Summary
現在血管柄付き複合移植の任意の種類は、長期-的-免疫抑制、生活の重要な徴候のサポートが困難に依存します。モデルを提案、新しい豚脛骨 VCA 骨 VCA を研究し、長期的な免疫変調を必要とせず骨生存率を維持するために外科的血管新生の使用方法を示すために使用できます。
Abstract
外傷・感染症悪性腫瘍・先天異常による分節骨損失のまま主要な再建の課題です。現在の治療選択肢失敗と実質的な罹患率の重大なリスクがあります。
骨の使用は複合血管柄付き移植 (VCA) 切除された骨のサイズ、形状と癒しおよび生きている骨の可能性を改造の両方接戦を提供すること。現時点では、生涯薬免疫抑制 (IS) が必要です。臓器毒性、日和見感染症や腫瘍リスクが懸念されるそのような非致死性の徴候を扱うことです。
我々 は以前、VCA 内受信者の派生血管注入によるラットおよびウサギ長期的免疫抑制療法の必要性なしで骨・関節の VCA 生存の維持をことを実証しました。自家、neoangiogenic 循環測定可能な流れと改造、IS の 2 週間のみを必要とするアクティブな骨を生成します。小動物解剖学、骨の生理学、免疫学で大幅に人間とは異なる、我々 は臨床応用を実施する前に、この手法を評価する豚骨 VCA モデルを開発しました。ミニチュア豚は、人に彼らの免疫学的、解剖学的、生理学的およびサイズの類似性を与えられた移植研究のため現在広く使用されます。ここでは、新しいブタ同所性同種の脛骨骨 VCA の生存を維持するために自家手術における血管新生の役割をテストする VCA モデルについて述べる。
主要な間で移植、同種の脛骨骨セグメントのサイズと形状に一致するモデル再構築分節脛骨骨欠損ユカタン ミニチュア豚の豚白血球抗原 (SLA) が一致しません。栄養血管の修復と派生自家血管の脛骨骨セグメントの髄腔への注入は、同時の短期的なとの組み合わせで実行されます。これは短時間のため同種の栄養血管を流れを維持注入の組織から開発する neoangiogenic 自家循環を許可します。いったん確立すれば、新しい自己循環は薬物療法とその後の栄養血管血栓症の停止に続く骨の生存率を維持します。
Introduction
悪性腫瘍後の外傷、感染症や四肢温存手術から大きな骨欠損の結果します。遊離自家骨移植術、骨輸送、補綴の置換、および凍結壊死移植など現在の再建オプション単独で使用または組み合わせで、重大な合併症に関連付けられているし、の高いレートを持っています。合併症1,2,3。
微小血管ネットワークの存在は、形成と骨、骨を支える、軟骨、骨修復4に必要な間葉系幹細胞の恒常性に不可欠です。
生きている同種骨、血管柄付き複合組織移植 (骨 VCA)、その栄養茎部の微少吻合術でのフォームの移植は、将来再建の代替を表すかもしれない。凍結保存同種骨のような当面の安定性は骨欠損形態と密接に一致するによって提供されます。自家遊離移植のような高められた治療と生活の改造を提供します骨組織。Allotransplant プロシージャの障害長期的免疫 (IS) の必要性のまま。問題は臓器移植5よりも 2-3 倍大きい薬剤の投与量を必要とする筋骨格系組織でより激しいです。臓器毒性、悪性腫瘍、感染症や移植片対宿主病の開発を含む併用のリスクは、これらの重要なアプリケーションの損害の6で正当化することは困難。ただし、急性および慢性拒絶反応のエピソードでは、現在長期は7の主要な問題が残っています。密接に主要組織適合抗原の一致ドナー固有寛容を誘導するや薬物療法を改善するための努力はまだ日常的に成功していない臨床薬物のない組織生存8,9を許可します。
我々 は以前骨 VCA 生存率を維持し、骨移植骨内の新しい自己循環の促進による小動物モデルの再構築を強化するための手段を示しています。これは注入自家組織10、11,12から外科的血管新生の追加の使用によってされます。同種骨セグメントは培養骨セグメント椎の吻合で microsurgically に移植しました。さらに宿主由来の血管は血管柄付き骨セグメントの髄腔に注入しました。この 2 週間の過程で免疫抑制薬と同種の栄養血管の開存性は維持されます。後は撤退、栄養茎が最終的に thrombose13。宿主由来血管に基づく新しい毛細血管は、組織の実行可能性を維持するために十分な循環を提供します。骨から骨治癒と改造が強化され、血管新生、結合10、11,12。さらに免疫療法は不要で、骨性を免疫学的に有能なホストとドナー固有耐性の欠如にもかかわらず長期間維持します。
この臨床実習に骨移植法の翻訳は最高癒し、機械のプロパティおよび大動物モデルの免疫学の研究によって先行されなければなりません。ブタのモデルは、このような当社研究14,15,16に最適です。ミニチュア豚は男は、本質的に同じ外科インプラントおよびテクニックを使用して骨格の復元を許可するサイズと解剖学で対等であります。豚免疫がよく定義されている豚白血球抗原 (SLA) ハプロタイプと移植手術に必要な血液型を含みます。細胞系譜の研究は、免疫応答17,18,19,20,21の詳細な分析は、セックスの不一致移植で可能です。
ここでは、復興と分節骨の勉強に向いている、ユカタン ミニチュア豚の骨 VCA 移植モデルをについて説明します。このモデルは、手術における血管新生の相互作用を調査する使用ことができ、骨 VCA 生存の短期は、骨細胞系統を含む、関数骨血流癒しと容量、alloresponsiveness と同様にバイオメカニクスを改造その他の革新的な免疫変調の戦略をテストします。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
研究機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) メイヨー クリニック ・ ロチェスターの承認されました。ユカタン ミニチュア豚をこの VCA の手術中にドナーとレシピエントの両方として提供していた。ドナーとレシピエントのペアリングは、DNA シーケンス豚白血球抗原 (SLA) Sla 22,23の主要な不一致を確保するため haplotyping に基づいていた。動物は加齢による体重推移と同じ血液型だった2 つの外科チームは、同時にドナーからの栄養血管を持つ豚脛骨骨セグメントを収穫し、orthopically に配置された脛骨骨セグメントを受信する受信者を準備します。同時に骨の栄養血管の微小血管の修復、受信者から派生した動静脈バンドルは、自家血管新生に対して脛骨セグメント内に置かれました。
1. 術前準備
- ユカタン ミニチュア豚の手続きの前に日を高速かつ制御された薬剤の管理のそれらの重量を量る。
- 皮下投与のキシラジン (2 mg/kg) と塩酸チレタミンと塩酸 (5 mg/kg)、チレタミンの組み合わせで落ち着いた動物。
- 静脈内の薬剤と生理食塩水の配達のための耳静脈の末梢カテーテルを置き、ブプレノルフィン (0.18 mg/kg) および予防的抗生物質 (1 g セファドロキシル 5 mg/kg の静脈内投与とセフチオフル筋肉) を管理します。
- 右後肢とそれぞれ血管脛骨骨セグメントと中心静脈カテーテルの配置のためのサイトが収穫サイトを務める左首のひげをそる。
- 口の筋肉の緩和をテストすることによって、バイタル サインと鎮静のレベルを確認します。
- 胸骨の横臥24で適切なサイズの気管内チューブを持つ動物を挿管します。
- 操作テーブルにミニチュア豚を転送、イソフルラン (1-3%) を投与することによって麻酔の維持のための人工呼吸器マシンに接続します。
- 眼瞼、瞳孔の光と角膜反射をテストすることによって麻酔の深さを確認します。
- 耳に接続されているパルス酸素濃度計・ トランス ミッション プローブと酸素飽和度を監視します。術中のバイタル サインを監視するため血圧カフと温度プローブを使用します。
- 地球温暖化パッドの上に仰臥位にユカタン ミニチュア豚を配置します。また、低体温症を防ぐために操作中に強制的に空気地球温暖化ブランケットを使用します。
- 麻酔中の乾燥を防ぐための目に獣医軟膏を使用します。
2. 血管の脛骨骨セグメントの収穫
- 各ミニチュア豚のポビドン ヨード溶液の右脚を洗います。滅菌タオルで皮膚の乾燥し、滅菌方法の極みをおいましょう。包む、汚染のリスクを最小限に抑えるヨウ素含浸接着剤切開ドレープと手足を隔離します。
- 遠位脛関節する脛骨の前方の尾根に沿って延びる膝関節から始まる、後肢でメスの前外側の切開を実行します。
- はさみで皮膚や皮下組織を解剖および脛骨から前部コンパートメントの筋肉を横方向に後退します。
注: 前脛骨筋起源のリリースの露出を促進します。骨間膜が表示されます。 - 頭蓋の脛骨動脈を特定し、(後で手術の血管新生の動静脈のバンドルとして使用する) に静脈。
注: 頭蓋脛骨動脈と静脈は骨間膜の前面にあります。 - 手術視野を向上させるため、一部挿入から前脛骨筋から、振動の鋸を使用して脛骨の中央海嶺の一部を取り外します。
- 頭蓋の脛骨の船舶の保護、ハサミで脛骨結節のレベルで骨間膜初めを切開します。
- 膜の下に遠位実行中尾の脛骨血管を可視化します。
注: 彼らは頭蓋の脛骨の血管から分岐し、結節のすぐ遠位脛骨骨幹の栄養茎を生じさせる。今、栄養孔と脛骨結節のすぐ遠位後方外側表面に脛骨に入る船舶を視覚化することが可能です。 - タグの microclamp と栄養茎です。血管茎を切断しないでください。
- 栄養孔; 近くの脛骨の前方コンパートメントに筋枝を識別します。これは、血管柄付き骨 allotransplant の栄養血管を吻合に使用可能性があります。Microclamp、筋枝をマークします。
-
血管茎を含む 3.5 cm 脛骨骨セグメントの収穫。
- 切削治具を使用すると、正確かつ再現可能な骨切除します。位置と修正切断栄養孔、血管など、脛骨の内側面にジグを使った.
- 治具に導かれ、3.5 cm 脛骨セグメントを削除する振動見た平行骨カットを実行します。サイズと形状一致を最大化するために同じ位置とドナーと受信者の動物用治具を使用します。
- 切削治具を使用すると、正確かつ再現可能な骨切除します。位置と修正切断栄養孔、血管など、脛骨の内側面にジグを使った.
- 振動見た両方のカットを行った後、後部の表面の栄養茎を視覚化する脛骨骨セグメントを回転させます。その原点に頭蓋の脛骨動脈から栄養茎をハサミで分割します。解剖し、脛骨のセグメントをはさみ、その表面に骨膜や筋肉の薄いカフを残して無料です。
- 脛骨骨セグメントを撤回し、場所で頭蓋の脛骨動脈を残して、鋭いクランプとその血管茎と脛骨骨セグメントを昇格します。
メモ: 血管柄付き骨セグメント、微小血管の転送の準備ができて、各ユカタン ミニチュア豚の 3.5 cm 脛骨骨欠損を作成されています。 - 3-0 縫合糸、動静脈 (AV) バンドルを作成する血管周囲組織のカフでそれらを解放吸収 polyglactin と足首で頭蓋脛骨血管を縛る。脛骨骨セグメントへの注入を容易にするため縫合、少なくとも 5 cm の長さを残す。
3. 同所性同種脛骨骨 VCA 再建外科的血管新生との組み合わせで
-
その栄養椎 Vca を骨としてそれらを使用する 2 つの動物の間で収穫された脛骨骨セグメントを交換します。
- 脛骨骨セグメントに頭蓋脛骨動静脈 (AV) バンドルの通過を許可するには、V 字型の振動の鋸を使用して近位ジャンクション サイトからセグメントを削除します。
- 脛骨骨セグメントの髄腔に脛骨骨欠損サイトの遠位部分に 0.5 cm の直径の穴をドリルし、後続を促進する intramedullary の運河に遠位、縛られた受信者 AV バンドルを紹介自家新しい血液供給.
-
受信者の欠陥に血管の脛骨骨セグメントがんを配置します。
- 簡単な縫合テクニックと 9-0 縫合糸25を使用して終了する終了方法で脛骨の前方コンパートメントの準備筋枝に脛骨骨セグメントの栄養茎を吻合します。
- 搾乳テスト26を用いた微小血管吻合部の開存を確認します。
-
ロッキング プレート 9 穴 3.5 ミリメートルを使用して骨を実現します。
- 前脛骨内側方向に 9 穴プレートを配置します。上と下の脛骨骨セグメント 3 bicortical 本のネジでプレートを固定します。さらに、内部固定用脛骨骨セグメントで unicortical ネジを配置します。確認するには、正しい骨の位置決め VCA とプレート、使用前後と側面写真。
- 筋膜を実行し、3-0、2-0 の吸収性縫合糸を中断層皮膚閉鎖を使用しています。最後にシールの密封透明ドレッシングと傷。
4. 中心静脈カテーテル外頸静脈の静脈内
-
術後の投薬と免疫 (IS) 薬物レベル監視、オープン技術を用いた外頚静脈に静脈カテーテルを配置します。(参照 1) 麻酔下で移植手順の結論に配置を実行します。
- メスで首の前外側切開を実行します。はさみで皮下組織を解剖し、左頸静脈を公開します。
- 外頸静脈の小さな穴から頚静脈に Hickman カテーテルを置き、非吸収性縫合糸で固定します。背中にカテーテルを皮下トンネルによる外在します。
- 皮膚にカテーテルを固定し、すぐを使用してレイヤーの首は 3-0、2-0 の吸収性縫合糸を中断します。
- 閉塞性包帯を切開にかぶせます。代わりに、包帯とカテーテルを保持するのにフィッシュ ネット包帯を使用します。
5. 術後の治療とフォロー アップ
- 術後すぐに術後鎮痛に対するカルプロフェン (4 mg/kg の筋肉内注射とユカタン ミニチュア豚を治療します。必要に応じて、高強度の痛みを治療するためにブプレノルフィン (0.18 mg/kg) を管理します。
- 60 分回復し、豚に戻ります特別集中治療室パンとモニター密接に完全な復旧までに豚を許可します。
- ユカタン ミニチュア豚の通常へケージ、水や食料をアドリブのアクセスを移動します。
- タクロリムスを管理 (0.8 〜 1.5 mg/kg/日) とミコフェノール酸モフェチル (MMF) (50-70 mg/kg/日) 経口とコハク酸メチルプレドニゾロン ナトリウム静脈内 (500 mg/日から開始) 2 週間。
- 5.0 30.0 ng/mL を目指して、トラフ血中濃度によると免疫抑制薬の投与を調整タクロリムスと 1.0 3.5 μ g/mL MMF、それぞれ。50 mg/日の維持量に到達するまでは、ステロイドの投与量を徐々 に減らします。
- 予防的な抗生物質のゲンタマイシンを管理 (3 mg/kg 静脈内投与) とセフチオフル (5 mg/kg 筋肉内) 2 週間。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
記載した技術は、4 つの主要な不一致ユカタン ミニチュア豚の SLA と脛骨欠損サイズ一致脛骨 VCA を使用して再構築に成功しました。骨 allotransplant の同時の栄養血管修復および allotransplant 髄腔内受信者の動物から AV バンドルの注入も許可する即時骨循環と上の新しい自家血液供給の開発時間 (図 1)。16 週 neoangiogenic 循環はすべて脛骨 Vca、放射線不透過性血管造影用ポリマー (125 ml) 大腿血管に注入し脱灰後のマイクロで計算された断層マイクロ CT 血管造影による可視化の内で確立されていた脛骨の VCA (図 2)。
図 1: 同所性同種脛骨骨 VCA プロシージャ。手術の手順を示す図。(A) ドナー プロシージャ: その栄養茎と脛骨骨セグメントの収穫。(B) 主要な SLA 間の線分が脛骨骨の交換には、豚が一致していません。(C) 受信者手順: 動静脈バンドル注入: 頭蓋脛骨船は慎重に髄腔に挿入されます。(D) 脛骨骨幹の前脛骨区画とプレート骨筋枝の栄養茎の微小血管吻合。医学教育と研究のためのメイヨー財団の許可を得て使用。すべての権利予約します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: 脱灰脛骨 VCA セグメントの代表的な 3 D マイクロ CT 血管造影画像。Neongiogenic 循環 (黄色の矢印) は、放射線不透過性シリコン ソリューションによる血液灌流後に描かれています。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
ミニチュア豚の苦痛や自傷の兆候を示した。感染症と動物通常 ambulated、最終的に術後 3 日目から運営の右下肢の全重量を負担することがなくすべての傷が癒されます。16 週目で研究のエンドポイントですべてユカタン ミニチュア豚を得ていた以上の元の体重の 150% (前: 16 週間 posttransplant 対 56.0 ± 6.1: 84.5 ± 6.0)。
ミコフェノール酸モフェチル (MMF) とコハク酸メチルプレドニゾロンの免疫抑制療法、タクロリムスから成る 2 週間新しい自家血液供給は、同種内で確立されていたまで栄養茎の血流を維持するために使用されました。骨の allotransplant。2 週の間には、薬物血中濃度を評価するために頸静脈カテーテルから免疫抑制定期的な血液サンプルを採取します。用量は、タクロリムスの 5-30 ng/ml と MMF (表 1) の 1 3.5 μ g/ml のトラフ血中濃度を維持するために調節されました。薬物関連合併症が発生し、トラフ レベルを目指したタクロリムスとミコフェノール酸モフェチルはかもしれない達成 (図 3および図 4)。
| 免疫抑制剤 | 初回投与量 | トラフ レベル | 維持投与量 |
| タクロリムス | 0.8 〜 1.5 mg/kg/日 | 5-30 ng/ml | |
| ミコフェノール酸モフェチル | 50-70 mg/kg/日 | 1-3 μ g/ml | |
| コハク酸メチルプレドニゾロン ナトリウム | 500 mg | 50 mg |
表 1: 短期間免疫抑制プロトコル。タクロリムス、ミコフェノール酸モフェチル、プレドニゾロンの先発の線量でポスト移植の最初の 2 週間免疫プロトコルは、描かれています。タクロリムスおよびミコフェノール酸モフェチルとプレドニゾロンの維持量のまた目的とトラフ レベルが表示されます。
図 3: タクロリムスのトラフ血中。中央値と四分位範囲の最初の 2 週間ポスト移植にタクロリムスの達成されたトラフ レベルが描かれています。誤差範囲は、四分位範囲を示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 4: ミコフェノール酸モフェチルのトラフ血中。中央値と 2 週間の短期 immunosupression 期間ミコフェノール酸モフェチルの血中濃度がトラフの四分位範囲が表示されます。誤差範囲は、四分位範囲を示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
2 週間後に、免疫抑制療法の中止にもかかわらず x 線操作右後肢の異なる時点 (2、4、6、10、16 週間) での定期的な放射線学的評価は癒しの研究を進行性の骨を明らかにした 16 週間の期間で等級別になるとき2 つの独立した、盲目オブザーバー (図 5)27,28。16 週目でマイクロ CT 解析は、ボリュームとホスト/骨 VCA 交差点や骨 VCA allotransplant 外観27骨形成をブリッジし同様にカルスの密度を数値化に使用されました。メンテナンスの削減または失う、失うことがなく内部固定の新しい自家血液供給によって促進されることができる実証28。骨の連合はすべて脛骨 (図 6) で達成されました。
図 5:骨治癒の進行 16 週間にわたってします。非線形回帰モデルの進行を治癒骨を定義するには、使用されました。2 R の値は、データへのモデルの適合を定義する使用されました。に基づいて採点システムを使用して、異なる時間に 25 ポイントの最大値を持つ骨分節骨欠損に VCA がノーカウントのオッセオインテグレーション ポイント 2 つごとに研究期間 (2、4、6、10、16 週間) 前後と横方向のレントゲン写真独立した、盲目のオブザーバー30,31。中央値と四分位範囲研究期間にわたって値を治癒骨の非線形回帰モデルを示しています (R2 = 0.931) 16 週 25 の値を近似の進行を癒し連続骨を示します。誤差範囲は、四分位範囲を示します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 6: マイクロ計算断層評価の後ブタの脛骨骨幹の三次元再構成します。三次元代表には、実際のサイズ x 2 で内部プレート固定再生脛骨のイメージが計算されます。16 週で手術血管新生と脛骨骨 Vca が表示されます後連合を完了します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
ステンド グラス ヘマトキシリン-エオシン頭骨の組織学的解析のセクション、グレーディングの拒絶 (なし、軽度、中等度、重度) は、拒絶反応の軽度から中程度の症状があることができるという、深刻な拒絶反応の兆候を明らかに前述のスケールを使用して3 豚 (図 7)29に示します。
図 7:水平ヘマトキシリン-エオシンの代表的な画像ステンド脛骨 VCA からのセクション。放射線不透過性シリコン ソリューション充てん容器には、ブラウン (アスタリスク) が表示されます。軽度の骨浸潤と反応 (太い矢印) は、実行可能な骨により骨 (小さな矢印) でいっぱい lacunas の 3 分の 2 で見られます。10 倍の倍率。スケールバー = 300 μ m.この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
血管柄付き骨 (骨 VCA) の移植は、大きな骨欠損のため将来の再建オプションを表します。しかし、長期的免疫 (IS) の必要性と骨 VCA サバイバルに必要な重要な副作用は、これら損害クリティカルなアプリケーション6に正当化しにくい。
実験用ラットの近交系は、長期的免疫の回避のための様々 なアプローチをテストする移植研究で広く使用されている、ブタのモデルが提供重要な利点8,9.ユカタンのミニ豚骨 VCA 拒絶反応の複雑なプロセスの研究に最適です。生理的には、新しい骨形成率は男に匹敵する (1 日あたり豚 1.2 1.5 μ m; 1 日あたり人間 1.0 1.5 μ m それぞれ)32。解剖学的な類似点は、本質的に同じ外科インプラントおよび技術を用いた同所性同種骨復元の使用を有効にします。おそらく最も重要なことは、明確に定義されたブタの alloresponse-豚サイトカインの検出と分化の抗ぶたクラスターの開発の進歩によって可能に作られる抗体がこれと他の VCA 研究より厳密な33。
任意の同様の臨床応用、VCA は技術的に難しく、骨を使用して豚の脛骨骨欠損再建法のように 2 つを必要とする微小血管手術で十分な外科的専門知識とアプローチをチームし、骨のために復興再現性のある結果を達成します。術中滅菌と周術期予防的抗菌薬の厳格な保守は、感染性合併症のリスクを減らすために義務付けられています。
ラットおよびウサギを使った過去の研究では、短期は、その同種の栄養血管を介した骨 VCA の灌流を最初の 2 週間で血管柄付き骨 allotransplants の生存率を維持しました。後免疫抑制撤退受信者内血管新生血管骨 VCA の長期的治癒できると生存率10、11,12髄腔が用意されています。研究のエンドポイントで、実質的な allotransplant キメリズムは検出された34,35,36かもしれない。前方に移動し、ブタのモデルで私たちのラットおよびウサギよく確立された方法論を適用しました。なく短期は、効果的に切り替えから骨循環併用注入自家血管から外科的血管新生を使用して骨 VCA 研究では、長期的な組織の生存を維持するために新しいことを意味をテストするこのモデルは自家船に同種。
VCA のモデルを含む他の既存の豚骨でこのモデルの主要な利点は重量軸受の機能評価と機械的性質、特にスパース14,は、データの評価を有効にする、同所性同種デザイン37. allotransplanted 脛骨骨セグメントの放射線学的, 組織学的評価だけでなく、末梢血の分子生物学的分析を通じてローカルおよび全身の骨 VCA 拒絶反応の複雑なメカニズムを簡単に監視できます。最終的に手術骨 VCA プロシージャの低罹患率は長期的な骨 VCA 生存および分析できます。
安定した内部固定適切な脛骨骨セグメント同格と下肢アライメントが術後 3 日目に豚の歩行を許可し、慎重な術前計画を必要とする重要です。骨接合プレートと組み合わせて正確かつ再現可能な骨切除のため特別に設計された切削治具を使用した方法は最小サイズの不一致でも、allotransplants で厳格な固定を許可するため十分に安定しました。
紹介したテクニックの 1 つの制限は、皮膚や血管柄付き骨コンポーネントのほか筋肉として別組織の評価はできませんが。異なる組織のコンポーネントを含む複合フラップは可能ですが、このモデルはさまざまな VCA 組織閃光を放つコンポーネントの免疫原性変化38として排他的な骨移植を研究する設計されています。
結論としては、骨 VCA 研究の遺伝学で定義された再現可能な大型動物モデルを確立するための情報を紹介します。このモデルは、骨内血流と骨リモデリングに及ぼす手術血管新生を調査し今後の研究を基盤として役立つことができる、長期的な免疫抑制療法の必要性を排除する可能性があります。さらに骨 VCA 拒絶反応の複雑なプロセスを表し、他の革新的な免疫変調の戦略をテストする使用できます。定義済みの SLA ハプロタイプと豚のセックスの不一致の SRY 遺伝子の定量化 allotransplant および末梢血のキメリズムの範囲の測定が可能です。
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
著者は、彼らは競合する金銭的な利益があることを宣言します。
Acknowledgments
著者は、部門のメディア サポート サービス、メイヨー クリニック ロチェスター, ミネソタ ビデオ生産のためだけでなく、ビデオの編集のゲオルギオス ・ Kotsougianis をありがとうございます。優秀な作品は、ジム Postier、ロチェスター、ミネソタによって実施されました。さらに、著者ら感謝したいドイツの研究基礎 (ドイツ研究振興協会) 博士 Dimitra Kotsougiani の給与サポートを提供するため (DFG グラント: KO 4903/1-1)。この作品は、タレク E. Obaid から寛大な贈り物によって支えられました。この作品は、部の整形外科手術メイヨー クリニック ロチェスター, ミネソタ血管研究所で行われました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Xylazine | VetTek, Bluesprings, MO | N/A | 2mg/kg |
| Telazol | Pfizer Inc., NY, NY | 2103 | 5mg/kg |
| Buprenorphine | Zoo Pharm, Windsor, CO | N/A | 0.18mg/kg |
| Cefazoline | Hospira, Lake Forest, IL | RL-4539 | 1g |
| Ethilon sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | BV 130-5 | 9-0 |
| Locking plate | DePuy Synthes Vet, West Chester, PA | VP4041.09 | 9-hole 3.5mm locking plate |
| Vicryl sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | J808T | 2-0, 3-0 |
| Tegaderm | 3M Health Care, St. Paul, MN | 16006 | 15x10cm |
| Hickman catheter | Bard Access System Inc., Salt Lake City, UT | 600560 | 9.6 French |
| Carprofen | Zoetis Inc., Kalamazoo, MI | 1760R-60-06-759 | 4mg/kg |
| Tacrolimus | Sandoz Inc., Princeton, NJ | 973975 | (0.8-1.5mg/kg/day) |
| Mycophenolate Mofetil | Sandoz Inc., Princeton, NJ | 772212 | (50-70mg/kg/day) |
| Methylprednisolone sodium succinate | Pfizer Inc., NY, NY | 2375-03-0 | 500 mg |
| Gentamicin | Sparhawk Laboratories, Lenexa, KS | 1405-41-0 | 3mg/kg |
| Dermabond Prineo | Ethicon, San Lorenzo, Puerto Rico | 6510-01-6140050 | |
| Isoflurane 99.9% 250 ml | Abbott Animal Health | 05260-5 | |
| Lactated Ringer's 1L | Baxter Corporation | JB1064 | |
| Saline 0.9%, 1 L | Baxter Corporation | 60208 | |
| Ceftiofur | Pfizer Canada Inc. | 11103 | 5mg/kg |
| Microfil | Flow Tech Inc, Carver, MA | MV-122 | 125 ml |
| Decalcifying Solution | Thermo Fisher Scientific, Chesire, WA, UK | 8340-1 |
References
- Ham, S. J., et al. Limb salvage surgery for primary bone sarcoma of the lower extremities: long-term consequences of endoprosthetic reconstructions. Ann Surg Oncol. 5, 423-436 (1998).
- Niimi, R., et al. Usefulness of limb salvage surgery for bone and soft tissue sarcomas of the distal lower leg. J Cancer Res Clin Oncol. 134, 1087-1095 (2008).
- Tukiainen, E., Asko-Seljavaara, S. Use of the Ilizarov technique after a free microvascular muscle flap transplantation in massive trauma of the lower leg. Clin Orthop Relat Res. , 129-134 (1993).
- Schipani, E., Maes, C., Carmeliet, G., Semenza, G. L. Regulation of osteogenesis-angiogenesis coupling by HIFs and VEGF. J Bone Miner Res. 24, 1347-1353 (2009).
- Murray, J. E. Organ transplantation (skin, kidney, heart) and the plastic surgeon. Plast Reconstr Surg. 47, 425-431 (1971).
- Ravindra, K. V., Wu, S., McKinney, M., Xu, H., Ildstad, S. T. Composite tissue allotransplantation: current challenges. Transplant Proc. 41, 3519-3528 (2009).
- Lantieri, L., et al. Face transplant: long-term follow-up and results of a prospective open study. Lancet. 388, 1398-1407 (2016).
- Brent, L. B. Tolerance and its clinical significance. World J Surg. 24, 787-792 (2000).
- Utsugi, R., et al. Induction of transplantation tolerance with a short course of tacrolimus (FK506): I. Rapid and stable tolerance to two-haplotype fully mhc-mismatched kidney allografts in miniature swine. Transplantation. 71, 1368-1379 (2001).
- Giessler, G. A., Zobitz, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. Host-derived neoangiogenesis with short-term immunosuppression allows incorporation and remodeling of vascularized diaphyseal allogeneic rabbit femur transplants. J Orthopaedic Res. 27, 763-770 (2009).
- Kremer, T., et al. Surgical angiogenesis with short-term immunosuppression maintains bone viability in rabbit allogenic knee joint transplantation. Plast Reconstr Surg. 131, 148e-157e (2013).
- Larsen, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. A modified vascularized whole knee joint allotransplantation model in the rat. Microsurgery. 30, 557-564 (2010).
- Ohno, T., Pelzer, M., Larsen, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. Host-derived angiogenesis maintains bone blood flow after withdrawal of immunosuppression. Microsurgery. 27, 657-663 (2007).
- Ibrahim, Z., et al. A modified heterotopic swine hind limb transplant model for translational vascularized composite allotransplantation (VCA) research. J Vis Exp. , (2013).
- Solla, F., et al. Composite tissue allotransplantation in newborns: a swine model. J Surg Res. 179, e235-e243 (2013).
- Ustuner, E. T., et al. Swine composite tissue allotransplant model for preclinical hand transplant studies. Microsurgery. 20, 400-406 (2000).
- Ho, C. S., et al. Molecular characterization of swine leucocyte antigen class II genes in outbred pig populations. Anim Genet. 41, 428-432 (2010).
- Ho, C. S., et al. Molecular characterization of swine leucocyte antigen class I genes in outbred pig populations. Anim Genet. 40, 468-478 (2009).
- Morin, N., Metrakos, P., Berman, K., Shen, Y., Lipman, M. L. Quantification of donor microchimerism in sex-mismatched porcine allotransplantation by competitive PCR. BioTechniques. 37, 74-76 (2004).
- van Dekken, H., Hagenbeek, A., Bauman, J. G. Detection of host cells following sex-mismatched bone marrow transplantation by fluorescent in situ hybridization with a Y-chromosome specific probe. Leukemia. 3, 724-728 (1989).
- Leonard, D. A., et al. Vascularized composite allograft tolerance across MHC barriers in a large animal model. Am J Transplant. 14, 343-355 (2014).
- Smith, D. M., Martens, G. W., Ho, C. S., Asbury, J. M. DNA sequence based typing of swine leukocyte antigens in Yucatan miniature pigs. Xenotransplantation. 12, 481-488 (2005).
- Ho, C. S., et al. Nomenclature for factors of the SLA system, update 2008. Tissue Antigens. 73, 307-315 (2009).
- Kaiser, G. M., Heuer, M. M., Fruhauf, N. R., Kuhne, C. A., Broelsch, C. E. General handling and anesthesia for experimental surgery in pigs. J Surg Res. 130, 73-79 (2006).
- Alghoul, M. S., et al. From simple interrupted to complex spiral: a systematic review of various suture techniques for microvascular anastomoses. Microsurgery. 31, 72-80 (2011).
- Acland, R. Signs of patency in small vessel anastomosis. Surgery. 72, 744-748 (1972).
- Kotsougiani, D., et al. Recipient-derived angiogenesis with short term immunosuppression increases bone remodeling in bone vascularized composite allotransplantation: A pilot study in a swine tibial defect model. J Orthopaedic Res. , (2016).
- Riegger, C., et al. Quantitative assessment of bone defect healing by multidetector CT in a pig model. Skeletal Radiol. 41, 531-537 (2012).
- Buttemeyer, R., Jones, N. F., Min, Z., Rao, U. Rejection of the component tissues of limb allografts in rats immunosuppressed with FK-506 and cyclosporine. Plast Reconstr Surg. 97, 149-151 (1996).
- Taira, H., Moreno, J., Ripalda, P., Forriol, F. Radiological and histological analysis of cortical allografts: an experimental study in sheep femora. Arch Orthop Trauma Surg. 124, 320-325 (2004).
- Giessler, G. A., Zobitz, M., Friedrich, P. F., Bishop, A. T. Transplantation of a vascularized rabbit femoral diaphyseal segment: mechanical and histologic properties of a new living bone transplantation model. Microsurgery. 28, 291-299 (2008).
- Laiblin, C., Jaeschke, G. Clinical chemistry examinations of bone and muscle metabolism under stress in the Gottingen miniature pig--an experimental study. Berliner und Munchener tierarztliche Wochenschrift. 92, 124-128 (1979).
- Saalmuller, A. Characterization of swine leukocyte differentiation antigens. Immunol Today. 17, 352-354 (1996).
- Pelzer, M., Larsen, M., Friedrich, P. F., Aleff, R. A., Bishop, A. T. Repopulation of vascularized bone allotransplants with recipient-derived cells: detection by laser capture microdissection and real-time PCR. J Orthopaedic Res. 27, 1514-1520 (2009).
- Muramatsu, K., Kurokawa, Y., Kuriyama, R., Taguchi, T., Bishop, A. T. Gradual graft-cell repopulation with recipient cells following vascularized bone and limb allotransplantation. Microsurgery. 25, 599-605 (2005).
- Muramatsu, K., Bishop, A. T., Sunagawa, T., Valenzuela, R. G. Fate of donor cells in vascularized bone grafts: identification of systemic chimerism by the polymerase chain reaction. Plastic and reconstructive surgery. 111, 763-777 (2003).
- Vossen, M., et al. Bone quality and healing in a swine vascularized bone allotransplantation model using cyclosporine-based immunosuppression therapy. Plast Reconstr Surg. 115, 529-538 (2005).
- Lee, W. P., et al. Relative antigenicity of components of a vascularized limb allograft. Plast Reconstr Surg. 87, 401-411 (1991).
