مقالة منهجية

زرع الأطراف الأمامية لتقويم العظام

DOI:

10.3791/68050

⸱

يوليو 22, 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Departent of Plastic and Reconstructive Surgery, Johns Hopkins University School of Medicine, 2Microsurgery and Preclinical Research Core, Comprehensive Transplant Center, Northwestern University Feinberg School of Medicine, 3Department of Surgery, University of Pennsylvania, 4Department of Plastic Surgery, Campus Charité Mitte | Campus Virchow-Klinikum, Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin and Berlin Institute of Health, 5Berlin Institute of Health, Charité - Universitätsmedizin Berlin, 6Department of Visceral, Transplant, and Thoracic Surgery, Medical University of Innsbruck

* These authors contributed equally

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا ، نقدم بروتوكولا لإثبات جدوى الجراحة المجهرية لزرع الأطراف الأمامية للفئران. قد يكون هذا النموذج بمثابة منصة انتقالية مهمة لأبحاث VCA.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تتضمن زراعة الأوعية الدموية المركبة (VCA) زرع أنواع متعددة من الأنسجة - بما في ذلك الجلد والعضلات والعظام والأعصاب - مما يوفر خيارا ترميميا واعدا للمرضى الذين يعانون من إصابات أو تشوهات رضحية شديدة. على الرغم من إمكاناتها التحويلية ، فقد واجهت VCA تحديات كبيرة مثل رفض الكسب غير المشروع ، ومضاعفات تثبيط المناعة المزمنة ، وتعقيدات التعافي العصبي العضلي.

نحن نستخدم نموذج الطرف الأمامي للفئران كمنصة فعالة من حيث التكلفة وذات صلة تشريحيا لمواجهة هذه التحديات. يعكس الطرف الأمامي للفئران عن كثب تشريح الأطراف البشرية ، مما يعزز التأثير الانتقالي للنتائج التي توصلنا إليها. وقد أثبتت الدراسات السابقة صحة هذا النموذج لقياس التعافي الوظيفي بشكل موثوق ومتكرر ، وبالتالي جعله أداة رئيسية لتقييم مسار الرفض لترقيع الأطراف الأمامية.

علاوة على ذلك ، يوفر النموذج فرصة ثمينة لاستكشاف الأساليب العلاجية المبتكرة ويكون بمثابة منصة ترجمة جيدة لتقنيات الحفظ الجديدة. من خلال مزيد من التحقيق في هذا النموذج ، نهدف إلى تعميق فهمنا للآليات الكامنة وراء رفض الكسب غير المشروع والتعافي العصبي العضلي. في النهاية ، يسعى هذا العمل جاهدا لتمهيد الطريق لتحسين النتائج السريرية ل VCA ، ومعالجة كل من القيود الحالية والتحديات المستقبلية في طب زراعة الأعضاء.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

زرع الأوعية الدموية المركب (VCA) هو إجراء يغير الحياة لإعادة بناء عيوب الأنسجة الشديدة. يشير VCA إلى زرع نسيج مركب يتكون من الجلد والعضلات والعظام والأنسجة الضامة والأوعية الدموية والأعصاب. من شأن المزيد من التحسين والاستكشاف لتقنيات VCA أن يفيد المرضى الذين يعانون من إصابات أو تشوهاتمؤلمة 1. ومع ذلك ، فإن تطبيقه الأوسع يواجه تحديا من خلال العقبات المستمرة مثل رفض الكسب غير المشروع ، والمضاعفات الناتجة عن تثبيط المناعة على المدى الطويل ، والتعافي العصبي العضلي ، والخدمات اللوجستية المحيطة بالزرع.

ظهر نموذج الطرف الأمامي للفئران كخيار مفضل لدراسات VCA نظرا لفعاليته من حيث التكلفة وتشابهه الوثيق مع الخصائص التشريحية والعصبية العضلية البشرية2،3. أظهر عملنا السابق أن هذا النموذج يوفر وسيلة موثوقة وقابلة للتكرار لتقييم التعافي الوظيفيالسلوكي 4. في هذه الدراسة ، نقدم دليلا مفصلا خطوة بخطوة لتقنيات الجراحة المجهرية الأساسية المطلوبة لهذا النموذج.

مع استمرار تطور أبحاث VCA ، سيسمح نموذج الطرف الأمامي للفئران بالتحقيق الميكانيكي لعملية الرفض وتجديد الأعصاب والتعافي الوظيفي العصبي العضلي. يمكن للباحثين استكشاف تقنيات حفظ جديدة ، وتقييم فعالية طرق التروية الآلية ، واختبار العلاجات المناعية الناشئة ، والتي قد تساعد في تقليل الاعتماد الحالي على تثبيط المناعة على المدى الطويل.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم إجراء العمليات الجراحية بموجب البروتوكولات المعتمدة من قبل لجنة رعاية واستخدام بجامعة جونز هوبكنز (RA18M74) وفقا للإرشادات التي وضعتها المعاهد الوطنية للصحة والجمعية الأمريكية لاعتماد رعاية المختبر.

1. إجراء المتبرع (الشكل 1)

  1. إجراء تحريض التخدير عن طريق استنشاق الأيزوفلوران بتركيز 5٪ والحفاظ على 1٪ طوال العملية. ابدأ الإجراء بعد التأكد من مستوى التخدير الدقيق عن طريق قرصة إصبع القدم.
  2. قم بعمل شق محيطي على ارتفاع حوالي 1 سم فوق الكوع. قسم الجلد وفضح الأنسجة السطحية تحت الجلد دون إتلافها (الشكل 1 أ).
  3. تشريح الأنسجة تحت الجلد / اللفافة ، وكي جميع الأوعية السطحية ، وعرضها. بعد ذلك ، سيتم الكشف عن الدالية ، وهي جزء من العضلة الصدرية الكبرى ، والعضلة ثلاثية الرؤوس.
  4. تشريح بصراحة أسفل العضلة الصدرية الرئيسية ، ويكشف عن الأوعية العضدية ، وكذلك العصب المتوسط والزندي (الشكل 1 ب).
  5. كي الوريد السطحي على العضلة الدالية وعبر بشكل قريب ، ثم قم بتحويل العضلة الدالية بشكل عمودي على اتجاه الألياف العضلية. بعد ذلك ، قم بتشريح وتقطيع الصدرية الكبرى والثانوية ، مع الكشف عن الشريان الإبطي والوريد والعصب. (الشكل 1 ج).
  6. قم بعبور العصب المتوسط والزندي والكعبري في نهايته القريبة (مباشرة بعد الانقسام) ، مع الحفاظ على أكبر قدر ممكن من الطول.
  7. تشريح وتحرير الشريان العضدي والوريد.
  8. عبر العضلة ذات الرأسين العضدية ، ثلاثية الرؤوس العضدية ، والعضلة الظهرية العريضة. تأكد من تعرض عظم العضد بشكل صحيح عند الانتهاء من التشريح.
  9. استخدم ملقط rongeur لنقل العظم البعيد إلى حدبة الدالية لعظم العضد.
  10. تحقق برفق من تجويف الشريان العضدي والوريد (الشكل 1C). اغسل الطعم بمحلول ملحي هيباريني سعة 6 مل.
  11. جبل الكفة البوليميد على كل من الشريان العضدي والوريد ، على التوالي (الشكل 1 د).
  12. لف الكسب غير المشروع بشاش قطني مبلل واحفظه على حرارة 4 درجات مئوية.
  13. القتل الرحيم للفأر المتبرع عن طريق جرعة زائدة من مخدر مستنشق (إيزوفلوران). بمجرد عدم الاستجابة تماما لقرص إصبع القدم ، قم بإجراء بضع الصدر واستئصال القلب.

2. إجراء المستلم (الشكل 2)

  1. إجراء تحريض التخدير عن طريق استنشاق الأيزوفلوران بتركيز 5٪ والحفاظ على 1٪ طوال العملية. تأكد من حالة التخدير عن طريق قرصة إصبع القدم.
  2. قم بعمل شق محيطي حوالي 1-2 سم فوق الكوع.
  3. تشريح الأوعية تحت الجلد وكي الأوعية الكبيرة لفضح الدالية ، وجزء من العضلة الصدرية الكبرى ، والعضلة ثلاثية الرؤوس العضدية.
  4. قم بإجراء تشريح حاد أسفل العضلة الصدرية الرئيسية للكشف عن الأوعية العضدية ، وكذلك العصب المتوسط والزندي.
  5. قم بتوصيل الدالية وجزء من العضلة الصدرية الكبرى والصغرى في نهايتها البعيدة ، مما يؤدي إلى تعريض الأوعية العضدية والأعصاب المتوسطة والزندية (الشكل 2 أ).
  6. تشريح وتقاطع العصب المتوسط والزندي في نهايته البعيدة. اربط جميع فروع الأوعية الدموية (الشكل 2 ب).
  7. تقاطع العضلة ذات الرأسين العضدية ، ثلاثية الرؤوس العضدية ، والعضلة الظهرية العريضة لفضح عظم العضد. كي بعناية أي نزيف من العضلات المنقولة.
  8. يعبر عظم العضد عند الحدبة الدالية. استخدم شمع العظام لإغلاق تجويف النخاع.
  9. استخدم قضيبا داخل النخاع لإعادة توصيل تجويف نخاع العظم للمتبرع والمتلقي ، ثم استخدم شمع العظام لإغلاق الاتصال. خياطة العضلة ثلاثية الرؤوس العضدية بخياطة قابلة للامتصاص 6-0 ، وبالتالي إنشاء منصة لمفاغرة الأوعية الدموية.
  10. إجراء الخلايا العصبية فوق العصب مع خياطة متقطعة 10-0 للعصب الكعبري.
  11. قم بإجراء مفاغرة الأوعية الدموية باستخدام تقنية الكفة غير الخياطة (الشكل 2 ج).
  12. قم بإجراء الخلايا العصبية فوق العصب مع قطع 10-0 خيوط لإعادة توصيل الأعصاب المتوسطة والزندية (الشكل 2 د).
  13. أعد توصيل العضلة الدالية والعضلة الصدرية الرئيسية باستخدام الغرز المتقطعة.
  14. أغلق الجرح بخياطة 4-0 غير قابلة للامتصاص.
  15. تطبيق محلول ملحي دافئ ومعقم بنسبة 2٪ من وزن الجسم تحت الجلد في نهاية الجراحة.
  16. راقب لمدة 4 ساعات على الأقل تحت مصباح الاحترار للتعافي. قم بإعادته إلى مرفق إسكان بمجرد أن يكون في حالة تأهب ، ويمكنه استقامة نفسه ، وإظهار حركة منسقة ، والحصول على الماء والغذاء بشكل مستقل.

3. إدارة ما بعد الزرع على المدى الطويل

  1. راقب كل يوم بحثا عن علامات الألم والضيق كما هو موضح أدناه.
    1. تحقق من فقدان الشهية الذي يشير إلى عدم وجود براز في القفص.
    2. تحقق مما إذا كان لا يشرب الماء ، مما يؤدي إلى الجفاف الذي يتضح من خيمة الجلد.
    3. تحقق مما إذا كان منحنيا أو غير راغب في الحركة أو يفضل أحد الأطراف أو يحرس موقع الشق.
    4. تحقق مما إذا كان يفشل في العناية ، وينعكس في معطف مكشكش أو متسخ.
    5. تحقق مما إذا كان يلعق / يخدش بشكل مفرط. تحقق من وجود احمرار وتورم في موقع الشق وتشويه الذات.
    6. تحقق من السلوك العدواني ، خاصة عند محاولة التقاط.
    7. تحقق مما إذا كان يلهث ، ويعاني من صعوبة في التنفس ، ولديه إفرازات أنفية / عينية بنية محمرة.
    8. تحقق من وجود تعفن الدم.
  2. قم بإزالة الغرز بعد 14 يوما من العملية.
  3. تطبيق جرعة ثانية من البوبرينورفين SR (جرعة الفئران: 1.0 ملغ/كغ SC) في اليوم 2 بعد الجراحة (POD2؛ بعد 48 ساعة من الجرعة الأولية).
  4. ابدأ تقييما وظيفيا أسبوعيا في الأسبوع 4 بعد الزرع.
    1. باختصار ، تحت التخدير العام ، قم بإصلاح الطرف الأمامي للحيوان في اختطاف 90 درجة. ضع قطبين إبرتين على بعد 1 مم في الإبط بالقرب من إدخال الصدرية الكبرى على عظم العضد.
    2. تحفيز العصب المتوسط القريب عن طريق الجلد عند 10 فولت للحث على تقلص الكزازية القصوى للمثنيات.
    3. بمجرد أن يشكل الانثناء الرقمي الكامل ممساكا ، ضع حلقة معدنية متصلة بمقياس قوة على راحة اليد وقم بتثبيتها داخل الأرقام المرنة. ثم اسحب مقياس القوة حتى يتم فقد الإمساك ، وتسجيل القوة القصوى (بالنيوتن).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يمكن مراقبة بقاء الكسب غير المشروع وتحديده من خلال الملاحظة العيانية. تظهر الصور التمثيلية لكل من المتابعة قصيرة المدى (POD7) والمتابعة طويلة الأجل (POD120) في الشكل 3. يمكن أن يتعافى الكسب غير المشروع دون علامات نخر واضحة. تظهر بيانات البقاء على قيد الحياة في الشكل 4. يتم حصاد عينات الجلد والعضلات عند نقطة النهاية المحددة. يتم عرض الصور النسيجية التمثيلية في الشكل 5 والشكل 6. يظهر كلا الشكلين سمة نسيجي...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعد زرع الأطراف الأمامية في الفئران نموذجا شائعا الاستخدام في الزرع الترميمي التجريبي لأنه لا يحتوي فقط على أنسجة مركبة وعائية ولكنه يسمح أيضا بتقييم التعافي الوظيفي. تقنية الخياطة التقليدية لمفاغرة الأوعية الدموية معقدة للغاية وتتطلب مهارات جراحية متقدمة تتطلب سنوات من التدريب على الجراحة المجهرية. لتقليل الوقت والتكاليف بشكل كبير ، تم تطبيق تقنية مفاغرة الكفة الوعائية غير المخيطة في نموذج الطرف الأمامي المعدل للفئران. إنه يسرع بشكل كبير من عملية التدريب الجراحي المجهري ويقصر منحنى التد...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

جيرالد برانداشر هو مستشار طبي ل X-Therma و Ossium Health.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا العمل من قبل Grant 1R43HL158398 (NIH) و 5R44AI145782 (NIH) وخلايا ماريلاند الجذعية 2020-MSCRFL-5414. نريد أن نتوجه بخالص الشكر إلى مديرة مختبرنا ، أنجيلا إستيفيز ، لدعمها في هذه الدراسة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
10-0 خياطة صغيرة غير معقمةAROurgicalTK-107038
4-0 خياطة شاربوينت نايلون أسودA1667N
4-0 خياطة شاربوينت بوليسين تفتقG214N
5 مل محاقنMDC2045
6-0 حريرفيشر ScientificNC9742105
ABB-22 V وعاء صغير مزدوجS& T00480
B-1 V مشبك سفينة صغيرة واحدةS & T00462
BD Quincke خياطة إبرة العمود الفقري405073
حاملي الإبرة الدقيقة CastroviejoFST12061-02
Chatilon DFE II قوة متر  AmetekDFE II سلسلة
قطن ذو رأسJH متجر مستلزمات100252
مقص ناعم - كربيد التنجستنFST14569-09
ملقطS & TFRS-15 RM-8
شاش الإسفنجفيشر Scientific22-362178
Halsted-Mosquito HemostatsFST13009-12
HeparinJHH PharmacyNDC 63323-540-05
IV قسطرة Radiopaque 24 GخياطةSMTH5053
المجوهرات ملقط تخثر ثنائي القطب ، الفولاذ المقاومASI103000BPS03
مقص زنبركي دائري مقبض VannasFST15400-12
ملقط خاصS & FRAS-15 RM-8
- الأدوات المتوازنةFST18602-15
للصدأ موسعات السفن T

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schneeberger, S., et al. First forearm transplantation: outcome at 3 years. Am J Transplant. 7 (7), 1753-1762 (2007).
  2. Heinzel, J. C., et al. Evaluation of functional recovery in rats after median nerve resection and autograft repair using computerized gait analysis. Front Neurosci. 14, 593545(2020).
  3. Vela, F. J., et al. Animal models used to study direct peripheral nerve repair: a systematic review. Neural Regen Res. 15 (3), 491-502 (2020).
  4. Kern, B., et al. A novel rodent orthotopic forelimb transplantation model that allows for reliable assessment of functional recovery resulting from nerve regeneration. Am J Transplant. 17 (3), 622-634 (2017).
  5. Sarhane, K. A., et al. Defining the relative impact of muscle versus Schwann cell denervation on functional recovery after delayed nerve repair. Exp Neurol. 339, 113650(2021).
  6. Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. J Vis Exp. (92), e50753(2014).
  7. Furtmuller, G. J., et al. Orthotopic hind limb transplantation in the mouse. J Vis Exp. (108), e53483(2016).
  8. Pendexter, C. A., et al. Development of a rat forelimb vascularized composite allograft (VCA) perfusion protocol. PLoS One. 18 (1), e0266207(2023).
  9. Amin, K. R., et al. Randomized preclinical study of machine perfusion in vascularized composite allografts. Br J Surg. 108 (5), 574-582 (2021).
  10. Rezaei, M., et al. Ex vivo normothermic perfusion of human upper limbs. Transplantation. 106 (8), 1638-1646 (2022).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

الفيديو قريباً

مقالات ذات صلة