I dette papiret presenterer vi en in vitro- og in situ-protokoll for å reparere et senegap på opptil 1,5 cm ved å fylle den med konstruert kollagentransplantasjon. Dette ble utført ved å utvikle en modifisert suturteknikk for å ta den mekaniske belastningen til transplantatet modnes inn i vertsvevet.
Kirurgisk styring av store senefeil med senetransplantasjoner er utfordrende, da det er et begrenset antall steder hvor donorer lett kan identifiseres og brukes. For tiden er dette gapet fylt med sene auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men kliniske metoder for å sikre dem er ikke nødvendigvis oversettbare til dyr på grunn av skalaen. For å evaluere nye biomaterialer eller studere en senetransplantasjon som består av kollagen type 1, har vi utviklet en modifisert suturteknikk for å opprettholde den konstruerte senen i tråd med senenden. Mekaniske egenskaper til disse transplantatene er dårligere enn den innfødte senen. For å innlemme konstruert sene i klinisk relevante modeller for lastet reparasjon, ble det vedtatt en strategi for å avlaste vevskonstruert senetransplantasjon og tillate modning og integrasjon av den konstruerte senen in vivo til en mekanisk forsvarlig neo-sen ble dannet. Vi beskriver denne teknikken ved hjelp av inkorporering av kollagen type 1 vev konstruert sene konstruksjon.
Senebrudd kan oppstå på grunn av ekstrinsiske faktorer som traumatiske kutt eller overdreven lasting av senen. På grunn av de ytre strekkkreftene plassert på en senereparasjon, dannes et gap uunngåelig med de fleste senereparasjonsteknikker. For tiden er senefeil / hull fylt med auto-, allo-, xeno- eller kunstige grafts, men deres tilgjengelighet er begrenset, og donorstedet er en kilde til sykelighet.
Den vevskonstruerte tilnærmingen til å fremstille senetransplantasjon fra en naturlig polymer som kollagen har den særegne fordelen av å være biokompatibel og kan gi vitale ekstracellulære matrisekomponenter (ECM) som letter celleintegrasjon. På grunn av mangel på fibrillarjustering er imidlertid de mekaniske egenskapene til den konstruerte senen (ET) dårligere enn den innfødte senen. For å øke mekaniske egenskaper til det svakere kollagenet, har mange metoder blitt brukt, for eksempel fysisk krysskobling under vakuum, UV-stråling og dehydrotermiske behandlinger1. Også gjennom kjemisk krysskobling med riboflavin økte enzymatiske og ikke-enzymatiske metoder kollagentetthet og Youngs modulus av kollagen in vitro2,3. Ved å legge til krysskoblingsmidler blir imidlertid biokompatibiliteten til kollagenet kompromittert, da studier har vist en 33% endring i mekaniske egenskaper og 40% tap av celle levedyktighet3,4,5. Gradvis opptjening av justering og mekanisk styrke kan oppnås gjennom syklisk lasting6; Dette kan imidlertid effektivt anskaffes in vivo7.
For at ET skal integrere in vivo og skaffe styrke uten behov for kjemisk endring, ville en tilnærming være å bruke en stabiliserende suturteknikk for å holde den svakere konstruksjonen på plass. De fleste senereparasjoner er avhengige av suturdesignet for å holde seneendene sammen; Derfor kan endring av disse eksisterende teknikkene gi en logisk løsning8,9.
Frem til 1980-tallet ble 2-tråds reparasjoner mye brukt, men nyere kirurgisk litteratur beskriver bruken av 4 tråder, 6 tråder eller til og med 8 tråder i reparasjon10,11. I 1985 beskrev Savage 6-tråds suturteknikker med 6 ankerpunkter, og den var betydelig sterkere enn Bunnell suturteknikken som bruker 4 tråder 12. 8-tråds reparasjoner er også 43% sterkere enn andre tråder i kadaver- og in situ-modeller, men disse reparasjonene praktiseres ikke mye, da det blir teknisk vanskelig å reprodusere reparasjonene nøyaktig13,14,15,16. Derfor er et større antall kjerne suturstrenger relatert til en proporsjonal økning i biomekaniske egenskaper til den reparerte senen. Det er imidlertid tap av celle levedyktighet rundt suturpunktene, og traumer fra overdreven suturing kan være til skade for senen, noe som kan kompromittere seneheling17. Suturteknikker bør gi en sterk geometrisk reparasjon som er balansert og relativt uelastisk for å minimere senegapping etter reparasjon. I tillegg må plasseringen av suturen og knutene plasseres strategisk for at de ikke skal forstyrre glidning, blodtilførsel og helbredelse til påløp av tilstrekkelig styrke er oppnådd10,18.
For å etablere gjennomførbarhet for å sikre svakere ET-graft eller annet graftmateriale mellom ruptured sene, har vi utviklet en ny suturteknikk som kan avlaste transplantatet slik at det kan modnes og gradvis integreres i vertsvevet in vivo.
I denne studien ble vev konstruert type I kollagentransplantasjoner valgt som en senetransplantasjon fordi kollagen er en naturlig polymer og brukes som biomateriale for ulike vevstekniske applikasjoner27,28. Kollagen utgjør også 60% av den tørre massen av sener, hvorav 95% er type 1 kollagen 21,29,30,31,<sup cl…
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne ønsker å anerkjenne UCL for finansiering av dette prosjektet.
Rat tail type 1 Collagen | First Link, Birmingham, UK | 60-30-810 | |
prolene sutures 6-0 | Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. | EP8726H | |
prolene sutures 3-0 | Ethicon Ltd, Edinburgh, U.K. | D8911 | |
Whatman filter paper | SIGMA-ALDRICH | WHA10010155 | |
Gibco DMEM, high glucose | Thermo Fisher Scientific | 11574486 | |
Nylon mesh | Plastok (Meshes and Filtration) Ltd. | NA |