Modifiziertes Heterotopisches Hindlimb Osteomyoskan Flap Model im Rat für translational Vasculariisierte Composite Allotransplantation Research
26. April 2019
Vaskularisierte Verbundlegierung bietet den Transplantationsempfängern lebensverändernde Vorteile, aber die biologischen Ursachen für die Abstoßung von Transplantationen und die Vaskulopathie bleiben schlecht verstanden. Das hier vorgestellte Nagetier bietet ein reproduzierbares, klinisch relevantes Transplantationsmodell, das es Forschern ermöglicht, Abstoßungsereignisse und mögliche therapeutische Strategien zu bewerten, um deren Auftreten zu verhindern.
Die geringe Anzahl von vaskularisierten Komposit-Allotransplantaten, die klinisch durchgeführt wurden, erfordern ein zuverlässiges, reproduzierbares Tiermodell, um die zugrunde liegenden Ursachen der Transplantatabstoßung zu untersuchen. Klinisch relevante Gewebe wie Haut, Muskel und Knochen sind alle im Modell vorhanden. Darüber hinaus ermöglicht die nicht-funktionelle Natur unseres Modells eine schnellere Operation, weniger ischämische Zeit für die Klappe und eine geringere Morbidität im Vergleich zu orthotopischen Modellen von VCA.
Bei Handtransplantationsempfängern kann die Vaskulopathie von Spendergefäßen zu einem vollständigen Verschluss der Gefäße und ischämischen Schäden an der transplantierten Hand führen. Dieses Modell ist ein Werkzeug, um die Entwicklung dieser vaskulopathischen Ereignisse zu untersuchen. Vor dem Versuch dieses chirurgischen Modells sollte der Primärchirurg mit makrovaskulären chirurgischen Techniken vertraut und kompetent sein.
Dies ist ein kompliziertes und langwieriges Verfahren. Die visuelle Demonstration wird anderen Labors helfen, sich entsprechend vorzubereiten und die Schritte der Operation zu verstehen. Zuerst ernten Sie zuerst das hintere Glied einer Spenderratte, indem Sie einen Hautschnitt in der Leistenkonkavität machen und die Oberschenkelgefäße entblößen.
Machen Sie einen ventralen Hautschnitt, der bei der Zerlegung des Pedikels hilft. Nach der Deartikulation des Knies und des Knöchels, machen Dorsale Hautschnitte, transect die Pedikle, um das Transplantat zu befreien, und transportieren Sie das Transplantat sofort zum Empfänger-OP-Tisch, wo die chirurgische Stelle des Empfängertiers im Voraus vorbereitet wird, um die ischämische Zeit des Transplantats zu minimieren. Auf dem Empfängertier die Femoralgefäße wie bisher aussetzen und sezieren und dann das Transplantat, die Vene Ende-zu-Ende, arteriend, anastomose.
Setzen Sie das Transplantat in die Leistentasche ein und richten Sie es auf den Kopf. Schließlich, Naht die Haut. Um das Verfahren zu beginnen, rasieren Sie eine anästhesierte Spenderratte, und verwenden Sie dann Enthaarungscreme.
Injizieren Sie 30 Einheiten Heparin subkutan in den Scruff-Bereich. Legen Sie die Tiersuppe auf ein Heizkissen und produzieren Sie ein steriles Operationsfeld, indem Sie den Operationsbereich, einschließlich des dorsalen Aspekts des Beins, vorzuschneiden, zu schrubben und drapieren. Verwenden Sie Skalpellklinge Nummer 15, um einen 3-Zentimeter-Hautschnitt in der Leistenkonkavität der Spenderratte zu machen.
Verwenden Sie IrisSchere, um seitlich das Leistenfettpad zu reflektieren. Mit stumpfer Sesection mit einem Wattestäbchen, setzen Sie die gemeinsamen Femoralgefäße, und legen Sie dann einen Drahthaken mit einem elastischen Band, um die Bauchmuskeln zurückzuziehen. Verwenden Sie unter einem Sezierendes Mikroskop mit bis zu 40-facher Vergrößerung Mikroscheren, Nummer drei gerade Juwelierzangen und Nummer fünf 45-Grad-Winkelzangen, um den Pedikulus proximal von der Entstehung der gemeinsamen Femoralgefäße unter dem Leistenband und distally bis zum Zusammenfluss von Poplitealgefäßen in das Transplantat zu sezieren.
Mit Mikroclips und bipolaren Juwelieren zangen, ligaten und teilen Sie die großen arteriellen und venösen Zweige, um die wichtigsten Femoralgefäße zu mobilisieren. Verwenden Sie feine bipolare Zangen, um kleine Zweige zu kauterisieren. Verwenden Sie IrisSchere, um einen Hautschnitt von der Mitte der vorherigen Haut entlang der ventralen Seite des Hinterglieds zum Knöchelbereich geschnitten zu machen.
Schneiden Sie den Gracilis-Muskel und die anderen Adduktorenmuskeln darunter vertikal, um die medialen proximalen Genikulärgefäße, tief verzweigte kleine Gefäße und den Ischiasnerv zu belichten und zu ligieren. An dieser Stelle, auf einem separaten Operationstisch, sollte der andere Chirurg das Empfängertier intubieren und anästhesieren, um den Empfänger chirurgischen Platz rechtzeitig für die Transplantation vorzubereiten, und die ischämische Zeit des Transplantats zu minimieren. Machen Sie umlaufende Hauteinschnitte auf der Ebene des Knies und Knöchels, disartikulieren Sie das Knie und den Knöchel und entfernen Sie fremde Muskeln und Gewebe.
Machen Sie einen vertikalen Hautschnitt auf der Rückenseite des Hinterbeins, um das Transplantat zu befreien, bestehend aus Fibel und Tibia, und jetzt nur durch den Pedikulus verbunden. Kleine Klammern so proximal wie möglich auf die Oberschenkelarterie und Vene legen und den Pediküre so nah wie möglich am Leistenband schneiden. Verwenden Sie eine 27-Gauge Spülung stumpf kanüle heparinisierte Saline in die Oberschenkelarterie zu injizieren, um das Transplantat des Blutes zu spülen.
Das isolierte Transplantat in warme, mit Herzsamen getränkte Gaze wickeln und sofort mit dem Empfängertier auf den Tisch transportieren, wobei die operationschirurgische Stelle bereits für gefäßvaskuläre Anastomose vorbereitet ist. Intubieren Sie die Empfängerratte und beanten Sie mit 2,5 bis 3% verdampftem Isofluran, das mit einem Liter pro Minute Sauerstoff ausgeglichen wird. Legen Sie das Tier supine auf einem Heizkissen, und schrubben und drapieren sie die chirurgische Stelle.
Während der erste Chirurg an der Befreiung des Transplantats vom Spendertier arbeitet, verwenden Sie die Skalpellklinge Nummer 15, um einen drei Zentimeter großen Hautschnitt in der Leistenzerrung der anästhesierten Empfängerratte zu machen. Verwenden Sie IrisSchere, um seitlich das Leistenfettpad zu reflektieren. Nachdem Sie die üblichen Femoralgefäße auf die gleiche Weise wie beim Spendertier freigelegt haben, legen Sie einen Drahthaken mit einem elastischen Band, um die Bauchmuskeln zurückzuziehen.
Dann ligate und teilen Murphy Zweige. Mit 10-0 Nylon unterbrochennähte Nähnähte, Anastomose Spendergefäße. Zu Empfängergefäßen über venöse End-to-Side-Technik.
Führen Sie dann arterielle Anastomose durch End-to-End-Technik durch. Nach dem schrittweisen Lösen der Klemmen, überwachen Sie die anastomotischen Stellen auf Blutungen und fügen Sie zusätzliche Nähte bei Bedarf hinzu. Um eine effektive Transplantatreperfusion zu gewährleisten, bewerten Sie die vaskuläre Anastomose visuell.
Dann setzen Sie das Transplantat in die Leistentasche ein und orientieren Sie es auf den Kopf, mit dem Sprunggelenk überlegen und das Kniegelenk minderwertig. Verwenden Sie Tucking Nähte, um das Transplantat an benachbarten Muskeln zu sichern. Schließlich schließen Sie die Haut über unterbrochene horizontale Matratze hautreisierbare 4-0 Nähte, und fahren Sie mit postoperativer Pflege fort, wie im Manuskript beschrieben.
Das heterotopische Osteomyokutane-Flap-Modell der Ratte VCA VCA ermöglicht ein langfristiges Allograft-Überleben unter Immunsuppression. Die Klappe ist im Leistenbereich gut versteckt und stellt minimale Morbidität und Beschwerden für das Tier dar. Als die Immunsuppressionsbehandlung abgebrochen wurde, wurde das Transplantat abgelehnt.
Dopplerbilder des Allografts zeigen eine Verschiebung von minimaler Blutprofusion unmittelbar nach VCA hin zu einer vollständigen Revaskularisation der Klappe am 64. Tag. Die Hautbiopsie eines syngenischen Allografts am 45. Tag zeigt eine normale Morphologie der Hautbestandteile, während es atrophieren und mononukleäre Zellinfiltration in einem allogenen Allograft in der Abstoßung am Tag 75 gibt, der täglich mit einer niedrigeren Dosis eines Immunsuppressivums behandelt wird. Die Muskelbiopsie eines syngenischen Allografts am 45. Tag zeigt eine normale Morphologie, während Muskelatrophie und mononukleäre Zellinfiltration in einem allogenen Allograft bei der Abstoßung am Tag 98, der täglich mit einer niedrigeren Dosis eines Immunsuppressivs behandelt wird, sichtbar sind.
Die Femoralarterienbiopsie eines syngenischen Allografts am 45. Tag zeigt eine normale Morphologie der Arterie, im Gegensatz zur femoralen Arterie eines allogenen Allografts in der Abstoßung am Tag 98, der täglich mit einer niedrigeren Dosis eines Immunsuppressivums behandelt wird. Dieses Modell bietet ein Werkzeug, um die Auswirkungen von akuter Abstoßung, chronischer Abstoßung und Umweltfaktoren wie Infektionen und chirurgische Beleidigungen auf die Entwicklung der Vaskulopathie zu testen. Immunsuppressive Medikamente sind für das langfristige Überleben des Transplantats erforderlich.
Diese Medikamente sind chemisch gefährlich und sollten mit Vorsicht und ordnungsgemäßer Schutzausrüstung des Personals behandelt werden.
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Übersicht
Dieser Artikel stellt ein Nagetier-Chirurgiemodell zur Untersuchung der vaskularisierten kompositen Allotransplantation vor, mit Schwerpunkt auf Transplantatabstoßung und Vaskulopathie. Das Modell ermöglicht die Bewertung von Abstoßungsereignissen und therapeutischen Strategien in einem klinisch relevanten Kontext.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Transplantationsbiologie
- gefäßbiologische Forschung
- experimentelle Chirurgie
Hintergrund
- Vaskularisierte komposite Allografts bieten Transplantationsempfängern erhebliche Vorteile.
- Die biologischen Mechanismen hinter der Abstoßung von Transplantaten und der Entstehung von Vaskulopathien sind noch nicht gut verstanden.
- Es besteht Bedarf an zuverlässigen Tiermodellen, um diese Phänomene zu untersuchen.
- Das Modell umfasst klinisch relevante Gewebe wie Haut, Muskel und Knochen.
Zweck der Studie
- Entwicklung eines reproduzierbaren Nagetiermodells zur Untersuchung der Transplantatabstoßung.
- Untersuchung der Ursachen für eine Vaskulopathie bei Empfängern von Handtransplantationen.
- Ermöglichung der Forschung zu therapeutischen Strategien zur Verhinderung der Transplantatabstoßung.
Verwendete Methoden
- Erstellung eines rodenten chirurgischen Modells für die vaskularisierte komposite Allotransplantation.
- Beurteilung von Abstoßungsereignissen und vaskulopathischen Veränderungen.
- Verwendung nichtfunktioneller Modelle zur Verringerung der Operationsdauer und Morbidität.
- Schwerpunkt auf makrovaskulären chirurgischen Techniken für den primären Chirurgen.
Hauptergebnisse
- Das Modell ermöglicht schnellere Operationen und verkürzte ischämische Zeit.
- Es liefert Erkenntnisse über die Entwicklung von Gefäßpathologien in Transplantaten.
- Es zeigt die Bedeutung der chirurgischen Kompetenz in makrovaskulären Techniken auf.
Schlussfolgerungen
- Dieses Nagetiermodell ist ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung der Abstoßung von Transplantaten und der Entstehung von Gefäßpathologien.
- Es kann dabei helfen, potenzielle therapeutische Strategien zur Verbesserung der Transplantatresultate zu identifizieren.
- Weitere Forschungsarbeiten mit diesem Modell könnten das Verständnis der vaskularisierten kompositen Allotransplantation vertiefen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die vaskularisierte komposite Allotransplantation (VCA) steht vor Herausforderungen beim Verständnis der Abstoßung von Transplantaten und der Entstehung von Vaskulopathien aufgrund begrenzter klinischer Fälle. Ein reproduzierbares Rattenmodell ermöglicht mechanistische Untersuchungen der Abstoßungswege und immununterdrückenden Reaktionen. Dies unterstützt die Validierung von Zielstrukturen und die präklinische Risikominimierung für transplantationsrelevante Therapeutika.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Untersuchung immunologischer Mechanismen, die akute und chronische Abstoßung bei VCA-Transplantaten antreiben.
- Operativer Wert: Bietet eine Plattform zur Validierung von Zielstrukturen, die an ischämischer Vaskulopathie und mononukleärer Zellinfiltration beteiligt sind.
- Wissenschaftlicher Wert: Unterstützt die funktionelle Beurteilung des Transplantatüberlebens unter Immunsuppression zur mechanistischen Risikominimierung.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die serielle Überwachung mittels Biopsie und Bildgebung, um vaskuläre und Gewebeveränderungen über die Zeit zu quantifizieren.
- Operativer Wert: Schafft standardisierte Messgrößen für die Transplantatdurchblutung, Histologie und immunzelluläre Infiltration.
- Wissenschaftlicher Wert: Erleichtert die Entwicklung von Assays zur Wirksamkeit immunsuppressiver Medikamente und zum Fortschreiten von Vaskulopathien.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Modelliert die Entwicklung menschlich relevanter vaskulärer Erkrankungen in Allografts unter Immunsuppression.
- Operativer Wert: Ermöglicht Längsschnittstudien von der Einheilung bis zur Abstoßung zur Bestimmung des therapeutischen Zeitfensters.
- Wissenschaftlicher Wert: Verbindet molekulare Mechanismen mit strukturellen Ergebnissen in Biopsien von Haut, Muskel und Arterien.
Pipeline- und Workflow-Integration
Das Modell fügt sich in die Entdeckungskette von der Target-Validierung bis zur präklinischen Bewertung transplantationsbezogener Biologika und Immunmodulatoren ein.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung von Abstoßungsmechanismen und vaskulären Verletzungswegen.
- Screening: Liefert reproduzierbare, quantitative Ergebnisse zur Transplantatverträglichkeit und Immunantwort.
- Analytik: Bietet multimodale Messgrößen einschließlich Dopplerbildgebung, Histologie und Überlebensüberwachung.
- Translationale Forschung: Verbindet mechanistische Erkenntnisse mit der präklinischen Validierung immunsuppressiver Therapieregime.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Dient als wiederverwendbare Plattform zur Prüfung mehrerer therapeutischer Kandidaten in der VCA.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Vorhersagbare Sicherheit bezüglich der Zielstrukturen und der Modulation von Signalwegen in der Transplantationsimmunologie.
- Operationaler Wert: Standardisierte chirurgische und Überwachungsverfahren verringern die Variabilität zwischen Studien.
- Strategischer Wert: Unterstützt Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch durch Modellierung der Risiken für chronische Abstoßung und Vaskulopathie.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung immunmodulatorischer Therapien basierend auf Daten zur Transplantatüberlebensdauer.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse in mikrochirurgischen Techniken und vaskulären Anastomosen.
- Benötigt spezialisierte Instrumente wie Mikroskope, Mikroinstrumente und vaskuläre Kanülen.
- Setzt standardisierte postoperative Versorgungs- und Immunsuppressionsprotokolle für reproduzierbare Ergebnisse voraus.
- Erfordert Anpassungen bei der Übertragung von Ergebnissen auf verschiedene Arten oder Transplantattypen.
- Eingeschränkt durch die chirurgische Komplexität und die Notwendigkeit aseptischer Techniken, um störende Infektionen zu vermeiden.
