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Articolo metodologico

Un modello chirurgico traslazionale suino per la formazione postoperatoria di aderenze intra-addominali

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DOI:

10.3791/70377

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13 marzo 2026

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1Department of Surgery, Stanford University School of Medicine, 2Hagey Laboratory for Pediatric Regenerative Medicine, Division of Plastic and Reconstructive Surgery, Stanford University School of Medicine, 3Department of Bioengineering, Stanford University, 4Department of Material Science and Engineering, Stanford University, 5Sarafan ChEM-H, Stanford University, 6Department of Pediatrics (Endocrinology), Stanford University School of Medicine, 7Woods Institute for the Environment, Stanford University

In questo articolo

Sommario

Questo protocollo descrive un modello suino della formazione postoperatoria di aderenze intra-addominali utilizzando mini maiali dello Yucatán sottoposti a interventi di chirurgia addominale aperta con resezione intestinale. L'approccio induce in modo affidabile aderenze intra-addominali e fornisce una piattaforma per valutare lo sviluppo delle aderenze e testare strategie anti-aderenza.

Abstract

Un modello suino della formazione di aderenze intra-addominali postoperatorie è stato stabilito utilizzando mini maiali dello Yucatán. Il protocollo combina laparotomia della linea mediana, resezione dell'intestino tenue con anastomosi primaria a due strati e un'abrasione peritoneale parietale unilaterale in forma di intervento chirurgico addominale aperto. La formazione dell'adesione è stata valutata quattro settimane dopo l'intervento utilizzando criteri di punteggio grossolano e istologico già consolidati, con valutazioni effettuate da osservatori ciechi. Le aderenze si sono sviluppate in tutti gli animali che utilizzano questo modello ed erano multifocali, coinvolgendo anelli intestinali, tra la parete intestinale e addominale, coinvolgendo il peritoneo sopra altri organi dell'addome (ad esempio il fegato) e siti operatori, con gravità variabile. L'analisi istologica a quattro settimane ha dimostrato aderenze composte prevalentemente da matrice extracellulare, fibroblasti e vasi sanguigni, coerenti con un fenotipo di tessuto di guarigione della ferita in fase di rimodellamento. Questo modello è rilevante per lo studio della biologia della fibrosi addominale e/o per la valutazione traslazionale di terapie anti-aderenze candidate. Integrando una procedura chirurgica intestinale clinicamente rilevante con una lesione peritoneale definita e una strategia di valutazione standardizzata, questo protocollo fornisce un approccio riproducibile per indurre e valutare aderenze intra-addominali postoperatorie in un modello animale di grandi dimensioni.

Introduzione

Le aderenze post-operatorie sono una fonte importante di morbilità dopo interventi addominali e pelvici, sviluppandosi fino al 93% dei pazienti 1,2, con circa il 20% che necessita di ricovero entro cinque anni per complicazioni legate alleaderenze 3,4. La lesione peritoneale deriva da interventi chirurgici addominali così come da irritazioni intra-addominali (infezione o esposizione a sostanze chimiche) o condizioni infiammatorie croniche come la malattia infiammatoria intestinale. Le aderenze risultanti possono portare a una vasta gamma di conseguenze cliniche, tra cui ostruzioni intestinali ricorrenti che talvolta richiedono ulteriori interventi chirurgici, oppure la causa di infertilità e dolore cronico 5,6,7. La formazione di aderenze può essere particolarmente grave dopo resezioni multi-viscerali per tumori maligni, come interventi chirurgici citoriduttivi, infiammazione cronica o perforazione intestinale, dove una lesione peritoneale estesa amplifica la risposta fibrotica. Inoltre, la malattia adesiva può complicare significativamente interventi chirurgici successivi, rendendo spesso impossibile procedere con un approccio minimamente invasivo o causando lesioni iatrogeniche involontarie all'intestino o ad altri organi.

Nonostante la loro importanza clinica, lo sviluppo di strategie anti-aderenza efficaci è limitato - probabilmente ostacolato in parte dalle limitazioni nei modelli preclinici che riproducono l'anatomia, la fisiologia e le risposte di guarigione osservate negli esseriumani 8. I modelli Rodent sono ampiamente utilizzati grazie alla loro disponibilità, alla trattabilità sperimentale e alla generazione affidabiledi adesione 9, 10 e 11. Tuttavia, la loro piccola cavità peritoneale, il mesenterio sottile e il distinto ambiente infiammatorio possono limitare la rilevanzatraslazionale 8,12. Tali modelli hanno contribuito allo sviluppo di approcci anti-aderenza che hanno dimostrato un'efficacia robusta negli studi sugli animali ma hanno mostrato un beneficio clinico limitato o dipendente dal contesto negli esseriumani 8,13,14,15,16,17. Inoltre, procedure chirurgiche comparabili all'uomo come la resezione intestinale e l'anastomosi sono difficili da modellare in modo traslazionalmente rilevante nei roditori, e le differenze specifiche per specie nel metabolismo dei farmaci limitano ulteriormente l'estrapolazioneclinica 18.

I modelli animali di grandi dimensioni, in particolare i suini, sono ampiamente utilizzati per studiare i processi addominali grazie alla loro somiglianza anatomica e fisiologica con l'uomo e alla loro manipolazione chirurgica comparabile, fornendo una piattaforma per studiare sia la formazione delle aderenze sia per testare interventiterapeutici 19,20,21,22 . I modelli esistenti di adesione suina hanno fornito importanti approfondimenti, ma molti si concentrano sulla formazione di aderenze specifiche per procedure e spesso mancano di procedure standardizzate che ne limitano l'applicabilità, in particolare alle aderenze gravi che si verificano dopo un intervento chirurgico intestinaleaperto 23,24,25,26,27.

Per affrontare queste limitazioni, abbiamo sviluppato un modello suino di aderenze intra-addominali postoperatorie che integra laparotomia della linea mediana, resezione dell'intestino tenue e un'abrasione peritoneale parietale unilaterale. Questa strategia peritoneale multifocale riproduce insulti che favoriscono le aderenze comunemente incontrati durante interventi chirurgici addominali e produce aderenze di diverse intensità e posizioni nel periodo di quattro settimane, con aderenze garantite sul lato dell'addome dove viene eseguita l'abrasione parietale diretta, oltre a aderenze stocastiche in tutto l'addome. Incorporando una procedura chirurgica intestinale clinicamente rilevante con una lesione peritoneale definita e riproducibile, questo modello supera le principali limitazioni dei sistemi suini precedenti e fornisce una piattaforma coerente per studiare la formazione postoperatoria delle aderenze e valutare interventi anti-adesioni.

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Protocollo

Dichiarazione Etica

Tutti gli studi suini sono stati condotti secondo protocolli approvati dal Comitato Istituzionale per la Cura e l'Uso degli Animali (IACUC) della Stanford University (IACUC) come precedentementedescritto 28.

1. Allevamento

  1. Acquista mini maialini dello Yucatán (consigliati da 9 a 12 kg, da 7 a 9 settimane) da un venditore verificato. Raccomandiamo n = 4 maiali per coorte. Animali in coppia in stanze con luce e temperatura controllate.
  2. Offri il classico cibo suino ad libitum. Gli animali dovrebbero avere accesso a un approvvigionamento continuo d'acqua per evitare la disidratazione.
  3. Monitorare e registrare il peso corporeo e la salute generale a intervalli regolari secondo gli standard istituzionali.

2. Anestesia e preparazione preoperatoria

  1. I maiali sedati nei loro terrari domestici usando xilazina intramuscolare e ketamina. Trasportare con attenzione gli animali nella sala operatoria una volta che la sedazione è stata ritenuta adeguata dal veterinario.
  2. Una volta nella sala operatoria, chiudere le vie aeree dell'animale tramite intubazione endotracheale. Mantieni l'anestesia durante tutta la procedura con isoflurano sotto la supervisione di un veterinario abilitato.
  3. Somministrare liquidi endovenosi, farmaci vasocostritori e inotropi secondo necessità per trattare l'ipotensione intraoperatoria ed evitare l'ipoperfusione intestinale e il rischio potenziale di perdita anastomotica.
  4. Applica una pomata oftalmica per lubrificare gli occhi e prevenire abrasioni corneali. Somministrare cefazolina o antibiotico equivalente un'ora prima dell'incisione per prevenire un'infezione della ferita.

3. Procedura chirurgica

  1. Posiziona l'animale supino su una borsa riscaldante per mantenere la normotermia. Misura la saturazione di ossigeno (SpO 2) con pulsossimetro, polso con un cardiofrequenzimetro e la temperatura ogni 10 minuti.
  2. Rimuovere i peli dall'addome con una tosa elettrica, poi preparare la pelle con una sola serie di tamponi alcolici seguiti da garze imbevuti di povidone-iodio. Asciuga l'eccesso di soluzione antisettica dall'addome con un asciugamano sterile.
  3. Copri l'addome usando asciugamani sterili e tende chirurgiche per mantenere la sterilità durante tutta la procedura. Infiltrare la soluzione di lidocaina nella parete addominale al punto di incisione previsto utilizzando un ago calibro 25.
  4. Esegui una laparotomia della linea mediana effettuando un'incisione a spessore completo attraverso la pelle, il tessuto sottocutaneo e la muscolatura della parete addominale lungo la linea alba per entrare nella cavità peritoneale utilizzando un bisturi a 10 lame. Posiziona i retrattori della parete addominale e eviscera l'intestino.
  5. Identificare una regione dell'intestino ~10-15 cm prossimale alla valvola ileocecale e sezionare un segmento dell'intestino tenue lungo 2,5 cm (1 pollice) usando delle forbici. Risezionare il mesentere associato con elettrocauterizzazione per l'emostasi dei vasi sanguigni mesenterici. Chiudi le due estremità intestinali aperte usando suture di seta 3-0 interrotte per ottenere una chiusura impermeabile. Eseguire un'anastomosi primaria a due strati, laterale a lato (funzionale end-to-end). Ricostruire lo strato interno del lumen con una sutura sintetica assorbibile 3-0 in modo continuo e lo strato esterno con una sutura 3-0 non assorbibile in movimento. Cerca di ridurre al minimo la fuoriuscita intestinale durante la procedura.
  6. Abrasioni delicatamente una sezione di 3 x 5 cm del peritoneo parietale lungo la parete laterale destra dell'addome usando garze sterili o un cuscinetto elettrocauterico finché la superficie peritoneale non appare sfilacciata o si manifesta edema sub-seroso nella parete addominale (10-15 colpi a pressione media). La parete laterale addominale sinistra può essere lasciata intatta per fungere da controllo tecnico, anche se usando questo modello si formano aderenze stocastiche in tutto l'addome in modo simile a una malattia umana.
  7. Riposiziona l'intestino nella cavità addominale e rimuovi i retrattori della parete addominale. Irrigare l'addome con 1 litro di soluzione salina sterile riscaldata, evacuare tutto il liquido e confermare l'emostasia (nessun sanguinamento attivo) prima della chiusura.
  8. Chiudi la fascia con una sutura assorbibile 0-0 in corso. Chiudi la pelle con una sutura non assorbibile a 2-0 o 3-0 e copri l'incisione con una medicazione sterile. La durata media della procedura è stata di 1 ora.
  9. Estubare gli animali al ritorno della respirazione spontanea. Monitorare i segni vitali (polso, saturazione di ossigeno, temperatura, pressione sanguigna) in modo costante fino a quando non si è completamente ripresi dall'anestesia.

4. Cure post-operatorie

  1. Somministrare Carprofen (25 - 50 mg per l'operazione) 24 ore su 24 per i primi 3 giorni dopo l'intervento e poi, se necessario (PRN). Mantieni gli animali con una dieta liquida ricca di proteine (1,5 bottiglie due volte al giorno) per i primi 3 giorni postoperatori.
  2. Somministrare amoxicillina (10 mg/kg) due volte al giorno per via orale per una settimana, poi PRN per segni di infezione della ferita (arrossamento, calore, gonfiore con o senza drenaggio).
  3. Controlla gli animali due volte al giorno per appetito, attività, funzionalità intestinale e integrità della ferita. Se preoccupati per un'infezione, discutete con il veterinario il dosaggio e la durata degli antibiotici. La medicazione sterile deve essere lasciata per i primi 3 giorni dopo l'intervento chirurgico per ridurre al minimo il rischio di infezione della ferita. Registra il peso ogni 2-3 giorni per garantire il mantenimento del peso dopo l'intervento.
  4. Transire gli animali al cibo solido a partire dal quarto giorno postoperatorio (POD4). Collega l'assunzione di cibo solido con una dieta supplementare ad alto contenuto proteico fino a tollerare calorie sufficienti solo con cibo solido.

5. Eutanasia

  1. Eutanasiare gli animali a 4 settimane sotto supervisione veterinaria utilizzando una soluzione di eutanasia secondo gli standard istituzionali.
  2. Valuta le aderenze in modo pesante. Raccogli immediatamente tessuti e campioni di sangue per analisi a valle. Smaltire tutti i rifiuti biologici e farmaceutici secondo le linee guida per l'Ambiente, la Salute e la Sicurezza della tua istituzione.

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Risultati

Il modello di adesione postoperatoria suina proposto (Figura 1) è stato combinato con un sistema di punteggio adattato per valutare le aderenze in temporeale 28. La valutazione dell'aderenza è stata completata indipendentemente da 3 membri del team ciechi alle condizioni sperimentali al punto di 4 settimane su una coorte rappresentativa di n=4 maiali; i punteggi sono stati mediati per un punteggio fina...

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Discussione

Il modello proposto di adesione suina fornisce un metodo clinicamente rilevante e affidabile per modellare le aderenze intra-addominali. A differenza dei modelli di lesione focale o a sito singolo, la combinazione di laparotomia della linea mediana, resezione dell'intestino tenue con anastomosi e abrasione parietale peritoneale standardizzata è stata scelta intenzionalmente per ripetere gli insulti peritoneali multifattoriali riscontrati durante le interventi chirurgici addominali aperti...

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno alcuna divulgazione rilevante.

Ringraziamenti

La ricerca riportata in questa pubblicazione è stata supportata dal programma SPARK di Stanford, dal progetto di miglioramento delle aderenze chirurgiche dell'American College of Surgeons, generosamente supportato dalla famiglia Carlino, e dal Dipartimento di Chirurgia della Stanford University. Vorremmo ringraziare lo Stanford Veterinary Service Center e lo staff del Pavillone degli Animali Comparativi. Tutte le idee, analisi, riferimenti e figure sono stati creati e verificati dagli autori. Gli strumenti di IA venivano utilizzati solo per modifiche minori di linguaggio e grammatica.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Animali
Femmine di maialino mini dello Yucatán, peso corporeo da 9 a 12 kg (7-9 settimane)S& S Farms8
Forniture chirurgiche
DMI4000 Microscopio BLeica MicrosystemsIstologia
Materiali
Euthasol VirbacEutanasia
Colorazione alcolica eosinaAzer Scientific   Cat#ES709Istologia
Vettoni sminacciatiFisher Scientific Cat#12-550-400Istologia
Mayer′ s Soluzione di Ematossilina  Sigma-Aldrich Cat#MHS80 Istologia
Farmaci
AmoxicillinaCovetrus59629Prevenzione delle infezioni
10mg/kg PO BID x1
Ancef/CefazolinaCovetrus84773Controllo delle infezioni preoperatorio
25 mg/kg per via endovenosa
AtipamezoloCovetrus82124Agente di inversione della sedazione
0,2 mg/kg 
AtropinaCovetrus74760Bradicardia
0,04mg/kg   
Bupernorfina a rilascio prolungato (ER)La Faramatura WedgewoodAnalgesia
0,18 mg/kg IV
Carprofen - intraoperatorioDechraAnalgesia
25 mg/kg IV 
Carprofen - post-operatorioDechraAnalgesia
25-50mg PO PRN
CereniaZoetisAntinausea
1-2 mg/kg per via endovenosa una volta intraoperatorio
IsofluranoDechraSedazione  
Lidocaina 2%VetOneV1 510212Analgesia
2 mg/kg di SQ prima dell'incisione
KetaminaDechraAnestsia e Analgesia
12 mg/kg IM
DobutaminaHospira Dosaggio e titolazione per anestesista 
Povidone-iodio (Betadine)ValleyVet12265Antisettico
Xilazina (Rompun)DechraGW L400000Sedazione/Analgesia
2,2 mg/kg IM
Forniture chirurgiche
Sutura PDS 3-0 (polidiosxanone)EthiconCat#Z316HAnastamosis
Quantità - 2 
Sutura di seta 3-0 (Pop-off) EthiconCat#1679HAnastamosis
Quantità - 1 confezione di bibite
Sutura PDS 0-0 (polidioxanone)EthiconCat#Z990GChiusura Linea Alba
Quantità - 1
Sutura Prolene 3-0EthiconCat#8684GChiusura della pelle
Quantità - 1
Bovie Electrocauter Grayline Medical SupplyCat#E2516Omeostasi e taglio
Set standard di strumenti chirurgici abomdinali sterili con retrattori a parete addominale come i reattori dell'Esercito/Marina o Richardson.
3M Tegaderm + Pad 3MGatto#3593Medicazione chirurgica
Dieta liquida ad alto contenuto proteicoAssicuraDieta
1,5 bottiglie BID
Software
BioRenderNumero di accordo SH28Z3OOKIGenerazione di figure 
Adobe IllustratorAdobev29.8.1Generazione di figure 
FIJINIHGenerazione di figure 
*Nota: Gli strumenti di IA venivano utilizzati solo per modifiche minori di linguaggio e grammatica
*BID - due volte al giorno,  IV - endovenoso, intramuscolare - intramuscolare, PO - per os/ per bocca, SQ - sottocutaneo, PRN - secondo necessità

Riferimenti

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