实验策略急，慢性损伤后桥的损伤脊髓组织大差距
Summary
Severe spinal cord injuries often result in tissue defects. Two possibilities are described to successfully bridge such gaps to promote tissue adaptation, regenerative responses and functional improvement in rats via implantation of a mechanical microconnector system after acute injury and five weeks after complete spinal cord transection.
Abstract
后一个脊髓损伤（SCI），其中阻碍轴突再生病变芯的疤痕形成。侮辱脊髓肿瘤切除，或创伤性意外事故在促进一般组织修复以及神经纤维再生生长进入及以后的受影响的区域援助造成组织缺损后弥合受伤的部位。两个实验性治疗策略提出：（1）一种新型microconnector装置植入到一个尖锐而完全横断胸大鼠脊髓重新适应切断脊髓组织树桩，并经过SCI网站（2）聚乙二醇灌装慢性损伤大鼠疤痕切除术。此模型中的慢性脊髓损伤是一个完整的脊髓横断其处理之前造成5周。这两种方法都最近取得非常有希望的成果，促进轴突再生，有利于细胞的浸润和功能改进脊髓损伤的啮齿动物模型。
机械microconnector系统（MMS）是带有出口管道系统聚丙烯酸甲酯（PMMA）构成的多通道系统施加负压到MMS管腔从而拉动脊髓树桩成蜂窝结构的孔。其植入到1毫米的组织间隙后的组织被吸入到设备。另外，MMS的内壁微结构更好组织粘连。
在慢性脊髓损伤的方法的情况下，脊髓组织 – 包括疤痕填充病变区域 – 被切除超过4毫米长的区域。显微瘢痕切除后所得腔充满聚乙二醇（PEG 600），其被发现是提供细胞侵入，血管再生，轴索再生，甚至在体内紧凑髓鞘极好底层。
Introduction
创伤性损伤的脊髓不仅导致轴突，但它进一步的结果，其中阻碍任何再生响应组织缺损的损失（综述见1,2）。脊髓组织通常是通过继发变性导致囊肿形成或孔和周围的病变区域丢失。最具实验性的治疗措施集中在不完全性脊髓损伤局部一样横断，挤压或挫伤损伤健康组织的剩余边缘。对于像创伤性意外或外科手术，肿瘤一样切除导致总横断完全性损伤，只有极有限的治疗选择今天3,4可用。完成横断后，脊髓断端回缩组织结果技工紧张，而使脊髓小的差距。大多数战略集中在填充组织，细胞或矩阵5,6这一空白。
这里，不同的策略提出，使用一种新的microconnector装置7分离的树桩即重新适应。为了重新适应两个树桩，机械力已被应用作为轻微的负压来完成这个（ 图1）。机械microconnector系统（MMS）是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的与蜂窝状孔（ 图1A）和设置有一个出口管道系统中的多通道系统。它被注入到从大鼠（ 图1C）完整脊髓横断造成的组织间隙。一个管可连接到一个真空泵来施加负压到MMS（ 图1D）。压力拉动断开脊髓树桩到MMS的蜂窝状孔，其具有微结构化壁以保持组织就位时压力被释放（ 图1B）。管可以在手术后原封不动并连接到一个渗透性微型泵，以便注入的物质进入病灶核心（ 图1E-F）。
除了脊髓另一种类型的从手术移除脊髓肿瘤的或固体慢性损伤疤痕导致几毫米，这不能由MMS迄今克服大组织间隙完全损伤的结果的一种急性横断。大多数患者脊髓损伤的慢性损伤受损。在这些患者中，一个充分发展的瘢痕占据病变芯。手术切除病灶疤痕是其中SCI实验后8,9，目前调查处理的概念。而切除过程本身可以不产生相当大的额外伤害来执行，需要得到的组织间隙与合适的基质，它允许并促进组织的再生，并且在脊髓损伤的特定情况下，神经纤维再生桥接维护和促进运动功能。它是发现，低分子量聚乙二醇（PEG 600）是用于此目的的非常合适的材料。其缺乏免疫原性和非常低的粘度允许平滑集成到周围的组织。生物聚合物的插入单独促进有益细胞，包括内皮细胞，周雪旺氏细胞，和星形胶质细胞，以及入侵-非常重要的-降和通过紧凑髓鞘8升纤维束以及它们ensheathment的轴突的再生和伸长率。发现这些再生的反应由持久功能改进陪同。切除瘢痕组织和PEG 600的随后植入的组合呈现桥接实质性脊髓组织缺损的安全和简单的，但非常有效的手段。
Protocol
Representative Results
Discussion
这里有两个不同的手术方法呈现给弥补后（1）急性完全横断和MMS植入和（2）慢性脊髓损伤和纤维瘢痕切除加PEG基质植入脊髓组织的空白。这两种策略导致组织保存和轴索再生，以及对治疗的动物的显著运动功能改善。彩信手术后该公司缝合硬脑膜植入脊髓内的MMS充足的固定是关键技术的一步。
彩信持有进一步治疗潜力由于其实现的内部微通道系统，其允许治疗活性液体局部…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
German Legal Casualty Insurance (DGUV), Research Commission of the Medical Faculty of the Heinrich-Heine-University
Materials
| PEG 600 Ph Eur | Merck/VWR | 8,170,041,000 | |
| Gelastypt gelatine sponge | sanofi Aventis | PZN-8789582 | |
| Nescofilm Sealant | Roth | 2569.1 | |
| Baytril | Bayer | ||
| Rimadyl (Carpofen) | Pfizer | ||
| Forene (Isoflurane) | Abbvie | ||
| Kodan (skin disinfectant) | |||
| Histoacryl (tissue glue) | |||
| Friedman-Pearson Rongeur, 1 mm cup, straight | Fine Science Tools | 16020-14 | |
| Two-in-one Micro Spatula – 12 cm | Fine Science Tools | 10091-12 | |
| Dumont #7 Forceps – Inox Medical | Fine Science Tools | 11273-20 | |
| Dumont #5/45 Forceps – Inox Medical | Fine Science Tools | 11253-25 | |
| Spinal cord hook | Fine Science Tools | 10162-12 | |
| Scissors | Fine Science Tools | 14078-10 | |
| Clamp | Aesculap | EA016R | |
| Ethicon Vicryl 4-0 | |||
| Bepanthen Augen- und Nasensalbe | Bayer | ||
| Anatomical forceps | Fine Science Tools | 11000-13 | |
| Self-retaining retractor | Fine Science Tools | 17008-07 | |
| Skin clamp | Fine Science Tools | 13008-12 | |
| Aluspray | Selectavet |
Referenzen
- Ramer, L. M., Ramer, M. S., Bradbury, E. J. Restoring function after spinal cord injury: towards clinical translation of experimental strategies. The Lancet. Neurology. 13 (12), 1241-1256 (2014).
- McDonald, J. W., Howard, M. J. Repairing the damaged spinal cord: a summary of our early success with embryonic stem cell transplantation and remyelination. Prog. Brain Res. 137, 299-309 (2002).
- Yoon, S. H., et al. Complete spinal cord injury treatment using autologous bone marrow cell transplantation and bone marrow stimulation with granulocyte macrophage-colony stimulating factor: Phase I/II clinical trial. Stem Cells. 25 (8), 2066-2073 (2007).
- Brotchi, J. Intrinsic spinal cord tumor resection. Neurosurgery. 50 (5), 1059-1063 (2002).
- Estrada, V., Tekinay, A., Muller, H. W. Neural ECM mimetics. Prog. Brain Res. 214, 391-413 (2014).
- Tetzlaff, W., et al. A Systematic Review of Cellular Transplantation Therapies for Spinal Cord Injury. J.Neurotrauma. 28 (8), 1611-1682 (2010).
- Brazda, N., et al. A mechanical microconnector system for restoration of tissue continuity and long-term drug application into the injured spinal cord. Biomaterials. 34 (38), 10056-10064 (2013).
- Estrada, V., et al. Long-lasting significant functional improvement in chronic severe spinal cord injury following scar resection and polyethylene glycol implantation. Neurobiol. Dis. 67, 165-179 (2014).
- Rasouli, A., et al. Resection of glial scar following spinal cord injury. J.Orthop.Res. 27 (7), 931-936 (2009).
- Schira, J., et al. Significant clinical, neuropathological and behavioural recovery from acute spinal cord trauma by transplantation of a well-defined somatic stem cell from human umbilical cord blood. Brain. 135, 431-446 (2011).
