Angiogênese cirúrgica em suínos Allotransplantation Tibial: um novo grande osso Animal vascularizado composto Allotransplantation modelo

Atualmente qualquer tipo de vascularizado composto allotransplantation depende de longo-prazo-imunossupressão, difícil de suportar para indicações não-vida-crítico. Apresentamos um novo porcina tibial VCA modelo que pode ser usado para estudar o osso VCA e demonstrar o uso da angiogênese cirúrgico para manter a viabilidade do osso sem a necessidade de modulação imune a longo prazo.

O objetivo geral deste projeto é estabelecer um novo modelo animal de grande porte para estudo da perda óssea segmentar e reconstrução usando alotransplante tibial composto vascularizado. Anualmente, aproximadamente 3.000 cirurgias poupadoras de membros são realizadas nos Estados Unidos para reconstruir defeitos ósseos segmentares resultantes de neoplasia, infecção, anomalia congênita ou trauma. As opções reconstrutivas atuais estão associadas a mobilidade significativa e altas taxas de complicações.

O uso de alotransplante ósseo pode permitir a substituição do osso ressecado por osso vivo compatível com o tamanho e a forma. O alotransplante ósseo raramente foi realizado clinicamente, em parte devido à necessidade de imunossupressão em longo prazo para evitar rejeição e resultar em morte tecidual. Modelos de pequenos animais demonstram uma alternativa à imunossupressão medicamentosa ou indução de tolerância.

Como qualquer alotransplante de órgão ou membro, o fluxo sanguíneo é mantido pelo reparo microcirúrgico dos vasos nutritivos. Na cirurgia, uma etapa única adicional é realizada, colocando um suprimento vascular derivado do receptor dentro do canal medular do segmento transplantado. O suprimento sanguíneo neoangiogênico resultante se desenvolve rapidamente, juntamente com a interrupção da terapia imunossupressora após duas semanas.

Antes do uso clínico, é prudente estudar mais o alotransplante ósseo em um modelo animal de grande porte, conforme descrito neste vídeo. Em uma abordagem de duas equipes, um par de dois grandes mini-porcos Yucatán incompatíveis com SLA estão sendo operados simultaneamente, cada porco servindo como receptor e doador. Primeiro, um segmento ósseo tibial onde um pedículo vascular é colhido da tíbia direita de cada porco.

Nesse processo, um defeito tibial segmentar é criado em cada porco. De maneira cruzada, os segmentos ósseos da tíbia são trocados entre os dois mini porcos de Yucatán para reconstruir cada defeito ósseo da tíbia. Após a colocação do segmento ósseo tibial alogênico e do defeito ósseo tibial criado, um feixe venoso arterial derivado do receptor do membro posterior inferior é implantado no segmento ósseo tibial alogênico para promover uma circulação neoangiogênica derivada do receptor dentro do segmento ósseo.

Para realizar a vascularização do alotransplante, é realizada uma anastomose microcirúrgica do pedículo nutriente do segmento ósseo tibial alogênico a um ramo muscular do membro posterior inferior receptor. A fixação óssea é obtida com uma placa de compressão bloqueada. Nas duas semanas seguintes, uma imunossupressão de curto prazo é administrada para manter a permeabilidade do pedículo de nutrientes alogênicos até que uma nova circulação derivada do receptor a partir do feixe venoso arterial implantado seja estabelecida.

Jejue os mini porcos de Yucatán um dia antes do procedimento e pese-os para administração de medicamentos de controle. Após a sedação, coloque um cateter periférico para infusão intravenosa de medicamentos e fluidos em uma veia da orelha e administre analgésicos e antibióticos profiláticos. Em seguida, coloque o mini porco em decúbito dorsal em uma almofada de aquecimento.

Raspe o membro traseiro direito e lave a perna três vezes. Prepare e cubra de maneira estéril. Use uma cortina de incisão antimicrobiana para selar todas as feridas.

Monitore a pressão arterial, a pulsação, a temperatura corporal e a frequência respiratória. Desenhe uma linha de incisão com um marcador e faça uma incisão lateral anterior começando acima da articulação do joelho ao longo da crista anterior da tíbia até a articulação tibiotalar. Dissecar a pele e o tecido subcutâneo e separar a tíbia da musculatura do compartimento anterior.

Em seguida, libere uma parte do músculo tibial anterior de sua origem. Remova uma parte da crista tibial usando uma serra oscilante para melhorar o campo de visão. Identificar a artéria e a veia tibial cranial para serem posteriormente utilizadas como feixe venoso arterial para promover a neoangiogênese.

Em seguida, abra a membrana interóssea e identifique o ramo descendente da artéria tibial cranial denominado artéria tibial caudal, que dá origem ao pedículo nutriente da diáfise tibial. Agora disseque com muito cuidado a artéria tibial cranial e caudal e identifique o pedículo nutritivo da diáfise tibial. Em seguida, prenda o pedículo com uma micro braçadeira.

Não descole o pedículo vascular. Identificar um ramo muscular no compartimento muscular anterior para ser posteriormente utilizado para a anastomose do alotransplante vascularizado ósseo. Em seguida, inicie a coleta do segmento ósseo tibial, incluindo o pedículo vascular.

Use um gabarito de corte para garantir uma ressecção óssea pré-dimensionada e reprodutível. Fixe o gabarito de corte na superfície medial da tíbia. Guiado pelo gabarito, execute cortes ósseos paralelos a uma distância de exatamente 3,5 centímetros para obter um alotransplante e um defeito de 3,5 centímetros.

Em seguida, remova o gabarito de corte. Ao girar o segmento ósseo tibial, visualize o pedículo nutriente do segmento ósseo tibial. Desprenda o pedículo nutriente e libere a peça tibial com cuidado, deixando um manguito muscular fino em sua superfície, completando a elevação do segmento ósseo tibial, incluindo seu pedículo vascular.

Uma vez removido, o segmento ósseo tibial está agora pronto para a transferência microvascular. Em seguida, ligue o feixe venoso arterial tibial cranial distalmente para transposição para o segmento ósseo tibial alogênico. Agora troque de maneira cruzada os segmentos ósseos da tíbia colhidos entre os dois principais mini porcos incompatíveis.

Para permitir a passagem do feixe venoso arterial tibial cranial, remova um segmento em forma de V do lado proximal da osteossíntese tibial e faça um orifício no lado distal da osteossíntese. Em seguida, introduza o feixe AV do animal receptor no alotransplante para o desenvolvimento subsequente de uma nova circulação angiogênica. Anastomose o pedículo nutriente do alotransplante ósseo ao ramo muscular preparado do compartimento anterior da tíbia de maneira término-terminal.

Obtenha a osteossíntese usando uma placa de travamento de 3,5 orifícios de nove orifícios. Realize o fechamento fascial e em camadas da pele. Por fim, aplique um curativo compressivo oclusivo na ferida.

Para administração e monitoramento de drogas imunossupressoras pós-operatórias, coloque um cateter venoso na veia jugular externa. Através de uma incisão longitudinal anterior lateral no pescoço, exponha a veia. Por tunelamento, insira um cateter de Hickman na parte de trás.

Coloque o cateter na veia jugular e prenda-o com suturas não absorvíveis. Além disso, prenda o cateter à pele e feche as camadas do pescoço. Deixe o porco se recuperar por 60 minutos e depois monitore de perto até se recuperar completamente.

Em seguida, devolva o mini porco ao seu próprio curral e deixe beber água e comer alimentos ad libidum. Para analgesia pós-operatória, use Carprofeno. Além disso, administre antibióticos profiláticos diariamente por duas semanas.

Para manter o fluxo sanguíneo do alotransplante vascularizado ósseo através do pedículo nutriente durante a angiogênese do feixe AV, administre uma terapia tripla consistindo de Tacrolimus, Micofenolato de Mofetil e Prednisolona por 14 dias. Ajuste as doses diárias de drogas imunossupressoras de acordo com os níveis mínimos de sangue desejados. Reduza a dose inicial de Prednisolona gradualmente até obter a dose de manutenção.

A técnica descrita foi realizada com sucesso em quatro mini porcos Yucatán incompatíveis com SLA. Todos os mini porcos sobreviveram até o final do acompanhamento e estavam andando sem mancar. A análise de amostras de sangue mostrou que os níveis mínimos terapêuticos para Tacrolimus e Micofenolato de Mofetil foram alcançados.

Isso garantiu imunossupressão adequada para evitar danos aos vasos nutritivos e trombose devido à rejeição durante as primeiras duas semanas de pós-operatório. Posteriormente, um novo suprimento sanguíneo derivado do receptor foi estabelecido dentro do alotransplante ósseo alogênico, evitando a necessidade da circulação alogênica óssea. Um sistema de pontuação de 25 pontos foi usado para quantificar a incorporação de VCA.

A avaliação radiológica regular demonstrou cicatrização progressiva da ACP óssea durante o período do estudo. A fixação interna foi mantida sem perda de redução ou soltura. Desenvolvemos um modelo animal de grande porte confiável e reprodutível para VCA óssea que é viável para testar a angiogênese cirúrgica combinada com imunossupressão de curto prazo.

Este modelo servirá de base para estudos futuros que investiguem a interação entre angiogênese, sobrevida ao alotransplante e resposta imune. Além disso, pode ser usado para delinear o complexo processo de rejeição de VCA óssea e outras estratégias inovadoras de modularidade imunológica.