急性および慢性病変後に損傷した脊髄に大きな組織ギャップを埋めるための実験的戦略
Summary
Severe spinal cord injuries often result in tissue defects. Two possibilities are described to successfully bridge such gaps to promote tissue adaptation, regenerative responses and functional improvement in rats via implantation of a mechanical microconnector system after acute injury and five weeks after complete spinal cord transection.
Abstract
軸索再生を阻害病変コアにおける脊髄損傷（SCI）瘢痕形ました。外傷性の事故に起因する脊髄腫瘍切除、または組織欠損への侮辱後に損傷部位を埋めることは、一般的な組織の修復だけでなく、患部を 超え に神経線維の回生成長を促進するのを助けることができます。後に切断された脊髄組織の切り株を再適応するための急性および完全に離断胸部ラットの脊髄への新たなマイクロコネクタ装置の（1）移植、および慢性病変ラットでのSCIサイトの（2）のポリエチレングリコール充填：二つの実験的治療戦略が提示されています瘢痕切除。このモデルにおける慢性脊髄損傷は、5週間の治療の前に負わせた完全な脊髄離断です。どちらの方法は、最近、有益な細胞浸潤と機能改善を非常に有望な成果を達成し、軸索の再成長を推進してきました脊髄損傷の齧歯類モデルです。
機械的なマイクロコネクタ・システム（MMS）は、MMSに負圧を印加する出口配管系とポリメチルメタクリレート（PMMA）からなるマルチチャネルシステムである内腔こうしてハニカム構造穴に脊髄断端を引っ張ります。 、1mmの組織ギャップ内への移植後の組織は、デバイス内に吸引されます。また、MMSの内壁は、より良好な組織接着のためにミクロされています。
慢性脊髄損傷のアプローチの場合には、脊髄組織 – 瘢痕が充填された病変領域を含む – は、長さ4mmの領域にわたって切除されています。顕微瘢痕切除後、得られた空洞は、細胞浸潤、血管再生、軸索再生およびインビボでもコンパクトな再ミエリン化のための優れた基質を提供することが見出されたポリエチレングリコール（PEG 600）で満たされています。
Introduction
脊髄への外傷だけでなく、任意の回生応答を妨げる組織欠損における軸索が、それはさらに、結果の損失につながる（レビューのために1,2を参照してください）。脊髄組織は、多くの場合、病変領域とその周辺の嚢胞形成または穴に通じる二次変性によって失われます。ほとんどの実験的な治療的介入は、健康な組織の残りのリムとの部分的な離断、クラッシュまたは挫傷の傷害のような不完全な脊髄損傷に焦点を当てます。腫瘍切除などの外傷事故や外科的介入に起因する総離断、のような完全な傷害については、ごく限られた治療の選択肢は、今日3,4用意されています。完全に切断した後、脊髄断端後退における組織結果のメカニック張力は、脊髄の小さなギャップを残します。ほとんどの戦略は、組織、細胞または行列5,6と、このギャップを埋めるに焦点を当てます。
ここでは、異なる戦略新規マイクロコネクタ装置7を用いて分離切り株のすなわち再適応を提示されています。 2切り株を再適応させるために、機械的な力は、これを達成するためにわずかな負圧（ 図1）のように適用されなければなりません。機械的なマイクロコネクタ・システム（MMS）は、出口配管系を備えたハニカム形状の穴（ 図1A）とを有するポリメチルメタクリレート（PMMA）のマルチチャネルシステムです。これは、ラット（ 図1C）で完全な脊髄切断から生じる組織ギャップに注入されます。一つのチューブは、MMS（ 図1D）に負圧を適用する真空ポンプに接続することができます。圧力は、圧力が（ 図1B）がリリースされたときに所定の位置に組織を保持するために微細構造壁を持っているMMSのハニカム状の穴、中に切断された脊髄の切り株を引っ張ります。チューブは、手術後に無傷のまま、順番に浸透圧ミニポンプに付着させることができます病変のコア（ 図1E-F）に物質を注入します。
脊髄の急性横断脊髄腫瘍の外科的除去、またはこれまでにMMSによって克服することができない数ミリの大きな組織のギャップにつながる固体慢性病変の傷跡からの完全な病変の結果、別のタイプのほかに。脊髄損傷を有する患者の大多数は、慢性外傷に苦しみます。これらの患者では、十分に発達した傷跡は、病変のコアを占めています。病変の瘢痕の外科的除去は、現在実験SCI 8,9の後に検討されている治 療のための概念です。切除手順自体はかなりの付加的な損傷を与えることなく行うことができるが、得られる組織ギャップが脊髄損傷の特定の場合に、可能にし、組織の再生を促進し、適切なマトリックス、神経線維の再生に架橋される必要があります運動機能を維持し、促進します。そうだった低分子量ポリエチレングリコール（PEG 600）がこの目的に非常に適した材料であることを見出しました。その免疫原性の欠如、非常に低粘度は、周囲の組織へのスムーズな統合を可能にします。非常に重要なこと- -降順でコンパクトミエリン8によって線維路並びにそれらensheathmentを昇順の軸索の再生と伸び生体高分子の挿入だけでは内皮細胞、末梢シュワン細胞、およびアストロサイトなど、有益な細胞の浸潤を促進します。これらの再生応答は、長持ち機能向上を伴うことが見出されました。瘢痕組織の切除およびPEG 600のその後の移植の組み合わせはかなりの脊髄組織欠損をブリッジの安全かつシンプルでありながら非常に効率的な手段を提供します。
Protocol
Representative Results
Discussion
ここでは、2つの異なる外科的アプローチは、（1）急性完全離断およびMMS注入、（2）慢性脊髄損傷及び線維性瘢痕の除去に加えてPEGマトリックス注入後の脊髄の組織ギャップを埋めるために提示されます。どちらの戦略は組織保存および軸索再生に同様に処理された動物の重要な運動機能改善につながります。 MMSは、手術後の会社硬膜縫合により脊髄内のMMSの適切な固定を移植するための重…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
German Legal Casualty Insurance (DGUV), Research Commission of the Medical Faculty of the Heinrich-Heine-University
Materials
| PEG 600 Ph Eur | Merck/VWR | 8,170,041,000 | |
| Gelastypt gelatine sponge | sanofi Aventis | PZN-8789582 | |
| Nescofilm Sealant | Roth | 2569.1 | |
| Baytril | Bayer | ||
| Rimadyl (Carpofen) | Pfizer | ||
| Forene (Isoflurane) | Abbvie | ||
| Kodan (skin disinfectant) | |||
| Histoacryl (tissue glue) | |||
| Friedman-Pearson Rongeur, 1 mm cup, straight | Fine Science Tools | 16020-14 | |
| Two-in-one Micro Spatula – 12 cm | Fine Science Tools | 10091-12 | |
| Dumont #7 Forceps – Inox Medical | Fine Science Tools | 11273-20 | |
| Dumont #5/45 Forceps – Inox Medical | Fine Science Tools | 11253-25 | |
| Spinal cord hook | Fine Science Tools | 10162-12 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14078-10 | |
| Clamp | Aesculap | EA016R | |
| Ethicon Vicryl 4-0 | |||
| Bepanthen Augen- und Nasensalbe | Bayer | ||
| Anatomical forceps | Fine Science Tools | 11000-13 | |
| Self-retaining retractor | Fine Science Tools | 17008-07 | |
| Skin clamp | Fine Science Tools | 13008-12 | |
| Aluspray | Selectavet |
References
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