Summary
حاليا أي نوع من فاسكولاريزيد اللوترانسبلانتيشن مركب يعتمد على الطويل-الأجل-الكبت المناعي، صعوبة في تأييد لدلائل على غير الحياة الحرجة. نحن نقدم نموذج VCA قصبي الخنزير جديدة التي يمكن استخدامها لدراسة العظام لفشع وشرح استخدام الأوعية الجراحية للحفاظ على سلامة العظام دون الحاجة إلى تعديل المناعة طويلة الأجل.
Abstract
فقدان العظام المجزأ الناجمة عن الصدمات النفسية، والإصابة بالأورام الخبيثة، وخلقية يظل تحديا رئيسيا ترميمية. الخيارات العلاجية الحالية باحتمال كبير للفشل والاعتلال كبيرة.
استخدام العظام vascularized المركب اللوترانسبلانتيشن (VCA) سوف تقدم كل مباراة وثيق حجم العظام مستأصل والشكل والشفاء وإعادة عرض إمكانيات المعيشة العظام. وفي الوقت الراهن، مطلوب المخدرات مدى الحياة الكبت المناعي (ق. أ). سمية الجهاز والعدوى الانتهازية والأورام المخاطر تشكل مصدر قلق لعلاج هذه المؤشرات غير قاتلة.
لقد أظهرنا سابقا قد الإبقاء صلاحية VCA العظام والمفاصل في الفئران والأرانب دون الحاجة إلى الكبت المناعي الطويلة الأجل بغرس الأوعية المشتقة المستفيدة داخل VCA. فهو يولد دوران نيوانجيوجينيك الغازي، مع تدفق قابلة للقياس والعظام النشطة يعيد البناء، والتي تتطلب فقط 2 أسابيع هو. كما تختلف الحيوانات الصغيرة من رجل كبير في التشريح والفسيولوجيا العظام وعلم المناعة، قمنا بتطوير نموذج VCA عظم الخنزير لتقييم هذه التقنية قبل الشروع في التطبيق السريري. وتستخدم الخنازير مصغرة حاليا على نطاق واسع للبحث اللوترانسبلانتيشن، نظراً لأوجه التشابه بينها المناعية والتشريحية والفسيولوجية والحجم للرجل. هنا، يمكننا وصف العظام قصبي أورثوتوبيك خنزيري جديد VCA النموذجية لاختبار دور الأوعية الجراحية الغازي للحفاظ على استمرارية VCA.
زرع العيوب العظم قصبي المجزأ يعيد بناء نموذج باستخدام مطابقة حجم وشكل شرائح العظم قصبي متمكنة، عبر كبير الخنازير الكريات البيض مستضد (SLA) عدم تطابق في يوكاتان مصغرة الخنازير. يتم تنفيذ إصلاح السفينة المغذيات وغرس المتلقية سفن الغازي المشتقة في قناة النخاع العظم قصبي متمكنة شرائح في تركيبة مع المتزامن هو قصيرة الأجل. هذا يسمح بتداول نيوانجيوجينيك الغازي لتطوير من الأنسجة مزروع، الإبقاء على التدفق من خلال سفن المغذيات متمكنة لفترة قصيرة. متى تم إنشاؤه، تداول الغازي الجديد يحافظ على بقاء العظام بعد وقف العلاج بالعقاقير وتجلط الدم السفينة المغذيات اللاحقة.
Introduction
تؤدي عيوب العظمى قطعي كبير من الصدمة أو الإصابة أو الجراحة تجنيب أطرافهم بعد خبيثة. خيارات البنائية الحالية مثل تطعيم العظم vascularized الغازي ونقل العظام واستبدال الأطراف الاصطناعية و cryopreserved allografts نخرية، تستخدم وحدها أو في تركيبة، مقترنة باعتلال كبير ولديها معدلات عالية من مضاعفات1،،من23.
وجود شبكة microvascular ضروري لتشكيل والتوازن من العظام، ودعم أوستيوجينيك وتشوندروجينيك والخلايا الجذعية الوسيطة المطلوبة ل إصلاح العظام4.
زرع الأعضاء الحية متمكنة العظام، شكلاً من أشكال الأنسجة المركبة فاسكولاريزيد اللوترانسبلانتيشن (عظم VCA)، يقوم بملامسة ميكروسورجيكال من بيديكلي المغذيات، قد يمثل بديلاً ترميمية مستقبلا. مثل cryopreserved العظام متمكنة، تقدم الاستقرار الفوري عن كثب مطابقة مورفولوجيا عيب العظام. مثل الاختلاس vascularized الغازي، فإنه يوفر تعزيز الشفاء وإعادة عرض للمعيشة العظام الأنسجة. وتظل العقبة في أي إجراء اللوترانسبلانت حاجة طويلة-الأجل-الكبت المناعي (ق. أ). والمشكلة أكثر حدة في أنسجة العضلات والعظام، التي تتطلب جرعات المخدرات أكبر من 2-3 مرات من زرع5. مخاطر مصاحبة بما في ذلك السمية الشاملة لأعضاء أو خبيثة أو العدوى أو تطور الاختلاس – مقابل – المضيف المرض يصعب تبرير في هذه التطبيقات الحرجة نونليفي6. ومع ذلك، تظل الحلقات الرفض الحاد والمزمن قضية رئيسية مع المدى الطويل الحالي هو7. الجهود الجارية عن كثب تطابق histocompatibility المستضدات، والحث على التسامح الخاصة بالجهات المانحة و/أو تحسين العلاج المناعي المخدرات لا حتى الآن بشكل روتيني نجحت في السماح ببقاء الأنسجة السريرية خالية من المخدرات8،9.
قد أثبتنا سابقا وسيلة للحفاظ على العظام صلاحية لفشع وتعزيز العظام يعيد البناء في نماذج حيوانية صغيرة بتعزيز تداول الغازي الجديد في زرع العظام. يتم ذلك عن طريق استخدام الأوعية جراحية إضافية من الأنسجة الغازي مزروع10،،من1112. يتم زرع شرائح العظام متمكنة ميكروسورجيكالي مع ملامسة بيديكلي قطعة العظم المغذيات. وبالإضافة إلى ذلك يتم مزروع المستمدة من المضيف السفن في قناة النخاع الجزء العظم فاسكولاريزيد متمكنة. أثناء هذه العملية 2-أسبوع، يتم الاحتفاظ سالكيه السفينة المغذيات متمكنة بالكبت المناعي المخدرات. بعد انسحاب هو، في نهاية المطاف بيديكلي المغذيات ثرومبوسي13. السرير الشعرية الجديدة، واستنادا إلى هذه السفن المستمدة من المضيف يوفر تداول كافية للمحافظة على سلامة الأنسجة. عظم تضميد الجراح وإعادة عرض تتعزز منذ تكون العظم والأوعية إلى جانب10،،من1112. لا مزيد من العلاج المناعي المطلوب والحفاظ على بقاء العظام الطويلة الأجل على الرغم من المضيف مناعي المختصة وغياب التسامح الخاصة بالجهات المانحة.
ترجمة لهذا الأسلوب رواية من اللوترانسبلانتيشن العظام في الممارسة السريرية أفضل ينبغي أن يسبقه إجراء مزيد من الدراسة للشفاء والميكانيكية من خصائص وعلم المناعة في نموذج حيوانات كبيرة. نموذج الخنزير يعتبر مثاليا لهذه VCA البحوث14،،من1516. مصغرة الخنازير قابلة للمقارنة في الحجم وتشريح للرجل، والسماح بإعادة بناء الهيكل العظمى استخدام تقنيات ويزرع الجراحية متطابقة أساسا. علم المناعة الخنازير تحديداً جيدا، بما في ذلك haplotypes مستضد (SLA) الكريات البيض الخنازير وأنواع الدم، اللازمة لجراحة زرع الأعضاء. دراسات النسب الخلية الممكنة مع زرع متطابقة الجنس، وكذلك تحليلات مفصلة للاستجابات المناعية17،،من1819،،من2021.
هنا، نحن تصف نموذج اللوترانسبلانتيشن VCA العظام في يوكاتان الخنازير مصغرة، مناسبة للدراسة من فقدان العظام المجزأ وإعادة الإعمار. يمكن استخدام هذا النموذج للتحقيق في التفاعل بين العمليات الجراحية الأوعية وهو قصير الأجل على عظم VCA البقاء على قيد الحياة ووظيفة، بما في ذلك النسب أوستيوسيتي، العظام تدفق الدم، وتضميد الجراح وإعادة عرض القدرات، اللوريسبونسيفينيس، والميكانيكا الحيوية، وكذلك فيما يتعلق اختبار استراتيجيات مودولاتوري محصنة أخرى مبتكرة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على الدراسة "رعاية الحيوان المؤسسية" واستخدام اللجنة (إياكوك) في "عيادة مايو كلينيك روتشستر". ولاية يوكاتان مصغرة الخنازير يعملون ككل من المانحين والمستفيدين خلال هذا الإجراء الجراحي VCA. المزاوجة بين الجهات المانحة والمتلقية استند إلى الحمض النووي تسلسل الخنازير الكريات البيض هابلوتيبينج مستضد (SLA) لضمان عدم تطابق كبير في مستوى الخدمة 22،23. وكانت الحيوانات مطابقة العمر والوزن ونوع الدم متطابقة. في نفس الوقت فريقين الجراحية تحصد قطعة عظم قصبي النقانق مع السفينة المغذيات من الجهة المانحة وإعداد المستلم للحصول على الجزء المتعلق بوضع أورثوبيكالي العظم قصبي متمكنة. في نفس الوقت مع microvascular إصلاح السفينة مغذيات العظام، وضع حزمة المستمدة من المستلم داخل الجزء قصبي للأوعية الغازي.
1-الإعداد بريسورجيكال
- سريع يوكاتان مصغرة الخنازير اليوم قبل الإجراء وتزن لهم لإدارة العقاقير الخاضعة للمراقبة.
- رزين من الحيوانات مع إكسيلازيني (2 مغ/كغ) والجمع بين تيليتاميني HCL وزولازيبام HCL (5 مغ/كغ)، التي تديرها تحت الجلد.
- مكان قسطرة طرفية المنوال إذن للمخدرات عن طريق الحقن الوريدي، وتسليم المالحة وإدارة البوبرينورفين (0.18 مغ/كغ) والمضادات الحيوية الاتقائية (ز 1 سيفازوليني في الوريد و 5 ملغ/كغ سيفتيوفور العضلي).
- يحلق اللكتات الأيمن والرقبة اليسرى التي ستكون بمثابة موقع الحصاد لقطعة العظم قصبي فاسكولاريزيد وموقع لوضع القسطرة الوريدية المركزية، على التوالي.
- التحقق من العلامات الحيوية ومستوى التخدير باختبار استرخاء عضلات الفم.
- التنبيب الحيوان مع أنبوب داخل رغامى حجم مناسب في ريكومبينسي القصية24.
- نقل الخنازير مصغرة للجدول العملية والاتصال بجهاز التنفس الصناعي للمحافظة على التخدير بإدارة إيسوفلوراني (1-3%).
- تأكيد عمق التخدير عن طريق اختبار ردود الفعل الخفيفة والقرنية بالبيبرال، الحدقة.
- رصد تشبع الأكسجين مع نبض التاكسج انتقال تحقيق تعلق على الإذن. استخدام مسبار الكفة ودرجة الحرارة ضغط الدم لرصد علامة الحيوية الموضعية.
- وضع يوكاتان مصغرة الخنازير في موقف ضعيف على لوح الاحترار. وبالإضافة إلى ذلك، استخدام غطاء الاحترار الجوي القسري أثناء العملية لمنع انخفاض حرارة الجسم.
- استخدام مرهم البيطرية في العيون لمنع جفاف بينما تحت التخدير.
2-حصاد قطعة العظم قصبي Vascularized
- تغسل الساق اليمنى لكل الخنازير مصغرة بمحلول بوفيدون. الجاف للجلد بمنشفة عقيمة وثني أقصى في طريقة عقيمة. تغليف وعزل الطرف المصاب مع ثني شق لاصق مشربة اليود التقليل من مخاطر التلوث.
- تنفيذ شق مع أنتيرولاتيرالي دون مشرط في اللكتات، ابتداء من الركبة، توسيع ديستالي على طول النتوء الأمامي من الساق إلى المشترك تيبيوتالار.
- تشريح الجلد والنسيج تحت الجلد مع مقص، وسحب عضلات المقصورة الأمامية من الساق جانبياً.
ملاحظة: الإفراج عن منشأ العضلات الأمامية الظنبوبي يسهل التعرض. الآن يتعرض الغشاء إينتيروسيوس. - تحديد الشريان الظنبوبي الجمجمة والوريد (لاستخدامها كحزمة لاحقاً لتولد الأوعية الجراحية).
ملاحظة: شريان ظنبوبي الجمجمة والمنطلق تقع على السطح الأمامي للغشاء إينتيروسيوس. - لتحسين مجال الرؤية من المنطوق، والإفراج عن جزء من العضلات الأمامية الدانية من الإدراج، وإزالة جزء من ريدج الدانية باستخدام منشار تتأرجح.
- حماية السفن قصبي الجمجمة، جداً بداية غشاء إينتيروسيوس على مستوى السلية قصبي مع مقص.
- تصور السفن قصبي والذيلية، تشغيل ديستالي تحت الغشاء.
ملاحظة: فرع من السفن قصبي الجمجمة وتؤدي إلى بيديكلي المغذيات من diaphysis قصبي القاصي فقط السلية. الآن أنه من الممكن تصور ثقبة المغذيات والسفن التي تدخل الساق على سطحه الجانبي الخلفي فقط القاصي إلى السلية قصبي. - العلامة بيديكلي المغذيات مع ميكروكلامب. عدم فصل بيديكلي الأوعية الدموية.
- تحديد فرع العضلات في المقصورة الأمامية قصبي قرب ثقبة المغذيات؛ يمكن استخدام هذا لملامسة للسفينة المغذيات اللوترانسبلانت العظام فاسكولاريزيد. وضع علامة على فرع العضلات مع ميكروكلامب.
-
حصاد قطعة العظم قصبي 3.5 سم بما في ذلك بيديكلي والأوعية الدموية.
- استخدام رقصة قطع للتأكد من استئصال العظام الدقيقة واستنساخه. الموقف وإصلاح القطع الرقصة على السطح الآنسي من الساق لتشمل ثقبة المغذيات والسفن.
- واسترشادا بالرقصة، أداء تخفيضات العظام متوازية مع منشار تتأرجح لإزالة قطعة قصبي 3.5 سم. استخدام نفس الموضع والرقصة للبلدان المانحة والمتلقية من الحيوانات لتعظيم حجم وشكل المباراة.
- استخدام رقصة قطع للتأكد من استئصال العظام الدقيقة واستنساخه. الموقف وإصلاح القطع الرقصة على السطح الآنسي من الساق لتشمل ثقبة المغذيات والسفن.
- مرة واحدة قد بذلت كل التخفيضات مع المنشار تتأرجح، تدوير الجزء العظم قصبي لتصور بيديكلي المغذيات على السطح الخلفي. تقسيم بيديكلي المغذيات في أصله من شريان ظنبوبي الجمجمة مع المقص. تشريح ومجانا الجزء قصبي مع مقص، تاركة الكفة رقيقة سمحاق والعضلات على سطحه.
- سحب الجزء العظم قصبي ورفع الجزء العظم قصبي مع بيديكلي في الأوعية الدموية مع المشبك حادة، تاركة شريان ظنبوبي الجمجمة في المكان.
ملاحظة: الجزء العظم vascularized جاهز الآن لنقل ميكروفاسكولار وتم إنشاء عيب عظم قصبي 3.5 سم في كل الخنازير مصغرة يوكاتان. - اضطر السفن قصبي الجمجمة في الكاحل مع بوليجلاكتين الامتصاص خيوط 3-0، تحرير لهم مع الكفة ارتشاح الأنسجة لإنشاء حزمة (AV). إجازة خياطة الجروح على الأقل 5 سم سهولة غرس في الجزء العظم قصبي.
3-أورثوتوبيك العظم قصبي VCA التعمير في تركيبة مع جراحة الأوعية
-
تبادل أجزاء العظم قصبي المقطوع مع ما pedicles المغذيات بين اثنين من الحيوانات لاستخدامها كالعظام VCAs.
- للسماح بمرور الحزمة (AV) الدانية الجمجمة في الجزء العظم قصبي، إزالة الخامس على شكل قطعة من موقع تقاطع الدانية باستخدام منشار تتأرجح.
- حفر حفرة قطرها 0.5 سم في الجزء القاصي من الموقع عيب الدانية العظم وفي قناة النخاع الجزء العظم قصبي وإدخال حزمة AV المتلقية التي قد تم متصلة ديستالي، في القناة إينتراميدولاري لتعزيز اللاحقة الغازي إمدادات الدم الجديد.
-
ضع أورثوتوبيكالي قطعة العظم قصبي vascularized إلى عيب المتلقية.
- Anastomose بيديكلي المغذيات الجزء العظم قصبي للفرع العضلات مستعدة للمقصورة الأمامية الدانية في نهاية إلى نهاية طريقة استخدام تقنية بسيطة توقف خياطة و خيوط 9-025.
- تأكيد سالكيه ملامسة microvascular باستخدام اختبار الحلب26.
-
تحقيق الصدمة باستخدام 9 حفرة 3.5 ملم قفل لوحة.
- ضع لوحة 9 حفرة في أنتيروميديالي الساق. إصلاح اللوحة مع ثلاثة مسامير بيكورتيكال أعلى وأسفل الجزء العظم قصبي. بالإضافة إلى ذلك، وضع مسامير أونيكورتيكال في الجزء العظم قصبي للتثبيت الداخلي. للتأكد من تصحيح وضعية العظام لفشع ولوحة، واستخدام الصورة والصور الشعاعية الجانبية.
- أداء اللفافي وإغلاق الجلد الطبقات باستخدام قطع خيوط قابلة للامتصاص 3-0 و 2-0. وأخيراً ختم الجرح مع خلع ملابس شفافة انسداد.
4. موضع القسطرة الوريدية المركزية في السياق الخارجي جوجولار
-
للدواء بعد العملية الجراحية والمثبطة للمناعة (ق. أ) المخدرات مستوى الرصد، وضع قسطرة وريدية في الوريد الخارجي باستخدام أسلوب فتح. إجراء موضع عند انتهاء الإجراء اللوترانسبلانتيشن تحت التخدير (انظر الفرع 1).
- تنفيذ شق أنتيرولاتيرال في الرقبة مع مشرط. تشريح الأنسجة تحت الجلد مع المقص وفضح حبل الوريد الأيسر.
- وضع قسطرة هيكمان في الوريد من خلال ثقب صغير في حبل الوريد الخارجي وتأمينه بخيوط غير-قابلة للامتصاص. اكستريورز القسطرة في الجزء الخلفي من نفق تحت الجلد.
- تأمين القسطرة للجلد وإغلاق قطع الرقبة في الطبقات باستخدام خيوط قابلة للامتصاص 3-0 و 2-0.
- ضع ضمادات الانسداد على الشق. استخدم ضمادة شبكة صيد السمك للاحتفاظ الضمادات والقسطرة في المكان.
5-بعد العمل الجراحي العلاج والمتابعة
- مباشرة بعد العملية وعلاج الخنازير مصغرة يوكاتان بحقنه عضليا من والايبوبروفين (4 مغ/كغ) للمسكنات بعد العملية الجراحية. إدارة البوبرينورفين (0.18 مغ/كغ) لعلاج ألم كثافة عالية حسب الحاجة.
- تسمح الخنزير لاسترداد لمدة 60 دقيقة ثم العودة الخنزير إلى وحدة العناية المركزة الخاصة بعموم ومراقبة عن كثب حتى الشفاء الكامل.
- نقل الخنازير مصغرة يوكاتان إلى عادي قفص وتوفر متواصلة للوصول إلى الماء والغذاء.
- إدارة فصيلة (0.8-1.5 مغ/كغ/يوم) وأحدثت أجيالاً (MMF) (50-70 مغ/كغ/يوم) شفويا وميثيلبريدنيسولوني الصوديوم سوكسيناتي عن طريق الوريد (بدءاً من 500 ملغ/يوم) لمدة أسبوعين.
- ضبط جرعات يومية من العقاقير المثبطة للمناعة وفقا لمستويات الدم في الحوض، تهدف إلى تحقيق 5.0 30.0 نانوغرام/مللفصيلة و 1.0-3، 5 ميكروغرام/مل لفهيم، على التوالي. تقليل جرعة methylprednisolone تدريجيا حتى يتم التوصل إلى الجرعة 50 ملغ يوميا.
- إدارة المضادات الحيوية الاتقائية الجنتاميسين (3 مغ/كغ عن طريق الوريد) وسيفتيوفور (5 ملغ/كغ عضليا) لمدة أسبوعين.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وأجرى بنجاح تقنية هو موضح في أربع من جيش تحرير السودان كبرى غير متطابقة يوكاتان مصغرة الخنازير والعيوب قصبي المجزأ أعيد بناؤها باستخدام مطابقة حجم VCA قصبي. إصلاح السفينة المغذيات متزامنة من اللوترانسبلانت العظام وغرس حزمة AV من الحيوان المتلقي داخل قناة النخاع اللوترانسبلانت يسمح بتداول فورية العظام وتطوير إمدادات الدم الغازي الجديدة على مدى الوقت (الشكل 1). قد أنشئت في 16 أسبوعا تداول نيوانجيوجينيك داخل قصبي كل VCAs، تصور بحسابها مايكرو تمجربهك (الصغرى-CT) الأوعية بعد حقن البوليمر أنجيوجرافيك راديوباك (125 مل) إلى السفن فخذي وديكالسيفيكيشن من VCA قصبي (الشكل 2).
الشكل 1 : أورثوتوبيك الدانية العظم الداخلي VCA. رسم تخطيطي يوضح العملية الجراحية. (أ) إجراءات المانحين: حصاد قطعة العظم قصبي مع بيديكلي المغذيات. (ب) تبادل أجزاء العظم الظنبوبي بين جيش تحرير السودان الكبرى متطابقة الخنازير. (ج) الإجراء المتلقي: حزمة غرس: يتم إدراج السفن قصبي الجمجمة بعناية في قناة النخاع. (د) ملامسة ميكروفاسكولار من بيديكلي المغذيات إلى فرع العضلات من الصدمة المقصورة ولوحة الظنبوبي الأمامي من diaphysis قصبي. تستخدم بإذن من "مؤسسة مايو كلينيك" للتعليم الطبي والبحوث. جميع الحقوق محفوظة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 2 : الممثل 3D الصغرى-CT الصورة angiographic قطعة VCA قصبي ديكالسيفيد. تعميم نيونجيوجينيك (السهم الأصفر) يرد بعد نضح بمحلول سليكون راديوباك. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
لا توجد دلائل الكرب أو تشويه الذات الخنازير مصغرة. جميع الجروح تلتئم دون الإصابة والحيوانات أمبولاتيد عادة، في نهاية المطاف قادرة على تحمل الثقل الكامل في الجزء الأيمن تعمل من أول يوم بعد العملية الجراحية في. في نقطة نهاية الدراسة في الأسابيعال 16 جميع الخنازير مصغرة يوكاتان قد اكتسب ما يزيد على 150 في المائة وزن الجسم الأصلي (بريترانسبلانت: 56.0 ± 6.1 مقابل 16 أسبوعا بوستترانسبلانت: 84.5 ± 6.0).
أسبوعين للكبت المناعي، تتألف من فصيلة، أحدثت أجيالاً (MMF) و methylprednisolone succinate المستخدمة للحفاظ على تدفق الدم من خلال بيديكلي المغذيات حتى إمدادات دم الغازي جديدة قد أنشئت داخل متمكنة اللوترانسبلانت العظام. خلال الأسبوع 2 تم أخذ عينات الدم الدوري الكبت المناعي من القسطرة جوجولار لتقييم مستويات الدم المخدرات. تم تعديل الجرعات للحفاظ على مستويات الدم الحوض من 5-30 نانوغرام/ملليلتر لفصيلة و 1-3، 5 ميكروغرام/مل ل MMF (الجدول 1). ذات الصلة بالمخدرات لا مضاعفات حدثت والرامية إلى مستويات الحوض الصغير لفصيلة وأحدثت أجيالاً يمكن تحقيقها (الشكل 3 و الشكل 4).
| المناعة | الجرعة الأولى | مستويات الحوض الصغير | جرعة الصيانة |
| فصيلة | 0.8-1.5 ملغ/كغ/يوم | 5-30 نانوغرام/مليلتر | |
| ← أجيالاً | 50-70 مغ/كغ/يوم | 1-3 ميكروغرام/مل | |
| ميثيلبريدنيسولوني الصوديوم سوكسيناتي | 500 ملغ | 50 ملغ |
الجدول 1: قصيرة الأجل الكبت المناعي البروتوكول. بروتوكول كآبته للأسابيع الأولى 2 زرع وظيفة مع جرعة البداية لفصيلة، أحدثت أجيالاً والبردنيزولون يصور. تظهر مستويات الحوض بالإضافة إلى ذلك تهدف لفصيلة وأحدثت أجيالاً وصيانة جرعة البردنيزولون.
الشكل 3 : مستويات الدم الحوض الصغير لفصيلة. ويرد على الوسيط ونطاق المجال مستويات الحوض المحققة لفصيلة على زرع بعد 2 أسابيع الأولى. أشرطة الخطأ تشير إلى مجموعة المجال. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الشكل 4 : مستويات الدم الحوض الصغير لأحدثت أجيالاً. يظهر متوسط والمجال مجموعة من مستويات الدم الحوض أجيالاً أحدثت خلال فترة إيمونوسوبريسيون قصيرة الأجل من 2 أسابيع. أشرطة الخطأ تشير إلى مجموعة المجال. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
على الرغم من وقف الكبت المناعي بعد أسبوعين، كشف التقييم الإشعاعي الدوري في نقاط زمنية مختلفة (2، 4، 6 و 10 و 16 أسبوعا) من أطرافهم هند حق تعمل بالأشعة السينية التدريجي العظام شفاء خلال الدراسة فترة 16 أسبوعا عندما صنف 27،اثنين من المراقبين المستقلين وأعمى (الشكل 5)28. واستخدمت التحليل الجزئي-CT في الأسابيعال 16 للتحديد الكمي لحجم وكثافة دشبذ، فضلا عن سد تكوين العظام في تقاطعات VCA المضيف/العظام والعظام VCA اللوترانسبلانت مظهر27. صيانة التثبيت الداخلية دون فقدان الحد أو خسارته، تعززه إمدادات الدم الغازي الجديد، يمكن أن يكون أظهر28. وقد تحقق الاتحاد العظمى في جميع تيبياس (الشكل 6).
5 الرقم: العظام تطور شفاء ما يزيد على 16 أسبوعا- واستخدم لتعريف العظام شفاء تطور نموذج انحدار غير خطية. استخدم قيمة R2 لتحديد ملاءمة النموذج للبيانات. باستخدام نظام لتسجيل النقاط، استناداً إلى الصور الشعاعية الصورة والجانبي يندمج عظم VCA إلى عيب العظام القطاعي قد سجل مع قيمة الحد أقصى من 25 نقطة في وقت مختلف النقاط خلال فترة الدراسة (2، 4، 6 و 10 و 16 أسبوعا) اثنين المراقبين المستقلين وأعمى30،31. نموذج الانحدار غير الخطية يصور الوسطية ونطاق المجال للعظام شفاء القيم خلال فترة الدراسة (ص2 = 0.931) عرض العظام مستمرة شفاء التقدم تقارب قيمة 25 في 16 أسبوعا. أشرطة الخطأ تشير إلى مجموعة المجال. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
الرقم 6 : إعادة بناء ثلاثي الأبعاد diaphysis قصبي الخنزير بعد التقييم تمجربهك الدقيقة المحسوبة. الممثل ثلاثي الأبعاد حسبت الصورة من الساق أعيد بناؤها مع تثبيت اللوحة الداخلية في 2 × الحجم الفعلي. في 16 أسبوعا إتمام الاتحاد بعد يظهر العظم قصبي VCAs مع الأوعية الجراحية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
أقسام التحليل النسيجي في الهيماتوكسيلين-ويوزين أونديكالسيفيد الملون، استخدام مقياس هو موضح سابقا رفض الدرجات (أي، معتدل، المعتدل والحاد) كشف أي علامات على الرفض الشديد، حيث يمكن أن تكون علامات خفيفة ومتوسطة للرفض تظاهر في الخنازير الثلاثة (الشكل 7)29.
7 الرقم: صورة الممثل أفقية الهيماتوكسيلين-ويوزين الملون المقطع من VCA قصبي. راديوباك السليكون السفن مملوءة بحل يتم عرض براون (العلامة النجمية). ويعتبر تسلل بطانة العظم خفيف ورد فعل (السهم سميكة) مع ما يزيد على ثلثي الثغرات مليئة أوستيوسيتيس (السهم الصغير) وفقا للعظام قابلة للحياة. 10 X التكبير. شريط المقياس = 300 ميكرون. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
زرع vascularized متمكنة عظم (VCA) قد تمثل خياراً ترميمية مستقبلا لعيوب العظمى القطاعي الكبيرة. ومع ذلك، حاجة طويلة-الأجل-الكبت المناعي (ق. أ) وآثاره الجانبية الهامة اللازمة للعظام بقاء VCA يصعب تبريرها في هذه التطبيقات الحرجة نونليفي6.
وبالرغم من أن السلالات الفطرية للفئران المختبرية قد استخدمت على نطاق واسع في البحوث اللوترانسبلانتيشن لاختبار نهوج مختلفة لتجنب الكبت المناعي الطويلة الأجل، نماذج الخنزير قد توفر مزايا كبيرة8،9 . خنزير صغير يوكاتان مثاليا لدراسة عملية معقدة من العظام رفض VCA. فسيولوجيا، معدل تكوين العظام الجديدة قابلة للمقارنة للرجل (الخنازير 1.2-1.5 ميكرومتر في اليوم الواحد؛ والبشر 1.0-1.5 ميكرومتر في اليوم الواحد على التوالي)32. التشابه التشريحية تمكين استخدام التعمير العظام أورثوتوبيك استخدام تقنيات ويزرع الجراحية متطابقة أساسا. وربما الأهم من ذلك، اللوريسبونسي الخنزير محددة تحديداً جيدا-أدلى بفضل التقدم في الكشف عن سيتوكين الخنزير والتنمية العنقودية المضادة الخنزير من التمايز الأجسام المضادة--يجعل هذا والدراسات الأخرى VCA أكثر صرامة33.
كما هو الحال في أي تطبيق سريرية مماثلة، أسلوب التعمير عيب العظم قصبي الخنزير استخدام العظام وتطالب VCA من الناحية الفنية، التي تتطلب اثنين فريق النهج مع الخبرة الجراحية الكافية في جراحة ميكروفاسكولار والعظام إعادة الإعمار من أجل تحقيق النتائج استنساخه. صيانة الصارم للظروف الموضعية العقيمة والاتقاء بالمضادات الحيوية المحيطة بالجراحة إجبارية لتقليل مخاطر المضاعفات المعدية.
في الدراسات السابقة باستخدام الفئران والأرانب قصيرة الأجل هو الإبقاء على صلاحية اللوترانسبلانتس العظام فاسكولاريزيد في الأسبوعين الأولين من خلال نضح عظم VCA من خلال السفينة المغذيات متمكنة. بعد الكبت المناعي سحب المتلقي مستمدة السفن داخل قناة النخاع المقدمة neovascularization السماح بشفاء VCA العظام الطويلة الأجل واستمرارية10،،من1112. ويمكن تشيميريسم اللوترانسبلانت كبيرة في نقطة نهاية الدراسة، تم اكتشاف34،،من3536. وقد تحركت إلى الأمام والمطبقة لدينا منهجية راسخة في الفئران والأرانب في نموذج الخنزير. هذا النموذج عمليا لاختبار وسيلة جديدة للمحافظة على بقاء الأنسجة دون IS طويلة الأجل في البحوث VCA العظام، باستخدام الأوعية الجراحية من سفن الغازي مزروع جنبا إلى جنب مع هو قصير الأجل، تبديل فعالية تداول العظام من سفن متمكنة للغازي.
ميزة كبيرة لهذا النموذج على العظام الخنزير القائمة الأخرى التي تحتوي على نماذج VCA يتم تصميمها أورثوتوبيك تمكين الوظيفية تقييم تأثير الوزن وتقييم الخصائص الميكانيكية، البيانات التي هي خاصة متفرق14، 37-إليه معقدة من العظام وجهازيه رفض VCA يمكن رصدها بسهولة من خلال التقييم الإشعاعي ونسيجية للجزء العظم قصبي اللوترانسبلانتيد، فضلا عن تحليل الدم المحيطي البيولوجية الجزيئية. في نهاية المطاف تمكن الاعتلال المنخفض الداخلي VCA جراحي العظام العظام الطويلة الأجل البقاء لفشع والتحليل.
التثبيت الداخلية مستقرة، المحاذاة ترخيصات واطرافهم الجزء السليم من العظم قصبي متمكنة ذات أهمية حاسمة للسماح أمبوليشن الخنازير في أول يوم بعد الجراحة وتتطلب تخطيطاً دقيقا بريسورجيكال. طريقة اخترنا استخدام رقصة قطع مصممة تصميماً خاصا لاستئصال العظام الدقيقة واستنساخه جنبا إلى جنب مع لوحة الصدمة مستقرة بما فيه الكفاية للسماح بتثبيت جامدة في اللوترانسبلانتس، حتى في تلك مع تفاوت حجم الحد الأدنى.
واحد الحد من الأسلوب الذي قدم أنه يسمح تقييم لمكونات الأنسجة المختلفة كالجلد والعضلات إلى جانب عنصر فاسكولاريزيد العظام. حين رفرف مركبة بما في ذلك مكونات أنسجة مختلفة من الممكن، صمم هذا النموذج لدراسة اللوترانسبلانتيشن العظام الحصرية كما يختلف الاستمناع ل VCA مختلف الأنسجة كومبونتينتس38.
وفي الختام، توفر هذه المقالة معلومات لإنشاء نموذج حيوان كبير استنساخه بالوراثة محددة للعظام البحوث VCA. هذا النموذج قد تخدم كأساس للدراسات المستقبلية التحقيق في تأثير الأوعية الجراحية على تدفق الدم العظام ويعيد البناء العظم وقد يزيل الحاجة إلى الكبت المناعي طويلة الأجل. وعلاوة على ذلك يمكن استخدامه لتحدد العملية المعقدة للعظام رفض لفشع واختبار استراتيجيات مودولاتوري محصنة أخرى مبتكرة. تعريف haplotypes جيش تحرير السودان والتحديد الكمي للجينات جمهورية يوغوسﻻفيا في الخنازير متطابقة الجنس قد تسمح تحديد مدى تشيميريسم اللوترانسبلانت والدم المحيطي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الكتاب يعلن أن لديهم لا تضارب المصالح المالية.
Acknowledgments
يشكر المؤلفون في "شعبة وسائط الإعلام خدمات الدعم"، عيادة مايو كلينيك روتشستر، مينيسوتا لإنتاج الفيديو وكذلك جورجيوس كوتسوجيانيس لتحرير الفيديو. العمل الفني الممتاز أجرى جيم بوستير، روتشستر بولاية مينيسوتا. بالإضافة إلى ذلك، الكتاب أود أن أشكر مؤسسة البحوث الألمانية (Deutsche الأوقيانوغرافية) لتوفير دعم الرواتب للدكتور ديميترا كوتسوجياني (منحة DFG: كو 4903/1-1). وأيد هذا العمل هدية سخية من طارق عبيد هاء. هذا العمل قد أنجز في مختبر أبحاث Microvascular، إدارة من العظام جراحة مايو كلينيك روتشستر بولاية مينيسوتا.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Xylazine | VetTek, Bluesprings, MO | N/A | 2mg/kg |
| Telazol | Pfizer Inc., NY, NY | 2103 | 5mg/kg |
| Buprenorphine | Zoo Pharm, Windsor, CO | N/A | 0.18mg/kg |
| Cefazoline | Hospira, Lake Forest, IL | RL-4539 | 1g |
| Ethilon sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | BV 130-5 | 9-0 |
| Locking plate | DePuy Synthes Vet, West Chester, PA | VP4041.09 | 9-hole 3.5mm locking plate |
| Vicryl sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | J808T | 2-0, 3-0 |
| Tegaderm | 3M Health Care, St. Paul, MN | 16006 | 15x10cm |
| Hickman catheter | Bard Access System Inc., Salt Lake City, UT | 600560 | 9.6 French |
| Carprofen | Zoetis Inc., Kalamazoo, MI | 1760R-60-06-759 | 4mg/kg |
| Tacrolimus | Sandoz Inc., Princeton, NJ | 973975 | (0.8-1.5mg/kg/day) |
| Mycophenolate Mofetil | Sandoz Inc., Princeton, NJ | 772212 | (50-70mg/kg/day) |
| Methylprednisolone sodium succinate | Pfizer Inc., NY, NY | 2375-03-0 | 500 mg |
| Gentamicin | Sparhawk Laboratories, Lenexa, KS | 1405-41-0 | 3mg/kg |
| Dermabond Prineo | Ethicon, San Lorenzo, Puerto Rico | 6510-01-6140050 | |
| Isoflurane 99.9% 250 ml | Abbott Animal Health | 05260-5 | |
| Lactated Ringer's 1L | Baxter Corporation | JB1064 | |
| Saline 0.9%, 1 L | Baxter Corporation | 60208 | |
| Ceftiofur | Pfizer Canada Inc. | 11103 | 5mg/kg |
| Microfil | Flow Tech Inc, Carver, MA | MV-122 | 125 ml |
| Decalcifying Solution | Thermo Fisher Scientific, Chesire, WA, UK | 8340-1 |
References
- Ham, S. J., et al. Limb salvage surgery for primary bone sarcoma of the lower extremities: long-term consequences of endoprosthetic reconstructions. Ann Surg Oncol. 5, 423-436 (1998).
- Niimi, R., et al. Usefulness of limb salvage surgery for bone and soft tissue sarcomas of the distal lower leg. J Cancer Res Clin Oncol. 134, 1087-1095 (2008).
- Tukiainen, E., Asko-Seljavaara, S. Use of the Ilizarov technique after a free microvascular muscle flap transplantation in massive trauma of the lower leg. Clin Orthop Relat Res. , 129-134 (1993).
- Schipani, E., Maes, C., Carmeliet, G., Semenza, G. L. Regulation of osteogenesis-angiogenesis coupling by HIFs and VEGF. J Bone Miner Res. 24, 1347-1353 (2009).
- Murray, J. E. Organ transplantation (skin, kidney, heart) and the plastic surgeon. Plast Reconstr Surg. 47, 425-431 (1971).
- Ravindra, K. V., Wu, S., McKinney, M., Xu, H., Ildstad, S. T. Composite tissue allotransplantation: current challenges. Transplant Proc. 41, 3519-3528 (2009).
- Lantieri, L., et al. Face transplant: long-term follow-up and results of a prospective open study. Lancet. 388, 1398-1407 (2016).
- Brent, L. B. Tolerance and its clinical significance. World J Surg. 24, 787-792 (2000).
- Utsugi, R., et al. Induction of transplantation tolerance with a short course of tacrolimus (FK506): I. Rapid and stable tolerance to two-haplotype fully mhc-mismatched kidney allografts in miniature swine. Transplantation. 71, 1368-1379 (2001).
- Giessler, G. A., Zobitz, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. Host-derived neoangiogenesis with short-term immunosuppression allows incorporation and remodeling of vascularized diaphyseal allogeneic rabbit femur transplants. J Orthopaedic Res. 27, 763-770 (2009).
- Kremer, T., et al. Surgical angiogenesis with short-term immunosuppression maintains bone viability in rabbit allogenic knee joint transplantation. Plast Reconstr Surg. 131, 148e-157e (2013).
- Larsen, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. A modified vascularized whole knee joint allotransplantation model in the rat. Microsurgery. 30, 557-564 (2010).
- Ohno, T., Pelzer, M., Larsen, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. Host-derived angiogenesis maintains bone blood flow after withdrawal of immunosuppression. Microsurgery. 27, 657-663 (2007).
- Ibrahim, Z., et al. A modified heterotopic swine hind limb transplant model for translational vascularized composite allotransplantation (VCA) research. J Vis Exp. , (2013).
- Solla, F., et al. Composite tissue allotransplantation in newborns: a swine model. J Surg Res. 179, e235-e243 (2013).
- Ustuner, E. T., et al. Swine composite tissue allotransplant model for preclinical hand transplant studies. Microsurgery. 20, 400-406 (2000).
- Ho, C. S., et al. Molecular characterization of swine leucocyte antigen class II genes in outbred pig populations. Anim Genet. 41, 428-432 (2010).
- Ho, C. S., et al. Molecular characterization of swine leucocyte antigen class I genes in outbred pig populations. Anim Genet. 40, 468-478 (2009).
- Morin, N., Metrakos, P., Berman, K., Shen, Y., Lipman, M. L. Quantification of donor microchimerism in sex-mismatched porcine allotransplantation by competitive PCR. BioTechniques. 37, 74-76 (2004).
- van Dekken, H., Hagenbeek, A., Bauman, J. G. Detection of host cells following sex-mismatched bone marrow transplantation by fluorescent in situ hybridization with a Y-chromosome specific probe. Leukemia. 3, 724-728 (1989).
- Leonard, D. A., et al. Vascularized composite allograft tolerance across MHC barriers in a large animal model. Am J Transplant. 14, 343-355 (2014).
- Smith, D. M., Martens, G. W., Ho, C. S., Asbury, J. M. DNA sequence based typing of swine leukocyte antigens in Yucatan miniature pigs. Xenotransplantation. 12, 481-488 (2005).
- Ho, C. S., et al. Nomenclature for factors of the SLA system, update 2008. Tissue Antigens. 73, 307-315 (2009).
- Kaiser, G. M., Heuer, M. M., Fruhauf, N. R., Kuhne, C. A., Broelsch, C. E. General handling and anesthesia for experimental surgery in pigs. J Surg Res. 130, 73-79 (2006).
- Alghoul, M. S., et al. From simple interrupted to complex spiral: a systematic review of various suture techniques for microvascular anastomoses. Microsurgery. 31, 72-80 (2011).
- Acland, R. Signs of patency in small vessel anastomosis. Surgery. 72, 744-748 (1972).
- Kotsougiani, D., et al. Recipient-derived angiogenesis with short term immunosuppression increases bone remodeling in bone vascularized composite allotransplantation: A pilot study in a swine tibial defect model. J Orthopaedic Res. , (2016).
- Riegger, C., et al. Quantitative assessment of bone defect healing by multidetector CT in a pig model. Skeletal Radiol. 41, 531-537 (2012).
- Buttemeyer, R., Jones, N. F., Min, Z., Rao, U. Rejection of the component tissues of limb allografts in rats immunosuppressed with FK-506 and cyclosporine. Plast Reconstr Surg. 97, 149-151 (1996).
- Taira, H., Moreno, J., Ripalda, P., Forriol, F. Radiological and histological analysis of cortical allografts: an experimental study in sheep femora. Arch Orthop Trauma Surg. 124, 320-325 (2004).
- Giessler, G. A., Zobitz, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. Transplantation of a vascularized rabbit femoral diaphyseal segment: mechanical and histologic properties of a new living bone transplantation model. Microsurgery. 28, 291-299 (2008).
- Laiblin, C., Jaeschke, G. Clinical chemistry examinations of bone and muscle metabolism under stress in the Gottingen miniature pig--an experimental study. Berliner und Munchener tierarztliche Wochenschrift. 92, 124-128 (1979).
- Saalmuller, A. Characterization of swine leukocyte differentiation antigens. Immunol Today. 17, 352-354 (1996).
- Pelzer, M., Larsen, M., Friedrich, P. F., Aleff, R. A., Bishop, A. T. Repopulation of vascularized bone allotransplants with recipient-derived cells: detection by laser capture microdissection and real-time PCR. J Orthopaedic Res. 27, 1514-1520 (2009).
- Muramatsu, K., Kurokawa, Y., Kuriyama, R., Taguchi, T., Bishop, A. T. Gradual graft-cell repopulation with recipient cells following vascularized bone and limb allotransplantation. Microsurgery. 25, 599-605 (2005).
- Muramatsu, K., Bishop, A. T., Sunagawa, T., Valenzuela, R. G. Fate of donor cells in vascularized bone grafts: identification of systemic chimerism by the polymerase chain reaction. Plastic and reconstructive surgery. 111, 763-777 (2003).
- Vossen, M., et al. Bone quality and healing in a swine vascularized bone allotransplantation model using cyclosporine-based immunosuppression therapy. Plast Reconstr Surg. 115, 529-538 (2005).
- Lee, W. P., et al. Relative antigenicity of components of a vascularized limb allograft. Plast Reconstr Surg. 87, 401-411 (1991).
