Summary

Auswirkungen der allogenen Platelet-Rich Plasma (PRP) auf den Heilungsprozess des geschnittenen Achillessehnen von Ratten: eine methodische Beschreibung

Published: March 19, 2018
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Summary

Dieses Protokoll beschreibt Verfahren zur Bewertung der Heilung sehnen in Ratten, die mit allogenen Platelet rich Plasma (PRP) oder Kochsalzlösung injiziert wurde, nach dem entfernen Teil der Achillessehne. Der Fortschritt der Heilung der Sehne zu mehreren Zeitpunkten mit verschiedenen Arten von Analysen ausgewertet.

Abstract

Dieser Artikel beschreibt die experimentellen Verfahren zu beobachten, wenn PRP positiv Sehne Heilung beeinflussen kann. Es gibt 4 wichtigsten Schritten zu folgen: induzieren eine Läsion in der Achillessehne; Vorbereiten von PRP und injizieren es (oder die Kochsalzlösung); Entfernen Sie die Sehne; und biomechanischen, molekulare und histologischen Auswertungen. Bei jedem Schritt werden alle Verfahren und Methoden detailliert beschrieben, so dass sie leicht reproduziert werden können.

Achillessehnen wurden chirurgisch geschnitten (Entfernung von einen 5 mm langen Abschnitt). Danach wurde PRP oder Kochsalzlösung injiziert, um zu untersuchen ob PRP einen positiven Effekt hat auf die Heilung der Sehne. Drei Gruppen von 40 Tieren (insgesamt 120 Ratten in dieser Studie verwendet wurden) wurden in 2 Gruppen unterteilt: PRP-Injektion-Gruppe und eine Kochsalzlösung Injektion Gruppe steuern. Ratten wurden geopfert, bei zunehmender Zeitpunkten (Gruppe A: 5 Tage; Gruppe B: 15 Tage; Gruppe C: 30 Tage) und Sehnen entfernt wurden. 90 sehnen unterzog sich biomechanische Tests vor der Ausführung transkriptomischen Analyse und 30 verbleibenden Spannglieder wurden histologische Analyse vorgelegt.

Introduction

Koagulation, entzündliche Prozesse und die Immunität Modulation Rollen der Thrombozyten sind bekannt1. Vor kurzem wurde nachgewiesen, dass sie auch stärkenden Eigenschaften2,3. In der Tat verschiedene Zytokine und Wachstum Faktoren (VEGF, PDGF, TGF-B, IGF-I und HGF) während Degranulation von Blutplättchen freigesetzt werden. Diese Wachstumsfaktoren fördern Angiogenese, Gewebe Umbau und Wunde heilen (Knochen, Haut, Muskel, Sehne)2. Autologem Blut Zentrifugieren produziert Thrombozyten rich Plasma (PRP) enthält hohe Thrombozyten-Konzentrationen abhängig von der Isolierung-Methode (zwischen 3 und 10 Mal Blut Grundlinie Konzentrationen). In der Tat können nicht verschiedenen PRP Präparationstechniken eine identische Endprodukt zur Verfügung stellen. Bis jetzt gab es keine internationale Einigkeit zu diesem Thema. Insgesamt konnte PRP eine attraktive Therapieoption für die Behandlung von chronischen Muskel-Skelett-Erkrankungen, wie Sehnenerkrankung, Plantarfasziitis, Arthrose und Pseudarthrose4sein. Es wurde zum ersten Mal in orale Chirurgie und Implantologie4 verwendet, zur Verbesserung und Beschleunigung der Knochenheilung nach dem Platzieren eines Zahnimplantats. In dieser Studie beschreiben wir eine reproduzierbare Methode, die den Erwerb von PRP für Tierversuche4ermöglicht.

Da Verletzungen von Sehnen häufig bei Sportlern und körperliche Arbeiter beobachtet werden, den Heilungsprozess und reduziert die Zeit zur Erholung zu verstärken sind von großem Interesse5. Neue Behandlungsmethoden, die oft entwickeln beinhalten die Verwendung von Wachstumsfaktoren und die Verwaltung der PRP ist eine einfache und minimal-invasive Möglichkeit, eine Mischung aus endogene Wachstumsfaktoren4liefern.

Mehrere in-vitro- oder Tier-Studien haben gezeigt, dass die Gabe von Plasma, enthält ein hohes Maß an Thrombozyten, durch biologische Mediatoren lösen Sehnen- und Bänderverletzungen Reparatur anregen kann, durch die Freigabe biologische Mediatoren6 ,7,8,9. Darüber hinaus haben andere Studien gezeigt, dass PRP Typ I und III Kollagen-Synthese in Sehne Zellen9,10,11, stimulieren kann. Es wurde auch vermutet, dass PRP kann die Aktivierung der Matrix-Metalloproteinasen (MMPs) zu verringern und verringern somit den Abbau der Matrix. Zellen, die den Entzündungsprozess beteiligt sind können MMP-9, produzieren, die in Gewebe Umbau (physiologische und pathologische) durch Entzündung12induziert eine Rolle spielt.

Basierend auf diesen Informationen, vermutet wir, dass eine einzige PRP-Injektion in den geschnittenen Achillessehnen von Ratten die Recovery-Prozess und die mechanische Festigkeit des reparierten Gewebes verbessert werden könnte. Dies wird durch die Messung der biomechanischen Eigenschaften der Heilung sehnen während des Wiederherstellungsprozesses und durch histologische und molekularbiologische Analysen zur Bewertung von Kollagen Umbau in das neu gebildete Gewebe getestet. Ziel der Studie war zu beobachten, wenn die Heilung der geschnittenen Achillessehnen eine einmalige Injektion von allogenen PRP beeinflussen könnten.

Protocol

Pflege und Umgang mit den Tieren durchgeführt wurden, gemäß dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren zubereitet von der National Academy of Sciences und vom National Institute of Health (USA) veröffentlicht. Europäische und nationale Gesetzgebung wurden sorgfältig befolgt. (1) tierische Vorbereitung Verwenden Sie 132 2 – Monate alte männliche Sprague-Dawley Ratten mit einem Gewicht von 320-450 g (120 Ratten für Experimente) und 12 Ratten für die Blutabnah…

Representative Results

Die Ergebnisse werden als Mittelwert ± Standardabweichung des Mittelwerts ausgedrückt und mit Varianzanalyse (ANOVA) verglichen. Ein zwei-Wege-ANOVA und post-Hoc test de Scheffé, das ist ein parametrischer Test, verwendet wurden. Die Zugfestigkeit (UTS) erforderlich, um einen Bruch der nicht verletzten Achillessehnen von Ratten provozieren betrug 42,0 ± 5,7 N (n = 10). Die Zugfestigkeit deutlich erhöht (p < 0,0001)…

Discussion

Thrombozyten sind wichtig für die frühen entzündlichen Phase der Heilungsprozess Sehne. Wenn diese Plättchen verbindlich Gewebe oder Faktoren, die Gerinnung induzieren ausgesetzt sind, werden sie Wachstumsfaktoren freigesetzt, die in α-Granulat gefüllt sind. Durch diese Interaktion extrazelluläre Matrix Makromoleküle sind dazu und mesenchymale Zellen vermehren. Thrombozyten haben auch eine chemotaktische Aktivität auf Vorläuferzellen in der Durchblutung, Verbesserung der Angiogenese und anregende zellulare Unte…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Studie wurde unterstützt durch Standard de Liège und Lejeune – Lechien gewährt der Leon Frédéricq Mittel.

Materials

Xylazine (Xyl-M) VMD none anesthetic
Ketamin (Jétamine 1000 CEVA) CEVA Santé Animale none anesthetic
Buprenorphin (Vetergésic Multidosis) ALSTOE none Painkiller
iso-Betadine MEDA-Pharma none Desinfectant
resorbable yarn Vicryl 6/0 Johnson & Johnson
Nembutal CEVA Santé Animale none Anesthetic
Paraformaldehyde Sigma-Aldrich P6148 Preserves structure of the tissue
Isopropanol 100% VWR 20,922,364
Ethanol 95% VWR 20,823,362
Xylene VWR 28973.363
Paraffin VWR LEIC3950.1006
Hematoxylin Millipore 1.15938.0025 Colorant
Eosin Millipore 1.15935.0100 Colorant
Eukitt Sigma-Aldrich 3989 Mounting Medium
CaCl2

References

  1. Kaux, J., Degrave, N., Crielaard, J. Platelet rich plasma traitement des tendinopathies chroniques? Revue de la littérature. Platelet rich plasma treatment of chronic tendinopathies? Review of literature. J. Traumatol. du Sport. 24, 99-102 (2007).
  2. Anitua, E., et al. Autologous preparations rich in growth factors promote proliferation and induce VEGF and HGF production by human tendon cells in culture. J. Orthop. Res. 23, 281-286 (2005).
  3. Bosch, G., et al. Effects of platelet-rich plasma on the quality of repair of mechanically induced core lesions in equine superficial digital flexor tendons: A placebo-controlled experimental study. J. Orthop. Res. 28, 211-217 (2010).
  4. Kaux, J. F., Drion, P., Croisier, J. L., Crielaard, J. M. Tendinopathies and platelet-rich plasma (PRP): From pre-clinical experiments to therapeutic use. J. Stem Cells Regen. Med. 11, P7-P17 (2015).
  5. Maffulli, N., Wong, J., Almekinders, L. C. Types and epidemiology of tendinopathy. Clin. Sports Med. 22, 675-692 (2003).
  6. Molloy, T., Wang, Y., Murrell, G. The roles of growth factors in tendon and ligament healing. Sports Med. 33, 381-394 (2003).
  7. Lyras, D. N., et al. The effect of platelet-rich plasma gel in the early phase of patellar tendon healing. Arch. Orthop. Trauma Surg. 129, 1577-1582 (2009).
  8. Aspenberg, P., Virchenko, O. Platelet concentrate injection improves Achilles tendon repair in rats. Acta Orthop. Scand. 75, 93-99 (2004).
  9. Visser, L. C., et al. Growth Factor-Rich Plasma Increases Tendon Cell Proliferation and Matrix Synthesis on a Synthetic Scaffold: An In Vitro Study. Tissue Eng. Part A. 16, 1021-1029 (2010).
  10. Zhang, J., Wang, J. H. -. C. Platelet-Rich Plasma Releasate Promotes Differentiation of Tendon Stem Cells Into Active Tenocytes. Am. J. Sports Med. 38, 2477-2486 (2010).
  11. Kajikawa, Y., et al. Platelet-rich plasma enhances the initial mobilization of circulation-derived cells for tendon healing. J. Cell. Physiol. 215, 837-845 (2008).
  12. Pasternak, B., Aspenberg, P. Metalloproteinases and their inhibitors-diagnostic and therapeutic opportunities in orthopedics. Acta Orthop. 80, 693-703 (2009).
  13. Dell, R. B., Holleran, S., Ramakrishnan, R. Sample size determination. ILAR J. 43, 207-213 (2002).
  14. Mähler Convenor, M., et al. FELASA recommendations for the health monitoring of mouse, rat, hamster, guinea pig and rabbit colonies in breeding and experimental units. Lab. Anim. 48, 178-192 (2014).
  15. Kaux, J. -. F., et al. Étude comparative de cinq techniques de préparation plaquettaire (platelet-rich plasma). Pathol. Biol. 59, 157-160 (2011).
  16. Wieloch, P., Buchmann, G., Roth, W., Rickert, M. A cryo-jaw designed for in vitro tensile testing of the healing Achilles tendons in rats. J. Biomech. 37, 1719-1722 (2004).
  17. Kaux, J. -. F., et al. Vascular Endothelial Growth Factor-111 (VEGF-111) and tendon healing: preliminary results in a rat model of tendon injury. Muscles. Ligaments Tendons J. 4, 24-28 (2014).
  18. Docheva, D., Hunziker, E. B., Fässler, R., Brandau, O. Tenomodulin is necessary for tenocyte proliferation and tendon maturation. Mol. Cell. Biol. 25, 699-705 (2005).
  19. Lambert, C. A., Colige, A. C., Munaut, C., Lapière, C. M., Nusgens, B. V. Distinct pathways in the over-expression of matrix metalloproteinases in human fibroblasts by relaxation of mechanical tension. Matrix Biol. 20, 397-408 (2001).
  20. Nurden, A. T., Nurden, P., Sanchez, M., Andia, I., Anitua, E. Platelets and wound healing. Front. Biosci. 13, 3532-3548 (2008).
  21. Woodall, J., Tucci, M., Mishra, A., Benghuzzi, H. Cellular effects of platelet rich plasma: a study on HL-60 macrophage-like cells. Biomed. Sci. Instrum. 43, 266-271 (2007).
  22. Taylor, D. W., Petrera, M., Hendry, M., Theodoropoulos, J. S. A systematic review of the use of platelet-rich plasma in sports medicine as a new treatment for tendon and ligament injuries. Clin. J. Sport Med. 21, 344-352 (2011).
  23. Mazzocca, A. D., et al. The positive effects of different platelet-rich plasma methods on human muscle, bone, and tendon cells. Am. J. Sports Med. 40, 1742-1749 (2012).
  24. McCarrel, T. M., Minas, T., Fortier, L. A. Optimization of leukocyte concentration in platelet-rich plasma for the treatment of tendinopathy. J. Bone Joint Surg. Am. 94 (1-8), e143 (2012).
  25. Boswell, S. G., et al. Increasing platelet concentrations in leukocyte-reduced platelet-rich plasma decrease collagen gene synthesis in tendons. Am. J. Sports Med. 42, 42-49 (2014).
  26. Virchenko, O., Aspenberg, P. How can one platelet injection after tendon injury lead to a stronger tendon after 4 weeks?: Interplay between early regeneration and mechanical stimulation. Acta Orthop. 77, 806-812 (2006).
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Greimers, L., Drion, P. V., Colige, A., Libertiaux, V., Denoël, V., Lecut, C., Gothot, A., Kaux, J. Effects of Allogeneic Platelet-Rich Plasma (PRP) on the Healing Process of Sectioned Achilles Tendons of Rats: A Methodological Description. J. Vis. Exp. (133), e55759, doi:10.3791/55759 (2018).

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