Angiogenesis chirurgicale en Porcine Allotransplantation Tibial : un nouveau grand Animal OS vascularisé Allotransplantation Composite modèle

Actuellement aucune sorte d’allotransplantation composite vascularisée dépend de long-terme-immunosuppression, difficile à supporter pour des indications non critiques de la vie. Nous présentons un nouveau porcine tibial VCA modèle qui peut être utilisé pour étudier les os VCA et démontrer l’utilisation de l’angiogenèse chirurgicale pour maintenir la viabilité des os sans avoir besoin de modulation immunitaire à long terme.

L’objectif global de ce projet est d’établir un nouveau modèle animal de grande taille pour l’étude de la perte osseuse segmentaire et de la reconstruction à l’aide de l’allotransplantation tibiale composite vascularisée. Chaque année, environ 3 000 interventions chirurgicales de conservation d’un membre sont pratiquées aux États-Unis pour reconstruire les anomalies osseuses segmentaires résultant d’un néoplasme, d’une infection, d’une anomalie congénitale ou d’un traumatisme. Les options reconstructives actuelles sont associées à une mobilité importante et à des taux de complications élevés.

Le recours à l’allotransplantation osseuse peut permettre de remplacer l’os réséqué par des os vivants de taille et de forme identiques. L’allotransplantation osseuse a rarement été réalisée cliniquement, en partie à cause de la nécessité d’une immunosuppression à long terme pour prévenir le rejet et entraîner la mort des tissus. De petits modèles animaux démontrent une alternative à l’immunosuppression médicamenteuse ou à l’induction de la tolérance.

Comme toute allogreffe d’organe ou de membre, le flux sanguin est maintenu par la réparation microchirurgicale des vaisseaux nutritifs. Lors de la chirurgie, une étape unique supplémentaire est effectuée, plaçant une alimentation vasculaire dérivée du receveur dans le canal médullaire du segment transplanté. L’apport sanguin néoangiogénique qui en résulte se développe rapidement, parallèlement à l’arrêt du traitement immunosuppresseur après deux semaines.

Avant l’utilisation clinique, il est prudent d’étudier davantage l’allotransplantation osseuse dans un grand modèle animal, comme décrit dans cette vidéo. Dans le cadre d’une approche à deux équipes, une paire de deux mini-porcs du Yucatan majeurs non appariés est opérée simultanément, chaque porc servant de receveur et de donneur. Tout d’abord, un segment d’os tibial où un pédicule vasculaire est prélevé sur le tibia droit de chaque porc.

Dans ce processus, une anomalie tibiale segmentaire est créée chez chaque porc. Dans le cadre d’une transplantation croisée, les segments de l’os tibial sont échangés entre les deux mini-porcs du Yucatan afin de reconstruire chaque défaut de l’os tibial. Après la mise en place du segment osseux tibial allogénique et le défaut osseux tibial créé, un faisceau veineux artériel dérivé du receveur provenant du membre postérieur inférieur est implanté dans le segment osseux tibial allogénique pour favoriser une circulation néoangiogénique dérivée du receveur dans le segment osseux.

Pour réaliser la vascularisation de l’allogreffe, une anastomose microchirurgicale du pédicule nutritif du segment osseux tibial allogénique à une branche musculaire du membre postérieur inférieur du receveur est réalisée. La fixation osseuse est réalisée à l’aide d’une plaque de compression verrouillable. Au cours des deux semaines suivantes, une immunosuppression à court terme est administrée pour maintenir la perméabilité du pédicule nutritif allogénique jusqu’à ce qu’une nouvelle circulation dérivée du receveur à partir du faisceau veineux artériel implanté ait été établie.

Jeûnez les mini-porcs du Yucatan la veille de la procédure et pesez-les pour l’administration du médicament de contrôle. Après la sédation, placez un cathéter périphérique pour la perfusion intraveineuse de médicament et de liquide dans une veine de l’oreille et administrez des analgésiques et des antibiotiques prophylactiques. Ensuite, placez le mini cochon en position couchée sur un coussin chauffant.

Rasez le membre postérieur droit et lavez la jambe trois fois. Préparez et drapez de manière stérile. Utilisez un champ d’incision antimicrobien pour sceller toutes les plaies.

Surveillez la pression artérielle, le pouls, la température corporelle et la fréquence respiratoire. Tracez une ligne d’incision à l’aide d’un marqueur et faites une incision latérale antérieure commençant au-dessus de l’articulation du genou le long de la crête antérieure du tibia jusqu’à l’articulation tibio-talienne. Disséquez la peau et le tissu sous-cutané et séparez le tibia de la musculature du compartiment antérieur.

Ensuite, libérez une partie du muscle tibial antérieur de son origine. Retirez une partie de la crête tibiale à l’aide d’une scie oscillante pour améliorer le champ de vision. Identifier l’artère tibiale crânienne et la veine à utiliser plus tard comme faisceau veineux artériel pour favoriser la néoangiogenèse.

Ensuite, ouvrez la membrane interosseuse et identifiez la branche descendante de l’artère tibiale crânienne appelée artère tibiale caudale qui donne naissance au pédicule nutritif de la diaphyse tibiale. Maintenant, disséquez avec beaucoup de soin l’artère tibiale crânienne et caudale et identifiez le pédicule nutritif de la diaphyse tibiale. Ensuite, fixez le pédicule à l’aide d’une micro-pince.

Ne détachez pas le pédicule vasculaire. Identifier une branche musculaire dans le compartiment musculaire antérieur qui sera utilisée ultérieurement pour l’anastomose de l’allogreffe osseuse vascularisée. Ensuite, commencez la récolte du segment osseux tibial, y compris le pédicule vasculaire.

Utilisez un gabarit de coupe pour assurer une résection osseuse prédimensionnée et reproductible. Fixez le gabarit de coupe sur la surface médiale du tibia. Guidés par le gabarit, effectuez des coupes osseuses parallèles à une distance d’exactement 3,5 centimètres pour obtenir à la fois une allogreffe et un défaut de 3,5 centimètres.

Retirez ensuite le gabarit de coupe. En tournant le segment osseux tibial, visualisez le pédicule nutritif du segment osseux tibial. Détachez le pédicule nutritif et libérez soigneusement la pièce tibiale, en laissant un mince brassard musculaire à sa surface, complétant l’élévation du segment osseux tibial, y compris son pédicule vasculaire.

Une fois retiré, le segment de l’os tibial est maintenant prêt pour le transfert microvasculaire. Ensuite, ligaturez le faisceau veineux artériel tibial crânien distalement pour la transposition dans le segment osseux tibial allogénique. Maintenant, échangez de manière croisée les segments d’os tibiaux récoltés entre les deux principaux mini-porcs dépareillés.

Pour permettre le passage du faisceau veineux artériel tibial crânien, retirez un segment en forme de V du côté de l’ostéosynthèse tibiale proximale et percez un trou dans le côté de l’ostéosynthèse distale. Ensuite, introduisez le faisceau AV de l’animal receveur dans l’allogreffe pour le développement ultérieur d’une nouvelle circulation angiogénique. Anastomose le pédicule nutritif de l’allogreffe osseuse à la branche musculaire préparée du compartiment antérieur tibial de bout en bout.

Réalisez l’ostéosynthèse à l’aide d’une plaque de verrouillage à neuf trous de 3,5. Effectuer la fermeture de la peau fasciale et stratifiée. Enfin, appliquez un pansement compressif occlusif sur la plaie.

Pour l’administration et la surveillance postopératoires de médicaments immunosuppresseurs, placez un cathéter veineux dans la veine jugulaire externe. À travers une incision latérale antérieure longitudinale dans le cou, exposez la veine. En creusant un tunnel, insérez un cathéter Hickman par l’arrière.

Placez le cathéter dans la veine jugulaire et fixez-le avec des sutures non résorbables. De plus, fixez le cathéter à la peau et fermez les couches du cou. Laissez le porc récupérer pendant 60 minutes, puis surveillez de près jusqu’à ce qu’il soit complètement rétabli.

Ensuite, retournez le mini cochon dans son propre enclos et laissez-le boire de l’eau et manger de la nourriture ad libidum. Pour l’analgésie postopératoire, utilisez le carprofène. De plus, administrez des antibiotiques prophylactiques quotidiennement pendant deux semaines.

Pour maintenir le flux sanguin de l’allogreffe vascularisée osseuse à travers le pédicule nutritif pendant l’angiogenèse du faisceau AV, administrez une trithérapie composée de Tacrolimus, de mycophénolate Mofetil et de Prednisolone pendant 14 jours. Ajustez les doses quotidiennes de médicaments immunosuppresseurs en fonction des concentrations minimales de sang ciblées. Réduire progressivement la dose initiale de Prednisolone jusqu’à l’obtention de la dose d’entretien.

La technique décrite a été réalisée avec succès chez quatre mini-porcs majeurs du Yucatan non appariés. Tous les mini-porcs ont survécu jusqu’à la fin du suivi et marchaient sans boiter. L’analyse des échantillons de sang a montré que les taux minimaux thérapeutiques pour le tacrolimus et le mycophénolate Mofetil étaient atteints.

Cela a permis d’assurer une immunosuppression adéquate pour prévenir les lésions des vaisseaux nutritifs et la thrombose due au rejet au cours des deux premières semaines postopératoires. Par la suite, un nouvel approvisionnement en sang dérivé du receveur a été établi dans le cadre de l’allogreffe osseuse, ce qui a permis d’éviter la nécessité de la circulation osseuse allogénique. Un système de notation en 25 points a été utilisé pour quantifier l’incorporation de VCA.

Des évaluations radiologiques régulières ont démontré une cicatrisation progressive de l’ACP osseuse au cours de la période d’étude. La fixation interne a été maintenue sans perte de réduction ni relâchement. Nous avons développé un modèle animal de grande taille fiable et reproductible pour l’ACV osseux qui permet de tester l’angiogenèse chirurgicale combinée à une immunosuppression à court terme.

Ce modèle servira de base à de futures études portant sur l’interaction entre l’angiogenèse, la survie à l’allogreffe et la réponse immunitaire. De plus, il peut être utilisé pour délimiter le processus complexe de rejet osseux de VCA et d’autres stratégies innovantes de modularité immunitaire.