Her beskriver vi en præklinisk dyremodel for at studere patofysiologien af iskæmi-reperfusion skade i rekonstruktiv mikrokirurgi. Denne gratis hud flap model baseret på de overfladiske hale epigastriske fartøjer i rotter kan også give mulighed for evaluering af forskellige terapier og forbindelser til at modvirke iskæmi-reperfusion skade-relaterede skader.
Iskæmi-reperfusion skade er den vigtigste årsag til flap fiasko i rekonstruktiv mikrokirurgi. Rotten er den foretrukne prækliniske dyremodel i mange områder af biomedicinsk forskning på grund af dens omkostningseffektivitet og dens oversættelse til mennesker. Denne protokol beskriver en metode til at oprette en præklinisk fri hud flap model i rotter med iskæmi-reperfusion skade. Den beskrevne 3 cm x 6 cm rotte gratis hud flap model er let opnås efter placeringen af flere vaskulære ligaturer og den del af den vaskulære pedile. Derefter, 8 h efter den iskæmiske fornærmelse og færdiggørelse af den mikrokirurgisk anastomose, den frie hud flap udvikler vævsskader. Disse skader relateret til ischemia-reperfusion kan undersøgt i denne model, hvilket gør det til en egnet model til evaluering af terapeutiske agenser til at løse denne patofysiologiske proces. Desuden er to hoved overvågningsteknikker beskrevet i protokollen til vurdering af denne dyremodel: ultralydsteknologi til transittid og analyse af laser speckle-kontrast.
Mikrokirurgi er blevet en fælles kirurgisk teknik til genopbygning, der giver mulighed for interventioner (f. eks gratis væv overførsler) for at genoprette komplekse vævs defekter, replantation af amputerede lemmer, og selv komposit væv allotransplantationer.
Mikrokirurgiske rekonstruktioner er ideelle til en bred vifte af defekter forårsaget af traumatiske skader, forbrændinger eller onkologiske resections. Men, der er en lav procentdel af gratis klap fiasko, blandt hvilke ischemia-reperfusion (I/R) skade er en af de vigtigste ansvarlige faktorer. Alle mikrosurt overførte væv udholde en obligatorisk periode med iskæmi efterfulgt af reperfusion. Denne periode af primær iskæmi er normalt veltolereret; således, succesraten for mikrokirurgiske procedurer overstiger 90%1,2. Men kun 63,7% af flapper kræver kirurgisk revision kan være helt gemt3. Hertil kommer, i tilfælde af replantation af finger avulsionsfrakturer skader, succesraten er 66%4; og i tilfælde af sammensatte vævs når, der lider i/r-skade, øges afvisningsprocenterne, da i/r-skaden aktiverer medfødte immunitet5,6.
Derfor er studiet af dette patofysiologiske fænomen af interesse. Dyremodeller er afgørende for at undersøge fysiologiske mekanismer og vurdere nye terapier, før det kan anvendes på mennesker7. Fartøjs anatomi og de fysiologiske ligheder mellem rotter og mennesker gør rotter til en ideel model til undersøgelse af biologiske processer såsom I/R-skade.
Her præsenterer vi en detaljeret protokol til oprettelse af en rotte fri hud flap model med I/R skade, samt forskellige muligheder for intra-og postoperative vurderinger. Det overordnede mål med denne metode er at beskrive en brugbar præklinisk model til at studere I/R skade og mulige behandlinger for at reducere dens relaterede skader.
Mikrokirurgiske frie vævs overførsler er blevet den foretrukne metode til genopbygning af store defekter. En periode med iskæmi opstår under sådanne gratis vævs overførsler. Når denne periode overstiger vævs tolerance, kan I/R skade forårsage svigt af den praktiserede fri klap9. Beskrivelsen af metodologien til udvikling af en omkostningseffektiv og translationel præklinisk model til undersøgelse i/R skade i rekonstruktiv mikrokirurgi kan bidrage til at lede studiet af forskellige forbindelser til at modvirke denne patofysiologiske proces.
I den beskrevne dyremodel, efter at de vaskulære ligaturer blev placeret og den frie klap blev hævet, ingen baglemmer Blood flow kompromiser blev noteret, heller ikke smerte eller Limp. Som Kochi et al.10 beskrevet, efterlod vores model også tre sikkerheds ruter gennem intramuskulære netværk.
Overvågning af gratis flapper er af stor betydning11, da bjærgning er omvendt relateret til varigheden mellem iskæmi debut og dens kliniske anerkendelse. Til dette formål bør gratis flapper undersøgt intra-og postoperativt.
Intraoperativt, den udbredte tomme og genopfyldnings test eller den akustiske Doppler muliggør identifikation, men ikke kvantificering af flow tilstedeværelse eller fravær gennem en anastomose12. Af denne grund brugte vi transit-time ultralyd teknologi, en ny metode, der tillader kirurger at kvantificere blodstrømmen af mikrokirurgisk anastomoser13. I vores undersøgelse, alle mikrokirurgisk anastomoser var patent efter 8 h af iskæmisk fornærmelse såvel som i slutningen af undersøgelsen. Umiddelbart efter oprettelsen af de mikrokirurgisk anastomoses bemærkede vi højere blodgennemstrømning end det anbefalede minimumsantal i litteratur8. Denne forudsagte god pedile perfusion i slutningen af undersøgelsen, viser, at resultaterne ikke var påvirket af den mikrokirurgiske teknik, men snarere af I/R skade kaskade af hændelser. Men denne teknik er ikke fri for begrænsninger. For at opnå pålidelige resultater skal de mikrokirurgiske sonder holdes neutrale i forhold til fartøjets plan, ikke trække det eller skabe spændinger. En god akustisk kobling er nødvendig for at opnå et korrekt signal, som kan opnås ved hjælp af ultralyd gel eller saltvand. Et koblings signal af høj kvalitet, der leveres af udstyret, er en vigtig parameter at overveje under målingerne.
Vi har brugt LASCA, også kendt som laser speckle Contrast Imaging eller laser speckle Imaging, postoperativt14. Denne teknologi repræsenterer en værdifuld teknik til semi-kvantitativ real-time kortlægning af flow inden for gratis flapper som verificeret her. En af begrænsningerne er, at resultaterne leveres i vilkårlige enheder og ikke direkte relateret til faktiske flowværdier. I denne forstand, yderligere forskning er nødvendig for at validere denne sammenhæng. Laser Doppler flowmetry er mere almindeligt anvendt, men begrænset af det faktum, at det kun måler perfusion i et enkelt punkt i klap, mens LASCA tillader påvisning af regionale ændringer i huden perfusion inden for klap15. Endvidere indikerede en nylig undersøgelse16 , at lasca kan forudsige regionerne med høj risiko for postoperativ flap nekrose. Vores resultater tyder på, at LASCA er en lovende teknik til den peri-og postoperative overvågning af gratis flaps.
The authors have nothing to disclose.
Forskningsprojektet blev udført på Jesús Usón minimalt invasive Operations Center (CCMIJU), en del af IKT Nanbiosis. Undersøgelsen blev udført med hjælp fra følgende Nanbiosis-enheder: U21, eksperimentel operationsstue; U22, dyre boliger; og U14, celleterapi. Dette arbejde blev støttet af ISCIII Project PI16/02164. Funder havde ingen rolle i undersøgelsens design, dataindsamling og analyse, beslutning om at udgive eller manuskript forberedelse. En særlig tak til María Pérez for at forberede tallene og for Fernanda Carrizosa til konstant at opmuntre og støtte den videnskabelige bibliografi.
AureFlo Unit | Transonic (Ithaca, USA) | N/A | Transit-time ultrasound flowmeter equipment |
Commbined Basic Hand- and Reconstructive Surgery Set (round handle) | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | RHR-SET. Art.No.00795 | Set of microsurgical instruments |
FLOW-i | Maquet Critical Care AB (Solna, Sweeden) | N/A | Anesthesia Delivery System |
Micro clamps ABB-1 | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | 00408V | Double microvascular clamp with frame |
Micro clamps ABB-11 | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | 00414V | Double microvascular clamp without frame |
Micro clamps B-1 | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | 00396V | Sigle microvascular clamp |
Nylon suture 10/0 | Laboratorio Aragó (Barcelona, Spain) | 19921 | Microsurgical suture |
OPMI Pentero 800 | Carl Zeiss AG (Oberkochen, Germany) | N/A | Surgical microscope |
PeriCam PSI System | Perimed AB (Järfälla, Sweden) | N/A | Laser speckle contrast analysis equipment |
Philips Intellivue MX450 | Philips Medizin Systeme (Böblingen, Germany) | N/A | Monitoring system |
Protector posoperatorio para roedores | Fundación Centro de Cirugía de Mínima Invasión Jesús Usón (Cáceres, Spain) | P201400272 | Postoperative protector for rodents |