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方法文章

原位 横行腹直肌皮瓣:一种皮肌缺血再灌注损伤的大鼠模型

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DOI:

10.3791/50473

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2013年6月8日

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本文内容

摘要

游离组织移植广泛应用于重建手术中,以在肿瘤切除或创伤后恢复形态与功能。手术前对组织进行预处理可能改善手术效果。本文描述了一种在大鼠体内实施的原位横腹直肌皮瓣(TRAM),用于测试组织预处理策略。

摘要

游离组织移植是修复无法通过局部方法处理或需要复合组织修复的复杂缺损的重建外科金标准。缺血再灌注损伤(IRI)是导致游离皮瓣部分失败的已知原因,目前尚无有效治疗方法。建立该损伤的实验模型通常成本较高,不仅因为传统上需使用较大型哺乳动物,还由于操作技术难度大,通常需要经验丰富的显微外科医生参与。本出版物及视频展示了一种在大鼠中有效建立IRI模型的方法,该方法无需显微外科技术。该手术方案是一种 原位 腹直肌皮瓣(TRAM皮瓣)缺血-再灌注损伤模型,采用无创血管夹模拟该手术相关的缺血-再灌注损伤过程。使用激光多普勒成像(LDI)扫描仪评估皮瓣灌注情况,并利用图像处理软件Image J分析皮肤存活面积百分比,作为损伤程度的主要评价指标。

引言

本实验方案的目的是建立一种可靠且可重复的缺血-再灌注损伤模型,以模拟游离组织移植中观察到的缺血-再灌注损伤,从而为干预策略的研究提供平台。

游离组织移植是指将一块孤立的组织完全离断血管供应,随后通过将皮瓣断离的血管与受区部位的宿主血管进行吻合,实现该组织的自体移植。该手术称为游离组织移植术(FTT),所移植的组织被称为游离皮瓣。

游离组织移植是修复复杂复合缺损的金标准方法,当局部修复方案不适用或不可行时尤应采用此法。1-4 缺血-再灌注损伤(IRI)在游离组织移植中不可避免,可导致皮瓣失败5,6,目前尚无有效治疗方法。由于游离皮瓣手术属于择期手术,因此可在术前给予药物干预以诱导对缺血-再灌注损伤的预处理保护作用。

缺血-再灌注损伤(IRI)通过内皮细胞活化和代谢功能障碍7 、毛细血管通透性增加及继发性间质水肿7、炎性细胞浸润8、炎性介质释放、活性氧物质生成9 以及补体沉积10 ,导致微循环血流受损。这一复杂的缺氧及随后再灌注损伤过程最终引发细胞死亡。建立肌皮瓣缺血-再灌注损伤模型可用于评估预处理策略对临床结局的有效性。近期研究通过比较人体受试者中观察到的分子变化与现有动物模型数据,已证实动物IRI模型可作为人类IR....

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方案

所有手术均遵循英国政府内政部和爱丁堡大学兽医服务部门制定的指南进行。

1. 手术操作设置注意事项

  1. 更换为清洁的手术服、手术衣、刷手帽和口罩。使用含2%氯己定的70%异丙醇清洁手术室所有表面及设备。
  2. 手术前,将手术中使用的所有手术用品和器械进行高压灭菌。每次手术所需的无菌包应包括:3块手术巾、纱布、棉签、硅胶片及手术器械,参见特定手术材料与工具列表。 图1称重实验大鼠,并计算应皮下注射的布托啡诺剂量(0.04 mg/kg),在手术结束前1小时给予。准备以下物品:用于术中皮下补液的3支1 ml注射器、2根6-0 Vicryl缝线、1根5-0 Ethilon缝线、带刻度的无菌标记笔、10号一次性手术刀片、4–5副无菌手套以及手持电凝仪。
  3. 将4个10 ml无菌的0.9%生理盐水小瓶置于37 °C温水浴中,用于皮下补液(1 ml/kg/hr)及冲洗手术部位。设置恒温毯、直肠探头、加热灯、手术显微镜和麻醉装置。打开激光仪及其软件,另设一套麻醉装置,并在动物扫描时所卧的黑色垫子下方放置加热垫。
  4. 使用体重为250–300 g的雄性Lewis大鼠,在标准条件下饲养7天,自由摄食和饮水 随意摄取 在任何手术操作之前,均采用12小时光照-12小时黑暗循环。

2. 麻醉与皮肤准备

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结果

大鼠模型比大型动物模型更经济实惠36,天生具有较强的抗病能力,且可进行基因操作。过去认为,皮肤松弛的动物(如啮齿类)与皮肤紧贴的动物(如人类和猪)在皮肤血供分布上存在差异。在皮肤松弛的动物中,皮肤主要由直接穿行于皮下脂肪层并到达表层皮肤的皮穿支血管供血(图4);相比之下,皮肤紧贴的动物则通过穿行于深层肌肉中的血管,经肌皮穿支向表层皮肤组织供血(图4)。因此,人们曾担忧皮肤松弛的动物是否适用于皮瓣研究。然而,Taylor 关于血管区(angiosomes)的研究表明,大鼠皮肤中存在一些特定区域,其血供方式与人类相似,均通过肌皮穿支供血。腹前壁即为这样一个区域,临床上常用的横行腹直肌肌皮瓣(TRAM瓣)即基于此区域37,36,15。

相关解剖结构

在大鼠中,腹壁上深血管是主要的血管蒂,有六到十条穿支血管穿过腹直肌前鞘,供应其上方的皮肤组织。13,15 大鼠的腹壁上深血管在剑突水平进入腹直肌,并向耻骨方向.......

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讨论

修改与故障排除

本方案在实验系统中重现了游离组织移植中观察到的缺血-再灌注损伤(IRI),有助于进一步理解该过程,并为探索减轻IRI和改善预后的策略提供了途径。若改用非优势的深部下腹壁上血管蒂,或延长缺血时间,可轻易地造成更严重的损伤。

技术的局限性

大鼠的腹前壁皮下脂肪明显少于接受TRAM皮瓣乳房重建手术的大多数女性的腹前壁。本文所述模型专门用于模拟肌皮瓣中的缺血-再灌注损伤,以便通过皮肤坏死和灌注情况作为结局指标来评估预处理疗法的效果。本文详述的手术方法并未专门模拟在人类TRAM皮瓣中出现的脂肪坏死等问题,因为在进行较大乳房重建以形成足够突度时,常有意切取含有显著脂肪成分的皮瓣,从而导致此类问题的发生。

本方案未展示对微循环的直接体内观察,但该技术已在 cremaster 肌肉模型48以及骨肌皮瓣模型中有所描述7,49-51。TRAM 模型是一种肌皮瓣模型,如果.......

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致谢

本工作由医学研究理事会资助项目 G1000299 资助。

通讯作者谨此感谢爱丁堡大学的 Gary Borthwick 在手术过程中提供的协助。

作者谨此感谢海伦·道格拉斯(Helen Douglas)和艾恩·麦凯(Iain Mackay)提供的建议,并感谢他们允许我们观摩其腹壁下深动脉穿支皮瓣(DIEP皮瓣)手术(英国格拉斯哥皇家医院卡尼伯恩整形外科中心,城堡街84号,格拉斯哥,邮编G4 0SF)。

作者还要感谢爱丁堡大学的 Gary Blackie 在制作本文视频过程中提供的帮助。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
Moor LD12 激光多普勒成像扫描仪http://gb.moor.co.uk/product/moorldi2-laser-doppler-imager/8
完整的恒温毯系统,带柔性探头。小型。230 VAC,50 Hz507221Fwww.harvardapparatus.com
Graeffe 钳,0.8 mm 尖端,弯曲11052-102, http://www.finescience.de
Acland钳00398 VB-1 ’V’ 用于动脉和静脉的图案钳。 http://www.merciansurgical.com/acland-clamps.pdf
钳夹施加器CAF-4http://www.merciansurgical.com/acland-clamps.pdf
双极电凝仪726067www.harvardapparatus.com
微血管扩张器 11 厘米 0.3 毫米尖端 00124D-5a.2http://www.merciansurgical.com
微型珠宝镊子 11厘米弯头 00109JFA-5bhttp://www.merciansurgical.com
微型珠宝镊子 11 厘米直头 00108JF-5http://www.merciansurgical.com
Acland单侧夹 B-1V(一对)396http://www.merciansurgical.com
显微剪圆柄 15 厘米直刃67http://www.merciansurgical.com
虹膜剪 11.5 cm 弯型 EASY-CUTEA7613-11http://www.merciansurgical.com
14厘米直刃斜面剪刀 EASY-CUTEA7652-14http://www.merciansurgical.com
德福持针器 12 cm TC703DE12http://www.merciansurgical.com
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Image J 软件http://rsbweb.nih.gov/ij/
蔡司 OPMI picohttp://www.zeiss.co.uk/
手术显微镜
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参考文献

  1. Wang, X., et al. Free anterolateral thigh adipofascial flap for hemifacial atrophy. Ann. Plast. Surg. 55 (6), 617-622 (2005).
  2. Eckardt, A., Fokas, K. Microsurgical reconstruction in the head and neck region: An 18-year ex....

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