Här beskriver vi en preklinisk djurmodell för att studera patofysiologin av ischemia-reperfusion skada i rekonstruktiv mikrokirurgi. Denna fria hudflikar modell baserad på den ytliga caudal epigastriska fartyg i råtta kan också möjliggöra utvärdering av olika terapier och föreningar för att motverka ischemia-reperfusion skada-relaterade skador.
Ischemia-reperfusion skada är den främsta orsaken till klaffen misslyckande i rekonstruktiv mikrokirurgi. Råttan är den föredragna prekliniska djur modellen inom många områden av biomedicinsk forskning på grund av dess kostnadseffektivitet och dess översättning till människor. Detta protokoll beskriver en metod för att skapa en preklinisk fri hud klaffen modell hos råttor med ischemia-reperfusion skada. Den beskrivna 3 cm x 6 cm råtta fri hud klaffen modell är lätt erhålls efter placeringen av flera vaskulära ligaturer och den del av den vaskulära pedicle. Sedan, 8 h efter den ischemiska förolämpningen och slutförandet av den mikrokirurgiska anastomos, den fria huden luckan utvecklar vävnadsskadan. Dessa ischemia-reperfusion skada-relaterade skador kan studeras i denna modell, vilket gör det till en lämplig modell för utvärdering av terapeutiska medel för att ta itu med denna patofysiologiska processen. Dessutom beskrivs två huvudsakliga övervakningstekniker i protokollet för bedömning av denna djurmodell: Transit-tid ultraljud teknik och laser speckle kontrast analys.
Mikrokirurgi har blivit en vanlig kirurgisk teknik för återuppbyggnad som möjliggör interventioner (t. ex. fria vävnads överföringar) för att återställa komplexa vävnads defekter, replantation av amputerade armar och ben, och även sammansatta vävnad allotransplantationer.
Mikrokirurgiska rekonstruktioner är idealiska för en mängd olika defekter orsakade av traumatiska skador, brännskador, eller onkologiska resektion. Det finns dock en låg andel av fri klaff misslyckande, bland vilka ischemia-reperfusion (I/R) skada är en av de viktigaste ansvarsfulla faktorerna. Alla microsurgically överförda vävnader uthärda en obligatorisk period av ischemi följt av reperfusion. Denna period av primär ischemi är vanligtvis tolereras väl; Sålunda, andelen framgångsrika mikrokirurgiska ingrepp överstiger 90%1,2. Men endast 63,7% av klaffar som kräver kirurgisk revision kan vara helt Sparad3. Dessutom, i fall av replantation av finger avulsion skador, framgången är 66%4; och i fall av sammansatt vävnad allotransplantation lidande I/r skada, avvisande procentsatser ökas sedan i/r-skada aktiverar medfödd immunitet5,6.
Därför är studiet av detta patofysiologiska fenomen av intresse. Djurmodeller är nödvändiga för att undersöka fysiologiska mekanismer och bedöma nya terapier innan de kan appliceras på människor7. Fartygets anatomi och fysiologiska likheter mellan råttor och människor gör råttor en idealisk modell för utredning av biologiska processer såsom I/R-skada.
Här presenterar vi ett detaljerat protokoll för skapandet av en råtta fri hudflikar modell med I/R skada, samt olika möjligheter för intra-och postoperativa bedömningar. Det övergripande målet med denna metod är att beskriva en användbar preklinisk modell för att studera I/R-skada och möjliga behandlingar för att minska dess skador.
Microsurgical fri vävnad överföringar har blivit den metod som val för rekonstruera stora defekter. En period av ischa uppstår under sådana fria vävnads överföringar. När denna period överskrider vävnadens tolerans, kan I/R skada orsaka fel på övade fri flik9. Beskrivningen av metoden för att utveckla en kostnadseffektiv och translationell preklinisk modell för att studera i/R-skada i rekonstruktiv mikrokirurgi kan bidra till att leda studiet av olika föreningar för att motverka denna patofysiologiska process.
I den beskrivna djur modellen, efter de vaskulära ligaturer placerades och den fria luckan höjdes, ingen bakbenet blodflödet kompromisser noterades, eller smärta eller halta. Som Kochi et al.10 beskrev, vår modell lämnade också tre säkerheter vägar genom intramuskulär nätverk.
Övervakning av fria klaffar är av stor betydelse11, som bärgning är omvänt relaterad till varaktigheten mellan ischemi debut och dess kliniska erkännande. För detta ändamål bör fria klaffar studeras intra-och postoperativt.
Intraoperativt, det allmänt använda Tom-och påfyllnings testet eller den akustiska Doppleren möjliggör identifiering men inte kvantifiering av flödes närvaro eller frånvaro genom en anastomos12. Av denna anledning använde vi transit-tid ultraljud teknik, en ny metod som gör att kirurger att kvantifiera blodflödet av mikrokirurgiska anastomoser13. I vår studie, alla mikrokirurgiska anastomoser var patent efter 8 h av ischemisk förolämpning samt i slutet av studien. Omedelbart efter skapandet av den mikrokirurgiska anastomoser, noterade vi högre blod flödesvolymer än de miniminivåer som rekommenderas i litteraturen8. Detta förutspådde bra BLOMSTJÄLK perfusion i slutet av studien, visar att resultaten inte påverkades av den mikrokirurgiska tekniken utan snarare av i/R skada kaskad av händelser. Denna teknik är dock inte fri från begränsningar. För att få pålitliga resultat måste de mikrokirurgiska sonderna hållas neutrala till fartygets plan, inte dra eller skapa någon spänning. En bra akustisk koppling behövs för att få en ordentlig signal, som kan uppnås med hjälp av ultraljud gel eller saltlösning. En hög kvalitet kopplings signal, som tillhandahålls av utrustningen, är en viktig parameter att beakta under mätningarna.
Vi har använt LASCA, även känd som laser speckle kontrast Imaging eller laser speckle Imaging, postoperativt14. Denna teknik utgör en värdefull teknik för semi-kvantitativ realtid kartläggning av flödet inom fria klaffar som verifieras här. En av begränsningarna är att resultaten tillhandahålls i godtyckliga enheter och inte är direkt relaterade till faktiska flödesvärden. I denna mening behövs ytterligare forskning för att validera detta samband. Laser Doppler flowmetry är vanligare men begränsas av det faktum att det bara mäter perfusion i en enda punkt i luckan, medan LASCA tillåter detektion av regionala förändringar i huden perfusion inom fliken15. Dessutom visade en färsk studie16 att lasca kan perioperativt förutsäga regioner med hög risk för postoperativ klaff nekros. Våra resultat tyder på att LASCA är en lovande teknik för peri-och postoperativ övervakning av fria klaffar.
The authors have nothing to disclose.
Forskningsprojektet utfördes på Jesús Usón minimalinvasiv kirurgi Center (CCMIJU), en del av IKT Nanbiosis. Studien utfördes med hjälp av följande Nanbiosis enheter: U21, experimentell operationssalen; U22, djur hus; och U14, cellterapi. Detta arbete stöddes av ISCIII-projektet PI16/02164. Finansiär hade ingen roll i studiens utformning, datainsamling och analys, beslut om att publicera eller manuskript beredning. Särskilt tack utvidgas till María Pérez för att förbereda siffrorna och Fernanda Carrizosa för att ständigt uppmuntra och stödja den vetenskapliga bibliografin.
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 |