Summary

Apparato per la raccolta del tessuto microcolonne

Published: October 25, 2018
doi:

Summary

Qui descriviamo un protocollo per la produzione di raccolta aghi che possono essere utilizzati per raccogliere il tessuto della pelle di pieno-spessore senza causare donatore sito cicatrici. Gli aghi possono essere combinati con un sistema di raccolta semplice raggiungere alti volumi di raccolta.

Abstract

Questo manoscritto descrive il processo di produzione per un apparecchio da laboratorio, costituito da componenti standard, che possono essere utilizzati per raccogliere microcolonne del tessuto della pelle di pieno-spessore. Le piccole dimensioni delle microcolonne permettono donatore siti di guarire rapidamente senza causare sito donatore cicatrici, durante la raccolta del tessuto di pieno-spessore consente l’inserimento di tutti i componenti cellulari ed extracellulari del tessuto della pelle, compresi quelli associato con aree cutanee più profonde e le strutture adnexal della pelle, che devono ancora essere riprodotto con successo mediante tecniche di ingegneria tissutale convenzionali. Le microcolonne possono essere applicate direttamente sulle ferite di pelle per aumentare la guarigione, o può essere utilizzati come origine delle cellule/tessuto autologo per altri approcci di ingegneria dei tessuti. Il raccolto aghi sono fatti modificando gli aghi ipodermici standard, e può essere usati da solo per la raccolta di piccole quantità di tessuto o accoppiati con un sistema di raccolta basato su aspirazione semplice (anche fatto da forniture di laboratorio comunemente disponibili) per volumi elevati di raccolta per facilitare studi in modelli animali di grandi dimensioni.

Introduction

Innesto cutaneo autologo è il cardine della riparazione della ferita, ma è limitato dalla scarsità di sito donatore e morbosità, che conduce a sforzi concertati negli ultimi decenni per sviluppare nuove opzioni terapeutiche per sostituire convenzionali l’innesto di pelle1,2 . Recentemente abbiamo sviluppato un metodo alternativo di raccolta della pelle per sfruttare i vantaggi dell’innesto di pelle di pieno-spessore, riducendo al minimo la morbilità del sito donatore. Attraverso la raccolta di pelle di pieno-spessore sotto forma di piccolo (~0.5 mm di diametro) “microcolonne”, sono in grado di guarire rapidamente e senza lasciare cicatrici in circostanze normali siti donatori (per possibili eccezioni, vedere la sezione di discussione qui sotto)3. Microcolonne può essere applicato direttamente nel letto della ferita per accelerare la chiusura della ferita, ridurre la contrazione3e ripristinare una vasta gamma di tipi delle cellule epidermiche e cutanee e funzionali strutture adnexal4, molti dei quali sono privi di l’innesto di pelle di spaccare-spessore convenzionale o corrente bioingegnerizzati pelle sostituti5. La capacità di microcolonne per aumentare la guarigione e dei loro siti donatori di guarire senza cicatrici sono entrambi in modo indipendente validati da altri gruppi di ricerca6,7.

In precedenza abbiamo sviluppato un sistema di raccolta del laboratorio per consentire la raccolta di microcolonne a scala8; Tuttavia, questo sistema è composto da molti componenti personalizzati che non sono ampiamente disponibili. Qui, descriviamo in dettaglio il processo per produrre raccolta aghi, nonché sistemi di raccolta semplice, fatta da principalmente componenti normalizzati, che possono essere utilizzati per raggiungere alti volumi di raccolta. L’apparecchiatura descritta in questo manoscritto è adatto per in vitro e lavoro animale, ma non per uso in esseri umani. Un dispositivo clinico con autorizzazione della FDA per l’applicazione di questa tecnica in esseri umani è disponibile in commercio, ma non sarà discusso in dettaglio qui.

Protocol

Tutti i lavori che coinvolgono animali vivi e campioni di tessuto animale sono stati approvati dal Massachusetts General Hospital istituzionale Animal Care e uso Committee (IACUC). 1. produzione di raccolta aghi Installazione della fase di produzione Garantire un raccordo luer lock femmina su un post e montare il post su un palcoscenico di rotazione in modo che luer lock è al centro del palco (Figura 1A). Posizionare …

Representative Results

Gli aghi raccolto dovrebbero essere in grado di raccogliere microcolonne del tessuto della pelle di pieno-spessore con circa un tasso di successo di 80-90%, e ogni microcolonna dovrebbe contenere epidermide, derma e qualche grasso sottocutaneo (Figura 4). Se il tasso di successo della raccolta è basso, o se diventa difficile inserire un ago nel tessuto, quindi un nuovo ago è probabilmente necessaria. Se il tasso di successo per la raccolta è sempre basso, …

Discussion

I metodi descritti qui sono destinati a consentire la raccolta di tessuto microcolonne in quantità sufficienti per in vivo grandi studi sugli animali, utilizzando strumenti realizzati da forniture di laboratorio disponibili in commercio. Questo apparecchio è stato utilizzato in precedenza nella raccolta del tessuto da pelle umana asportata4,9 , nonché suini vivi pelle3. I parametri specifici descritti sono quelli che sono stati…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato supportato in parte di esercito, Marina, NIH, aeronautica, VA e Health Affairs per sostenere lo sforzo di AFIRM II, con il Premio n. W81XWH-13-2-0054. L’US Army Medical acquisizione attività di ricerca, 820 Chandler Street, Fort Detrick, MD 21702-5014 è l’ufficio di acquisizione di aggiudicazione e amministrazione. Opinioni, interpretazioni, conclusioni e raccomandazioni sono quelle dell’autore e non sono necessariamente approvati dal dipartimento della difesa.

Materials

Diamond wheel Dremel 545
Hypodermic needle (19G) Fisher Scientific 14-840-98 Other needle sizes could be used, depending on experimental needs
Stome wheel Dremel 540
Syringe (20mL with luer lock) Fisher Scientific 22-124-967
Suction adapter Tulip Medical PA20BD Optional, for high volume harvesting
Suction canister Fisher Scientific 19-898-212 Optional, for high volume harvesting. Sterilize before use.
Suction tubing Medline DYND50216H Optional, for high volume harvesting

References

  1. Sun, B. K., Siprashvili, Z., Khavari, P. A. Advances in skin grafting and treatment of cutaneous wounds. Science. 346 (6212), 941-945 (2014).
  2. Singh, M., et al. Challenging the Conventional Therapy: Emerging Skin Graft Techniques for Wound Healing. Plastic and Reconstructive Surgery. 136 (4), 524-530 (2015).
  3. Tam, J., et al. Fractional Skin Harvesting: Autologous Skin Grafting without Donor-site Morbidity. Plastic and Reconstructive Surgery. Global Open. 1 (6), 47 (2013).
  4. Tam, J., et al. Reconstitution of full-thickness skin by microcolumn grafting. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 11 (10), 2796-2805 (2017).
  5. Huang, C., et al. Regeneration of hair and other skin appendages: A microenvironment-centric view. Wound Repair and Regeneration. 24 (5), 759-766 (2016).
  6. Fernandes, J. R., et al. Micro-mechanical fractional skin rejuvenation. Plastic and Reconstructive Surgery. 131 (2), 216-223 (2013).
  7. Rettinger, C. L., Fletcher, J. L., Carlsson, A. H., Chan, R. K. Accelerated epithelialization and improved wound healing metrics in porcine full-thickness wounds transplanted with full-thickness skin micrografts. Wound Repair and Regeneration. 25 (5), 816-827 (2017).
  8. Franco, W., et al. Fractional skin harvesting: device operational principles and deployment evaluation. Journal of Medical Devices. 8 (4), 041005 (2014).
  9. Rasmussen, C. A., et al. Chimeric autologous/allogeneic constructs for skin regeneration. Military Medicine. 179, 71-78 (2014).
  10. Ter Horst, B., Chouhan, G., Moiemen, N. S., Grover, L. M. Advances in keratinocyte delivery in burn wound care. Advanced Drug Delivery Reviews. 123, 18-32 (2018).
  11. Wong, V. W., Levi, B., Rajadas, J., Longaker, M. T., Gurtner, G. C. Stem cell niches for skin regeneration. International Journal of Biomaterials. 2012, 926059 (2012).
  12. Manstein, D., Herron, G. S., Sink, R. K., Tanner, H., Anderson, R. R. Fractional photothermolysis: a new concept for cutaneous remodeling using microscopic patterns of thermal injury. Lasers in Surgery and Medicine. 34 (5), 426-438 (2004).
  13. Iriarte, C., Awosika, O., Rengifo-Pardo, M., Ehrlich, A. Review of applications of microneedling in dermatology. Clinical, Cosmetic and Investigational Dermatology. 10, 289-298 (2017).
  14. Anderson, R. R., et al. Laser treatment of traumatic scars with an emphasis on ablative fractional laser resurfacing: consensus report. Journal of the American Medical Association Dermatology. 150 (2), 187-193 (2014).
  15. Hogan, S., Velez, M. W., Ibrahim, O. Microneedling: a new approach for treating textural abnormalities and scars. Seminars in Cutaneous Medicine and Surgery. 36 (4), 155-163 (2017).
  16. Manuskiatti, W., Fitzpatrick, R. E., Goldman, M. P. Long-term effectiveness and side effects of carbon dioxide laser resurfacing for photoaged facial skin. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (3), 401-411 (1999).
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Cite This Article
Tam, J., Farinelli, W., Franco, W., Anderson, R. R. Apparatus for Harvesting Tissue Microcolumns. J. Vis. Exp. (140), e58289, doi:10.3791/58289 (2018).

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