Conçu vascularisé Muscle Flap
Summary
To date, thick tissue defects are typically reconstructed by applying autologous tissue flaps or engineered tissues. In this protocol, we present a new method for engineering vascularized tissue flap bearing an autologous pedicle, to serve as a substitute to autologous flaps.
Abstract
One of the main factors limiting the thickness of a tissue construct and its consequential viability and applicability in vivo, is the control of oxygen supply to the cell microenvironment, as passive diffusion is limited to a very thin layer. Although various materials have been described to restore the integrity of full-thickness defects of the abdominal wall, no material has yet proved to be optimal, due to low graft vascularization, tissue rejection, infection, or inadequate mechanical properties. This protocol describes a means of engineering a fully vascularized flap, with a thickness relevant for muscle tissue reconstruction. Cell-embedded poly L-lactic acid/poly lactic-co-glycolic acid constructs are implanted around the mouse femoral artery and vein and maintained in vivo for a period of one or two weeks. The vascularized graft is then transferred as a flap towards a full thickness defect made in the abdomen. This technique replaces the need for autologous tissue sacrifications and may enable the use of in vitro engineered vascularized flaps in many surgical applications.
Introduction
Les défauts de la paroi abdominale surviennent souvent à la suite de traumatismes graves, le traitement du cancer, des brûlures et l'enlèvement de maille infecté. Ces défauts impliquent souvent la perte de tissu importante, nécessitant des interventions chirurgicales complexes et présentant un défi majeur pour les chirurgiens de reconstruction plastique 1-4. Les chercheurs de l'ingénierie tissulaire qui cherchent de nouvelles sources de tissus artificiels ont exploré différents matériaux, sources de cellules et facteurs de croissance. Restaurations réussies de divers tissus, tels que le 5,6 trachée, de la vessie 7, 8 cornée, os 9 et de la peau 10, par implantation d'ingénierie de tissus ont été précédemment rapportés. Cependant, la fabrication d'une ingénierie tissulaire vascularisé épaisse, en particulier pour la reconstruction de gros défauts, demeure un défi important dans l'ingénierie tissulaire.
L'un des principaux facteurs limitant l'épaisseur d'une construction de tissu viable est le contrôle de l'approvisionnement en oxygène à ses inconvénientstituent des cellules. Lorsqu'ils se fient à la diffusion, construire épaisseur est limitée à celle d'une couche très mince. La distance maximale entre l'oxygène et en éléments nutritifs capillaires fournir in vivo est d'environ 200 pm, qui est en corrélation avec la limite de diffusion de l'oxygène 11,12. Vascularisation insuffisante peut entraîner une ischémie tissulaire et grimper à la résorption du tissu ou de nécrose 13.
En outre, le matériau idéal utilisé pour la reconstruction tissulaire doit être biocompatible et non immunogène. Il doit aussi être capable de favoriser une plus grande intégration de cellules hôtes avec le biomatériau et le maintien de l'intégrité structurelle. Divers biologiques 14-16 et synthétiques 1,17,18 matrices ont déjà été explorées pour la reconstruction des tissus, mais leur utilisation reste limitée à cause du manque d'approvisionnement en sang efficaces, les infections ou la force insuffisante des tissus.
Dans cette étude, une cellule-emb biocompatibleéchafaud edded composé de la Food and Drug Administration (FDA) poly -approuvé acide L-lactique (PLLA) / poly acide lactique-co-glycolique (PLGA), a été implanté autour des vaisseaux artère et la veine fémorales (AV) d'une souris nude et séparée du tissu environnant, en assurant la vascularisation des vaisseaux AV uniquement. Une semaine après l'implantation, la greffe était viable, épais et bien vascularisé. Ce tissu vascularisé épais avec les vaisseaux AV, a ensuite été transféré comme un lambeau pédiculé à un défaut de pleine épaisseur abdominale chez la même souris. Une semaine après le transfert, le volet était viable, vascularisé et bien intégré avec le tissu environnant, la force portante suffisante pour supporter viscères abdominaux. Ainsi, le rabat de l'ingénierie tissulaire vascularisé épais, portant un pédicule autologue, présente une nouvelle méthode pour réparer des défauts de pleine épaisseur paroi abdominale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Les progrès de l'ingénierie tissulaire ont été atteints avec une demande croissante pour les tissus de substitution pour la reconstruction de divers types de tissus. Une variété de 1,17,18 synthétiques et biologiques 14-16 matériaux ainsi que les méthodes de fabrication ont été évalués pour leur capacité à répondre à ces demandes. Cependant, malgré les progrès dans les soins cliniques et en ingénierie tissulaire, la restauration des défauts de pleine épaisseur paroi abdomi…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This research was supported by the FP7 European Research Council Grant 281501, ENGVASC.
Materials
| small fine straight scissors | Fine Science Tools (FST) | 14090-09 | |
| spring scissors | Fine Science Tools (FST) | 15003-08 | |
| straight forceps with fine tip | Fine Science Tools (FST) | 11251-20 | |
| serrated forceps | Fine Science Tools (FST) | 11050-10 | |
| needle holder | Fine Science Tools (FST) | 12500-12 | |
| Small vessel cauterizer | Fine Science Tools (FST) | 18000-00 | |
| Duratears | Alcon | 5686 | |
| Sedaxylan | Euravet | DJ03 | |
| Clorketam 1000 | Vetoquinol | 4A0726B | |
| Buprenorphine | vetmarket | B15100 | |
| 4-0 silk sutures | Assut sutures | 647 | |
| 6-0 polypropylene sutures | Assut sutures | 9351F | |
| 8-0 silk sutures | Assut sutures | 684568 | |
| Insulin syringe (6mm needle) | BD | 324911 | |
| Vevo 2100 high-resolution ultrasound system | VisualSonics inc. | ||
| MS250 non-linear transducer | VisualSonics inc. | ||
| Micromarker non-targeted contrast agent | VisualSonics inc. | VS-11694 | |
| tail vein catheter | VisualSonics inc. | VS-11912 | |
| Vevo 2100 software | VisualSonics inc. | ||
| fluorescein isothiocyanate-conjugated dextran | Sigma | FD500S | |
| Matlab | Mathworks, MA, USA | ||
| Kimwipes | Kimtech | 34120 | |
| antigen unmasking solution | Vector laboratories | H-3300 | |
| anti-CD31 antibody | Abcam | ab28364 | |
| biotinylated goat anti-rabbit (secondary) antibody | Vector laboratories | BA-1000 | |
| streptavidin-peroxidase | Jackson | 016-030-084 | |
| Mayer's hamatoxylin solution | Sigma-Aldrich | MHS-16 | |
| aminoethylcarbazole (AEC) substrate kit | Life technologies, Invitrogen | 00-2007 | |
| Vectamount | Vector laboratories | H-5501 |
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