Summary
Her beskriver vi en protokol for at producere høst nåle, der kan bruges til at indsamle fuld-tykkelse hudvæv uden at forårsage donor site ardannelse. Nålene kan kombineres med en simpel samling system for at opnå høj-volumen høst.
Abstract
Dette manuskript beskriver produktionsproces for en laboratorieapparatur, fremstillet af off-the-shelf komponenter, der kan bruges til at indsamle microcolumns fuld-tykkelse hud væv. Den lille størrelse af microcolumns tillader donor websteder til at helbrede hurtigt uden at forårsage donor site ardannelse, mens høst fuld-tykkelse væv giver indarbejdelsen af alle cellulære og ekstracellulære komponenter af hudvæv, herunder dem, der er forbundet med dybere dermal regioner og adnexal huden strukturer har der endnu ikke gengives korrekt ved hjælp af konventionelle tissue engineering teknikker. Microcolumns kan anvendes direkte på huden sår til at forøge healing, eller de kan bruges som autologe celler/væv kilde til andre tissue engineering tilgange. Høst Nålene er lavet ved at ændre standard kanyler, og de kan anvendes alene til høst af små mængder af væv eller kombineret med en simpel suge-baseret system til indsamling (også lavet fra almindeligt tilgængelige laboratorie forsyninger) for høj-volumen høst for at lette undersøgelser i store dyremodeller.
Introduction
Autologe hudtransplantation er grundpillen i såret reparation, men det er begrænset af donor site knaphed og sygelighed, fører til samordnet indsats i de seneste årtier til at udvikle nye terapeutiske muligheder for at erstatte konventionelle hudtransplantation1,2 . Vi har for nylig udviklet en alternativ metode til høst hud for at udnytte fordelene ved fuld-tykkelse hudtransplantation samtidig minimere donor site sygelighed. Ved at samle full-tykkelse hud i form af lille (~0.5 mm diameter) “microcolumns”, donor websteder er i stand til at helbrede hurtigt og uden ardannelse under normale omstændigheder (for mulige undtagelser, se afsnittet diskussion nedenfor)3. Microcolumns kan anvendes direkte i såret senge at fremskynde sår lukning, reducere sammentrækning3, og gendanne et mangfoldigt udvalg af epidermale og dermal celletyper og funktionelle adnexal strukturer4, hvoraf mange mangler i konventionelle split-tykkelse hud podning eller aktuelle bioengineered hud erstatninger5. Microcolumns til at forøge healing og deres donor websteder til at helbrede uden ardannelse evne har både selvstændigt valideret af andre forskning grupper6,7.
Vi har tidligere udviklet et laboratorium høst system for at aktivere indsamling af microcolumns på skalaen8; men dette system er sammensat af mange brugerdefinerede komponenter, der ikke er almindeligt tilgængelig. Her, beskriver vi i detaljer processen for produktion høst nåle, samt enkel samling systemer, fremstillet af det meste off-the-shelf komponenter, der kan bruges til at opnå høj-volumen høst. Det apparatur, der er beskrevet i dette håndskrift er velegnet til in vitro- og animalske arbejde, men ikke til brug i mennesker. En klinisk enhed med FDA frihøjde for at anvende denne teknik i mennesker er kommercielt tilgængelige, men vil ikke blive diskuteret i detaljer her.
Protocol
Representative Results
Discussion
Metoderne beskrevet her er beregnet til at aktiverer samling af væv microcolumns i tilstrækkelige mængder til, i vivo store dyreforsøg, ved hjælp af værktøjer fra kommercielt tilgængelige laboratorie forsyninger. Dette apparat er blevet brugt tidligere i høst væv fra skåret menneskelige hud4,9 samt levende svin hud3. Specifikke parametre er dem, der fandtes for at være mest velegnet til brug i svin. Det forventes at sa…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet i en del af den hær, flåde, NIH, Air Force, VA og sundhed anliggender at støtte AFASTE II indsats under Award nr. W81XWH-13-2-0054. Den amerikanske hær medicinsk forskning erhvervelse aktivitet, 820 Chandler Street, Fort Detrick, MD 21702-5014 er den overdragende og administrerende erhvervelse office. Meninger, fortolkninger, konklusioner og anbefalinger er dem af forfatteren og nødvendigvis godkendt ikke af Department of Defense.
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
- Sun, B. K., Siprashvili, Z., Khavari, P. A. Advances in skin grafting and treatment of cutaneous wounds. Science. 346 (6212), 941-945 (2014).
- Singh, M., et al. Challenging the Conventional Therapy: Emerging Skin Graft Techniques for Wound Healing. Plastic and Reconstructive Surgery. 136 (4), 524-530 (2015).
- Tam, J., et al. Fractional Skin Harvesting: Autologous Skin Grafting without Donor-site Morbidity. Plastic and Reconstructive Surgery. Global Open. 1 (6), 47 (2013).
- Tam, J., et al. Reconstitution of full-thickness skin by microcolumn grafting. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 11 (10), 2796-2805 (2017).
- Huang, C., et al. Regeneration of hair and other skin appendages: A microenvironment-centric view. Wound Repair and Regeneration. 24 (5), 759-766 (2016).
- Fernandes, J. R., et al. Micro-mechanical fractional skin rejuvenation. Plastic and Reconstructive Surgery. 131 (2), 216-223 (2013).
- 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).
- Franco, W., et al. Fractional skin harvesting: device operational principles and deployment evaluation. Journal of Medical Devices. 8 (4), 041005 (2014).
- Rasmussen, C. A., et al. Chimeric autologous/allogeneic constructs for skin regeneration. Military Medicine. 179, 71-78 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
