Apparater för upptagning vävnad Microcolumns
Summary
Här beskriver vi ett protokoll för att producera skörd nålar som kan användas för att samla fullhudsskador hudvävnad utan att orsaka givare webbplats ärrbildning. Nålarna kan kombineras med en enkel samling system för att uppnå hög volym skörd.
Abstract
Detta manuskript beskriver produktionsprocessen för en laboratorieutrustning, tillverkad av off-the-shelf komponenter, som kan användas för att samla microcolumns fullhudsskador vävnadsskada. Den lilla storleken på microcolumns tillåter donator platser att läka snabbt utan att orsaka givare webbplats ärrbildning, medan skörd fullhudsskador vävnad möjliggör införlivandet av alla cellulära och extracellulära komponenterna i hudens vävnad, inklusive de associerade med djupare dermal regioner och adnexal hud strukturer, som ännu återges framgångsrikt använder konventionella Vävnadsrekonstruktion tekniker. Microcolumns kan tillämpas direkt i hudsår att öka healing, eller de kan användas som autologa cell/vävnad källa för andra tissue engineering tillvägagångssätt. Skörda nålar görs genom att ändra standard injektionssprutor, och de kan användas ensam för att skörda små mängder vävnad eller tillsammans med en enkel sug-baserade samling system (också gjort från allmänt tillgängliga laboratorium leveranser) för hög volym skörd för att underlätta studier i stora djurmodeller.
Introduction
Autolog hudtransplantation är stöttepelaren i såret reparation, men det är begränsad av givare webbplats knapphet och sjuklighet, leder till samordnade insatser under de senaste årtiondena för att utveckla nya terapeutiska alternativ att ersätta konventionella hudtransplantation1,2 . Vi har nyligen utvecklat en alternativ metod för skörd hud för att utnyttja fördelarna med fullhudsskador hudtransplantation samtidigt minimera givare webbplats sjuklighet. Genom att samla fullhudsskador huden i form av små (~0.5 mm diameter) ”microcolumns”, donator platser ska kunna läka snabbt och utan ärrbildning under normala omständigheter (för eventuella undantag, se diskussionsavsnittet nedan)3. Microcolumns kan tillämpas direkt i såret sängar att påskynda sårslutning, minska kontraktion3och återställa ett varierat utbud av epidermal och dermal celltyper och funktionella adnexal strukturer4, varav många är saknas i konventionella split-tjocklek hudtransplantation eller nuvarande bioengineered hud substitut5. Möjligheten av microcolumns att öka healing och deras givare platser till läker utan ärrbildning har både självständigt validerats av andra forskning grupper6,7.
Vi har tidigare utvecklat ett laboratorium skörd system för att möjliggöra insamling av microcolumns på skala8; men består detta system av många anpassade komponenter som inte är allmänt tillgänglig. Här beskriver vi i detalj processen för producera skörd nålar, samt enkel insamlingssystem, gjord från mestadels off-the-shelf komponenter, som kan användas för att uppnå hög volym skörd. Den apparat som beskrivs i detta manuskript är lämplig för in vitro- och djurens arbete, men inte för användning på människa. En klinisk enhet med FDA godkännande för att tillämpa denna teknik hos människa är kommersiellt tillgängliga, men kommer inte att diskuteras i detalj här.
Protocol
Representative Results
Discussion
Metoderna som beskrivs här är avsett att möjliggöra insamling av vävnad microcolumns i tillräckliga mängder för i vivo stora djurstudier, använda verktygen som görs från kommersiellt tillgängliga laboratorium leveranser. Denna apparat har använts tidigare i skörd vävnad från exciderad mänsklig hud4,9 samt levande svin hud3. De specifika parametrar som beskrivs är de som befanns vara mest lämpad för användning …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete var stöds delvis av armén, marinen, NIH, flygvapnet, VA och hälsa frågor att stödja STÅNDAKTIG II ansträngning, under Award nr W81XWH-13-2-0054. US Army Medical förvärv forskning, 820 Chandler Street, Fort Detrick, MD 21702-5014 är upphandlande och administrerande förvärv kontoret. Yttranden, tolkningar, slutsatser och rekommendationer är de av författaren och stöds inte nödvändigtvis av 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).
