水样组织的采集装置
Summary
在这里, 我们描述了一个生产收集针的协议, 可用于收集全厚度的皮肤组织, 而不会造成捐赠部位疤痕。针头可以与一个简单的收集系统结合, 以实现大容量收割。
Abstract
本手稿描述了由现成组件制成的实验室设备的生产过程, 可用于收集水样的全厚度皮肤组织。小尺寸的水样允许供体部位快速愈合, 而不会造成供体部位瘢痕, 而采集全厚度组织则可将皮肤组织的所有细胞和细胞外成分包括在内。有更深的真皮区域和附件皮肤结构, 尚未成功再现使用传统的组织工程技术。水样可直接应用于皮肤伤口, 以增加愈合, 也可用作其他组织工程方法的自体细胞/组织来源。收集针是通过修改标准皮下注射针, 它们可以单独用于收割少量的组织或与一个简单的吸基于收集系统 (也由通常可用的实验室用品)大容量收割, 以促进大型动物模型的研究。
Introduction
自体皮肤移植是创面修复的主要支柱, 但由于供血部位缺乏和发病率的限制, 导致近几十年来共同努力开发替代传统皮肤移植的新治疗方案1,2.我们最近开发了一种替代方法来收获皮肤, 利用全厚度的皮肤移植的好处, 同时尽量减少捐献者的部位发病率。通过收集全厚度的皮肤以小 (约0.5 毫米直径) “水样”, 捐助者的网站能够在正常情况下快速愈合和没有疤痕 (对于潜在的例外, 请参阅下面的讨论部分)3。水样可直接应用于伤口床上, 以加速伤口闭合, 减少收缩3, 恢复各种表皮和真皮细胞类型和功能性附件结构4, 其中许多缺乏传统的剥离厚度皮肤移植或当前生物工程皮肤替代5。水样的能力, 以增加愈合和他们的捐助者的网站愈合没有疤痕都已独立验证的其他研究组6,7。
我们以前开发了一个实验室收割系统, 以使收集的水样在规模8;但是, 该系统由许多未广泛使用的自定义组件组成。在这里, 我们详细描述了生产收获针的过程, 以及简单的收集系统, 由大多数现成的组件制成, 可用于实现大容量收割。本手稿中描述的仪器适合于体外和动物工作, 但不适用于人类。在人类中应用这种技术的临床设备具有 FDA 许可, 但在这里将不会详细讨论。
Protocol
Representative Results
Discussion
这里描述的方法旨在使组织水样的收集足够数量的体内大型动物研究, 使用工具从商业上可用的实验室用品。本仪器以前在收割组织从被切除的人皮肤4,9以及活的猪皮肤3。所描述的具体参数是那些被发现最适合在猪中使用。预计同样的仪器可以修改和适应收集从啮齿动物和其他小动物的组织, 但这在我们的实验室没有测试。
<…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
这项工作部分由陆军、海军、NIH、空军、VA 和卫生事务部支持, 以支持一家 II 的努力, 根据奖号。W81XWH-13-2-0054。美国陆军医学研究收购活动, 820 钱德勒街, 德特里克堡, MD 21702-5014 是授予和管理收购办公室。意见、解释、结论和建议是作者的观点, 并不一定得到国防部的认可。
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).
