Vorrichtung zur Ernte Gewebe Microcolumns
Summary
Hier beschreiben wir ein Protokoll für die Herstellung von Ernte Nadeln, die verwendet werden, um voll-dicke Hautgewebe zu sammeln, ohne dass Spender Website Narbenbildung. Die Nadeln kombinierbar mit einer einfachen Sammelsystem Großserien-Ernte zu erreichen.
Abstract
Dieses Manuskript beschreibt den Produktionsprozess für ein Laborgeräte, hergestellt aus Standardkomponenten, die verwendet werden, um Microcolumns von voll-dicke Hautgewebe zu sammeln. Die geringe Größe der Microcolumns kann die Spender Standorte schnell heilen ohne Entnahmestelle Narbenbildung, bei der Ernte voll dicke Gewebe ermöglicht die Einbeziehung aller zellulären und extrazellulären Komponenten von Hautgewebe, einschließlich verbunden mit tiefer dermalen Regionen und die Adnexe Hautstrukturen müssen die noch mit konventionellen Tissue engineering-Techniken erfolgreich wiedergegeben werden. Die Microcolumns kann direkt in Hautwunden erweitern Heilung angewendet werden, oder sie können als autologe Zellen/Gewebe-Quelle für andere Gewebe-engineering-Ansätze verwendet werden. Die Ernten Nadeln erfolgt durch Ändern der standard Kanülen, und sie allein für die Ernte von kleinen Mengen von Gewebe verwendet werden können oder gepaart mit einem einfachen Saug-basierte Auflistung System (auch aus handelsüblichen Laborbedarf hergestellt) für Großserien-Ernte um Studien in großen Tiermodellen zu erleichtern.
Introduction
Autologe Hauttransplantationen ist die Hauptstütze der Wunde Reparatur, aber es ist begrenzt durch Spender Website Knappheit und Morbidität, führt zu gemeinsamen Anstrengungen in den letzten Jahrzehnten entwickeln neue Therapieoptionen zu ersetzen konventionelle Hauttransplantationen1,2 . Wir vor kurzem entwickelt eine alternative Methode zur Ernte Haut um die Vorteile der voll-dicke Hauttransplantationen zu nutzen, bei gleichzeitiger Minimierung der Spender Website Morbidität. Durch das Sammeln von voll-dicke Haut in Form von kleinen (~0.5 mm Durchmesser) “Microcolumns”, Spender Websites sind in der Lage, schnell und ohne Narben unter normalen Umständen zu heilen (für mögliche Ausnahmen siehe Abschnitt Diskussion)3. Microcolumns können direkt in die Wunde Betten Wundverschluss zu beschleunigen, reduzieren Kontraktion3angewendet werden, und wiederherstellen den unterschiedlichsten epidermalen und dermalen Zelltypen und Adnexe Funktionsstrukturen4, von denen viele in fehlen konventionelle Split-Dicke Hauttransplantation oder aktuelle biotechnologisch Haut Ersatz5. Die Fähigkeit der Microcolumns um Heilung zu erweitern und ihre Spender Websites ohne Narbenbildung heilen wurden beide unabhängig validiert durch weitere Forschung Gruppen6,7.
Zuvor haben wir ein Labor Erntesystem um die Sammlung von Microcolumns bei Skala8zu ermöglichen; Allerdings besteht dieses System aus vielen kundenspezifischen Komponenten, die nicht allgemein verfügbar sind. Hier beschreiben wir im Detail den Prozess für die Herstellung von Nadeln sowie einfache Sammelsysteme, die Ernte von meist handelsübliche Komponenten gebildet, die verwendet werden, um Volumen-Ernte zu erreichen. Der Apparat beschrieben in diesem Manuskript ist geeignet für in-vitro- und tierische Arbeit, aber nicht für den Einsatz beim Menschen. Eine klinische Gerät mit FDA-Zulassung für die Anwendung dieser Technik in den Menschen ist im Handel erhältlich, aber nicht hier im Detail besprochen werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die hier beschriebenen Methoden sollen die Sammlung von Gewebe Microcolumns in ausreichenden Mengen für in Vivo große tierexperimentellen Studien mit Werkzeugen aus handelsüblichen Laborbedarf zu ermöglichen. Dieses Gerät hat früher bei der Ernte Gewebe aus ausgeschnittenen Menschenhaut4,9 , sowie live Schweine Haut3. Die einzelnen Parameter beschrieben sind diejenigen, die am besten geeignet für den Einsatz bei Schweinen z…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde von der Armee, Marine, NIH, Luftwaffe, VA und Health Affairs der versichere II unterstützen, unter Award Nr. teilweise unterstützt. W81XWH-13-2-0054. Die US-Armee medizinische Forschung Übernahmen, ist 820 Chandler Street, Fort Detrick, MD 21702-5014 die Vergabe und Verwaltung Erwerb Büro. Meinungen, Interpretationen, Schlussfolgerungen und Empfehlungen sind die des Autors und nicht unbedingt unterstützt werden durch das 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).
