Modificeret Heterotopic Bagekstremitet Osteomyokutane flap model i rotte for Translationel vascularized komposit Allotransplantation forskning
Summary
Vascularized komposit allograft tilbyder livs ændrelige fordele for transplantations modtagere, men de biologiske årsager til transplantat afvisning og vaskulopati er stadig dårligt forstået. Den gnaver kirurgiske model præsenteret her tilbyder en reproducerbar, klinisk relevant model for transplantation, så forskerne til at vurdere afvisning begivenheder og potentielle terapeutiske strategier for at forhindre deres forekomst.
Abstract
Vascularized sammensatte allotransplantation (VCA) er et relativt nyt felt i den rekonstruktive kirurgi. Kliniske resultater i humant VCA omfatter hånd og ansigt transplantationer og, for nylig, abdominalvæg, livmoder, og urogenitale transplantationer. Funktionelle resultater har overskredet de oprindelige forventninger, og de fleste modtagere nyder godt af en forbedret livskvalitet. Men, som klinisk erfaring akkumuleres, kronisk afvisning og komplikationer fra immunsuppression skal afhjælpes. I mange tilfælde, hvor poter har svigtet, den kausative patologi har været iskæmisk vasculopati. De biologiske mekanismer af akut og kronisk afvisning forbundet med VCA, især iskæmisk vasculopati, er vigtige forskningsområder. På grund af det meget lille antal VCA-patienter er evalueringen af de foreslåede mekanismer imidlertid bedre behandlet i en eksperimentel model. Flere grupper har brugt dyremodeller til at løse nogle af de relevante uløste spørgsmål i VCA afvisning og vasculopathy. Flere model designs, der involverer en række forskellige arter, er beskrevet i litteraturen. Her præsenterer vi en reproducerbar model af VCA heterotop bagekstremitet osteomyokutane flap i rotter, der kan anvendes til translationel VCA forskning. Denne model giver mulighed for seriel evaluering af transplantatet, herunder biopsier og forskellige billedbehandlings metoder, samtidig med at en lav grad af sygelighed.
Introduction
Rekonstruktiv kirurgi for den katastrofale vævs tabet fra amputation, blast skader, maligniteter, og medfødte defekter er begrænset af tilgængeligheden af væv fra patienten og den ekstra sygelighed forårsaget på donor stedet. I nogle tilfælde, såsom brænde ofre eller quadrilaterale amputerede, levedygtigt væv til genopbygning er ikke tilgængelig fra patienten. I 1964 blev den første moderne hånd transplantation udført i Ecuador. Mens dette var en teknisk succes, var immunsuppression til rådighed på det tidspunkt var utilstrækkelig til at forhindre afvisning, og transplantatet var tabt i mindre end 3 uger1. I 1998 og 1999 blev den første hånd transplantationer i den moderne æra af immunsuppression udført i Lyon, France2 og Louisville, KENTUCKY, USA3. For første gang, rekonstruktive kirurger kunne erstatte gerne med lignende. Face transplantation blev først udført i 20054, og en række andre VCA-transplantater er nu rutinemæssigt udføres, såsom abdominalvæg5, uterine, og urogenitale transplantationer6.
I modsætning til massiv organtransplantation involverer de fleste VCA-teknikker tilstedeværelsen af den meget antigen donor hud. Klinisk erfaring har fastslået, at den akutte afvisning af huden er relativt let at kontrollere, men kan bidrage til kronisk afvisning af de underliggende væv og fartøjer, som ikke reagerer godt på behandling7. Den vaskulære dysfunktion forbundet med en alloimmun respons er en mere ildevarslende forhindring for området af VCA7. Makrovasculopatier fører til perfusion underskud, forsinket helbredelse, og proinflammatoriske tilstande. Både konflydende aggressiv stor-kar vaskulopati og fokal intime hyperplasi forekommer i hænderne transplanterede modtagere7. Desuden, microvasculopathies sandsynligvis bidrage til VCA komplikationer samt og kan endda føre til afvisning begivenheder. Mens både immun og ikke-immune faktorer sandsynligvis spille en rolle i vaskulopati af hånd transplanterede modtagere, de specifikke mekanismer fremme distale kar dysfunktion i VCA er ikke kendt, især i forbindelse med lav-grade, kronisk afvisning. Disse ubesvarede spørgsmål nødvendiggør udvikling af en VCA-model for dyr, som vil gøre det muligt at foretage en seriel vurdering af transplantatet under det kliniske forløb af VCA-afstødning/-vedligeholdelse og vasculopati. En sådan model vil give indsigt i afvisning og vasculopati i ansigtet af immunsuppression, infektiøs udfordring, og/eller anden postoperative traumatisk skade8,9.
Præsenteret her er en allogen rotte VCA heterotop bagekstremitet osteomyokutane flap model. Baseret på tidligere offentliggjorte VCA-modeller, er denne procedureteknisk let at udføre, reproducerbar i et stort antal, og udviser minimal morbiditet og ubehag til recipient dyret. Denne model var designet til at tillade kliniske og histopatologiske vurderinger af VCA accept vs afvisning, og giver mulighed for at vurdere underliggende immun og ikke-immun mekanismer involveret i afvisning.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ved udviklingen af denne model for VCA blev der taget hensyn til flere centrale spørgsmål. For det første var det vigtigt at inkludere intakt knogle (skinneben og fibula), knoglemarv og hud i transplantatet. Mens kliniske hånd transplantationer fra voksne donorer ikke overføre betydelige mængder af aktivt hæmatopoietisk marv, undersøgelser af den rolle, knoglemarv niche er bedre spejlet ved hjælp af en intakt, vaskulariseret knogle snarere end en skåret lang knogle, hvilket resulterer i fibrose af den eksponere…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af Kontoret for den assisterende forsvarsminister for Sundhedsanliggender gennem Congressionally instrueret medicinsk forskning program under Award No. W81XWH-13-2-0057. Udtalelser, fortolkninger, konklusioner, og anbefalinger er dem af forfatterne og er ikke nødvendigvis godkendt af Department of Defense.
Materials
| Acepromazine | Henry Schein | 5700850 | |
| Adventitia Scissors | ASSI | SAS15R8 | |
| Approximator Clamp (Double) | ASSI | ABB2V, ABB22V | |
| Approximator Clamp (single) | FST | 00398-02 | |
| Clamp Applying Forceps | ASSI | CAF4 | |
| Dissecting Scissors | ASSI | SDS18R8 | |
| Flushing blunt needle 27G | SAI | ||
| Heparin Sodium | Sagent | 25021-400-30 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 14043-704-06 | |
| Jewelers Bipolar | ASSI | 103000BPS03 | |
| Jewelers forceps #3 | FST | 11231-30 | |
| Ketamine HCl 100 mg/ml | Zoetis | 043-304 | DEA License required |
| Lactated Ringer Solution | Hospira | 0409-7953-03 | |
| Lactated Ringer Solution + 5% Dextrose | Hospira | 0409-7953-09 | |
| Meloxicam | Henry Schein | 11695-6925-2 | |
| Micro forceps | ASSI | JFAL3 | |
| Micro needle holder | ASSI | B138 | |
| Prograf (Tacrolimus) 5 mg/ml | Astellas | 0469-3016-01 | |
| Suture, 10-0 Prolene | Ethicon | W2790 | or 10-0 Ethilon (2830) |
| Suture, 4-0 Coated Vicryl | Ethicon | J714D | |
| Vessel Dilator Forceps | ASSI | D5AZ | |
| Xylazine | VetOne | 13985-612-50 |
Referências
- Gilbert Fernandez, J. J., Febres-Cordero, R. G., Simpson, R. L. The Untold Story of the First Hand Transplant: Dedicated to the Memory of one of the Great Minds of the Ecuadorian Medical Community and the World. Journal of Reconstructive Microsurgery. , (2018).
- Dubernard, J. M., et al. Human hand allograft: report on first 6 months. Lancet. 353 (9161), 1315-1320 (1999).
- Jones, J. W., Gruber, S. A., Barker, J. H., Breidenbach, W. C. Successful hand transplantation. One-year follow-up. Louisville Hand Transplant Team. The New England Journal of Medicine. 343 (7), 468-473 (2000).
- Devauchelle, B., et al. First human face allograft: early report. Lancet. 368 (9531), 203-209 (2006).
- Broyles, J. M., et al. Functional abdominal wall reconstruction using an innervated abdominal wall vascularized composite tissue allograft: a cadaveric study and review of the literature. Journal of Reconstructive Microsurgery. 31 (1), 39-44 (2015).
- Kollar, B., et al. Innovations in reconstructive microsurgery: Reconstructive transplantation. Journal of Surgical Oncology. 118 (5), 800-806 (2018).
- Kaufman, C. L., et al. Graft vasculopathy in clinical hand transplantation. American Journal of Transplantation. 12 (4), 1004-1016 (2012).
- Brandacher, G., Grahammer, J., Sucher, R., Lee, W. P. Animal models for basic and translational research in reconstructive transplantation. Birth Defects Research Part C: Embryo Today. 96 (1), 39-50 (2012).
- Kaufman, C. L., et al. Immunobiology in VCA. Transplantation International. 29 (6), 644-654 (2016).
- Committee for the Update of the Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, Institute for Laboratory Animal Research, Division on Earth and Life Studies, National Research Council of the National Academies. . Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, 8th edition. , (2011).
- Nazzal, J. A., Johnson, T. S., Gordon, C. R., Randolph, M. A., Lee, W. P. Heterotopic limb allotransplantation model to study skin rejection in the rat. Microsurgery. 24 (6), 448-453 (2004).
- Ulusal, A. E., Ulusal, B. G., Hung, L. M., Wei, F. C. Heterotopic hindlimb allotransplantation in rats: an alternative model for immunological research in composite-tissue allotransplantation. Microsurgery. 25 (5), 410-414 (2005).
