Summary
Dieses Manuskript beschreibt Methoden, die Erstellung und Reparatur von einer ventralen Bauchwand defekt (Hernie) zugeordnet. Dieses Modell lässt sich Reparaturstrategien wie diejenigen zu studieren, die implantierte Materialien zu verwenden. In diesem Manuskript ist Reparatur der experimentellen Hernie mit Schweinen kleinen Darm Submukosa exemplarisch vorgestellt.
Abstract
Ventralen abdominale Hernien ist eine relativ häufige klinische Erkrankung, die manchmal Herniorraphy (chirurgische Reparatur) erfordert. Die Reparatur der ventralen Abdominal-Hernie erfordert in der Regel Implantation eines Materials, dienen als mechanische Brücke über den Defekt in der Bauchwand. Biomaterialien, wie Schweine kleiner Darm Submukosa (SIS), auch als ein Gitter für das Zellwachstum in das Implantat dienen und können natürlich in das Wirtsgewebe integrieren. Entwicklung solcher Reparatur Materialien profitiert vom Einsatz von Tiermodellen in der experimentellen Bauchdecke Mängel sind leicht erstellt und sind zugänglich in reproduzierbarer Weise zu reparieren. Die hier angebotene Methode beschreibt chirurgische Erstellung und Reparatur von ventralen abdominale Hernien in einem Rattenmodell. Wenn SIS verwendet wird, um eine experimentelle ventralen abdominale Hernien in diesem Modell zu reparieren, ist es die Wirtsgewebe innerhalb von 28 Tagen nach der Implantation schnell integriert. Histologisch, zeichnet sich durch eine robuste fibrovaskulärem Antwort Einbindung ihres implantierten Materials in Wirtsgewebe. Zukünftige Weiterentwicklungen und Anwendungen der Abdominal-Hernie Rattenmodell können wahrscheinlich diabetische und/oder übergewichtige Tiere als ein Mittel, um mehr eng mimischen häufigen Komorbiditäten des Menschen beinhalten.
Introduction
Bauchdecke Hernie ist ein häufig auftretenden klinischen Aspekt, infolge angeborener defekt, traumatische Verletzungen oder gescheiterten Schließung von chirurgischen Wunden, an denen die Bauchdecke auftreten kann. Reparatur geht häufig mit einem Implantat zur Stärkung der Bauchwand mit einem ermäßigten Preis von Rezidiv festgestellt bei Patienten mit einem Implantat im Vergleich zu denen bei denen die Bauchdecke einfach mit Naht geschlossen ist. 1
Chirurgische Hernien erfordert oft eine mechanische Überbrückung des Defekts mit einem implantierten Material. In diesem Zusammenhang wurden sowohl natürliche als auch synthetische Materialien für Hernien verwendet. Viele Kunststoffe sind in der Regel nicht resorbierbaren und gehören Polypropylen, Polyethylen Polyethylenterephthalat Polyester und erweiterte Polytetrafluorethylen, während andere synthetische Implantate eines nicht resorbierbaren Materialien mit einer resorbierbaren kombinieren Polymer wie Polygalactine. 1 im Gegensatz dazu sind natürliche Material Implantate in der Regel aus tierischen oder menschlichen cadaveric Quellen abgeleitet. Natürliche Werkstoffe für Hernien sind in der Regel reich an Kollagen und fungieren als ein Gerüst für Einwachsen und Integration von Wirtsgewebe.
Der Wunsch, Entwicklung und Optimierung neue Materialien für ventralen abdominale Hernien erfordert entsprechende Tiermodell zur Bewertung der Kandidaten Materialien. In einer Vielzahl von Arten, darunter Schafe,2 Schweine,3 Kaninchen,4 Ratten,5,6,7,8 und Hunde wurden Studien durchgeführt. 9 der Vorteil der Verwendung von Ratten für derartige Studien ist, dass sie eine leicht zu handhaben-Modell erhältlich in einer Vielzahl von Inzucht Stämme, um Kontrolle über genetische Variabilität zu ermöglichen. Darüber hinaus erlauben die kleinere gesamte Körperoberfläche der Ratte im Vergleich zu den anderen oben aufgeführten Arten Bewertung von Materialien, die möglicherweise experimentellen Charakter und somit nicht reichlich. Weitere, reduzierte Kosten im Zusammenhang mit Ratten im Vergleich zu anderen Arten ermöglichen relativ erhöhte Fähigkeit, Bildschirm Kandidat Materialien für den Einsatz in der Reparatur von ventralen abdominale Hernien. Überlegungen für Materialien sind in der Regel einfache Handhabung durch den Chirurgen, Stärke, Fähigkeit, in Wirtsgewebe, Biokompatibilität und Resistenz gegenüber Infektionen zu integrieren.
Als Beispiel ist porcinen kleinen Darm Submukosa (SIS) natürliche Biomaterial, die für eine Vielzahl der Gewebe Reparatur Angaben, einschließlich der Reparatur von ventralen Bauch-, leisten- und Zwerchfell Hernien verwendet wurde. 10 , 11 , 12 SIS rasch in Wirtsgewebe integriert ist und in der Regel resistent gegen Infektion festgestellt wurde und so das Material hat besondere Dienstprogramm in kontaminierten Bereichen. 13 , 14 in der Rattenmodell hat SIS einfache Handhabung, gute Zugfestigkeit als bestimmt durch die einachsigen Zug-Scheitern Test und Förderung der Gewebe einwachsen in Bezug auf die Ablagerung von Kollagen und Neovaskularisation demonstriert. 6 , 7
Genaue chirurgische Überbrückung des Defekts ist ein wesentliches Merkmal der produktiven Modellierung bei der Bewertung der Kandidaten Reparaturmaterial. Das Tier muss ausreichend betäubt und aseptische Technik strikt befolgt werden. Darüber hinaus muss ein Defekt der Bauchwand der Standardgröße sorgfältig erstellt und dann in einer Weise, die das Material an den Rand des Mangels ausreichend sichert überbrückt. 8 dieses Protokoll bietet eine Standardmethode für chirurgische Erstellung und Reparatur von, einer ventralen Abdominal-Hernie mit SIS als Beispiel Überbrückung Material in eine Ratte verfolgt werden.
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Protocol
die Verwendung von Tieren in diesem Protokoll von der University of Notre Dame institutionelle Animal Care and verwenden Ausschuss genehmigt wurde, folgten alle gesetzlichen Anforderungen und Richtlinien und erfolgte in einer Einrichtung, die akkreditiert ist die Verein zur Bewertung und Zulassung von Laboratory Animal Care (AAALAC), International.
1. Auswahl der Tiere
- Acquire Pathogen-freies Sprague-Dawley Ratten von einem seriösen Anbieter oder einer Brutkolonie.
Hinweis: Oft kann die Anlage Tierarzt oder Manager die Ermittler auf entsprechende Quellen leiten. Ratten von ca. 250 g Körpergewicht eignen sich für dieses Verfahren. - Einen Tag vor der Operation, untersuchen die Tiere verwendet werden, um sicherzustellen, dass sie klinisch gesund sind. In diesem Zusammenhang das Tier wiegen und die Körperkondition zu beurteilen; Beachten Sie jede Anomalie in der Atmung, das Vorhandensein von offenen Wunden oder Massen und das generelle Aktivitätsniveau des Tieres. Beachten Sie jede Anomalie in der chirurgischen Datensatz und betrachten solche Beobachtungen als mögliche Ausschlusskriterien.
2. Anästhesie und Vorbereitung des Tieres für aseptische Chirurgie
- für Analgesie, verzögerter Freisetzung Buprenorphin, 1,1 bis 1,2 mg/kg subkutan an der Ratte 2 h vor OP. ophthalmologische Salbe anwenden, beide Augen verabreichen und verwalten 2 mL erwärmt sterile physiologische Kochsalzlösung subkutan.
- Betäuben die Ratte mit einer intraperitonealen Dosis von Ketamin Hydrochlorid (90 mg/kg) und Xylazin (10 mg/kg). Wenden Sie eine kleine Menge von okulären Schmiermittel für jedes Auge Hornhaut Mangelsymptomen zu verhindern. Sobald das Tier ’ s Atmung ist stabil und es gibt nicht mehr keine Reaktion auf eine feste Zehe Prise, die Ratte hat einen ausreichend für Chirurgie Anästhesie erreicht. Ein akzeptables Niveau der Anästhesie kann weiter bestätigt werden, indem das Vorhandensein tiefer, regelmäßige Atmung und normale Farbe des Auges (im Vergleich zu Blässe, die unzureichende kardiovaskuläre Perfusion vermuten).
- Rasieren ventrale Abdomen mit einem kommerziellen Klipper aus das Schambein, das Brustbein und die seitlichen Ränder auf der Ventralfläche. Abgeschnittene Haare durch die Anwendung von einem feuchten Papiertuch zum Bereich entfernen.
- Schrubben den rasierten Bereich mit einer antiseptischen Jodophor gefolgt durch ein Wischen mit 70 % Ethanol. OP-Abdeckungen anwenden, sodass ein Fenster für den Schnitt von potentiellen Kontamination isoliert werden kann.
- Don einem sterilen OP-Kittel, eine Gesichtsmaske und ein Haar-Motorhaube. Gründlich waschen und Schrubben der Hände mit Seife und Don sterile OP-Handschuhe.
3. Erstellung und Reparatur von der ventralen abdominale Hernien
- vor der Operation, chirurgische Instrumente von Autoklaven sterilisieren.
- Mit einem Skalpell, machen eine etwa 3-4 cm vertikalen Schnitt entlang der ventralen Mittellinie hinunter auf die Ebene der Bauchmuskulatur. Heben Sie vorsichtig mit einer Pinzette an die Bauchwand und erstellen Sie eine kleine Öffnung, durch die Linea Alba. Um die zugrunde liegenden Eingeweide zu schützen, legen Sie eine Zange durch das Loch und in die Bauchhöhle, als schützende Leitfaden dienen, wie die Muskelwand eingeschnitten ist, erstellen Sie ein ca. 2 cm x 2 cm volle dicke defekt, Schneiden von jeder Seite ca. 1 cm seitlich von der Mittellinie an beiden Enden der Linea Alba Einschnitt.
- Lag einen vorgeschnittenen 2 x 2 cm Abschnitt mechanische Überbrückung Material, 4-lagigen SIS in diesem Fall (Abbildung 1), über den defekt.
Hinweis: Alternativ Unterlage Ansatz kann verwendet werden in dem Abschnitt Material gelegt in die Bauchhöhle den Defekt von der innere Aspekt abdecken. - Naht die vier Ecken des die Überbrückung Material auf der Bauchdecke Muskel mit 4: 0 Seide oder Nylon in einem einfachen unterbrochenen Naht Muster.
Hinweis: Die Verwendung von nicht-resorbierbarem Nahtmaterial ermöglicht einfache Identifizierung des implantierten Materials bei der Ernte versus resorbierbaren Nahtmaterial. - Sichern jede Kante des Materials mit drei zusätzlichen Nähten gleichmäßig verteilt. Prüfen Sie die gesamte umlaufende Kante um sicherzustellen, dass erhebliche Lücken nicht vorhanden sind, die Passage der Eingeweide durch die Bauchdecke ermöglichen könnte; und wenn solche Lücken vorhanden sind, legen Sie zusätzliche Nähte um die Marge weiter zu sichern.
- Schließen das subkutane Gewebe mit 4: 0 resorbierbaren Naht in einem einfachen Muster unterbrochen. Schließen Sie die Haut mit chirurgischen Klammern, obwohl Naht in einem einfachen unterbrochene Muster angewendet auch verwendet werden kann.
- Nicht das Tier unbeaufsichtigt lassen bis es ausreichend Bewusstsein um sternalen liegen; wieder wiedererlangt hat und nicht zurück, ein Tier, die Operation, um die Gesellschaft anderer Tiere durchlaufen hat, bis es vollständig aus der Narkose erholt hat. Während dieser Zeit halten Sie das Tier in einen warmen Raum zu Unterkühlung zu verhindern.
- Untersuchen Tiere täglich, die dieses Verfahren, um vollständige Genesung und normale Heilung zu gewährleisten durchlaufen haben. Hautklammern ca. 7-10 Tage nach der Operation mit einer Heftklammer-Entferner entfernen.
4. Ernte des implantierten Materials
- in Übereinstimmung mit den Bedürfnissen der Studie, einschläfern, mit Kohlendioxid Überdosis verabreicht in einer Kammer füllen von 10 bis 30 %, die Tiere zu einem vorab festgelegten Zeitpunkt, oft 21 - 28 Tage nach der Operation.
- Using standard Autopsie Werkzeuge, öffnen Sie die Haut und Bauchdecke und setzen Sie den Bereich des Implantats.
Hinweis: Wenn nicht resorbierbare Nähte verwendet wurden, um das Implantat zu sichern, das Material erkennen Sie an der ursprünglichen Nähte (Abbildung 2). - Beobachten jede groben pathologischen Beobachtungen einschließlich etwaiger Nebenwirkungen (z.B. Wunde Dehiszenz, Abszess, Serom, Hämatom) und Adhäsion Maße und Hartnäckigkeit, um die zugrunde liegenden Eingeweide.
- Entfernen die Implantationsstelle durch Schneiden einen breiten Abschnitt des Gewebes, die das Implantat enthält. Legen Sie die Probe in ein Fixiermittel, z. B. 10 % neutral gepuffertem Formalin, in Vorbereitung für die Verarbeitung zur histologischen Untersuchung und Charakterisierung.
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Representative Results
Von 28 Tagen nach der Implantation zeigt SIS in der Regel gute Einbindung in Wirtsgewebe (Abbildung 2). In den meisten Fällen gibt es verbleibende SIS offensichtlich, wenn das Gewebe oft geprüft werden muss, um das implantierte Material zu identifizieren. Histologische Analysen bestätigt die Brutto pathologischen Beobachtungen illustrieren gut Gewebe Einbau mit in erster Linie fibrovaskulärem Gewebe und sehr wenig verbleibende SIS festgestellt (Abbildung 3). Diese Ergebnisse verdeutlichen den Nutzen der ventralen abdominale Hernien Rattenmodell. Die Ratte ist leicht erhalten und gepflegt, und in der Regel erholt sich schnell nach der Operation. Die Gewebe-Einbindung in die implantierten Biomaterial Biokompatibilität zeigt und demonstriert die Fähigkeit des SIS zu dienen als ein Gitter für Gewebe einwachsen und zu reparieren. Sogar mit erheblichen Gewebe Einbau kann die Website des Implantats leicht durch die Nähte verwendet, um das Material an der Bauchwand zu sichern identifiziert werden. Infolgedessen können Hernien Reparaturmaterialien in gewissem Sinne konsistent und relativ zügig ausgewertet werden.
Abbildung 1:2 x 2 cm Abschnitt des SIS zur Reparatur von experimentellen ventralen abdominale Hernien. Das SIS-Material ist eine azelluläre extrazelluläre Matrix von porcinen kleinen Darm Submukosa abgeleitet. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2: integriert SIS 28 Tage nach der Implantation eine ventrale abdominale Hernien in eine Ratte zu überbrücken. Nach Euthanasie spiegelte die ventrale Bauchhaut implantierten Materials verfügbar machen, die durch die Seide Nähte verwendet, um die SIS sichern umrissen wird. Beachten Sie das Einwachsen von Gewebe, wie die SIS-Implantat in Wirtsgewebe integriert wurde. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3: Mikrophotographie des Gewebes 28 Tage nach der Implantation des SIS, eine experimentelle ventralen abdominale Hernien zu überbrücken. SIS wurde weitgehend in das Wirtsgewebe integriert. Die Pfeile zeigen einen sehr kleinen Strang der verbleibende SIS im Abschnitt (H & E, 40 X). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
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Discussion
Materialien für die Reparatur von ventralen abdominale Hernien sind von großem Interesse, besonders diejenigen, die eine erste mechanische Brücke und sind dann in der Lage, in Wirtsgewebe integrieren. In diesem Zusammenhang eine Vielzahl von Materialien wurden untersucht, einschließlich SIS, Porcines azellulärer dermalen Matrix und Schweinen Perikard. 6 , 7 diese Materialien vertreten die extrazellulären Matrizen dieser Gewebe und Gerüste in die Zellen migrieren und vermehren, können Gewebe Einarbeitung erleichtert.
Auswertung von Leistenbruch Reparaturmaterialien erfordert ein Tiermodell, das leicht behandelt und hat intakt Heilfähigkeit. Ventrale Hernie Rattenmodell ermöglicht leichte Handhabung in Studien Reparatur Materialien in Vivozu beurteilen. Es wurde nachgewiesen, dass dieses Modell für vergleichende histologische Bewertung der Wirtsantwort implantierten Leistenbruch Reparatur Materialien verwendet werden könnten. 6 Dies ist besonders wichtig für Biomaterialien, wie SIS, die Einbindung in das Wirtsgewebe als Teil des Reparaturmechanismus zu unterziehen.
Die ventralen abdominale Hernien Reparatur Rattenmodell kann einfach sehr reproduzierbar durchgeführt werden. Richtige aseptische Technik ist entscheidend für den Erfolg, wie kontaminierte chirurgische Disziplinen können die heilende Reaktion zu verändern und somit Interpretation der experimentellen Ergebnisse erschweren. 15 die hier beschriebene Protokoll soll bieten eine individuelle Erfahrung in tierischen Chirurgie eine Methode, erfolgreich Studien, die Hernie Schaffung und reparieren.
Die hier beschriebene Vorgehensweise beinhaltet einen Aufwand Ansatz, in dem das Reparaturmaterial an den externen Rändern der Bauchwand-Mangel verbunden ist. Es ist auch möglich, einen Inlay-Ansatz zu verwenden, in dem der innere Aspekt des Mangels das Reparaturmaterial zugeordnet ist. Hernien mit Netz per Laparoskopie erfolgt in der Regel mit einem Inlay-Ansatz. Das Inlay-Verfahren ermöglicht mehr direkten Kontakt des Implantats mit Bauch-Eingeweide so etwas erhöht die Möglichkeit der Adhesiogenesis zwischen Implantat und Eingeweide. Da postoperative Adhäsion Bildung eine wichtige klinische Frage ist, können Studien, die Adhesiogenesis untersuchen wollen die Inlay-Ansatz verwenden möchten.
Obwohl Ratten in der Regel sehr schnell nach der Operation zu erholen, gibt es einige Möglichkeit für postoperative Komplikation. Zum Beispiel werden einige Ratten Hautnähte, sogar Heftklammern entfernen. Wenn die Schnitt-Wunde gefunden wird, zu öffnen, die Ratte sollte eingeschläfert oder erneut betäubt und die Haut geschlossen. Obwohl selten, wenn Haut und Bauchdecke gefunden werden, um offene Lücken aufweisen sollte das Tier eingeschläfert werden. In all diesen Fällen sollte der behandelnde Tierarzt solcher Tiere umgehend informiert.
Das hier beschriebene Modell hat eine Reihe von Vorteilen, wie bereits erwähnt. Jedoch sollte erkannt werden, dass Modellierung von ventralen abdominale Hernien in eine Quadraped, wie eine Ratte, die Übersetzung auf den Menschen beschränkt. Weil viele klinisch relevante Hernien mit Komorbiditäten wie Diabetes, Übergewicht und Bindegewebe Mängel zu verknüpfenden geglaubt werden, Bewertung von Reparaturstrategien in einem normalen Tier könnte verkomplizieren die translationalen Wert von der Modell. Dennoch kann die Rattenmodell relativ schnelle und einfache Auswertung der Hernie Reparaturmaterial.
Zukünftige Weiterentwicklungen und Anwendungen der Abdominal-Hernie Rattenmodell können wahrscheinlich diabetische und/oder übergewichtige Tiere als ein Mittel, um mehr eng mimischen häufigen Komorbiditäten des Menschen beinhalten. Ebenso wird die Auswertung der induzierten pluripotenten Stammzellen Methoden zur Gewebereparatur Hilfe wahrscheinlich Dienstprogramm in diesem Modell finden.
Wichtige Schritte für einen erfolgreichen Einsatz dieses Modells sind zentriert auf Pflege der Tiere und chirurgische Fähigkeiten. Aseptischer Technik anzuwenden und dadurch die Gefahr einer Infektion zu minimieren. Richtige Anästhesie und Analgesie sind unerlässlich, ebenso wie postoperative Überwachung, um sicherzustellen, dass Tiere vertraut sind und dass der chirurgische Inzision geschlossen bleibt. Wichtig ist, beim Sichern von Biomaterial an den Rändern der Bauchwand-Mangel, festzustellen der Chirurg, dass alle Kanten mit keine Öffnungen sicher sind, die Passage des Bauch-Eingeweide in den subkutanen Raum ermöglichen könnte.
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Disclosures
Einer der Autoren (CJ) ist bei Cook Biotech, Inc., der Hersteller von medizinischem SIS beschäftigt.
Acknowledgments
Die Autoren danken Valerie Schroeder für ihre Unterstützung bei der technischen Aspekte dieser Arbeit. Arbeiten im Zusammenhang mit der Entwicklung dieses Modells wurde von Cook Biotech, Inc. (West Lafayette, IN USA) unterstützt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Isoflurane (Isoflo) | Henry Schine Animal Health | 17579 | gas anesthetic |
| Optixcare Eye Lubricant | Henry Schine Animal Health | OPX4240 | Ocular lubricant |
| Oster clippers | Henry Schine Animal Health | 6092 | hair clippers |
| Betadine surgical scrub | Henry Schine Animal Health | 1618 | antiseptic iodophor |
| Sterile scalpel | Henry Schine Animal Health | 329 | #10 scalpel |
| 9" x 12" disposable surgical drape | Braintree Scientific, Inc. | SP-RPS | Surgical drape |
| 4-0 nylon suture | Braintree Scientific, Inc. | SUT 812 | Suture material |
| 4-0 Absorbable Suture | Henry Schine Animal Health | 29242 | Synthetic absorbable suture |
| 9 mm Autoclips and applier | Braintree Scientific, Inc. | ACS KIT | Surgical staples for closure of skin incision |
| Torbugesic/analgesic | Henry Schein Animal Health | 12084 | Butorphanol tartarate for post-operative analgesia |
| Small intestinal submucosa (SIS) | Cook Biotech, Inc. | Implant material for bridging experimental abdominal wall defect | |
| Rats | Harlan, Inc. | Sprague Dawley | Animal for hernia modeling |
References
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