Un modello affidabile di lembo fascio-cutaneo suino per studi di bioingegneria di allotrapianti compositi vascolarizzati
Summary
Il presente protocollo descrive il modello di lembo fascio-cutaneo suino e il suo potenziale utilizzo nella ricerca sui tessuti compositi vascolarizzati.
Abstract
Gli allotrapianti compositi vascolarizzati (VCA) come il trapianto di mano, viso o pene rappresentano il trattamento all’avanguardia per i difetti devastanti della pelle, falliti dai primi passi della scala ricostruttiva. Nonostante i risultati estetici e funzionali promettenti, il principale fattore limitante rimane la necessità di un’immunosoppressione permanente drasticamente applicata e i suoi ben noti rischi medici, prevenendo indicazioni più ampie. Pertanto, sollevare la barriera immunitaria nella VCA è essenziale per ribaltare la scala etica e migliorare la qualità della vita dei pazienti utilizzando le tecniche chirurgiche più avanzate. La creazione de novo di un innesto specifico per il paziente è l’imminente svolta nel trapianto ricostruttivo. Utilizzando tecniche di ingegneria tissutale, i VCA possono essere liberati dalle cellule donatrici e personalizzati per il ricevente attraverso perfusione-decellularizzazione-ricellularizzazione. Per sviluppare queste nuove tecnologie, è necessario un modello VCA animale su larga scala. Quindi, i lembi fascio-cutanei suini, composti da pelle, grasso, fascia e vasi, rappresentano un modello ideale per studi preliminari in VCA. Tuttavia, la maggior parte dei modelli VCA descritti in letteratura includono muscoli e ossa. Questo lavoro riporta una tecnica affidabile e riproducibile per la raccolta di lembo fascio-cutaneo safeno nei suini, uno strumento pratico per vari campi di ricerca, in particolare l’ingegneria dei tessuti compositi vascolarizzati.
Introduction
Gli allotrapianti compositi vascolarizzati (VCA) hanno rivoluzionato il trattamento delle perdite di parti del corpo difficili da riparare, come mani, viso e pene 1,2,3. Sfortunatamente, i primi risultati a lungo termine4 hanno dimostrato che la somministrazione permanente di agenti immunosoppressori ad alte dosi può portare a gravi condizioni mediche collaterali, tra cui diabete, infezioni, neoplasie e disfunzione reno-vascolare5. Ultimamente, team esperti di VCA hanno dovuto gestire il rischio di rigetto cronico che porta alla perdita del trapianto ed eseguire i primi casi di trapianto facciale 6,7. Sono state descritte diverse strategie per superare i limiti dell’immunosoppressione nella VCA. Il primo si basa sulla determinazione della tolleranza all’innesto a lungo termine inducendo uno stato di chimerismo misto immunitario nel ricevente di allotrapianto 8,9. Il secondo prevede la creazione de novo di un innesto specifico per il paziente tramite ingegneria tissutale.
Recentemente, la decellularizzazione per perfusione di tessuti biologici ha generato scaffold nativi della matrice extracellulare (ECM), consentendo la conservazione della rete vascolare e dell’architettura tissutale di interi organi10. Quindi, la ricellularizzazione di queste ECM con cellule specifiche del ricevente creerebbe un innesto personalizzato privo di vincoli immunitari. Nella ricerca sulla bioingegneria VCA, più team hanno decellularizzato e ottenuto tale ECM preservando l’intera architettura11,12,13. Tuttavia, il processo di ricellularizzazione rimane impegnativo e non ha avuto successo nei modelli animali di grandi dimensioni14,15. Lo sviluppo di queste tecnologie innovative crea la necessità di modelli di tessuti compositi animali affidabili e riproducibili. I modelli suini rappresentano la scelta massima nella pipeline di sviluppo della bioingegneria, poiché la pelle suina presenta le caratteristiche anatomiche e fisiologiche più vicine alla pelle umana16. L’utilizzo dei lembi fascio-cutanei (FCF) è ideale durante i primi passi verso la creazione di innesti di tessuto composito vascolarizzato “su misura”. Infatti, FCF è un modello elementare VCA contenente pelle, grasso, fascia e cellule endoteliali. Una descrizione dei lembi miocutanei suini17 e dei lembi osteomiocutanei18 può essere trovata in letteratura. Tuttavia, vi è una mancanza di attenzione alle tecniche di raccolta dei lembi fascio-cutanei.
Pertanto, questo studio mira a fornire ai ricercatori una descrizione dettagliata di una tecnica di approvvigionamento FCF safena suina e descrivere tutte le caratteristiche del lembo per il suo utilizzo in molti campi di ricerca, in particolare nell’ingegneria dei tessuti compositi vascolarizzati.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo articolo descrive un lembo fasciocutaneo affidabile e riproducibile raccolto sugli arti posteriori dei suini. Seguendo questo protocollo chirurgico passo-passo sarà possibile l’approvvigionamento di due lembi su un solo animale in meno di 2 ore. Il passo più critico dell’intervento chirurgico è la scheletrizzazione del peduncolo vascolare all’interno delle fibre muscolari gracili, che richiede una dissezione approfondita da parte di un chirurgo esperto. Fissare la pelle alla fascia utilizzando suture cutanee è…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato finanziato dalle sovvenzioni Shriners Hospitals for Children #85127 (BEU e CLC) e #84702 (AA). Gli autori desiderano ringraziare la fondazione “Gueules Cassées” per il sostegno salariale ai borsisti coinvolti in quel progetto.
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 |
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