JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Risultati
Discussion
Divulgazioni
Acknowledgements
Materials
Riferimenti
Traduzione automatica
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicina

In situ Transversale rectusabdominis myocutane Flap: een rat model van myocutane ischemiereperfusieletsel

Published: June 08, 2013
doi:
10.3791/50473
, ,
1Department of Surgery,Royal Infirmary of Edinburgh, 2Department of Nephrology,Royal Infirmary of Edinburgh

Summary

Vrije weefsel overdracht wordt op grote schaal gebruikt in de reconstructieve chirurgie om vorm en functie te herstellen na oncologische resectie en trauma. Voorconditionering dit weefsel vóór de operatie kan uitkomst te verbeteren. Dit artikel beschrijft een<em> In situ</em> Dwarse rectus abdominis myocutane flap (TRAM) in ratten als een middel voor het testen preconditionering strategieën.

Abstract

Vrije weefsel overdracht is de gouden standaard reconstructieve chirurgie om complexe defecten niet vatbaar lokale opties of die waarvoor composiet weefsel te herstellen. Ischemie-reperfusie schade (IRS) is een bekende oorzaak van gedeeltelijke vrije flap mislukking en heeft geen effectieve behandeling. Oprichting van een laboratorium model van deze schade kan erg duur zijn zowel financieel als grotere zoogdieren gewoonlijk worden gebruikt en in de expertise die nodig is door de technische moeilijkheid van deze procedures vereist normaliter gebruik van een ervaren microchirurg. Deze publicatie en video tonen het effectieve gebruik van een model van IRI in ratten waarin microchirurgische deskundigheid vereist. Deze procedure is een in situ model van een dwarse abdominis myocutane (TRAM) flap wanneer atraumatische klemmen worden gebruikt om de ischemie-reperfusie letsel door deze operatie reproduceren. Een laser Doppler Imaging (LDI) scanner wordt gebruikt om flap perfusie en de beeldverwerking Softwa beoordelenre, Afbeelding J om procentuele gebied huid overleven als primaire uitkomstmaat van de schade te beoordelen.

Introduction

Het doel van dit protocol is een betrouwbaar en reproduceerbaar model van ischemie-reperfusie schade waargenomen in vrije weefsel overdracht zodat interventiestrategieën te onderzoeken demonstreren.

Vrije weefsel overdracht is gedefinieerd als de vasculaire onthechting van een geïsoleerd blok weefsel gevolgd door autologe transplantatie van dat weefsel met anastomose van de flap is doorgesneden vaartuigen natieve vaten op de receptorplaats. De procedure staat bekend als FTT en het weefsel wordt overgedragen aangeduid als de vrije flap.

Vrije weefsel overdracht is de gouden standaard aanpak voor de correctie van complexe, samengestelde gebreken waarbij lokale opties zijn niet geschikt of niet beschikbaar. 1-4 Ischemie-reperfusie schade (IRS) is onvermijdelijk in de vrije weefsel overdracht, draagt ​​bij aan het falen 5,6 flapperen en heeft geen effectieve behandeling. De electieve aard van vrije flap operaties toestaat toediening van farmacologischecal agenten om randvoorwaarde tegen IRI.

IRI resulteert in verminderde stroming door de microcirculatie door endotheliale activering en metabole dysfunctie, 7 verhoogde capillaire permeabiliteit en daaropvolgende interstitieel oedeem 7, influx van ontstekingscellen, 8 vrijkomen van ontstekingsmediatoren, reactieve zuurstof species 9 en complement afzetting. 10 Dit complexe proces van hypoxie en daaropvolgende reperfusie schade leidt uiteindelijk tot celdood. Een model van myocutane IRI kan de effectiviteit van preconditionering strategieën op klinische resultaten te beoordelen. Recent werk heeft gevalideerd het gebruik van dierlijke modellen van IRI studies als een surrogaat voor menselijke IRI door het vergelijken van de moleculaire veranderingen waargenomen in de menselijke proefpersonen en bestaande gegevens over dieren. 10,11

De rat dwarse rectusabdominis myocutane (TRAM) flap werd voor het eerst beschreven in 1987 in de Duitse 12 en in 199313 in het Engels. Dit model kreeg grote populariteit 13-25 als een goedkope, robuuste model om verschillende strategieën te onderzoeken om te verminderen IRI in verband met vrije weefsel overdracht. 14,17-22 De meerderheid van deze studies werden ontworpen als unipedicled TRAM flappen gebaseerd op de diepe, inferieure, . epigastrische vaatsteel 15-18,20-22 Vergelijking van de gegevens van deze studies wordt bemoeilijkt door het gebruik van verschillende grootte cutane eilanden (10,5-30 cm 2) en verschillende lengtes van postoperatieve follow-up (2-10 dagen). De gemiddelde totale percentage oppervlakte flap necrose in de controlegroep van deze studies is 69 ± 6,2% (gemiddelde ± SEM). Opgemerkt moet worden dat deze zes documenten al gebruik van de rechte buikspier als drager voor de vaatsteel maar niet blootstellen, verdelen en microanastomose of klem de schepen. Zhang et al.. 23 hebben een echte, vrije rat TRAM flap gebaseerd op de superieure epigastrische vaten beschreven waarbij de fronden zijn gerezen, schepen verdeeld en de myocutane flap overgedragen en microanastomosed aan de lies schepen. Deze moeilijke techniek vereist de microanastomosis van 0,45-0,5 mm kaliber schepen. Slechts vijftien werden uitgevoerd en van deze 67% overleefd. 23 De beschreven door Zhang et al. model. 23 is een uitstekend model voor de menselijke vrije TRAM flap zoals het werkelijk weerspiegelt het letsel opgelopen tijdens FTT. De andere gepubliceerde modellen van een rat TRAM flap betere weerspiegeling van de verwondingen opgelopen tijdens een mens gesteelde TRAM maar niet nauwkeurig de IRI als deze flap in geen een ischemische periode gevolgd door reperfusie als de vaatsteel wordt nooit geklemd of verdeeld en niet ondergaan microanastomosis uitgevoerd. Dit protocol en video beschrijven een nieuw model van de vrije weefsel overdracht met ratten TRAM waarin het IRI wordt gerepliceerd met behulp microclamps. Dit repliceert trouwer IRI dan de pedicle TRAM voorgangers, maar is technisch eenvoudiger dan Performing de microanastomosis. Microclamps zijn op grote schaal gebruikt door transplantatie onderzoekers om te recreëren IRI in verband met een solide orgaantransplantatie; 26-33 maar dit is de eerste keer dat het is in de rat TRAM flap beschreven.

Protocol

Alle operatie wordt uitgevoerd in overeenstemming met de door het Verenigd Koninkrijk Home Office en de Universiteit van veterinaire dienst van Edinburgh Services vastgestelde richtlijnen. 1. Chirurgische Procedure Set-up Notes Veranderen in schone chirurgische scrubs, toga, scrub cap en masker. Reinig alle oppervlakken van de operatiekamer inclusief apparatuur met 2% chloorhexidine in 70% isopropylalcohol. Voorafgaand aan chirurgie, autoclaveren alle chirurgische benodi…

Representative Results

Rat modellen zijn zuiniger dan grotere dieren modellen, 36 zijn ziekte-resistente van aard en kunnen genetisch worden gemanipuleerd. Losse huid dieren, zoals knaagdieren, werd gedacht dat een ander arrangement van cutane bloedtoevoer dan vaste gevilde dieren zoals mensen en varkens. In losse gevilde dieren, wordt de huid voornamelijk geleverd door directe cutane bloedvaten die door het onderhuidse vet aan de overliggende huid (figuur 4) daarentegen vast gevilde dieren cutane bloedtoevoer af t…

Discussion

Wijzigingen en trouble shooting

De hier gepresenteerde protocol neemt de IRI gezien in vrije weefsel overdracht in een experimenteel systeem om een ​​beter begrip van deze werkwijze en een middel op middelen voor het verbeteren van IRI en verbetering resultaat onderzoeken. Dit kan eenvoudig worden aangepast om een ​​meer ernstig letsel veroorzaken indien zij gebaseerd op de niet-dominante, diepe, inferieure epigastrische pedikel of de ischemische tijd verhoogd.

…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dit werk werd gefinancierd door de Medical Research Council subsidie ​​G1000299.

De corresponderende auteur wil Gary Borthwick, Universiteit van Edinburgh, bedanken voor het bijstaan ​​tijdens de operatie.

De auteurs willen graag advies van Helen Douglas en Iain Mackay erkennen en waardoor wij hun Deep Inferior Epigastrische (DIEP) flap procedure (Canniesburn Plastische Chirurgie Unit, Glasgow Royal Infirmary, 84 Castle Street, Glasgow G4 0SF, UK) te observeren.

De auteurs willen ook Gary Blackie danken aan de Universiteit van Edinburgh voor zijn hulp bij het produceren van de video voor dit artikel.

Materials

Name of Reagent/Material Company Catalog Number Comments
Moor LD12 laser doppler imaging scanner http://gb.moor.co.uk/product/moorldi2-laser-doppler-imager/8
Complete homeothermic blanket system with flexible probe. Small. 230 VAC, 50 Hz 507221F www.harvardapparatus.com
Graeffe forceps 0.8 mm tips curved 11052-10 2, http://www.finescience.de
Acland clamps 00398 V B-1 ‘V’ pattern clamps used on both artery and vein. http://www.merciansurgical.com/acland-clamps.pdf
Clamp applicator CAF-4 http://www.merciansurgical.com/acland-clamps.pdf
Gemini cautery unit 726067 www.harvardapparatus.com
Micro-vessel dilators 11 cm 0.3 mm tips 00124 D-5a.2 http://www.merciansurgical.com
Micro Jewellers Forceps 11cm angulated 00109 JFA-5b http://www.merciansurgical.com
Micro Jewellers Forceps 11 cm straight 00108 JF-5 http://www.merciansurgical.com
Acland Single Clamps B-1V (Pair) 396 http://www.merciansurgical.com
Micro Scissors Round Handles 15 cm Straight 67 http://www.merciansurgical.com
Iris Scissors 11.5 cm Curves EASY-CUT EA7613-11 http://www.merciansurgical.com
Mayo Scissors 14 cm Straight Chamfered Blades EASY-CUT EA7652-14 http://www.merciansurgical.com
Derf Needle Holders 12 cm TC 703DE12 http://www.merciansurgical.com
Ethilon 5-0 W1618 http://www.farlamedical.co.uk/
Vicryl rapide 6-0 W9913 http://www.millermedicalsupplies.com/
Instrapac – Adson Toothed Forceps (Extra Fine) 7973 http://www.millermedicalsupplies.com/
Castroviejo needle holders 12565-14 http://s-and-t.ne
Heat Lamp http://www.chicken-house.co.uk
Silicone sheeting 0.3 mm translucent http://www.silex.co.uk/
Image J software http://rsbweb.nih.gov/ij/
Zeiss OPMI pico http://www.zeiss.co.uk/
Operating microscope
Vet tech solution isofluorane rig http://www.vet-tech.co.uk/
Vet tech solution isofluorane rig http://www.vet-tech.co.uk/
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Riferimenti

  1. Wang, X., et al. Free anterolateral thigh adipofascial flap for hemifacial atrophy. Ann. Plast. Surg. 55 (6), 617-622 (2005).
  2. Eckardt, A., Fokas, K. Microsurgical reconstruction in the head and neck region: An 18-year experience with 500 consecutive cases. J. Cranio. Maxill. Surg. 31 (4), 197-201 (2003).
  3. Yazar, S., et al. Safety and reliability of microsurgical free tissue transfers in paediatric head and neck reconstruction – a report of 72 cases. J. Plast. Reconstr. Aes. 61 (7), 767-771 (2008).
  4. Blondeel, P. N., Landuyt, K. H. V., Monstrey, S. J. Surgical-technical aspects of the free diep flap for breast reconstruction. Operat. Tech. Plast. Reconstr. Surg. 6 (1), 27-37 (1999).
  5. Siemonow, M., Arslan, E. Ischaemia/reperfusion injury: A review in relation to free tissue transfers. Microsurgery. 24, 468-475 (2004).
  6. Wang, W. Z. Investigation of reperfusion injury and ischaemic preconditioning in microsurgery. Microsurgery. 29, 72-79 (2009).
  7. Rucker, M., et al. Reduction of inflammatory response in composite flap transfer by local stress conditioning-induced heat-shock protein 32. Surgery. 129 (3), 292-301 (2001).
  8. Cetinkale, O., et al. Involvement of neutrophils in ischemia-reperfusion injury of inguinal island skin flaps in rats. Plast. Reconstr. Surg. 102 (1), 153-160 (1998).
  9. Korthuis, R. J., Granger, D. N., Townsley, M. I., Taylor, A. E. The role of oxygen-derived free radicals in ischemia-induced increases in canine skeletal muscle vascular permeability. Circ. Res. 57 (4), 599-609 (1985).
  10. Eisenhardt, S. U., et al. Monitoring molecular changes induced by ischemia/reperfusion in human free muscle flap tissue samples. Ann. Plast. Surg. 68 (2), 202-208 (2012).
  11. Dragu, A., et al. Gene expression analysis of ischaemia and reperfusion in human microsurgical free muscle tissue transfer. J. Cell. Mol. Med. 15 (4), 983-993 (2011).
  12. Tilgner, A., Herrberger, U. [myocutaneous flap models in the rat. Anatomy, histology and preparation technic of the myocutaneous rectus abdominis flap]. Z. Versuchstierkd. 29 (5-6), 231-236 (1987).
  13. Dunn, R. M., Huff, W., Mancoll, J. The rat rectus abdominis myocutaneous flap: A true myocutaneous flap model. Ann. Plast. Surg. 31 (4), 352-357 (1993).
  14. Clugston, P. A., Perry, L. C., Fisher, J., Maxwell, G. P. A rat transverse rectus abdominis musculocutaneous flap model: Effects of pharmacological manipulation. Ann. Plast. Surg. 34 (2), 154-161 (1995).
  15. Ozgentas, H. E., Shenaq, S., Spira, M. Development of a tram flap model in the rat and study of vascular dominance. Plast. Reconstr. Surg. 94 (7), 1012-1017 (1994).
  16. Doncatto, L. F., da Silva, J. B., da Silva, V. D., Martins, P. D. Cutaneous viability in a rat pedicled tram flap model. Plast. Reconstr. Surg. 119 (5), 1425-1430 (2007).
  17. Lineaweaver, W. C., et al. Vascular endothelium growth factor, surgical delay, and skin flap survival. Ann. Surg. 239 (6), 866-873 (2004).
  18. Rezende, F. C., et al. Electroporation of vascular endothelial growth factor gene in a unipedicle transverse rectus abdominis myocutaneous flap reduces necrosis. Ann. Plast. Surg. 64 (2), 242-246 (2010).
  19. Zacchigna, S., et al. Improved survival of ischemic cutaneous and musculocutaneous flaps after vascular endothelial growth factor gene transfer using adeno-associated virus vectors. Am. J. Pathol. 167 (4), 981-991 (2005).
  20. Zhang, F., et al. Improvement of skin paddle survival by application of vascular endothelial growth factor in a rat tram flap model. Ann. Plast. Surg. 46, 314-319 (2010).
  21. Hijjawi, J., et al. Platelet-derived growth factor β, but not fibroblast growth factor 2, plasmid DNA improves survival of ischemic myocutaneous flaps. Arch. Surg. 139 (2), 142-147 (2004).
  22. Wong, M. S., et al. Basic fibroblast growth factor expression following surgical delay of rat transverse rectus abdominis myocutaneous flaps. Plast. Reconstr. Surg. 113 (7), 2030-2036 (2004).
  23. Zhang, F., et al. Microvascular transfer of the rectus abdominis muscle and myocutaneous flap in rats. Microsurgery. 14 (6), 420-423 (1993).
  24. Hallock, G. G., Rice, D. C. Comparison of tram and diep flap physiology in a rat model. Plast Reconstr Surg. 114 (5), 1179-1184 (2004).
  25. Qiao, Q., et al. Patterns of flap loss related to arterial and venous insufficiency in the rat pedicled tram flap. Annals of Plastic Surgery. 43 (2), 171 (1999).
  26. Persy, V. P., Verhulst, A., Ysebaert, D. K., De Greef, K. E., De Broe, M. E. Reduced postischemic macrophage infiltration and interstitial fibrosis in osteopontin knockout mice. Kidney Int. 63 (2), 543-553 (2003).
  27. Li, Y., et al. Overexpression of cgmp-dependent protein kinase i (pkg-i) attenuates ischemia-reperfusion-induced kidney injury. Am. J. Physiol. Ren. Physiol. 302 (5), 561-570 (2012).
  28. Hunter, J. P., et al. Effects of hydrogen sulphide in an experimental model of renal ischaemia-reperfusion injury. Brit. J. Surg. 99 (12), 1665-1671 (2012).
  29. Hamada, T., Fondevila, C., Busuttil, R. W., Coito, A. J. Metalloproteinase-9 deficiency protects against hepatic ischemia/reperfusion injury. Hepatology. 47 (1), 186-198 (2008).
  30. Duarte, S., Hamada, T., Kuriyama, N., Busuttil, R. W., Coito, A. J. Timp-1 deficiency leads to lethal partial hepatic ischemia and reperfusion injury. Hepatology. 56 (3), 1074-1085 (2012).
  31. Shen, X. D., et al. Cd154-cd40 t-cell costimulation pathway is required in the mechanism of hepatic ischemia/reperfusion injury, and its blockade facilitates and depends on heme oxygenase-1 mediated cytoprotection. Transplantation. 74 (3), 315-319 (2002).
  32. Liu, J., et al. Endoplasmic reticulum stress modulates liver inflammatory immune response in the pathogenesis of liver ischemia and reperfusion injury. Transplantation. 94 (3), 211-217 (2012).
  33. Pan, G. Z., et al. Bone marrow mesenchymal stem cells ameliorate hepatic ischemia/reperfusion injuries via inactivation of the mek/erk signaling pathway in rats. J. Surg. Res. 178 (2), 935-948 (2012).
  34. Darouiche, R. O., et al. Chlorhexidine-alcohol versus povidone-iodine for surgical-site antisepsis. New. Engl. J. Med. 362 (1), 18-26 (2010).
  35. Fukui, A., Inada, Y., Murata, K., Tamai, S. Plasmatic imbibition” in the rabbit flow-through venus flap, using horseradish peroxidase and fluoroscein. J. Reconstr. Mirosurg. 11, 255-264 (1995).
  36. Dunn, R. M., Mancoll, J. Flap models in the rat: A review and and reappraisal. Plast. Reconstr. Surg. 90 (2), 319-328 (1992).
  37. Taylor, G., Minabe, T. The angiosomes of the mammals and other vertebrates. Plast. Reconstr. Surg. 89 (2), 181-215 (1992).
  38. Taylor, G., Corlett, R., Boyd, J. The versatile deep inferior epigastric (inferior rectus abdominis) flap. Brit. J. Plast. Surg. 37 (3), 330-350 (1984).
  39. Taylor, G., Corlett, R., Boyd, J. The extended deep inferior epigastric flap: A clinical technique. Plast. Reconstr. Surg. 72 (6), 751-765 (1983).
  40. Tai, Y., Hasegawa, H. A tranverse abdominal flap for reconstruction after radical operations for recurrent breast cancer. Plast. Reconstr. Surg. 53 (1), 52-54 (1974).
  41. Scheflan, M., Dinner, M. I. The transverse abdominal island flap: Part i. Indications, contraindications, results, and complications. Ann. Plast. Surg. 10, 24-35 (1983).
  42. Tindholdt, T. T., Saidian, S., Pripp, A. H., Tonseth, K. A. Monitoring microcirculatory changes in the deep inferior epigastric artery perforator flap with laser doppler perfusion imaging. Ann. Plast. Surg. 67 (2), 139-142 (2011).
  43. Tindholdt, T. T., Saidian, S., Tonseth, K. A. Microcirculatory evaluation of deep inferior epigastric artery perforator flaps with laser doppler perfusion imaging in breast reconstruction. J. Plast. Surg. Hand. Surg. 45 (3), 143-147 (2011).
  44. Booi, D. I., Debats, I. B. J. G., Boeckx, W. D., van der Hulsi, R. R. W. J. A study of perfusion of the distal free-tram flap using laser doppler flowmetry. J. Plast. Reconstr. Aes. 61, 282-288 (2008).
  45. Hallock, G. G. Physiological studies using laser doppler flowmetry to compare blood flow to the zones of the free tram flap. Ann. Plast .Surg. 47 (3), 229-233 (2001).
  46. Collin, T. Image j for microscopy. Biotechniques. Suppl. 43 (1), 25-30 (2007).
  47. Hallock, G., Rice, D. Physiologic superiority of the anatomic dominant pedicle of the tram flap in a rat model. Plast. Reconstr. Surg. 96, 111-118 (1995).
  48. Ozmen, S., Ayhan, S., Demir, Y., Siemionow, M., Atabay, K. Impact of gradual blood flow increase on ischaemia-reperfusion injury in the rat cremaster microcirculation model. J. Plast. Reconstr. Aes. 61 (8), 939-948 (2008).
  49. Rucker, M., Vollmar, B., Roesken, F., Spitzer, W. J., Menger, M. D. Microvascular transfer-related abrogation of capillary flow motion in critically reperfused composite flaps. Brit. J. Plast Surg. 55 (2), 129-135 (2002).
  50. Rucker, M., Kadirogullari, B., Vollmar, B., Spitzer, W. J., Menger, M. D. Improvement of nutritive perfusion after free tissue transfer by local heat shock-priming-induced preservation of capillary flowmotion. J. Surg. Res. 123, 102-108 (2005).
  51. Rucker, M., et al. New model for in vivo quantification of microvascular embolization, thrombus formation, and recanalization in composite flaps. J. Surg. Res. 108 (1), 129-137 (2002).
  52. Wang, W. Z., Baynosa, R. C., Zamboni, W. A. Update on ischemia-reperfusion injury for the plastic surgeon. Plast. Reconstr. Surg. 128 (6), 685e-692e (2011).

Tags

Keywords: In Situ TRAM FlapRat ModelIschemia-reperfusion InjuryReconstructive SurgeryLaser Doppler ImagingImage JMicrosurgery
check_url/it/50473?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citazione di questo articolo
Edmunds, M., Wigmore, S., Kluth, D. In situ Transverse Rectus Abdominis Myocutaneous Flap: A Rat Model of Myocutaneous Ischemia Reperfusion Injury. J. Vis. Exp. (76), e50473, doi:10.3791/50473 (2013).
Scarica citazione
Ristampe e autorizzazioni

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image