Ein zuverlässiges schweinisches Faszien-Hautlappenmodell für vaskularisierte Komposit-Allografts Bioengineering-Studien
Summary
Das vorliegende Protokoll beschreibt das schweinische Modell des faszio-kutanen Lappens und seine mögliche Verwendung in der vaskularisierten Kompositgewebeforschung.
Abstract
Vaskularisierte Composite Allografts (VCA) wie Hand-, Gesichts- oder Penistransplantationen stellen die modernste Behandlung für verheerende Hautdefekte dar, die durch die ersten Schritte der rekonstruktiven Leiter versagt haben. Trotz vielversprechender ästhetischer und funktioneller Ergebnisse bleibt der wichtigste limitierende Faktor die Notwendigkeit einer drastisch angewandten lebenslangen Immunsuppression und ihrer bekannten medizinischen Risiken, die breitere Indikationen verhindern. Daher ist die Aufhebung der Immunbarriere bei VCA unerlässlich, um die ethische Waage zu kippen und die Lebensqualität der Patienten mit den fortschrittlichsten chirurgischen Techniken zu verbessern. Die de novo Entwicklung eines patientenspezifischen Transplantats ist der bevorstehende Durchbruch in der rekonstruktiven Transplantation. Mit Hilfe von Tissue Engineering-Techniken können VCAs von Spenderzellen befreit und durch Perfusion-Dezellularisierung-Rezellularisierung auf den Empfänger zugeschnitten werden. Um diese neuen Technologien zu entwickeln, ist ein groß angelegtes Tier-VCA-Modell notwendig. Daher stellen Schweinefaszio-kutane Lappen, bestehend aus Haut, Fett, Faszien und Gefäßen, ein ideales Modell für Vorstudien in VCA dar. Dennoch umfassen die meisten VCA-Modelle, die in der Literatur beschrieben werden, Muskeln und Knochen. Diese Arbeit berichtet von einer zuverlässigen und reproduzierbaren Technik für die saphenöse faszio-kutane Lappenernte bei Schweinen, ein praktisches Werkzeug für verschiedene Forschungsbereiche, insbesondere vaskularisiertes zusammengesetztes Tissue Engineering.
Introduction
Vaskularisierte Komposit-Allotransplantate (VCA) haben die Behandlung von schwer zu reparierenden Körperteilverlusten wie Händen, Gesicht und Penis revolutioniert 1,2,3. Leider haben die ersten Langzeitergebnisse4 gezeigt, dass die lebenslange Verabreichung von hochdosierten Immunsuppressiva zu schweren Begleiterkrankungen führen kann, einschließlich Diabetes, Infektionen, Neoplasien und renovaskulärer Dysfunktion5. In letzter Zeit mussten VCA-Expertenteams das Risiko einer chronischen Abstoßung, die zu einem Transplantatverlust führt, bewältigen und die ersten Gesichtsretransplantationsfälle durchführen 6,7. Verschiedene Strategien wurden beschrieben, um die Einschränkungen der Immunsuppression bei VCA zu überwinden. Die erste beruht auf der Herstellung einer langfristigen Transplantattoleranz durch Induktion eines immungemischten Chimärismuszustands beim Allograftempfänger 8,9. Die zweite beinhaltet de novo die Erstellung eines patientenspezifischen Transplantats durch Tissue Engineering.
In jüngster Zeit hat die Perfusionsdezellularisierung von biologischem Gewebe native extrazelluläre Matrix (ECM) -Gerüste erzeugt, die die Erhaltung des vaskulären Netzwerks und der Gewebearchitektur ganzer Organe ermöglichen10. Daher würde die Rezellularisierung dieser ECM mit empfängerspezifischen Zellen ein maßgeschneidertes Transplantat ohne Immunbeschränkungen schaffen. In der Forschung zum VCA-Bioengineering haben mehrere Teams ein solches ECM dezellularisiert und erhalten, wobei die gesamte Architektur erhaltenwurde 11,12,13. Der Rezellularisierungsprozess bleibt jedoch schwierig und war in Großtiermodellen nicht erfolgreich14,15. Die Entwicklung dieser bahnbrechenden Technologien erfordert zuverlässige und reproduzierbare Gewebemodelle für große Tiere. Schweinemodelle stellen die erste Wahl in der biotechnischen Entwicklungspipeline dar, da Schweinehaut der menschlichen Haut die nächsten anatomischen und physiologischen Eigenschaften aufweist16. Die Verwendung von fasziokutanen Lappen (FCF) ist ideal für die ersten Schritte zur Herstellung von “maßgeschneiderten” vaskularisierten Kompositgewebetransplantaten. Tatsächlich ist FCF ein elementares VCA-Modell, das Haut-, Fett-, Faszien- und Endothelzellen enthält. Eine Beschreibung der myokutanen Schweinelappen17 und osteomyokutanen Lappen18 findet sich in der Literatur. Dennoch fehlt der Fokus auf faszio-kutane Klappenerntetechniken.
Daher zielt diese Studie darauf ab, den Forschern eine detaillierte Beschreibung einer Schweine-Stamm-FCF-Beschaffungstechnik zu liefern und alle Eigenschaften der Klappe für ihren Einsatz in vielen Forschungsbereichen darzustellen, insbesondere im vaskularisierten zusammengesetzten Tissue Engineering.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieser Artikel beschreibt einen zuverlässigen und reproduzierbaren fasziokutanen Lappen, der an Schweinehinterbeinen geerntet wird. Nach diesem Schritt-für-Schritt-Operationsprotokoll können Sie in weniger als 2 Stunden zwei Lappen an nur einem Tier erhalten. Der kritischste Schritt der Operation ist die Skelettierung des Gefäßstiels innerhalb der Gracilis Muskelfasern, die eine gründliche Dissektion durch einen erfahrenen Chirurgen erfordert. Die Befestigung der Haut an der Faszie mit Hautnähten ist ein entscheid…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch die Shriners Hospitals for Children-Zuschüsse #85127 (BEU und CLC) und #84702 (AA) finanziert. Die Autoren danken der Stiftung “Gueules Cassées” für die Gehaltsunterstützung der an diesem Projekt beteiligten Stipendiaten.
Materials
| 18 G angiocatheter | BD Insyte Autoguard | 381409 | |
| 20 G angiocatheter | BD Insyte Autoguard | 381411 | |
| Adson Tissue Forceps, 11 cm, 1 x 2 Teeth with Tying Platform | ASSI | ASSI.ATK26426 | |
| Atropine Sulfate | AdvaCare | 212-868 | |
| Bipolar cords | ASSI | 228000C | |
| Buprenorphine HCl | Pharmaceutical, Inc | 42023-179-01 | |
| Dilating Forceps | Fine science tools (FST) | 18131-12 | |
| Endotrachel tube | Jorgensen Labs | JO615X | size from 6 to 15mm depending on the pig weight |
| Ethilon 3-0 16 mm 3/8 | Ethicon | MPVCP683H | |
| Euthasol | Virbac AH | 200-071 | |
| Heparin Lock Flush Solution, USP, 100 units/mL | BD PosiFlush | 306424 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 14043-704-06 | |
| Jewelers Bipolar Forceps Non Stick 11 cm, straight pointed tip, 0.25 mm tip diameter | ASSI | ASSI.BPNS11223 | |
| Metzenbaum scissors 180 mm | B Braun | BC606R | |
| Microfil blue | Flow tech | LMV-120 | |
| Microfil dilution | Flow tech | LMV-112 | colored filing solution |
| Monopolar knife | ASSI | 221230C | |
| N°15 scalpel blade | Swann Morton | NS11 | |
| Omnipaque | General Electric | 4080358 | contrast product |
| Perma-Hand Silk 3-0 | Ethicon | A184H | |
| Small Ligaclip | Ethicon | MCM20 | |
| Stevens scissors 115 mm | B Braun | BC008R | |
| Telazol | Zoetis | 106-111 | |
| Xylamed (xylazine) | Bimeda | 200-529 |
Referências
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