Chirurgica dell'angiogenesi in porcina Allotransplantation Tibial: un nuovo grande osso animale vascolarizzato Allotransplantation composito modello

Attualmente qualsiasi tipo di composito vascularized allotransplantation dipende lungo-termine-immunosoppressione, difficile da sostenere per indicazioni non-vita-critici. Vi presentiamo un nuovo tibial VCA modello porcino che può essere utilizzato per studiare osso VCA e viene illustrato l'utilizzo dell'angiogenesi chirurgico per mantenere la vitalità dell'osso senza la necessità di modulazione immunitaria a lungo termine.

L'obiettivo generale di questo progetto è quello di stabilire un nuovo modello animale di grandi dimensioni per lo studio della perdita e della ricostruzione ossea segmentale utilizzando l'allotrapianto tibiale composito vascolarizzato. Ogni anno, negli Stati Uniti vengono eseguiti circa 3.000 interventi chirurgici per risparmiare gli arti per ricostruire i difetti ossei segmentali derivanti da neoplasie, infezioni, anomalie congenite o traumi. Le attuali opzioni ricostruttive sono associate a una mobilità significativa e ad alti tassi di complicanze.

L'uso dell'allotrapianto osseo può consentire la sostituzione dell'osso resecato con osso vivente di dimensioni e forma corrispondenti. L'allotrapianto di osso è stato raramente eseguito clinicamente, in parte a causa della necessità di immunosoppressione a lungo termine per prevenire il rigetto e provocare la morte dei tessuti. I modelli di piccoli animali dimostrano un'alternativa all'immunosoppressione dei farmaci o all'induzione della tolleranza.

Come qualsiasi allotrapianto di organi o arti, il flusso sanguigno è mantenuto dalla riparazione microchirurgica dei vasi nutritivi. Durante l'intervento chirurgico, viene eseguita un'ulteriore fase unica, posizionando un apporto vascolare derivato dal ricevente all'interno del canale midollare del segmento trapiantato. L'afflusso di sangue neoangiogenico risultante si sviluppa rapidamente, insieme alla cessazione della terapia immunosoppressiva dopo due settimane.

Prima dell'uso clinico, è prudente studiare ulteriormente l'allotrapianto osseo in un modello animale di grandi dimensioni, come descritto in questo video. In un approccio a due squadre, una coppia di due principali maialini dello Yucatan non corrispondenti all'SLA vengono utilizzati contemporaneamente, ogni maiale funge da ricevente e donatore. In primo luogo, un segmento osseo tibiale in cui un peduncolo vascolare viene prelevato dalla tibia destra di ciascun maiale.

In questo processo, in ogni suino si crea un difetto tibiale segmentale. In modo incrociato, i segmenti dell'osso tibiale vengono scambiati tra i due maialini dello Yucatan per ricostruire ogni difetto dell'osso tibiale. Dopo il posizionamento del segmento osseo tibiale allogenico e il difetto osseo tibiale creato, un fascio venoso arterioso derivato dal ricevente dall'arto posteriore inferiore viene impiantato nel segmento osseo tibiale allogenico per promuovere una circolazione neoangiogenica derivata dal ricevente all'interno del segmento osseo.

Per realizzare la vascolarizzazione dell'allotrapianto, viene eseguita un'anastomosi microchirurgica del peduncolo nutriente del segmento osseo tibiale allogenico a un ramo muscolare dell'arto posteriore inferiore ricevente. La fissazione ossea si ottiene con una placca di compressione bloccante. Nelle due settimane successive, viene somministrata un'immunosoppressione a breve termine per mantenere la pervietà del peduncolo nutriente allogenico fino a quando non si è stabilita una nuova circolazione derivata dal ricevente a partire dal fascio venoso arterioso impiantato.

Digiunare i maialini dello Yucatan un giorno prima della procedura e pesarli per la somministrazione del farmaco di controllo. Dopo la sedazione, posizionare un catetere periferico per l'infusione endovenosa di farmaci e liquidi in una vena dell'orecchio e somministrare analgesici e antibiotici profilattici. Quindi, posiziona il maialino in posizione supina su un tappetino riscaldante.

Radere l'arto posteriore destro e lavare la gamba tre volte. Preparare e drappeggiare in modo sterile. Utilizzare un telo antimicrobico per sigillare tutte le ferite.

Monitorare la pressione sanguigna, la frequenza cardiaca, la temperatura corporea e la frequenza respiratoria. Disegna una linea di incisione con un pennarello e fai un'incisione laterale anteriore iniziando sopra l'articolazione del ginocchio lungo la cresta anteriore della tibia fino all'articolazione tibioastragalica. Sezionare la pelle e il tessuto sottocutaneo e separare la tibia dalla muscolatura del compartimento anteriore.

Quindi, rilasciare una parte del muscolo tibiale anteriore dalla sua origine. Rimuovere una parte della cresta tibiale utilizzando una sega oscillante per migliorare il campo visivo. Identificare l'arteria cranica tibiale e la vena da utilizzare successivamente come fascio venoso arterioso per promuovere la neoangiogenesi.

Successivamente, apri la membrana interossea e identifica il ramo discendente dell'arteria tibiale cranica chiamata arteria tibiale caudale che dà origine al peduncolo nutriente della diafisi tibiale. Ora seziona con grande cura l'arteria tibiale cranica e caudale e identifica il peduncolo nutriente della diafisi tibiale. Quindi, fissa il peduncolo con un micro morsetto.

Non staccare il peduncolo vascolare. Identificare un ramo muscolare nel compartimento muscolare anteriore da utilizzare successivamente per l'anastomosi dell'allotrapianto osseo vascolarizzato. Successivamente, inizia la raccolta del segmento osseo tibiale compreso il peduncolo vascolare.

Utilizzare una maschera di taglio per garantire una resezione ossea predimensionata e riproducibile. Fissare la maschera di taglio sulla superficie mediale della tibia. Guidati dalla dima, eseguire tagli ossei paralleli a una distanza di esattamente 3,5 centimetri per ottenere sia un allotrapianto che un difetto di 3,5 centimetri.

Quindi rimuovere la maschera di taglio. Ruotando il segmento dell'osso tibiale, visualizzare il peduncolo nutriente del segmento dell'osso tibiale. Staccare il peduncolo nutriente e liberare il pezzo tibiale con cura, lasciando una sottile cuffia muscolare sulla sua superficie, completando l'elevazione del segmento osseo tibiale, compreso il suo peduncolo vascolare.

Una volta rimosso, il segmento dell'osso tibiale è ora pronto per il trasferimento microvascolare. Successivamente, legare distalmente il fascio venoso arterioso cranico tibiale per la trasposizione nel segmento osseo tibiale allogenico. Ora scambia in modo incrociato i segmenti di osso tibiale prelevati tra i due principali maialini non corrispondenti.

Per consentire il passaggio del fascio venoso arterioso cranico tibiale, rimuovere un segmento a forma di V dal lato dell'osteosintesi tibiale prossimale e praticare un foro nel lato dell'osteosintesi distale. Successivamente, introdurre il fascio AV dell'animale ricevente nell'allotrapianto per il successivo sviluppo di una nuova circolazione angiogenica. Anastomizzare il peduncolo nutriente dell'allotrapianto osseo al ramo muscolare preparato del compartimento tibiale anteriore in modo end-to-end.

Ottieni l'osteosintesi utilizzando una piastra di bloccaggio a nove fori da 3,5. Eseguire la chiusura della pelle fasciale e stratificata. Infine applicare una medicazione compressiva occlusiva sulla ferita.

Per la somministrazione e il monitoraggio postoperatorio di farmaci immunosoppressori, posizionare un catetere venoso nella vena giugulare esterna. Attraverso un'incisione longitudinale anteriore laterale nel collo, esporre la vena. Mediante tunnellizzazione, inserire un catetere di Hickman dalla parte posteriore.

Posizionare il catetere nella vena giugulare e fissarlo con punti di sutura non assorbibili. Inoltre, fissare il catetere alla pelle e chiudere gli strati del collo. Lasciare che il maiale si riprenda per 60 minuti e poi monitorarlo attentamente fino a quando non si sarà completamente ripreso.

Quindi rimetti il maialino nel suo recinto e lascia bere acqua e mangiare cibo ad libidum. Per l'analgesia postoperatoria, utilizzare il carprofene. Inoltre, somministrare antibiotici profilattici ogni giorno per due settimane.

Per mantenere il flusso sanguigno dell'allotrapianto osseo vascolarizzato attraverso il peduncolo nutriente durante l'angiogenesi del fascio AV, somministrare una triplice terapia composta da Tacrolimus, micofenolato mofetile e prednisolone per 14 giorni. Aggiustare le dosi giornaliere di farmaci immunosoppressori in base ai livelli minimi di sangue mirati. Ridurre gradualmente la dose iniziale di Prednisolone fino ad ottenere la dose di mantenimento.

La tecnica descritta è stata eseguita con successo in quattro maialini dello Yucatan non corrispondenti principali SLA. Tutti i maialini sono sopravvissuti fino alla fine del follow-up e camminavano senza zoppicare. L'analisi dei campioni di sangue ha mostrato che sono stati raggiunti i livelli minimi terapeutici di Tacrolimus e micofenolato Mofetile.

Ciò ha garantito un'adeguata immunosoppressione per prevenire danni ai vasi sanguigni e trombosi dovute al rigetto durante le prime due settimane dopo l'intervento. Successivamente, è stato stabilito un nuovo apporto di sangue derivato dal ricevente all'interno dell'allotrapianto osseo allogenico, ovviando alla necessità della circolazione allogenica ossea. Per quantificare l'incorporazione di VCA è stato utilizzato un sistema di punteggio a 25 punti.

La valutazione radiologica regolare ha dimostrato una progressiva guarigione della PCA ossea durante il periodo di studio. La fissazione interna è stata mantenuta senza perdita di riduzione o allentamento. Abbiamo sviluppato un modello animale di grandi dimensioni affidabile e riproducibile per il VCA osseo, che è fattibile per testare l'angiogenesi chirurgica combinata con l'immunosoppressione a breve termine.

Questo modello servirà come base per studi futuri che indagheranno l'interazione tra angiogenesi, sopravvivenza allotrapianto e risposta immunitaria. Inoltre, può essere utilizzato per delineare il complesso processo di rigetto osseo del VCA e altre strategie innovative di modularità immunitaria.