Alle experimenten werden uitgevoerd in overeenstemming met de Gids voor de zorg en het gebruik van proefdieren van de National Institutes of Health (NIH) en werden goedgekeurd door de Northwestern University Animal Care and Use Committee. De specifieke procedures werden uitgevoerd volgens protocol IS00001663.
OPMERKING: Twee stammen van ratten werden gebruikt, Lewis ratten en Augustus Kopenhagen x Ierse (ACI) ratten. De dieren werden verdeeld in drie behandelingsgroepen: allotransplant zonder immune suppression (ACI aan Lewis), allotransplant met conventionele immune suppressie (ACI aan Lewis), en isotransplant (Lewis aan Lewis of ACI aan ACI). Lewis is een inteelt stam, terwijl ACI ratten vertegenwoordigen een out-gefokte wild-type, daarom werd deze combinatie gekozen om de slechtere-case afwijzing reactie model. Conventionele immunosuppressie werd onderhuids toegediend als rapamycine 1 mg/kg vanaf postoperatieve dag (POD) min 1 tot POD 28 of als FK506 3 mg/kg van POD 0 tot POD 14, en daarna eenmaal per week. Zowel mannelijke als vrouwelijke ratten waren in aanmerking komende ontvangers van 8 tot 16 weken oud, met een gewicht tussen 250 en 400 gram op het moment van de operatie.
1. Oogst van rechter achterpoten van donoren
- Induceer algemene anesthesie met 5% isofluraan in zuivere zuurstof via een vaporizer met een geschikt opruimsysteem.
- Bevestig voldoende diepte van anesthesie met teensnuifje, en gebruik dan haarknippers om de vacht af te snijden van de rechter achterpoot en rechterlies chirurgische site
- Down-titrate de isoflurane via een knaagdier neus kegel tot 2-2,5%.
- Plaats de rat supine met uitgespreide ledematen afgeplakt aan de zijkanten op een bedieningspaneel met een verwarmingskussen eronder. Desinfecteer de haarloze huid met 70% alcohol en bescherm het chirurgische veld met steriel gaas.
- Met behulp van een geschikte microchirurgische microscoop, microchirurgische instrumenten, en met gemakkelijke toegang tot bipolaire en monopolaire elektrocauterie, beginnen de dissectie.
- Gebruik een schaar om een omtrekhuid /onderhuidse weefselincisie rond de rechter achterpoot te maken. Begin in de inguinale vouw medially op ongeveer hetzelfde niveau als de inguinale ligament en breid dorsaal-zijwaarts uit om de omtrekincisie te voltooien.
- Na blootgesteld de spierlaag direct onder de incisie, ontleden en cauterize de oppervlakkige epigastrische vaten die leiden van de spierlaag naar de proximale huid / onderhuidf flap net gemaakt.
- Reflecteer de proximale flap superomedially aan de inguinale ligament en de distale huid / onderhuidse flap inferolateraal aan de knie.
- Gebruik een draad oprolmechanisme of rolgaas om het veld bloot te leggen.
- Merk op dat de inguinale anatomie van de rat vergelijkbaar is met mensen; van laterale tot mediaal liggen de zenuw, slagader, en ader.
- Ontleed de dijzenzenuw, verdeel het scherp bij de liesligament, proximaal aan de splitsing indien mogelijk. Trek de verdeelde zenuw inferieur, houden het veilig uit de weg, bedekt onder vochtig gaas.
- Als u de aandacht op de dijbeenslagader en ader besteedt, gebruikt u 4 cm 7-0 zijdebanden om de vaten atraumatisch in te trekken in plaats van ze rechtstreeks te hanteren.
- Ligate alle takken van de dijbeenvaten als ze ontstaan met 7-0 zijden banden; verdeel de takken tussen de banden. Voor zeer kleine takken, kan bipolaire cautery in plaats van banden worden gebruikt.
OPMERKING: Arteriële en veneuze takken die verdeeldheid vereisen omvatten de oppervlakkige circumflex iliacale en de gespierde bloedvaten. De oppervlakkige circumflex iliacale is meestal het grootst en lijkt diep te duiken net als de profunda femoral bij de mens, maar de profunda is afwezig in de rat15. Meer distale takken van de dijbeenvaten zoals de hoogste geniculaire en de saphenous tak vereisen meestal geen verdeling.
- Injecteer stelselmatig 500 internationale eenheden heparine via de penisader bij een mannelijke rattendonor. Gebruik de oppervlakkige epigastrische ader als de donorrat vrouwelijk is.
- Laat de heparine systemisch circuleren gedurende 2 minuten voordat u verder gaat met de volgende stappen.
- Ligate de dijbeenslagader met 7-0 zijden banden zo proximaal aan de inguinale ligament mogelijk en verdelen tussen de banden.
- Vergelijkbaar met de slagader, ligate en verdeel de dijbeenader.
- Reflecteer zowel slagader als ader inferieur, veilig uit de weg, bedekt onder vochtig gaas samen met de eerder bedekte dijbeenzenuw. Ontleden de ventrale spiergroepen, waarbij u ervoor zorgt dat elk zichtbaar vat dat ontstaat, wordt gecauteriseerd. Aandacht voor hemostase hier zal het minimaliseren van de ontvanger bloedverlies na reperfusie.
- Diep aan de ventrale spiergroepen, identificeren en scherp verdelen de heupzenuw proximale aan haar takken. Drie heuptakken zijn meestal zichtbaar: scheenbeen, peroneale en sural. Alle drie moeten ze allemaal bewaard blijven in de donorledemaat. Een vierde cutane tak is meestal niet te zien in deze dissectie15,16.
- Werk het delen van de resterende ventrale en rugspier groepen op mid-dijniveau met zorgvuldige hemostase. Het kan nodig zijn om de ledemaat medially in te trekken om de scheiding van de spieren te voltooien.
- Transect het dijbeen bot in de middenvorm met behulp van een hand-held draadloze roterende zaag.
- Na het verwijderen van de ledematen graft van de donor, snijd de zijde gebonden uiteinden van de graft kant dijbeenslagader en ader stronken, waardoor het heropenen van de vaten.
- Steek een 24-gauge angiocatheter in de graft slagader stomp en spoel de graft met 250 internationale eenheden van heparine verdund in 5 mL van ijskoude normale zoutoplossing, kijken naar het uitstromen duidelijk door de geopende ader.
- Langzaam, zachtjes spoelen de graft voor ongeveer 3 min. Overtollige krachtige blozen kan het endotheel beschadigen.
- Plaats het transplantaat in een gekoelde zoutschaal genesteld in een ijsemmer tot transplantatie.
- Euthanaseer de donorrat met bilaterale thoracotomie.
- Reinig alle chirurgische instrumenten op de juiste manier.
2. Ontvanger inheemse rechter achterpoot amputatie
- Induceer anesthesie met isofluraan bij 5%, bevestig diepte, trim de vacht, plaats het dier en ontsmet de huid met alcohol zoals beschreven voor de donorrat.
- Down-titrate isoflurane tot 2-2,5% en injecteren onderhuidse preoperatieve analgesie met buprenorfine 1,2 mg/kg, en preoperatieve profylaxe met enrofloxacine 7,5 mg/kg.
- Hetzelfde als voor de donor, maak een omtrek incisie in de inguinale vouw, reflecteer huidflappen die hemostase verzekeren en ontleden de femorale zenuw, slagader en ader, waarbij dezelfde takvaten als hierboven worden geligeerd.
- Verdeel de femorale zenuw meer distally dan voor de donor, maar proximally aan de splitsing indien mogelijk.
- Ontleed de dijbeenslagader en ader met voldoende ruimte om elk afzonderlijk klem op het niveau van de inguinale ligament. Klem de ader en slagader met microchirurgische bulldog klemmen. Eenmaal geklemd, verdeel elk vat scherp met een schaar.
- Verdeel de ventrale en rugspieren van de dij op mid-dijniveau met nauwgezette hemostase, waarbij de ledemaat mediaal wordt ingetrokken als dat nodig is.
- Identificeren en verdelen van de heupzenuwen proximale aan hun tak punten zoals hierboven.
- Transect het dijbeen op middenvorm met behulp van de zaag.
- Verwijder de ontvanger native rechter achterpot en gooi de juiste.
- Down-titrate de isoflurane tot 1-1,5% door de neus kegel.
3. Donor tot implantatie van ledematen
- Met behulp van de hand-held macht zaag, scheren eventuele onregelmatigheden van zowel donor en ontvanger dijbeen gesneden uiteinden.
- Met behulp van de zaag, afgesneden de hub einde van een 18-gauge naald, die het dijbeen intramedullaire staaf zal worden.
- Voordat u het bot manipuleert, breng u een kleine hoeveelheid beenwax aan op het afgeknipte uiteinde van het dijbeen om beenmergbloedingen tijdens het reamingproces te verminderen.
- Coapt de donor en ontvanger femorale botten met behulp van de 18-gauge naald als een intramedullaire staaf. Enige kracht is noodzakelijk, maar niet ream beide bot voor zover de cortex breken.
- Verwijder indien nodig de naald en trim deze op een geschikte lengte, zodat beide botten soepel over de naald passen zonder naald die tussen het bot wordt weergegeven.
- Plaats een kleine steun, zoals een pad van gaas of een kleine rots of modellering klei onder de donor ledemaat om het te houden van spanning.
- Reapproximate de ventrale spiergroepen met acht tot tien eenvoudige onderbroken 5-0 polyglactine hechtingen, zodat de graft niet rond de dijbeennaald draait. Dit geeft de ledemaat stabiliteit voor de anastomoses.
- Irrigeer het graf en chirurgisch veld periodiek met ijskoude zoutoplossing voor een betere visualisatie en om warme ischemische reperfusieletsel te verminderen.
- Lijn de donor en ontvanger femorale slagaders en anastomose ze in end-to-end mode met behulp van eenvoudige onderbroken 10-0 nylon hechting, het vermijden van zowel spanning en looping. De slagader vereist een gemiddelde van zes hechtingen.
- Vergelijkbaar met de slagader, anastomose de donor en ontvanger femorale aderen in end to end mode. De ader vereist zes tot acht hechtingen.
OPMERKING: Royale koude zoutoplossing irrigatie, atraumatische schip handling techniek, en het verlaten van lange staarten om te dienen als verblijf hechtingen voor het intrekken van schepen zijn belangrijke instrumenten voor effectieve microchirurgische anastomoses.
- Plaats een kleine hoeveelheid hemostatische cellulosepoeder rond beide anastomoses, en verwijder vervolgens de proximale microchirurgische bulldog klemmen op de ader en de slagader.
- Inspecteer zowel anastomoses voor een goede patency en flow. Gebruik wattenstaafjes om zachtjes de ader te prikken en zorgen voor een goede hemostase van beide anastomoses. Houd druk over bloeden sites en plaats meer hemostatische cellulose poeder indien nodig. Een andere hechting kan worden geplaatst door een bloeden gat op het risico van "back-walling" de naald alleen als laatste redmiddel.
- Wanneer beide anastomoses bevredigend worden bevestigd, trim om het even welke resterende lang verblijf hechtingsstaarten kort om anderen aan te passen.
- Herpositioneer de rat naar de linker laterale decubituspositie, gebruik liberale elektrocauterie om nauwgezette hemostase van een reperfusiespierbloeding te bereiken.
- Zet de aandacht op de zenuw anastomoses zodra spier hemostase is verzekerd. Trim terug elke zenuwsnede uiteinden die lijken haveloos.
- Reapproximate de rugspiergroepen onder heupzenuw met eenvoudige onderbroken 5-0 polyglactine hechtingen.
- De heupzenuw oogsten. Acht tot tien 10-0 nylon neurale eenvoudige onderbroken hechtingen zal meestal volstaan.
- Reapproximate de herinnerende rugspiergroepen en sluit vervolgens de rughuid met 4-0 polyglactine continue hechting.
- Herpositioneer de rat terug naar supine positie en reapproximate de femorale zenuw. Twee tot drie 10-0 nylon neurale eenvoudige onderbroken hechtingen zal meestal volstaan.
- Sluit de ventrale huid met 4-0 polyglactine continue hechting. Vermijd overtollige hechting staart, die kan irriterend zijn voor de rat eenmaal wakker.
4. Postoperatieve zorg
- Herstel dieren in hun kooien met een verwarmingskussen onder de kooi en klaar toegang tot voedsel en water, monitoring voor vroege complicaties dagelijks voor de eerste week.
- Voorslepen postoperatieve analgesie met onderhuidse meloxicam 1 mg/kg dagelijkse injectie via POD 2. Zorg voor postoperatieve antibiotica profylaxe verdunnen enrofloxaacine spray. Zorg voor ontmoediging voor autotomie (zelfverminking) met Bitter Safe Mist twee keer per dag gespoten naar de graft via POD 7.
- Onderhouden getransplanteerde ratten in kooien met andere ratten, om terug te keren naar dagelijkse activiteiten te stimuleren en rehabiliteren de getransplanteerde ledemaat.
5. Postoperatieve sensatietesten
- Breng de Hargreaves testen van thermische sensatie protocol, ook elders beschreven17,18.
- Plaats de rat in de testcontainer en laat hem 20 minuten acclimatiseren. Het apparaat glas is bevestigd schoon, en de warmtebron bevestigd te werken met de vinger van de onderzoeker.
- Voor het testen, bevestigen dat de rat wakker is en de geteste poot is geplaatst over de infrarood bewegingsdetector.
- Breng thermische energie over op intensiteitsniveau 90. Vertraging in het dier bewegen zijn poot uit de buurt van de warmtebron wordt geregistreerd. Als er binnen 20 seconden geen beweging optreedt, wordt de test afgebroken om letsel te voorkomen.
- Verkrijg vijf proeven per geteste ledemaat, met uitzondering van de hoogste en laagste waarde voor het berekenen van de gemiddelde opnamelatentietijd voor elk dier.
6. Postoperatieve motorproeven
- Met behulp van een loopanalyse loopband en geïntegreerd software-analyseplatform, selecteer kandidaten voor loopband testen op vier tot zes weken na de operatie.
- Trim alle rat teennagels een of twee dagen voor het testen.
- Acclimatiseren dieren naar de testruimte voor een uur voor het testen, en laat voor een minuut van pre-test aaien om angst te kalmeren.
- Het plaatsen van de rat in de loopband, lopen de loopband bij proeven van toenemende snelheid, van 10 cm/ s, tot 14 cm / s, om het doel 18 cm / s. Als de rat terughoudend is en niet kan worden overgehaald om te lopen, aborteren de testen die dag om negatieve conditionering te voorkomen. Laat hoge performers tot 24 cm/s lopen.
- Spoel het loopbandapparaat af met 70% ethanol tussen de geteste dieren.
- Gangparameters zijn output van de eigen software van het analyseplatform.