Angiogênese cirúrgica em suínos Allotransplantation Tibial: um novo grande osso Animal vascularizado composto Allotransplantation modelo
Summary
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.
Abstract
Perda óssea segmentar resultantes de trauma, infecção malignidade e anomalia congênita permanece um grande desafio reconstrutivo. Opções terapêuticas atuais têm risco significativo de falha e morbidade substancial.
Uso do osso vascularizado composto allotransplantation (VCA) iria oferecer a ambos uma correspondência próxima do osso ressecado tamanho e forma e cicatrização e remodelação potencial de osso vivo. Actualmente, a imunossupressão drogas ao longo da vida (IS) é necessária. Riscos de neoplasia, infecção oportunista e toxicidade do órgão são motivo de preocupação para tratar tais indicações não-letal.
Demonstramos anteriormente que osso e articulação viabilidade VCA pode ser mantida em ratos e coelhos, sem a necessidade de longo-prazo-imunossupressão pela implantação do destinatários derivadas navios dentro a VCA. Ele gera uma circulação de neoangiogenic autógena, com fluxo mensurável e ativo osso que remodela, necessitando de apenas 2 semanas de IS. Como pequenos animais diferem de homem substancialmente em anatomia, fisiologia do osso e Imunologia, desenvolvemos um modelo VCA de osso de suínos para avaliar esta técnica antes de aplicação clínica é realizada. Suína em miniatura é atualmente amplamente utilizada para pesquisa de allotransplantation, dada suas similaridades imunológicas, anatômicas, fisiológicas e tamanho para homem. Aqui, descrevemos um novo osso tibial ortotópico porcina modelo VCA para testar o papel da angiogênese cirúrgico autógena para manter a viabilidade VCA.
Modelo defeitos segmentares osso tibial reconstrói usando segmentos de alogênico osso tibial tamanho – e forma-combinada, transplantadas através de uma grande incompatibilidade de antígeno (SLA) de leucócitos suína na suína de miniatura de Yucatán. Reparação de vasos nutrientes e implantação do destinatários derivadas autógenas navios dentro do canal medular dos segmentos ósseos tibial alogênico é executada em combinação com simultânea IS a curto prazo. Isto permite uma circulação autógenas neoangiogenic desenvolver a partir do tecido implantado, mantendo o fluxo através os alogênico vasos nutrientes para um curto período de tempo. Uma vez estabelecida, a nova circulação autógena mantém a viabilidade óssea após cessação da terapia medicamentosa e trombose de vasos nutrientes subsequentes.
Introduction
Grandes defeitos ósseos segmentares resultam de trauma, infecção ou cirurgia conservadora membro depois de malignidade. Atuais opções reconstrutivas como enxerto ósseo autógeno vascularizado, transporte ósseo, substituição protética e criopreservados aloenxertos necróticos, usado sozinho ou em combinação, são associadas com morbidade significativa e têm altas taxas de complicações1,2,3.
A presença de uma rede microvascular é essencial para a formação e a homeostase do osso, apoiando osteogênica, chondrogenic e células-tronco mesenquimais necessárias para reparação de osso4.
O transplante de osso alogênico vivo, uma forma de allotransplantation de tecido vascularizado composto (osso VCA), realizada com anastomose microcirúrgica de seu pedículo nutriente, pode representar uma futura alternativa reconstrutiva. Como osso alogênico criopreservado, estabilidade imediata é fornecida pela estreita correspondência morfologia do defeito ósseo. Como enxerto vascularizado autógeno, pois dá a cura reforçada e remodelação de viver tecido do osso. O obstáculo em qualquer procedimento de allotransplant permanece a necessidade de longo-prazo-imunossupressão (IS). O problema é mais agudo em tecidos músculo-esqueléticos, que exigem doses de drogas 2 – 3 vezes maiores do que5transplantes de órgãos. Riscos concomitantes, incluindo toxicidade do órgão, malignidade, infecção ou desenvolvimento de doença do enxerto – versus – host são difíceis de justificar estes nonlife–aplicativos críticos6. No entanto, episódios de rejeição aguda e crônica permanecem um grande problema com o atual a longo prazo é7. Esforço contínuo para perto coincidir com antígenos de histocompatibilidade, induzir tolerância específicos do doador e/ou melhorar a imunoterapia droga não ainda rotineiramente conseguiram no processo de licenciamento clínico drogas tecido sobrevivência8,9.
Nós demonstramos anteriormente os meios para manter o osso viabilidade VCA e melhorar o osso que remodela em modelos animais pequenos, pela promoção de uma nova circulação autógena dentro osso transplantado. Isso é feito pelo uso adicional da angiogênese cirúrgica de tecido autógeno implantado10,11,12. Segmentos ósseos alogênico são transplantados hipoglossal com anastomose do pedículo de segmento ósseo de nutrientes. Além disso anfitrião-derivado dos navios são implantados dentro do canal medular do segmento ósseo vascularizado alogênico. Durante esse processo de 2 semanas, patência do vaso nutriente alogênico é mantida com imunossupressão drogas. Após IS-retirada, o pedículo nutriente irá eventualmente thrombose13. O novo leito capilar, baseado nos navios derivado de acolhimento fornece suficiente circulação para manter a viabilidade do tecido. Óssea, remodelação e cura é reforçada desde a osteogênese e angiogênese é acoplados10,11,12. Imunoterapia não mais é necessária e viabilidade do osso é mantida a longo prazo, apesar de um host imunologicamente competente e ausência de tolerância específicos do doador.
Tradução deste novo método de allotransplantation óssea na prática clínica melhor deve ser precedida por um estudo mais aprofundado de cura, mecânica Propriedades e Imunologia em um modelo animal grande. O modelo porcino é ideal para tais VCA pesquisa14,15,16. Suína em miniatura é comparáveis em tamanho e anatomia para homem, permitindo a reconstrução esquelética, utilizando técnicas e implantes cirúrgicos essencialmente idênticos. Imunologia de suínos é bem definida, incluindo a suína leucócitos haplótipos de antígeno (SLA) e tipos de sangue, necessários para a cirurgia de transplante. Estudos de linhagem de célula são possíveis com transplante de sexo-incompatíveis, como análises detalhadas das respostas imunes17,18,19,20,21.
Aqui, descrevemos um modelo de allotransplantation de VCA de osso no porco de miniatura de Yucatan, apropriado para o estudo da perda óssea segmentar e reconstrução. Este modelo pode ser usado para investigar a interação da angiogênese cirúrgica e a curto prazo é osso sobrevivência VCA função, incluindo a linhagem osteócito, óssea e fluxo de sangue, cura e remodela as capacidades, alloresponsiveness e biomecânica, bem como para teste outras estratégias inovadoras de moduladora imunológica.
Protocol
Representative Results
Discussion
O transplante de osso alogênico vascularizado (osso VCA) pode representar uma futura opção reconstrutiva para grandes defeitos ósseos segmentares. No entanto, a necessidade de longo-prazo-imunossupressão (IS) e seus efeitos colaterais significativos necessários para osso sobrevivência VCA são difíceis de justificar estes nonlife–aplicativos críticos6.
Apesar de linhagens puras do rato de laboratório têm sido amplamente utilizadas na pesquisa allotransplanta…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores graças a divisão de mídia serviços de apoio, Mayo Clinic Rochester, MN para produção de vídeo, bem como Georgios Kotsougianis para edição de vídeo. A excelente obra de arte foi conduzida por Jim Postier, Rochester, MN. Além disso, os autores desejam agradecer à Fundação de pesquisa alemã (Deutsche Forschungsgemeinschaft) para fornecer suporte de salário para Dr. Dimitra Kotsougiani (concessão DFG: KO 4903/1-1). Este trabalho foi apoiado por um presente generoso do Tarek E. Obaid. Este trabalho foi realizado no laboratório de pesquisa Microvascular, departamento de ortopedia cirurgia Mayo Clinic Rochester, MN.
Materials
| Xylazine | VetTek, Bluesprings, MO | N/A | 2mg/kg |
| Telazol | Pfizer Inc., NY, NY | 2103 | 5mg/kg |
| Buprenorphine | Zoo Pharm, Windsor, CO | N/A | 0.18mg/kg |
| Cefazoline | Hospira, Lake Forest, IL | RL-4539 | 1g |
| Ethilon sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | BV 130-5 | 9-0 |
| Locking plate | DePuy Synthes Vet, West Chester, PA | VP4041.09 | 9-hole 3.5mm locking plate |
| Vicryl sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | J808T | 2-0, 3-0 |
| Tegaderm | 3M Health Care, St. Paul, MN | 16006 | 15x10cm |
| Hickman catheter | Bard Access System Inc., Salt Lake City, UT | 600560 | 9.6 French |
| Carprofen | Zoetis Inc., Kalamazoo, MI | 1760R-60-06-759 | 4mg/kg |
| Tacrolimus | Sandoz Inc., Princeton, NJ | 973975 | (0.8-1.5mg/kg/day) |
| Mycophenolate Mofetil | Sandoz Inc., Princeton, NJ | 772212 | (50-70mg/kg/day) |
| Methylprednisolone sodium succinate | Pfizer Inc., NY, NY | 2375-03-0 | 500 mg |
| Gentamicin | Sparhawk Laboratories, Lenexa, KS | 1405-41-0 | 3mg/kg |
| Dermabond Prineo | Ethicon, San Lorenzo, Puerto Rico | 6510-01-6140050 | |
| Isoflurane 99.9% 250 ml | Abbott Animal Health | 05260-5 | |
| Lactated Ringer's 1L | Baxter Corporation | JB1064 | |
| Saline 0.9%, 1 L | Baxter Corporation | 60208 | |
| Ceftiofur | Pfizer Canada Inc. | 11103 | 5mg/kg |
| Microfil | Flow Tech Inc, Carver, MA | MV-122 | 125 ml |
| Decalcifying Solution | Thermo Fisher Scientific, Chesire, WA, UK | 8340-1 |
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