Method Article

Der nächste Schritt: eine neuronale Koaptation Orthotopic Hind Limb Transplantation Modell, um die funktionelle Erholung in Derratzulande zu maximieren

DOI:

10.3791/60777

⸱

August 30th, 2020

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1Comprehensive Transplant Center and Department of Surgery, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, 2Department of Surgery, University of Illinois at Chicago, 3Department of Surgery, Tianjin Occupational Diseases Precaution and Therapeutic Hospital, 4Department of Biomedical Engineering, McCormick School of Engineering, Northwestern University

In This Article

Summary

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Dieses Protokoll stellt ein robustes, reproduzierbares Modell des vaskularisierten Kompositallotransplantats (VCA) dar, das auf die gleichzeitige Untersuchung der Immunologie und funktionellen Erholung ausgerichtet ist. Die In akribische Technik investierte Zeit in eine orthotopische Transplantation mit handgenähten Gefäßanastomosen und neuronaler Koaptation in eine orthotopische Transplantation mit dem rechten Mittelschenkel der Hinterbeine.

Abstract

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Insbesondere die Gliedmaßentransplantation und das vaskularisierte Komposit-Allotransplant (VCA) im Allgemeinen haben ein breites therapeutisches Versprechen, das durch aktuelle Einschränkungen bei der Immunsuppression und funktionellen neuromotorischen Erholung gebremst wurde. Viele Tiermodelle wurden für die Untersuchung einzigartiger Merkmale von VCA entwickelt, aber hier präsentieren wir ein robustes reproduzierbares Modell der orthotopischen Hintergliedsetransplantation bei Ratten, das beide Aspekte der aktuellen VCA-Beschränkung gleichzeitig untersuchen soll: Immunsuppressionsstrategien und funktionelle neuromotorische Erholung. Im Zentrum des Modells steht die Verpflichtung zu akribischen, bewährten mikrochirurgischen Techniken wie handgenähten Gefäßanastomosen und handgenähter neuronaler Koaptation des Femoralnervs und des Ischiasnervs. Dieser Ansatz führt zu dauerhaften Rekonstruktionen von Gliedmaßen, die länger lebende Tiere ermöglichen, die in der Lage sind, sich zu rehabilitieren, die täglichen Aktivitäten wieder aufzuleben und funktionelle Tests durchzuführen. Mit der kurzfristigen Behandlung konventioneller Immunsuppressiva überlebten allotransplantierte Tiere bis zu 70 Tage nach der Transplantation, und isotransplantierte Tiere bieten eine lange Lebensdauer über 200 Tage nach der Operation hinaus. Der Nachweis einer neurologischen funktionellen Genesung ist nach der Operation 30 Tage vorhanden. Dieses Modell bietet nicht nur eine nützliche Plattform für die Vernehmung immunologischer Fragen, die für VCA und Nervenregeneration einzigartig sind, sondern ermöglicht auch die In-vivo-Prüfung neuer therapeutischer Strategien, die speziell auf VCA zugeschnitten sind.

Introduction

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Die Gliedmaßentransplantation unter der breiteren Kategorie der vasularisierten Komposit-Allotransplant (VCA) oder Kompositgewebe-Allotransplant (CTA) hat ihr therapeutisches Versprechen noch nicht erfüllt. Seit den ersten erfolgreichen Transplantationen mit menschlicher Hand in Lyon, Frankreich und Louisville, Kentucky in den Jahren 1998 und 1999 wurden weltweit über 100 Transplantationen mit der oberen Extremität bei sorgfältig ausgewählten Patienten durchgeführt1. Größere Anwendbarkeit wurde durch erhebliche Immunsuppression und begrenzte funktionelle neuromotorische Erholung behindert. Aktuelle Immunsuppressionsstrategien führen zu einer 85....

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Protocol

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Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit dem Guide for the Care and Use of Laboratory Animals der National Institutes of Health (NIH) durchgeführt und vom Northwestern University Animal Care and Use Committee genehmigt. Die spezifischen Verfahren wurden unter dem Protokoll IS00001663 durchgeführt.

HINWEIS: Es wurden zwei Rattenstämme verwendet, Lewis-Ratten und August Copenhagen x Irish (ACI) Ratten. Die Tiere wurden in drei Behandlungsgruppen eingeteilt: Allotransplantohne Immunsuppression (ACI zu Lewis), Allotransplant mit konventioneller Immunsuppression (ACI zu Lewis) und Isotransplant (Lewis zu Lewis oder ACI zu ACI). Lewis ist e....

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Results

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Überleben und Genesung hängen von akribischer chirurgischer Technik ab. Die Aufmerksamkeit auf die vaskulären Anastomosen und die neuronalen Anastomosen sowie die oben beschriebene Knochenkoaptation ist entscheidend für den Erfolg dieses Modells. Operatives Design und repräsentative anastomotische Ergebnisse sind in Abbildung 1dargestellt.

Die Gesamtsterblichkeit war von der Immunsuppressionsstrategie abhängig, wobei die Mehrheit der isotransplantierten Tiere den .......

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Discussion

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Die Gliedmaßentransplantation unter der breiteren Kategorie der vaskulären Komponente Allotransplantation (VCA) hat ein weitgehend anwendbares therapeutisches Versprechen, das noch nicht erfüllt ist. Die Haupthindernisse liegen in ungelösten immunologischen Fragen, die einzigartig für VCA und neuromotorische Erholungstechniken sind, die derzeit verwendet werden. Die Entwicklung neuer Techniken hängt von der Entwicklung von Tieren ab, die flexibel, robust und reproduzierbar sind.

Viele Tiermode.......

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Disclosures

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Die Autoren haben nichts zu verraten.

Acknowledgements

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Diese Arbeit wurde von der Frankel Foundation und dem Northwestern Memorial Hospital McCormick Grant (Operation RESTORE) finanziert. Die in dieser Publikation berichtete Forschung wurde vom National Institute of General Medicial Sciences der National Institutes of Health unter der Award-Nummer T32GM008152 unterstützt. Diese Arbeit wurde vom Northwestern University Microsurgery Core and Behavioral Phenotyping Core unterstützt.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
AnästhesiegerätVet Equip911103
0,5-cm³-SpritzeExel26018
18-Gauge-NadelBD305196
1-cm³-SpritzeBD309659
22-Gauge-NadelBD305156
24-Gauge-AngiokatheterSur-VetSROX2419V
25- ManometernadelExel26403
3 cc SpritzeBD309657
5cc SpritzeExel26230
AlkoholFisher ScientificHC-600-1GAL
Anästhesie-InduktionskammerVet Equip941443
AnästhesiegasfängersystemVet Equip931401
Bipolar ElektrokauterAura26-500
Bitter Spray MistHenry Schein5553
KnochenwachsCP MedicalCPB31A
BeatmungskreislaufVet Equip921413
BuprenophineReckitt Benckiser12496075705
Castro-Viejos NadeltreiberRobozRS-6416
Akku-KreissägeDremel8050-N/18
WattestäbchenstäbchenFisher Scientific23-400-101Für die Blutstillung
DigiGait Appparatus und SoftwareMaus BesonderheitenMSI-DIG, DIG-SOFT
Dumont Pinzette (#4)RobozRS-4972
Dumont Pinzette (#5)RobozRS-5035
EnrofloxacinNorbrookANADA 200-495
FK-506Astellas301601
GazeKendall1903
Gaze Covidien8044
HandschuheMicroflexDGP-350-M
HaarschneiderOster078005-010-003
Tragbarer monopolarer ElektrokauterBovieAA00
Hargreaves ApparatUgo Basile S.R.L. Gemonio, Italien37370
HeizkissenWalgreens126987
HeparinFresenius Kabi42592K
HeizplatteCorningPC-351Zum Erwärmen von Wiederbelebungsflüssigkeit
IsofluranHenry Schein29405
Laktierte KlingeltöneBaxter2B2074
Große PetrischaleFisher ScientificFB0875713Für Spendertransplantate in gekühlter Kochsalzlösung
MeloxicamHenry Schein49755
Mikro Collin Hartmann Retraktor
Mikro-PräparierschereRobozRS-5841
Mikrofibrilläres KollagenpulverBD1010590Für die Blutstillung
Mikrovaskuläre ClipsRobozRS-5420
Normale KochsalzlösungBaxter2F7124
Opthalmic LubeDechraIS4398
RapmycinMedChem ExpressHY-10219
Kleine PetrischaleFisher ScientificFB0875713AFür erwärmte Wiederbelebungsflüssigkeit
Sterile AbdecktücherProAdvantageN207100
OP-MantelCardinal Health9511
OP-Maske3M1805
Operationsmikroskop, optisches Modell OPMIMDZeiss169756
Operationsmikroskop, Universal S3Zeiss243188
Naht 10-0 NylonCovidienN2512
Naht 5-0 vicrylEthiconJ213H
Naht 7-0 SeidenkrawatteTeleflex103-S
Tape3M1530-1
Ultraschall-InstrumentenreinigerRobozRS-9911
GefäßdilatationszangeRobozRS-5047

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Elliott, R. M., Tintle, S. M., Levin, L. S. Upper extremity transplantation: current concepts and challenges in an emerging field. Current Reviews in Musculoskeletal Medicine. 7 (1), 83-88 (2014).
  2. Petruzzo, P., et al.

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Orthotopic Hind Limb TransplantVascularized Composite AllotransplantNeural Coaptation TechniqueHand Sewn Vascular AnastomosisFemoral Nerve RepairSciatic Nerve AnastomosisMicrosurgical Limb TransplantationRat Hind Limb ModelImmunosuppression StrategiesFunctional Neuromotor Recovery

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