מאמר שיטה

השתלת גפיים קדמיות של חולדה אורתוטופית

DOI:

10.3791/68050

⸱

22 ביולי 2025

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Departent of Plastic and Reconstructive Surgery, Johns Hopkins University School of Medicine, 2Microsurgery and Preclinical Research Core, Comprehensive Transplant Center, Northwestern University Feinberg School of Medicine, 3Department of Surgery, University of Pennsylvania, 4Department of Plastic Surgery, Campus Charité Mitte | Campus Virchow-Klinikum, Charité – Universitätsmedizin Berlin, corporate member of Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin and Berlin Institute of Health, 5Berlin Institute of Health, Charité - Universitätsmedizin Berlin, 6Department of Visceral, Transplant, and Thoracic Surgery, Medical University of Innsbruck

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

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

כאן, אנו מציגים פרוטוקול להדגמת ההיתכנות המיקרו-כירורגית של השתלת גפיים קדמיות של חולדות. מודל זה עשוי לשמש פלטפורמה תרגומית חשובה למחקר VCA.

תקציר

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

השתלה מרוכבת בכלי דם (VCA) כוללת השתלה של סוגי רקמות מרובים - כולל עור, שרירים, עצמות ועצבים - המציעה אפשרות שחזור מבטיחה לחולים עם פציעות טראומטיות חמורות או עיוותים. למרות הפוטנציאל הטרנספורמטיבי שלו, VCA נתקל באתגרים משמעותיים כגון דחיית שתל, סיבוכים כרוניים של דיכוי חיסוני ומורכבויות של התאוששות עצבית-שרירית.

אנו משתמשים במודל הגפיים הקדמיות של חולדה כפלטפורמה חסכונית ורלוונטית מבחינה אנטומית כדי להתמודד עם אתגרים אלה. הגפה הקדמית של החולדה משקפת מקרוב את האנטומיה של הגפיים האנושיות, מה שמשפר את ההשפעה התרגומית של הממצאים שלנו. מחקרים קודמים אישרו מודל זה למדידה מהימנה וניתנת לשחזור התאוששות תפקודית, ובכך ביססו אותו ככלי מרכזי להערכת מסלול הדחייה של שתלי גפיים קדמיות.

יתר על כן, המודל מציע הזדמנות פז לחקור גישות טיפוליות חדשניות ולשמש פלטפורמה תרגומית טובה לטכניקות שימור חדשות. באמצעות חקירה נוספת של מודל זה, אנו שואפים להעמיק את הבנתנו את המנגנונים מאחורי דחיית השתל והתאוששות עצבית-שרירית. בסופו של דבר, עבודה זו שואפת לסלול את הדרך לשיפור התוצאות הקליניות של VCA, תוך התמודדות הן עם המגבלות הנוכחיות והן עם האתגרים העתידיים ברפואת השתלות.

מבוא

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

השתלה מרוכבת של כלי דם (VCA) היא הליך משנה חיים לשחזור פגמים חמורים ברקמות. VCA מתייחס להשתלת רקמה מרוכבת המורכבת מעור, שרירים, עצמות, רקמת חיבור, כלי דם ועצבים. חידוד וחקירה נוספים של טכניקות VCA יועילו מאוד לחולים הסובלים מפציעות טראומטיות או עיוותים1. עם זאת, היישום הרחב יותר שלו מאותגר על ידי מכשולים מתמשכים כגון דחיית שתל, סיבוכים מדיכוי חיסוני ארוך טווח, התאוששות עצבית-שרירית ולוגיסטיקה לפני ההשתלה.

מודל הגפיים הקדמיות של החולדה התגלה כבחירה מועדפת למחקרי VCA בשל עלות-תועלת שלו והדמיון הרב שלו למאפיינים אנטומיים ועצביים-שריריים אנושיים 2,3. עבודתנו הקודמת הראתה כי מודל זה מספק אמצעי אמין וניתן לשחזור להערכת התאוששות תפקודית התנהגותית4. במחקר זה, אנו מציגים מדריך מפורט שלב אחר שלב לטכניקות המיקרו-כירורגיות החיוניות הנדרשות למודל זה.

ככל שמחקר ה-VCA ממשיך להתפתח, מודל הגפיים הקדמיות של החולדה יאפשר חקירה מכניסטית של תהליך הדחייה, התחדשות העצבים וההתאוששות התפקודית העצבית-שרירית. חוקרים יכולים לחקור טכניקות שימור חדשות, להעריך את היעילות של שיטות זלוף מכונה ולבדוק טיפולים אימונומודולטוריים מתפתחים, שעשויים לסייע בהפחתת ההסתמכות הנוכחית על דיכוי חיסוני ארוך טווח.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

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

הליכים כירורגיים בוצעו על פי הפרוטוקולים שאושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס (RA18M74) על פי הנחיות שנקבעו על ידי המכונים הלאומיים לבריאות והאגודה האמריקאית להסמכת טיפול בחיות מעבדה.

1. נוהל תורם (איור 1)

  1. לבצע את השראת ההרדמה באמצעות שאיפת איזופלורן בריכוז של 5% ולשמור על 1% לאורך כל ההליך. התחל את ההליך לאחר אישור רמת ההרדמה המדויקת באמצעות צביטת הבוהן.
  2. בצע חתך היקפי כ -1 ס"מ מעל המרפק. חלקו את העור וחשפו את הרקמה התת-עורית השטחית הבסיסית מבלי לפגוע בה (איור 1A).
  3. לנתח את הרקמה התת עורית/פאשיה, לצרוב את כל כלי הדם השטחיים ולחצות. לאחר מכן, ייחשפו הדלתואיד, חלק מהחזה הגדול, והתלת ראשי ברכי.
  4. לנתח באופן בוטה מתחת לשריר החזה הגדול, לחשוף את כלי הזרוע, כמו גם את העצב החציוני והעצב האולנרי (איור 1B).
  5. צרבו את הווריד השטחי על שריר הדלתא וחצו אותו באופן קרוב, ואז עברו את שריר הדלתא בניצב לכיוון סיבי השריר. לאחר מכן, נתח וחצה את החזה המז'ורי והמינורי, וחשוף את עורק בית השחי, הווריד והעצב. (איור 1C).
  6. לחצות את העצב החציוני, האולנרי והרדיאלי בקצה הפרוקסימלי שלהם (מיד לאחר הפיצול), תוך שמירה על אורך רב ככל האפשר.
  7. לנתח ולשחרר את עורק הזרוע והווריד.
  8. רוחביים את שריר הזרוע הדו-ראשי, התלת ראשי ושריר הלטיסימוס דורסי. ודא שעצם הזרוע חשופה כראוי עם השלמת הדיסקציה.
  9. השתמש במלקחיים של רונג'ר כדי לחצות את העצם הדיסטלית לשחפת הדלתא של עצם הזרוע.
  10. בדקו בעדינות את לומן העורק הברכיאלי והווריד (איור 1C). שטוף את השתל עם 6 מ"ל מי מלח הפריניזציה.
  11. התקן שרוול פולימיד הן על עורק הזרוע והן על הווריד, בהתאמה (איור 1D).
  12. עטפו את השתל בגזה כותנה רטובה ואחסנו אותו בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס.
  13. המתת חסד של החולדה התורמת באמצעות מנת יתר של חומר הרדמה נדיף (איזופלורן). ברגע שאינו מגיב לחלוטין לצביטה בבוהן, בצע כריתת בית חזה וכרת את הלב.

2. נוהל הנמען (איור 2)

  1. לבצע את השראת ההרדמה באמצעות שאיפת איזופלורן בריכוז של 5% ולשמור על 1% לאורך כל ההליך. אשר את מצב ההרדמה באמצעות צביטת הבוהן.
  2. בצע חתך היקפי כ 1-2 ס"מ מעל המרפק.
  3. לנתח את כלי הדם התת עוריים ולצרוב כלי דם גדולים יותר כדי לחשוף את הדלתא, חלק מהחזה הגדול ושריר התלת ראשי.
  4. בצע דיסקציה קהה מתחת לשריר החזה הגדול כדי לחשוף את כלי הזרוע, כמו גם את העצב החציוני והעצב האולנרי.
  5. לחצות את הדלתואיד וחלק משריר החזה הגדול והמינורי בקצה הדיסטלי שלהם, תוך חשיפת כלי הזרוע, העצבים החציוניים והאולנריים (איור 2A).
  6. לנתח ולחצות את העצב החציוני והאולנרי בקצה הדיסטלי שלהם. קשרו את כל ענפי כלי הדם (איור 2B).
  7. חצו את שריר הזרוע הדו-ראשי, התלת ראשי ושריר הלטיסימוס דורסי כדי לחשוף את עצם הזרוע. צרבו בזהירות כל דימום מהשרירים המועברים.
  8. לחצות את עצם הזרוע בשחפת הדלתואידית. השתמש בשעוות עצם כדי לאטום את חלל מח העצם.
  9. השתמש במוט תוך-מדולרי כדי לחבר מחדש את חלל מח העצם של התורם והמקבל, ולאחר מכן השתמש בשעוות עצם כדי לאטום את החיבור. לתפור את שריר הזרוע התלת ראשי בתפר נספג 6-0, ובכך ליצור פלטפורמה לאנסטומוזיס של כלי הדם.
  10. בצע נוירורפיה אפיפרינוריאלית עם תפר 10-0 מופרע של העצב הרדיאלי.
  11. בצע את האנסטומוזה של כלי הדם באמצעות טכניקת שרוול ללא תפרים (איור 2C).
  12. בצע נוירורפיה אפיפרינוריאלית עם תפרים קטועים של 10-0 כדי לחבר מחדש את העצבים החציוניים והאולנריים (איור 2D).
  13. חבר מחדש את שריר הדלתא והחזה הגדול באמצעות תפרים קטועים.
  14. סגור את הפצע עם תפר 4-0 שאינו נספג.
  15. יש לתת מי מלח חמים וסטריליים ב-2% ממשקל הגוף באופן תת עורי בתום הניתוח.
  16. התבונן בבעל החיים לפחות 4 שעות מתחת לחימום lamp להתאוששות. החזירו אותו למתקן הדיור לבעלי חיים ברגע שהוא ערני, יכול להזדקף, להפגין תנועה מתואמת ולהשיג מים ומזון באופן עצמאי.

3. ניהול ארוך טווח לאחר ההשתלה

  1. עקוב אחר בעלי חיים מדי יום לאיתור סימני כאב ומצוקה כהגדרתם להלן.
    1. בדוק אם יש אנורקסיה המעידה על היעדר צואה בכלוב.
    2. בדוק אם החיה אינה שותה מים, מה שמוביל להתייבשות המעידה על אוהל העור.
    3. בדוק אם החיה כפופה, לא מוכנה לזוז, מעדיפה איבר או שומרת על מקום החתך.
    4. בדוק אם החיה לא מצליחה לטפח, משתקפת בפרווה פרועה או מלוכלכת.
    5. בדוק אם החיה מלקקת/שורטת יתר על המידה. בדוק אם יש אדמומיות ונפיחות במקום החתך והשחתה עצמית.
    6. בדוק אם יש התנהגות אגרסיבית, במיוחד כאשר מנסים להרים את החיה.
    7. בדקו אם בעל החיים מתנשף, מתקשה לנשום ויש לו הפרשות מהאף/עיניים בצבע חום-אדמדם.
    8. בדוק אם יש אלח דם.
  2. הסר את התפרים 14 יום לאחר הניתוח.
  3. יש לתת מנה שנייה של בופרנורפיןSR (מינון חולדות: 1.0 מ"ג/ק"ג SC) ביום השני שלאחר הניתוח (POD2; 48 שעות לאחר המנה הראשונית).
  4. התחל הערכה תפקודית שבועית בשבוע 4 לאחר ההשתלה.
    1. בקצרה, בהרדמה כללית, קבע את הגפה הקדמית של החיה בחטיפה של 90 מעלות. הנח שתי אלקטרודות מחט במרחק של 1 מ"מ זו מזו בבית השחי ליד החדרת החזה הגדול לעצם הזרוע.
    2. לעורר את העצב החציוני הפרוקסימלי מלעורית ב-10 וולט כדי לגרום להתכווצות טטנית מקסימלית של המכופפים.
    3. ברגע שכיפוף דיגיטלי מלא יוצר אחיזה, הנח לולאת מתכת המחוברת למד כוח על כף היד ואבטח אותה בתוך האצבעות המכופפות. לאחר מכן, משוך את מד הכוח עד שהאחיזה תאבד, ורשום את הכוח המרבי (בניוטונים).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

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

ניתן לעקוב אחר הישרדות השתל ולקבוע אותה באמצעות תצפית מקרוסקופית. תמונות מייצגות של מעקב לטווח קצר (POD7) ומעקב לטווח ארוך (POD120) מוצגות באיור 3. השתל יכול להתאושש ללא סימני נמק לכאורה. נתוני ההישרדות מוצגים באיור 4. גם דגימות עור וגם דגימות שריר נקצרות בנקודת הקצה המיועדת. תמונות היסטולוגיות מייצגות מוצגות באיור 5 ובאיור 6. שתי הדמויות מציגות מאפיין היסטולוגי רגיל של עור ושרירים. מבחן חוזק האחיזה יוש...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

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

השתלת גפיים קדמיות אורתוטופיות בחולדות היא מודל נפוץ בהשתלות משחזרות ניסיוניות מכיוון שהיא לא רק מכילה רקמות מרוכבות בכלי דם אלא גם מאפשרת הערכה של התאוששות תפקודית. טכניקת תפרים קונבנציונלית לאנסטומוזה של כלי הדם היא מורכבת ביותר ודורשת מיומנויות מיקרוכירורגיות מתקדמות הדורשות שנים של הכשרה מיקרוכירורגית. כדי להפחית מאוד את הזמן והעלויות, יושמה טכניקת אנסטומוזה של שרוול כלי דם ללא תפר במודל גפיים קדמיות של חולדה שונה. זה מזרז משמעותית את תהליך ההכשרה המיקרו-כירורגית ומקצר את עקומת האימו...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

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

ג'רלד ברנדכר הוא יועץ רפואי ל-X-Therma ו-Ossium Health.

תודות

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

עבודה זו נתמכה על ידי Grant 1R43HL158398 (NIH), 5R44AI145782 (NIH) ותאי גזע של מרילנד 2020-MSCRFL-5414. אנו רוצים להודות למנהלת המעבדה שלנו, אנג'לה אסטבז, על תמיכתה במחקר זה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
10-0 תפר מיקרו לא סטריליAROאורגיTK-107038
4-0 תפרים שחורים ניילון SharpointA1667N
4-0 תפרים מתחדדים של Sharpoint PolysynG214N
5 מ"ל מזרקיםMDC2045
6-0 משיפישר סיינטיפיקNC9742105
ABB-22 V מיקרו כליS& T00480
B-1 V מהדק מיקרו כלי יחידS& T00462
BD Quincke תפרים של מחט עמוד השדרה405073
מחזיקי מחט מיקרו CastroviejoFST12061-02
מד כוח Chatilon DFE II AmetekDFE II
חנות אספקה JHקצה כותנה100252
מספריים עדינים - טונגסטן קרבידFST14569-09
מלקחייםS& TFRS-15 RM-8
ספוגי גזהפישר סיינטיפיק22-362178
המוסטטים של יתוש הלסטדFST13009-12
HeparinJHH PharmacyNDC 63323-540-05
I.V. קטטר רדיופאק 24 גרםתפריםSMTH5053
תכשיטנים מלקחיים קרישה דו קוטביים, נירוסטהASSI103000BPS03
מספריים קפיציים עם ידית עגולהF.S.T15400-12
מלקחייםמיוחדים S& TFRAS-15 RM-8
מרחיבי כלי שיט - מכשירים מאוזניםFST18602-15
כפול סדרת עם

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Schneeberger, S., et al. First forearm transplantation: outcome at 3 years. Am J Transplant. 7 (7), 1753-1762 (2007).
  2. Heinzel, J. C., et al. Evaluation of functional recovery in rats after median nerve resection and autograft repair using computerized gait analysis. Front Neurosci. 14, 593545(2020).
  3. Vela, F. J., et al. Animal models used to study direct peripheral nerve repair: a systematic review. Neural Regen Res. 15 (3), 491-502 (2020).
  4. Kern, B., et al. A novel rodent orthotopic forelimb transplantation model that allows for reliable assessment of functional recovery resulting from nerve regeneration. Am J Transplant. 17 (3), 622-634 (2017).
  5. Sarhane, K. A., et al. Defining the relative impact of muscle versus Schwann cell denervation on functional recovery after delayed nerve repair. Exp Neurol. 339, 113650(2021).
  6. Oberhuber, R., et al. Murine cervical heart transplantation model using a modified cuff technique. J Vis Exp. (92), e50753(2014).
  7. Furtmuller, G. J., et al. Orthotopic hind limb transplantation in the mouse. J Vis Exp. (108), e53483(2016).
  8. Pendexter, C. A., et al. Development of a rat forelimb vascularized composite allograft (VCA) perfusion protocol. PLoS One. 18 (1), e0266207(2023).
  9. Amin, K. R., et al. Randomized preclinical study of machine perfusion in vascularized composite allografts. Br J Surg. 108 (5), 574-582 (2021).
  10. Rezaei, M., et al. Ex vivo normothermic perfusion of human upper limbs. Transplantation. 106 (8), 1638-1646 (2022).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

Transplant
הסרטון יגיע בקרוב

מאמרים קשורים