Method Article
Этот протокол описывает процесс оценки исцеления сухожилия в крыс, которые были введены с аллогенной тромбоцитов богатой плазмы (PRP) или физиологический раствор после удаления части ахиллова сухожилия. Ход лечения сухожилия оценивается в нескольких точках времени, с использованием различных видов анализа.
Эта статья описывает экспериментальной процедуры, используемые для наблюдения, если PRP могут позитивно влиять на сухожилие исцеления. Есть 4 основные шаги, чтобы следовать: вызывают поражения в ахиллова сухожилия; подготовить PRP и вставляют его (или физиологический раствор); удалите сухожилия; и выполнять биомеханических, молекулярной и гистологической оценок. На каждом шаге все процедуры и методы описаны в деталях, так что они могут быть легко воспроизведены.
Ахиллова сухожилия были хирургически секционного (Удаление секции длиной 5 мм). Впоследствии ОТР или физиологический раствор был введен для изучения ли PRP имеет положительное влияние на исцеление сухожилия. Три группы 40 животных (в общей сложности 120 крыс были использованы в этом исследовании) были разделены на 2 подгруппы: PRP инъекции группы и солевые впрыск управления группы. Крысы были принесены в жертву на увеличение времени точек (Группа A: 5 дней; Группа B: 15 дней; Группа C: 30 дней) и сухожилий, были удалены. 90 сухожилий прошли биомеханические тестирования перед выполнением анализа транскриптомики и 30 оставшихся сухожилий были представлены гистологический анализ.
Хорошо известно1коагуляции, воспалительные процессы и иммунитет модуляция функции тромбоцитов. Совсем недавно было продемонстрировано, что они также имеют реституционного свойства2,3. Действительно, различные факторы цитокинов и роста (VEGF, PDGF, TGF-Б, IGF-I и HGF) выпускаются тромбоцитов во время дегрануляции. Эти факторы роста содействовать ангиогенеза, тканей ремоделирования и раны исцеление (кости, кожу, мышцы, сухожилия)2. Центрифугирование аутологичной крови производит тромбоцитов богатой плазмы (PRP) который содержит тромбоцитов высокой концентрации в зависимости от метода изоляции (между 3 и 10 раз крови концентрации исходных условий). Действительно различные методы приготовления ОТР не может обеспечить идентичные конечного продукта. До сих пор был международного общего согласия по этому вопросу. В целом ОТР может быть привлекательным терапевтического лечения хронического опорно-двигательного аппарата, например плеча, подошвенный фасциит, артроз и исправления4. Он был использован в первый раз в оральной хирургии и имплантологии4 для улучшения и ускорения заживления после размещения стоматологических имплантатов кость. В этом исследовании мы описываем используется воспроизводимый метод, который позволяет приобретение PRP для экспериментов на животных4.
После поражения сухожилий часто наблюдаются в спортсменов и физических рабочих, повышение процесс заживления и таким образом сократить время восстановления являются большой интерес5. Новые методы лечения, которые разрабатывают часто связаны с использованием факторов роста, и администрация ОТР является простой и минимально инвазивной способ доставить смесь эндогенных факторов роста4.
Несколько в пробирке или животных исследования показали, что администрация плазмы, содержащие высокий уровень тромбоцитов, выпуская биологических посредников, могут стимулировать ремонт сухожилия и связки, выпустив биологических посредников6 ,,78,9. Кроме того другие исследования показали, что PRP могут стимулировать типа I и III синтез коллагена в сухожилие клетки9,10,11. Он также предложил, что PRP может уменьшить активации матрицы металлопротеиназ (MMPs) и таким образом уменьшить деградацию матрицы. Клетки, которые участвуют в процессе воспаления могут производить MMP-9, который играет роль в ткани реконструкции (физиологические и патологические) индуцированных воспаление12.
Основываясь на этой информации, мы предположили, что однократного введения ОТР в секционного ахиллова сухожилия крысы могут улучшить процесс восстановления и механическую прочность ткани, ремонт. Это проверяется путем измерения биомеханические свойства исцеления сухожилия во время процесса восстановления и гистологические и молекулярный анализ для оценки коллагена Ремоделирование в новообразованной ткани. Целью исследования было наблюдать, если одной инъекции аллогенной PRP могут повлиять на исцеление секционного ахиллова сухожилия.
Уход и обработки животных были проведены в соответствии с руководством для ухода за и использования лабораторных животных, подготовленный Национальной академии наук и публикации национальных институтов здравоохранения (США). Были тщательно следили за европейское и национальное законодательство.
1. животных подготовка
2. хирургическая процедура
3. PRP подготовку15
4. Удаление ахиллова сухожилия и биомеханические тестирования16
5. гистологический анализ
Примечание: 15 сухожилий каждой группы прошли гистологический анализ.
6. молекулярные оценки
Результаты выражаются как среднее ± стандартное отклонение от среднего значения и были по сравнению с дисперсионный анализ (ANOVA). Двусторонний ANOVA и пост Специального теста де Scheffé, который является параметрические испытания, были использованы.
Предел прочности на растяжение (UTS) требуется вызвать разрыв-ранения ахиллова сухожилия крыс было 42,0 ± 5.7 N (n = 10). Прочность на растяжение значительно увеличилось (p < 0,0001) в обеих группах после дня 5. Сравнивая обеих групп, ОТС был выше в группе ОТР в любое время измеряется, особенно в день 15 и 30. Путем измерять площадь поперечного сечения сухожилий, которые были удалены перед прохождением биомеханических оценки (11,4 ± 5,5 мм2 для не ранены сухожилия), было установлено, в день 5, что он больше в группе солевой обработки. Но в день 15 и 30, площадь поперечного сечения был больше в группе ОТР, хотя это количество было более разнообразны по сравнению с физиологическим обрабатываемой группы (рис. 4 и 5).
Гистологическая Оценка сухожилий, используя гематоксилином эозином окрашивание, показала высокий клеточности в день 5, который снизился после (никакого существенного различия было отмечено между группой PRP и физиологический раствор). Массон Trichrome окрашивание показали выше, присутствие фибриллярного коллагена в группе ОТР в день 5 и 15. Однако интенсивность окрашивания был похож на обоих групп через 30 дней после инъекции (рис. 6). Полуфинал количественной оценки, полученные путем окрашивания образцов с светло зеленый показали, что в день 5 и 15, интенсивность был выше в группе ОТР (не является статистически значимым), но в день 30, нет никакой разницы между двумя группами.
Данные нормализуется путем измерения количества аминокислоты, гидроксипролина, который специфичен для коллагена, подтверждения гистологическим полу количественной (день 5: большее значение в группе ОТР). Коллаген концентрация не был стабильным в группе ОТР, но стабилизировалась в день 30 в двух группах. Объем каллуса была измерена и оказалась значительно больше в ОТР лечить животных на первых этапах процесса заживления. Взятые вместе, эти результаты предполагают, что PRP инъекции на ранены сухожилия вызывает важные количество фибриллярного коллагена на хранение.
Измерение уровня экспрессии нескольких молекул, показали, что в не ранены сухожилия, Col III и TNMD были присутствует в меньшей суммы (2,5 - 3,0 раза) чем в исцеление сухожилий на 15 день, однако не было разницы в Col я выражение между группами. Равенству присутствовали на 12-fold высокой концентрации в исцеление сухожилий. Кроме того в день 30, там было значительное увеличение COL1A1 в группе ОТР, и положительная корреляция между COL1A1 выражения и ОТС был найден. В обеих группах было установлено, что Col III была выражена в высоких количествах от 1 дня до дня 14, прежде чем она снизилась (одинаковым для обеих групп). MMP-9 концентрации в обеих группах не изменился, но ММП-2 и MMP-3 присутствовали при более высоких концентрациях в течение периода заживления. На 5 день, TNDM была выражена в более высокую сумму в PRP (p < 0.03), но потом снизилась между 15 и 30 дней.
Рисунок 1: экспериментальный дизайн исследования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: Хирургическая процедура.
() жилой комплекс после удаления окружающие фасции.
(b) удаление сухожилие plantaris.
(c) удаление раздела ахиллово сухожилие.
(d) 2 сухожилий, которые были удалены. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3: Биомеханические тестирования
(a) Универсальная испытательная машина (106,2 кН).
(b) мышц сухожилие кость комплекс, который будет устанавливаться в крио челюсть.
(c) верхняя и нижняя челюсти cryo
(d) верхняя и Нижняя крио челюсти
(e) комплекс введен в крио челюсти
(f) закрытой крио челюсть содержащий комплекс мышц сухожилие кость, фиксированной в машину. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4: Биомеханические результаты тестирования
Прочность на растяжение, выраженная в Ньютонах (Н) в управления и группы ОТР в разное время точках после операции. Там было увеличение UTS в обеих группах со временем, с группой ОТР, показывая значительно более высокие значения в 15 и 30 дней после операции.
Погрешностей определяет стандартное отклонение (SD). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5: Результаты биомеханические тестирования
Поперечная площадь сухожилия, выраженное в квадратных миллиметров (мм2). Площадь поперечного сечения был значительно выше в группе ОТР до 15 день. После этого Секция был похож в обеих группах.
Погрешностей определяет стандартное отклонение (SD). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6: Гистологические результаты
Представитель продольному сечениям ахиллова сухожилия от контроля и группы ОТР, витражи с Массон в Trichrome. Шкалы бар = 100 мкм. Есть сильнее зеленый окрашивания в сухожилие группы политики репликации Паролей на 5 день. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Тромбоциты имеют важное значение для раннего воспалительной фазы сухожилия, процесс заживления. Когда эти тромбоцитов подвергаются обязательной ткани или факторы, которые вызывают коагуляции, они будут выпускать факторы роста, которые хранятся в α гранул. Вследствие этого взаимодействия внеклеточная матрица макромолекул, синтезированный и Мезенхимальные клетки размножаются. Тромбоциты также имеют эозинофилов действие на клетки-предшественники в циркуляции крови, повышение ангиогенеза и стимулирования клеточной дифференциации6,20.
Биомеханические тестирования было сделано с помощью зажимного устройства, специально сделанные для ex vivo испытания на растяжение ахиллова сухожилия в крыс15. Крио челюсти позволяет замораживание мышцы, добавив жидкого азота, и пяточная кость, которая находится в нижней части образца, напрямую фиксируется в машину. Это очень важно начать испытания на растяжение, когда мышцы полностью жесткой, но до сих пор гибкие сухожилия. Этот метод позволяет избежать повреждения тканей и сохраняет механическую целостность. Также этот метод простой, безопасный, не компрессионный и явно воспроизводимость, как несколько исследований использовали этот метод4,15.
Для поддержки механических результаты, некоторые сухожилия претерпел гистологические оценки. Гематоксилином-эозином показывает большой обзор зарубцевавшиеся ткани и дает общую информацию о количестве клеток и коллаген настоящего. Кроме того измерение hydroxyprolin является полезным, поскольку это аминокислота, можно найти только в коллагена и позволяет обоснование гистологических данных. Однако это нужно делать Masson Trichrome окрашивание, как он показывает гораздо более подробную информацию о осаждения и концентрации коллагеновые волокна4.
Хотя уровень коллагена III мРНК в PRP лечение сухожилия не было изменено, в день 30 мРНК Col, я присутствовал в более высокой концентрации в пострадавшим сухожилий, относились с ОТР. Ранее было показано, что PRP мешает с распространением макрофагов и производства IL-121, который таким образом может избежать чрезмерного воспалительной реакции на ранних этапах процесса заживления11. Вполне возможно, что PRP стимулирует распространение, активации метаболических и превращение мезенхимальных клеток в tenocytes, которые являются активными.
Высокая концентрация TNDM в сухожилиях ОТР группа указывают, что вводили молекул может привлечь клетки, циркулирующие в крови поток и побудить дифференциация к tenocyte фенотип11. Взятые вместе, эти результаты показывают, что только одной инъекции ОТР в разрыв ахиллова сухожилия имеет положительное влияние на ранней стадии заживления и приводит к высокой механической прочностью.
Несколько доклинические исследования уже показали, что PRP улучшает процесс заживления ран, и что различные факторы роста имеют конкретные действия во время этого процесса22. Mazzocca и его команда продемонстрировала, что PRP стимулирует пролиферацию клеток мышц, костей и сухожилий. Из различных препаратов сильно концентрированный PRP без каких-либо белые кровяные клетки оказалось наиболее эффективным лечение23. McCarrell и др. сделал аналогичный эксперимент, тестирование нескольких препаратов ОТР, содержащие различные концентрации на лошади сухожилий PRP и белых кровяных клеток. Препараты, содержащие промежуточных концентрации тромбоцитов и высокая концентрация белых кровяных клеток привело к выбросу выше провоспалительных цитокинов, таких как Ил 1ß и TNFa и Нижняя синтез коллагена. Смеси с высокой концентрацией тромбоцитов и лейкоцитов крови также привело к увеличению воспалительных цитокинов, но синтез коллагена тормозится. В заключение, это означает, что если тромбоцитов концентрация слишком высока, синтез и клеток метаболизма коллагена замедляется24. Босуэлл и др. подтвердили эти выводы25. Наиболее эффективной подготовки PRP таким образом будет содержать тромбоцитов концентрации ниже, чем 106 тромбоцитов/мкл и без белых кровяных клеток.
Основным преимуществом использования ОТР является autogenity. Хотя в нашем исследовании, мы использовали аллогенной ОТР, жертвуя доноров крыс иметь достаточное количество крови. Кроме того принимая кровь из оперированных крыс ослабит их слишком много. Еще одно ограничение этого исследования является то, что все разрывы острых и выступал на здоровых сухожилий, который не всегда является в случае людей, как сухожилия часто разрыва из-за предварительного дегенерации. Эта модель основывается на острые сухожилия травм, не окончательные выводы можно извлечь для дегенеративного Тендинопатии.
С помощью этого метода, есть некоторые важнейшие шаги, чтобы помнить, первый из которых подготовка ОТР, который должен быть как воспроизводимость как можно. Другим важным шагом является хирургическая процедура: удаление сухожилий и мышц сухожилие комплекс должно быть сделано в воспроизводимый способ избежать каких-либо предубеждений. И наконец, подготовка к биомеханические тестирования: жидкого азота добавляется заморозить мышц, и это очень важно, что сухожилия не является замороженным в этом процессе потому, что это может привести к предвзятым результаты, как сухожилия жесткость будет изменена. Это также ограничение исследования, поскольку есть не стандартный протокол для обеспечения, что эластичность сухожилия не изменяется.
Наш метод основе метод, разработанный Вирченко и др. 26, но адаптировать его с помощью крио челюсти, которая защищает сухожилия против внешней агрессии, вызванных зажимы. Основным преимуществом данного метода является, что это воспроизводимый, даже если он еще не стандартизированы. Это дает представление о как сухожилия травм может рассматриваться в организме человека, хотя экспериментов с крысами не всегда перевод также в лечении человека травм. Вполне вероятно, что адаптированный вариант этого метода может быть полезным в лечении этих травм в будущем, подтверждается тем фактом, что он прост в использовании, имеет относительно низкую стоимость и менее инвазивна, чем другие методы.
Отсутствие конфликта интересов объявил.
Это исследование было поддержано стандартных де Льеж и Лежён - Lechien предоставляет Леон Frédéricq средств.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Xylazine (Xyl-M) | VMD | none | anesthetic |
Ketamin (Jétamine 1000 CEVA) | CEVA Santé Animale | none | anesthetic |
Buprenorphin (Vetergésic Multidosis) | ALSTOE | none | Painkiller |
iso-Betadine | MEDA-Pharma | none | Desinfectant |
resorbable yarn Vicryl 6/0 | Johnson & Johnson | ||
Nembutal | CEVA Santé Animale | none | Anesthetic |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | P6148 | Preserves structure of the tissue |
Isopropanol 100% | VWR | 20,922,364 | |
Ethanol 95% | VWR | 20,823,362 | |
Xylene | VWR | 28973.363 | |
Paraffin | VWR | LEIC3950.1006 | |
Hematoxylin | Millipore | 1.15938.0025 | Colorant |
Eosin | Millipore | 1.15935.0100 | Colorant |
Eukitt | Sigma-Aldrich | 3989 | Mounting Medium |
CaCl2 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены