Method Article

改良异位异体下肢骨皮瓣模型在大鼠转化血管化复合同种异体移植研究中的应用

DOI:

10.3791/59458

⸱

April 26th, 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Christine M. Kleinert Institute for Hand and Microsurgery, 2Cardiovascular Innovation Institute, University of Louisville, 3Kentucky Spinal Cord Injury Research Center, University of Louisville, 4Department of Physiology, University of Louisville

In This Article

Summary

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

血管化复合同种异体移植为移植受者提供了改变生活的益处, 但移植排斥反应和血管病变的生物学原因仍然鲜为人知。这里介绍的啮齿类动物手术模型提供了一个可重复的, 临床相关的移植模型, 使研究人员能够评估排斥事件和潜在的治疗策略, 以防止其发生。

Abstract

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

血管化复合同种异体移植 (VCA) 是重建手术中一个比较新的领域。人类 VCA 的临床成就包括手部和面部移植, 以及最近的腹壁、子宫和泌尿生殖系统移植。功能结果超出了最初的预期, 大多数受惠者的生活质量得到改善。然而, 随着临床经验的积累, 必须解决免疫抑制引起的慢性排斥反应和并发症。在移植失败的许多情况下, 病因病理是缺血性血管病变。VCA 相关的急性和慢性排斥反应的生物学机制, 特别是缺血性血管病, 是重要的研究领域。然而, 由于 VCA 患者数量很少, 在实验模型中更好地解决了对拟议机制的评价问题。多个小组使用动物模型来解决 VCA 排斥和血管病变中一些相关的未解决的问题。文献中描述了几种涉及各种物种的模型设计。本文提出了一种可供大鼠应用于翻译 VCA 研究的大鼠 vca 异位后肢肌皮瓣的重现模型。该模型允许对移植物进行连续评估, 包括活检和不同的成像方式, 同时保持较低的发病率。

Introduction

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

截肢、爆炸伤、恶性肿瘤和先天性缺陷造成的灾难性组织损失的重建手术受到患者组织供应和供体部位造成的额外发病率的限制。在某些情况下, 如烧伤受害者或四边形截肢者, 患者无法获得重建的可行组织。1964年, 厄瓜多尔进行了首次现代手部移植。虽然这是一个技术上的成功, 免疫抑制在当时可用的是不足以防止排斥, 和移植丢失不到 3周 1.1998年和 1999年, 在法国里昂2号和美国肯塔基州路易斯维尔3号进行了免疫抑制现代的第一手移植.重建外科医生第一次可以像那样取代。面部移植于 2005年首次进行, 目前正在进行其他一些 vca 移植, 如腹壁5、子宫和泌尿生殖系统移植 6。

与固体器官移植不同, 大多数 VCA 技术涉及高度抗原性供体皮肤的存在。临床经验已经确定, 急性排斥皮肤是相对容易控制, 但可能有助于慢性排斥的基础组织和血管, 这对治疗没有很好的反应7。与同种异体免疫反应相关的血管功能障碍是 VCA7领域更不祥的障碍。大血管病变会导致灌注缺陷、延迟愈合和炎症疾病。手部移植受者均发生血管扩张性血管病变....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

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

所有动物手术都是根据路易斯维尔大学动物护理和使用机构委员会 (iac委员会批准的18198号议定书) 和国家卫生研究院 (NIH) 《动物护理和使用指南》批准的协议进行的。实验动物10。四个月大的男性布朗-挪威 (RT1。A) 和4个月大的男性刘易斯 (RT1。Al) 大鼠分别被用作 vca 供体和受者。

1. 供体同种异体收获

  1. 用通过室内施用的汽化异氟醚对供体动物进行镇静剂。
  2. 患者移植供体区 (后肢), 以及腹股沟和腹部区域。之后, 用脱毛霜处理, 以减少剪子留下的绒毛量。
  3. 用腹腔内氯胺酮 (60 mg/kg)/xylazine (15 mg/kg)/aceprozine (2 mg/kg) 对供体动物进行深度麻醉。管理 0.2 mL/100 的体重和每小时0.2 毫升的额外剂量。为方便起见, 可以选择在步骤2之前执行此步骤。
  4. 连续监测动物在麻醉期间的呼吸, 体温, 和麻醉深度, 使用脚趾捏退出反射测试。
  5. 手术前在擦洗区域进行 30 u 肝素溶液的皮下注射 (SC), 以防止凝血。
  6. 戴口罩、头套、一次性隔离服和一次性手套。
  7. 将供体动物仰视放在加热垫上。通过准备、擦洗和覆盖手术区域, 包括腿部的腹侧和背部, 产生无菌的手术场。不要....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

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

大鼠 VCA 异位后肢骨髓肌皮瓣模型允许在免疫抑制下长期同种异体移植存活。该模型可靠、重现性好、操作简单。皮瓣隐藏在腹股沟区域, 并构成最小的发病率和不适的动物。皮肤表现是同种异体移植生存和排斥的临床表现 (图 1)。皮瓣设计允许全面的临床监测, 并创造了各种成像技术的机会, 如激光多普勒 (图 2)。皮肤、肌肉和动脉的连续活检使在不同的排斥反应阶段实现组织病理学随访和分析成为可能 (图 3)。

figure-results-1
图 1: 来自移植动物的代表性图像.(A) 在术后第4.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

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

在开发这种 VCA 模型时, 考虑了几个关键问题。首先, 重要的是要包括完整的骨头 (胫骨和腓骨), 骨髓, 和皮肤的移植。虽然成人捐献者的临床手移植不会转移大量的积极造血骨髓, 但对骨髓生态位作用的研究使用的是完整的、血管化的骨头, 而不是切长的骨头, 从而导致暴露的骨髓纤维化。此外, 闭合性骨膜瓣设计可降低感染和出血的风险。骨髓和皮肤都是高度免疫原性组织, 如果需要, 可用于触发免疫反应。其次, 移植物没有必要发挥作用, 因此无需采用需要复杂的骨合成和移植再吸收的原位模型。这也可以防止一些众所周知的麻烦后果的原位模型, 如延长手术和动物不适11,12。然而, 重要的是要注意的是, 异位设计不允许骨骼和软骨的功能结果测量, 以及肌肉功能, 所有这些都是在 VCA 研究中的重要兴趣。第三, 移植物需要可用于成像系统、临床随访和连续活检。最后, 为了吞吐量的目的, 嫁接手术需要很容易地进行没有并发症。考虑到这些因素, 开发了一种改良的大鼠骨灰岩 vca 模型, 将供体 (布朗-挪威) 膝盖和脚踝之间的远端后肢, 包括覆盖皮.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

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

作者没有什么可透露的。

Acknowledgements

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

这项工作得到了主管卫生事务助理国防部长办公室通过第1号奖下的国会指导医学研究方案的支持。W81XWH-13-2-0057。意见、解释、结论和建议是作者的意见、解释、结论和建议, 不一定得到国防部的认可。

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
乙酰丙嗪Henry Schein5700850
Adventitia 剪刀ASSI 
逼近器夹 （双）ASSIABB2V， ABB22V
逼近器夹 （单）FST00398-02
夹具应用镊ASSI CAF4
解剖剪刀ASSISDS18R8
冲洗钝针 27 GSAI
肝素钠试剂25021-400-30
异氟醚Patterson 兽医14043-704-06
珠宝商双极ASSI103000BPS03
珠宝商镊子 #3FST11231-30
盐酸氯胺酮 100 mg/mLZoetis043-304需要 DEA 许可证
酸林格液Hospira0409-7953-03
乳酸林格液 + 5% 葡萄糖Hospira0409-7953-09
美洛昔康Henry Schein11695-6925-2
微镊子ASSI JFAL3
微型持针器ASSIB138
Prograf（他克莫司）5 mg/mL安斯泰来0469-3016-01
缝合线，10-0 ProleneEthiconW2790或 10-0 Ethilon （2830）
缝合线，4-0 涂层薇乔线EthiconJ714D
血管扩张钳ASSID5AZ
甲苯噻嗪维特通13985-612-50
SAS15R8子 乳

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Gilbert Fernandez, J. J., Febres-Cordero, R. G., Simpson, R. L. The Untold Story of the First Hand Transplant: Dedicated to the Memory of one of the Great Minds of the Ecuadorian Medical Community and the World. Journal of Reconstructive Microsurgery. , (2018).
  2. Dubernard, J. M., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Vascularized Composite AllotransplantationRat Hindlimb FlapHeterotopic Graft ModelMicrosurgical AnastomosisImmunosuppression TherapyChronic RejectionIschemic VasculopathyGraft BiopsyDoppler ImagingFemoral Artery

Related Articles