Laringeal Transplantasyonu İncelemek için Heterotopik Bir Fare Modeli
Summary
Bu makalenin amacı, farelerde heterotopik laringeal transplantasyon gerçekleştirmek için gereken mikrocerrahi adımları tanımlamaktır. Bu fare modelinin laringeal transplantasyonun diğer hayvan modellerine kıyasla avantajları, maliyet etkinliği ve immünolojik tahlillerin ve verilerin mevcudiyetidir.
Abstract
Laringeal heterotopik transplantasyon, teknik olarak zorlu bir prosedür olmasına rağmen, diğer hayvan modellerine kıyasla daha fazla bilimsel analiz ve maliyet avantajı sunmaktadır. İlk olarak 2009 yılında Shipchandler ve ark. tarafından tanımlanmasına rağmen, bu teknik, muhtemelen mikrocerrahi tekniği öğrenmedeki zorluklar ve ustalaşmak için gereken zaman nedeniyle yaygın olarak kullanılmamaktadır. Bu yazıda, bu tekniğin etkili kullanımını teşvik etmek için cerrahi adımlar ve kaçınılması gereken potansiyel tuzaklar ayrıntılı olarak açıklanmaktadır.
Bu modelde, donör larinksin bilateral karotis arterleri, alıcı karotis artere ve eksternal juguler vene anastomoz edilerek greft yoluyla kan akışına izin verilir. Greft bilateral karotis arterlerde kan dolgusunun görselleştirilmesi, greftin tiroid bezlerinin kızarması ve greftteki mikro damarlardan kanama ile kan akımı intraoperatif olarak doğrulanabilir. Başarı için kritik unsurlar arasında greft damarlarının hassas bir şekilde korunması, doğru boyutta arteriyotomi ve venotominin yapılması ve damarların sızıntı olmadan güvence altına alınması ve tıkanıklığın önlenmesi için arteriyel-arteriyel ve arteriyel-venöz anastomozlarda uygun sayıda dikiş kullanılması yer almaktadır.
Herkes yeterli eğitimle bu modelde yetkin hale gelebilir ve prosedürü yaklaşık 3 saat içinde gerçekleştirebilir. Başarılı bir şekilde gerçekleştirilirse, bu model immünolojik çalışmaların kolaylıkla ve düşük maliyetle yapılmasını sağlar.
Introduction
Onarılamaz laringeal hasar veya laringeal kanserden muzdarip hastalar için, total larenjektomi genellikle tek seçenek1’dir. Total larenjektomi, hastaları sosyal ve psikolojik sıkıntı yaşamanın yanı sıra kendi başlarına nefes alma ve konuşma yeteneğinden yoksun bırakır2. Total larenjektomiye ihtiyaç duyan laringeal kanserli hastalar laringeal transplantasyon için mükemmel potansiyel adaylardır. Onarılamaz laringeal hasar ortamında insan laringeal transplantasyonu yapılırken, tümör nüks korkusu, kronik rejeksiyon olasılığı ve donör kaynaklı enfeksiyonlar nedeniyle bu hastalarda larenks allotransplantasyonundan kaçınılmaktadır3. İmmünsüpresyon bu endişelerin başlıca nedenidir. Konvansiyonel immünsüpresif tedavi sonrası tümör nüksüne bağlı olarak ilk parsiyel laringeal transplantasyon hastasının dramatik kaybı, laringeal kanserli hastalarda transplantasyon için daha fazla girişimde bulunulmadan önce uygun bir immünsüpresif rejimin tasarlanması gerektiğinin kanıtıdır 4,5.
Transplante edilen bir larinkse karşı konakçı immün yanıtını daha iyi anlamak için, sıçanlarda ilk laringeal transplantasyon modeli 1992 yılında Strome tarafından geliştirilmiş ve cerrahi teknikte iyileştirmeler 2002 yılındayapılmıştır 6,7. Bu model laringeal transplantasyonu incelemek için etkili olmasına rağmen, sıçana özgü immünolojik ajanların eksikliği ve sıçan modelleriyle ilişkili daha yüksek maliyet, 2009 yılında laringeal transplantasyonu incelemek için yeni bir fare modelinin geliştirilmesine yol açmıştır8.
Tanımlanan tekniğin ana uygulaması, laringeal transplantasyonda farklı immünsüpresif ilaç rejimlerini incelemektir. Mevcut immünsüpresif tedavilerin iyileştirilmesi aday havuzunu genişletebilir ve kanser hastalarında güvenli transplantasyona yol açabilir. Bu fare modelinin faydaları, maliyet etkinliği ve immünolojik verilerin ve reaktiflerin geniş kullanılabilirliğidir.
Laringeal transplantasyon için immünsüpresif tedavi rejimleri üzerinde çalışan ekipler, büyük miktarda immünolojik veri toplamak için bu yöntemi kullanabilir ve farklı ilaç rejimleri hızla test edilebilir ve karşılaştırılabilir. Kök hücre enjeksiyonları gibi nakil için bağışıklık tepkisini modüle edebilen diğer potansiyel tedavi yöntemleri de bu model kullanılarak test edilebilir. Son olarak, laringeal transplantasyonun uzun vadeli sistemik etkilerini gözlemlemek için takip süresini uzatarak deneyler yapılabilir.
Burada tarif edilen teknik, heterotopik bir larinks greftine arteriyel ve venöz akış sağlamak için uçtan uca anastomozlar kullanır. Greft, donörün larinks, tiroid bezleri, paratiroid bezleri, trakea ve yemek borusundan oluşan, bilateral karotis arterleri ve pedikülleri sağlam olan laringotrakeoözofageal (LTE) bir komplekstir. Bir donör karotis arter alıcı karotis artere anastomoz edilir ve arteriyel kan akışını sağlarken, diğer donör karotis arter alıcı eksternal juguler vene anastomoz edilir ve venöz kan akışını sağlar (Şekil 1).
Fare modelinde başarı sağlamak için sıçan modelinin cerrahi tekniğinde çeşitli değişiklikler yapılmıştır. Örneğin, anestezi derinliği üzerindeki kontrolü arttırmak ve komplikasyonları azaltmak için enjekte edilebilir bir ajan yerine inhale anestezik bir ajan kullanılmıştır. Sıçanlarda arteriyel-arteriyel anastomozda sürekli dikiş kullanılır; Bununla birlikte, fare damarlarının daha küçük boyutu nedeniyle, bu teknik olarak zordur ve damar lümeninin7 lümeninin daralmasına neden olabilir. Sonuç olarak, kesilen dikişler fare modelinde kullanılır ve damar açıklığının artmasına neden olur. Ek olarak, sıçan modelinde, superior tiroid arter (STA) pedikülü diseke edilir ve görselleştirilir. Farelerde STA’nın daha küçük boyutu göz önüne alındığında, bu diseksiyon STA’nın zarar görmesine ve hatta transeksiyonuna neden olabilir. Sonuç olarak, fare modelinde disseke edilmez. Bunun yerine, STA’nın bozulmadan kalmasını sağlamak için yakındaki fasyalar korunur.
Bu tekniğin başlıca potansiyel tuzakları arasında donör LTE kompleks pediküllerine zarar vermek, yanlış boyutta bir arteriyotomi veya venotomi yapmak, anastomoz bölgelerinde damar tıkanıklığı veya anastomoz bölgelerinde kanamaya neden olabilecek boşluklar bırakmak sayılabilir. Bu yanlış adımları önlemek için, STA pedikülünün etrafında bir manşet doku bırakarak donör grefti tedarik ederken dikkatli olunmalıdır. Arteriyotomi ve venotomi, kan akışına izin verecek kadar büyük, ancak sızıntıyı önleyecek kadar küçük olmalıdır. Anastomozların herhangi bir boşluğu kapatması için uygun sayıda dikiş kullanılmalıdır, ancak damarları tıkamak için çok fazla olmamalıdır.
Mikrocerrahi tekniklere aşinalık kazanılırsa bu işlem yaklaşık 3 saat içinde gerçekleştirilebilir. Bu laringeal transplantasyon modeli farelerde güvenilir bir şekilde gerçekleştirilebilir ve vaskülarize kompozit allotransplantasyon sonrası konakçı immün yanıtını incelemek için kullanılabilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gırtlak kanseri insidansı ve prevalansı son otuz yılda sırasıyla %12 ve %24 oranında artmıştır ve bu hastaların çoğu tedavi için larenjektomi geçirmektedir10. Bu prosedür bir kişinin yaşam kalitesini önemli ölçüde kötüleştirir ve bu nedenle alternatif bir tedavi istenir. Larenksin vaskülarize kompozit allotransplantasyonu, hastanın nefes alma ve konuşma yeteneğini artırabilir; Bununla birlikte, bu tekniğin bu hasta popülasyonu için klinik olarak kullanılabilmesi i…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Randall Raish’e mükemmel videografi ve düzenleme yardımı için teşekkür ederiz.
Materials
| #1 Paperclips | Staples | OP-7404 | Clips are shaped manually to be used as retractors |
| 1 cc Insulin Syringes | BD | 329412 | 27 G 5/8 |
| 10-0 Ethilon Nylon Suture | Ethicon | 2870G | |
| 25 G Precision Glide Needle | BD | 305125 | 1 in |
| 3 mL Luer-Lok Tip Syringe | BD | 309657 | |
| 30 G Sterile Standard Blunt Needles | Cellink | NZ5300505001 | |
| 5-0 Monocryl Suture | Ethicon | Y822G | |
| 8-0 Ethilon Nylon Suture | Ethicon | 2815G | |
| Adson Forceps | Fine Science Tools | 11027-12 | Straight, 1 x 2 teeth |
| Adventitia scissors | S&T | SAS-10 | 19 mm, 10 cm, straight |
| Angled Forceps | Fine Science Tools | 00109-11 | 45/11 cm |
| Artifical Tears Lubricant Opthalmic Ointment | Akorn Animal Health | 59399-162-35 | |
| Bandaid Fabric Fingertip | Cardinal Healthcare | 299399 | |
| Betadine Solution Swabsticks | Purdue Products | 67618-153-01 | |
| Buprenex Injection | CIII | 12495-0757-1 | 0.3 mg/mL |
| Clamp applying forceps without lock | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.CAF5 | 14 cm |
| Cotton Swabs | Puritan | 10806-001-PK | |
| DeBakey forceps | |||
| Dermabond Mini | Cardinal Healthcare | 315999 | |
| Dissecting Boards | Mopec | 22-444-314 | |
| Falcon Sterile Disposable Petri Dish | Corning | 25373-041 | 35 mm |
| Fine Scisssors | Fine Science Tools | 14029-10 | Curved Sharp-Blunt 10 cm |
| Golden A5 2-Speed Blade Clipper | Oster | 008OST-78005-140 | #10 |
| Hair Remover Sensitive Formula | Nair | 2260000033 | |
| Heparin | Meitheal Pharmaceuticals | 71288-4O2-10 | 10,000 USP units per 10 mL |
| Isoflurane | Piramal Healthcare | 66794-013-25 | |
| Low-Temp Micro Fine Tip Cautery | Bovie Medical | AA90 | |
| Mercian Visibility Background Material | Synovis Micro Companies | VB3 | Green |
| Microvascular Approximator Clamp without Frame | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.ABB11V | 0.4-1 mm Vessel Diameter |
| Mouse face mask kit | Xenotec | XRK-S | Small |
| Needle holder | S&T | C-14 W | 5.5", 8 mm, 0.4 mm |
| Press n' Seal | Glad | 70441 | |
| Scalpel | Braun | BA210 | 10 blade |
| Single Mini Vessel Clamp | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.ABB11M | .31 (8 mm), 3 x 1 mm Rnd. Bl., Black Pair |
| Stereomicroscope | Olympus | SZ61 | |
| Sterile Alcohol Prep Pads | Fisherbrand | 06-669-62 | |
| Sterile Disposable Drape Sheets | Dynarex | DYN4410-CASE | |
| Sterile Gauze Pads | Dukal | 1212 | |
| Sterile Saline | Hospira | 236173 | NaCl 0.9% |
| Sterile Surgical Gloves | Gammex | 851_A | |
| Straight Forceps | Fine Science Tools | 00108-11 | 11 cm |
| Tissue forceps | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.JFLP3 | 13.5 cm, 8 mm, 0.3 mm |
| Vannas Pattern Scissors | Accurate Surgical & Scientific Instruments | ASSI.SDC15RV | 15 cm, 8 mm, curved 7mm blade |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-10 | 3 mm cutting edge, curved |
| Vessel Dilator Tip | Fine Science Tools | 00126-11 | Diameter 0.1 mm/Angled 10/11 cm |
| Vessel Dilator, Classic line | S&T | D-5a.3 W | 9 mm, 0.3 mm, angled 10 |
References
- Strome, M., et al. Laryngeal transplantation and 40-month follow-up. The New England Journal of Medicine. 344 (22), 1676-1679 (2001).
- Hilgers, F. J. M., Ackerstaff, A. H., Aaronson, N. K., Schouwenburg, P. F., Zandwijk, N. Physical and psychosocial consequences of total laryngectomy. Clinical Otolaryngology. 15 (5), 421-425 (1990).
- Heyes, R., Iarocci, A., Tchoukalova, Y., Lott, D. G. Immunomodulatory role of mesenchymal stem cell therapy in vascularized composite allotransplantation. Journal of Transplantation. 2016, (2016).
- Kluyskens, P., Ringoir, S. Follow-up of a human larynx transplantation. Laryngoscope. 80 (8), 1244-1250 (1970).
- Krishnan, G., et al. The current status of human laryngeal transplantation in 2017: A state of the field review. Laryngoscope. 127 (8), 1861-1868 (2017).
- Strome, S., Sloman-Moll, E., Wu, J., Samonte, B. R., Strome, M. Rat model for a vascularized laryngeal allograft. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 101 (11), 950-953 (1992).
- Lorenz, R. R., Dan, O., Nelson, M., Fritz, M. A., Strome, M. Rat laryngeal transplant model: technical advancements and a redefined rejection grading system. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 111 (12), 1120-1127 (2002).
- Shipchandler, T. Z., et al. New mouse model for studying laryngeal transplantation. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 118 (6), 465-468 (2009).
- Strome, M., Wu, J., Strome, S., Brodsky, G. A comparison of preservation techniques in a vascularized rat laryngeal transplant model. The Laryngoscope. 104 (6), 666-668 (1994).
- Nocini, R., Molteni, G., Mattiuzzi, C., Lippi, G. Updates on larynx cancer epidemiology. Chinese Journal of Cancer Research. 32 (1), 18-25 (2020).
- Strome, S., Sloman-Moll, E., Wu, J., Samonte, B. R., Strome, M. Rat model for a vascularized laryngeal allograft. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 101 (11), (1992).
- Work, W. P., Boles, R. Larynx: Replantation in the dog. Archives of Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 82 (4), 401-402 (1965).
- Birchall, M. A., et al. Model for experimental revascularized laryngeal allotransplantation. British Journal of Surgery. 89 (11), 1470-1475 (2002).
- Nakai, K., et al. Rat model of laryngeal transplantation with normal circulation maintained by combination with the tongue. Microsurgery. 23 (2), 135-140 (2003).
- Lott, D. G., Dan, O., Lu, L., Strome, M. Long-term laryngeal allograft survival using low-dose everolimus. Otolaryngology-Head and Neck Surgery. 142 (1), 72-78 (2010).
- Lott, D. G., Russell, J. O., Khariwala, S. S., Dan, O., Strome, M. Ten-month laryngeal allograft survival with use of pulsed everolimus and anti-αβ T-cell receptor antibody immunosuppression. Annals of Otology, Rhinology & Laryngology. 120 (2), 131-136 (2011).
- Lott, D. G., Dan, O., Lu, L., Strome, M. Decoy NF-κB fortified immature dendritic cells maintain laryngeal allograft integrity and provide enhancement of regulatory T cells. The Laryngoscope. 120 (1), 44-52 (2010).
