعالج هذه المقاومة وينشئ مصفوفات ديسيلولاريزيد بنجاح. ولتحقيق ذلك، العملية تمتد على مدى عدة أيام. تم اقتراح العديد من العمليات ديسيلولاري?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب تود أن تقر التمهيد الأميركي للمساعدة في إنتاج السقالات. ويدعم الشواذ K.E.M. ستيبينديوم سويرمان ألكسندر من المركز الطبي في جامعة. لفتة R. وياء مالدا معتمدة من قبل “مؤسسة التهاب المفاصل الهولندية” (منح اتفاقات أول أكسيد الكربون-14-1-001 و LLP-12، على التوالي).
Materials
| Cadaveric joint | This can be obtained as rest material from the local butcher or veterinary center. | ||
| Sterile phosphate-buffered saline (PBS) | |||
| Penicillin-Streptomycin | Gibco | 15140 | |
| Amphotericin B | Thermo Fischer Scientific | 15290026 | |
| Liquid nitrogen | |||
| Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Thermo Fischer Scientific | 25200072 | |
| Tris-HCl pH 7.5 | |||
| Deoxyribonuclease I from bovine pancreas | Sigma-Aldrich | DN25 | |
| Ribonuclease A from bovine pancreas | Sigma-Aldrich | R6513 | |
| Triton X-100 (octoxynol-1) | Sigma-Aldrich | X100 | |
| Papain | Sigma-Aldrich | P3125 | |
| Trisodium citrate dihydrate | Sigma-Aldrich | S4641 | |
| Alginate | Sigma-Aldrich | 180947 | |
| Formalin | |||
| CaCl2 | |||
| Ethanol | |||
| Xylene | |||
| Paraffin | |||
| Ethylene oxide sterilization | Synergy Health, Venlo, the Netherlands | ||
| Multipotent Stromal cells/chondrocytes from equine donors | MSCs and chondrocytes can be isolated from donor joints that are rest material, coming from the local butcher or veterinary center. | ||
| MEM alpha | Thermo Fischer Scientific | 22561 | |
| L-ascorbic acid 2-phosphate | Sigma-Aldrich | A8960 | |
| DMEM | Thermo Fischer Scientific | 41965 | |
| Heat inactivated bovine serum albumin | Sigma-Aldrich | 10735086001 | |
| Fibroblast growth factor-2 (FGF-2) | R & D Systems | 233-FB | |
| DNA quantification kit (Quant-iT PicoGreen dsDNA Reagent) | Thermo Fischer Scientific | P7581 | |
| 1,9-Dimethyl-Methylene Blue zinc chloride double salt | Sigma-Aldrich | 341088 | |
| Freeze-dryer | SALMENKIPP | ALPHA 1-2 LD plus | |
| Analytical mill | IKA | A 11 basic | |
| mortar/pestle | Haldenwanger 55/0A | ||
| Roller plate | CAT | RM5 | |
| Centrifuge (for 50 mL tubes) | Eppendorf | 5810R | |
| Capsule (cylindric mold) | TAAB | 8 mm flat | |
| Superlight S UV | Lumatec | 2001AV | |
| Incubator | |||
| Microtome | |||
| Sieve (mesh size 0.71 mm) | VWR | 34111229 | |
| Scalpel | |||
| Scalpel holder | |||
| Small laddle |
Riferimenti
- Dunlop, D. D., et al. Risk factors for functional decline in older adults with arthritis. Arthritis and rheumatism. 52 (4), 1274-1282 (2005).
- Fitzpatrick, K., Tokish, J. M. A military perspective to articular cartilage defects. The journal of knee surgery. 24 (3), 159-166 (2011).
- Flanigan, D. C., Harris, J. D., Trinh, T. Q., Siston, R. A., Brophy, R. H. Prevalence of chondral defects in athletes’ knees: a systematic review. Medicine and science in sports and exercise. 42 (10), 1795-1801 (2010).
- Martel-Pelletier, J., Boileau, C., Pelletier, J. P., Roughley, P. J. Cartilage in normal and osteoarthritis conditions. Best practice & research. Clinical rheumatology. 22 (2), 351-384 (2008).
- Vinatier, C., et al. Cartilage tissue engineering: towards a biomaterial-assisted mesenchymal stem cell therapy. Current stem cell research & therapy. 4 (4), 318-329 (2009).
- Taylor, D. A., Sampaio, L. C., Ferdous, Z., Gobin, A. S., Taite, L. J. Decellularized matrices in regenerative medicine. Acta biomaterialia. 74, 74-89 (2018).
- Vashi, C. Clinical Outcomes for Breast Cancer Patients Undergoing Mastectomy and Reconstruction with Use of DermACELL, a Sterile, Room Temperature Acellular Dermal Matrix. Plastic Surgery International. 2014 (704323), 1-7 (2014).
- Satterwhite, T. S., et al. Abdominal wall reconstruction with dual layer cross-linked porcine dermal xenograft: the "Pork Sandwich" herniorraphy. Journal of plastic, reconstructive & aesthetic surgery : JPRAS. 65 (3), 333-341 (2012).
- Martinello, T., et al. Successful recellularization of human tendon scaffolds using adipose-derived mesenchymal stem cells and collagen gel. Journal of tissue engineering and regenerative medicine. 8 (8), 612-619 (2014).
- Benders, K. E., et al. Extracellular matrix scaffolds for cartilage and bone regeneration. Trends in biotechnology. 31 (3), 169-176 (2013).
- Benders, K. E., et al. Multipotent Stromal Cells Outperform Chondrocytes on Cartilage-Derived Matrix Scaffolds. Cartilage. 5 (4), 221-230 (2014).
- Gawlitta, D., et al. Decellularized cartilage-derived matrix as substrate for endochondral bone regeneration. Tissue engineering. Part A. 21 (3-4), 694-703 (2015).
- Yang, Z., et al. Fabrication and repair of cartilage defects with a novel acellular cartilage matrix scaffold. Tissue engineering. Part C, Methods. 16 (5), 865-876 (2010).
- Pittenger, M. F., et al. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 284 (5411), 143-147 (1999).
- Meyer, S. R., et al. Decellularization reduces the immune response to aortic valve allografts in the rat. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 130 (2), 469-476 (2005).
- Brown, B. N., Valentin, J. E., Stewart-Akers, A. M., McCabe, G. P., Badylak, S. F. Macrophage phenotype and remodeling outcomes in response to biologic scaffolds with and without a cellular component. Biomaterials. 30 (8), 1482-1491 (2009).
- Keane, T. J., Londono, R., Turner, N. J., Badylak, S. F. Consequences of ineffective decellularization of biologic scaffolds on the host response. Biomaterials. 33 (6), 1771-1781 (2012).
- Crapo, P. M., Gilbert, T. W., Badylak, S. F. An overview of tissue and whole organ decellularization. Biomaterials. 32 (12), 3233-3243 (2011).
- Malda, J., et al. Of mice, men and elephants: the relation between articular cartilage thickness and body mass. PloS One. 8 (2), e57683 (2013).
- Malda, J., et al. Comparative study of depth-dependent characteristics of equine and human osteochondral tissue from the medial and lateral femoral condyles. Osteoarthritis and Cartilage. 20 (10), 1147-1151 (2012).
- Londono, R., Badylak, S. F. Biologic scaffolds for regenerative medicine: mechanisms of in vivo remodeling. Annals of biomedical engineering. 43 (3), 577-592 (2015).
- Gilbert, T. W. Strategies for tissue and organ decellularization. Journal of cellular biochemistry. 113 (7), 2217-2222 (2012).
