Le volet axial de l’artère épigastrique inférieure superficielle pour étudier les effets de préconditionnement ischémique dans un modèle de rat
Summary
Ce protocole décrit la récolte, la suture et la surveillance des lambeaux fasciocutanés chez le rat qui permettent une bonne visualisation et manipulation du flux sanguin à travers les vaisseaux épigastriques inférieurs superficiels au moyen du clampage et de la ligature des vaisseaux fémoraux. Ceci est essentiel pour les études impliquant un préconditionnement ischémique.
Abstract
Les lambeaux fasciocutanés (FCF) sont devenus l’étalon-or pour la reconstruction de défauts complexes en chirurgie plastique et reconstructive. Cette technique de préservation musculaire permet de transférer des tissus vascularisés pour couvrir tout défaut important. Le FCF peut être utilisé comme rabats pédiculés ou comme rabats libres; cependant, dans la littérature, les taux d’échec pour le FCF pédiculé et le FCF libre sont supérieurs à 5%, ce qui laisse place à l’amélioration de ces techniques et à l’expansion des connaissances dans ce domaine. Le préconditionnement ischémique (PI) a été largement étudié, mais les mécanismes et l’optimisation du régime I.P. restent à déterminer. Ce phénomène est en effet peu exploré en chirurgie plastique et reconstructive. Ici, un modèle chirurgical est présenté pour étudier le régime I.P. dans un modèle de lambeau fasciocutané axial de rat, décrivant comment évaluer de manière sûre et fiable les effets de I.P. sur la survie du lambeau. Cet article décrit l’intervention chirurgicale complète, y compris des suggestions pour améliorer la fiabilité de ce modèle. L’objectif est de fournir aux chercheurs un modèle reproductible et fiable pour tester divers schémas de préconditionnement ischémique et évaluer leurs effets sur la capacité de survie des volets.
Introduction
La chirurgie plastique et reconstructive est en constante évolution. Le développement des lambeaux musculaires, fasciocutanés et perforateurs a permis d’offrir des reconstructions de meilleure qualité tout en réduisant la morbidité. En combinant ces connaissances anatomiques améliorées avec des compétences techniques améliorées, les chirurgiens reconstructeurs peuvent effectuer des transferts de lambeaux libres lorsque les défauts ne sont pas proches d’une solution locale. Cependant, alors que la chirurgie du lambeau perforateur est actuellement la technique la plus avancée en chirurgie reconstructive, la littérature rapporte un taux d’échec de 5% dans les transferts de lambeaux libres 1,2,3, et jusqu’à 20% pour la reconstruction de lambeau pédiculé 4,5,6. Une défaillance partielle à totale du volet se produit lorsque le pédicule du volet est compromis, il est donc essentiel de rechercher continuellement des améliorations aux techniques actuelles. Une des méthodes pour améliorer la survie du lambeau est de favoriser sa néovascularisation sur le lit de la plaie, permettant ainsi la perfusion par une source autre que le pédicule. Le préconditionnement ischémique (PI) a été initialement décrit dans un modèle cardiaque7, démontrant qu’un organe exposé à une ischémie contrôlée survit à un degré plus élevé après avoir perdu son approvisionnement en sang primaire en subissant une néovascularisation induite par l’ischémie. Plusieurs auteurs ont étudié ce principe fondamental pour optimiser la survie des lambeaux dans les modèles précliniques et cliniques 8,9,10.
L’avantage de cette technique par rapport à d’autres méthodes pour améliorer la survie du lambeau est sa facilité de mise en œuvre, consistant en des tests de pince / pince de la source sanguine. Dans le modèle du rat, les auteurs précédents ont utilisé le lambeau superficiel de l’artère épigastrique inférieure (SIEA) pour étudier l’I.P. en serrant le pédicule principal11,12,13. Néanmoins, plusieurs problèmes techniques peuvent être rencontrés avec ce modèle, et la littérature manque de protocoles bien décrits.
Par conséquent, ce travail vise à fournir aux chercheurs une description détaillée d’une technique d’approvisionnement en volets SIEA chez le rat avec une dissection étendue des vaisseaux fémoraux pour permettre des études I.P. sur un modèle de volet fasciocutané axial. Ce modèle conserve l’intégrité des vaisseaux épigastriques et manipule plutôt les vaisseaux fémoraux, qui sont plus résistants. Nous partageons notre expérience et nos outils pour améliorer l’étude de ce phénomène et augmenter la réplicabilité de cette procédure.
Protocol
Representative Results
Discussion
Cet article décrit un modèle de lambeau fasciocutané reproductible récolté chez le rat, permettant une évaluation I.P. Ce protocole chirurgical étape par étape donne aux groupes de recherche un modèle fiable pour tester différents schémas IP. En empêchant toute vascularisation autre que le pédicule, ce modèle permet d’étudier la néovascularisation du lambeau à partir du lit et de la marge de la plaie. Cette étude a effectué la ligature sur POD5, car des études antérieures ont observé l’autonomis…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ce travail a été financé par le Massachusetts General Hospital (W.G.A) et Shriners Children’s Boston (B.U, K.U, C.L.C). Y.B et I.F.v.R sont financés par les Hôpitaux Shriners pour enfants (ID de proposition : #970280 et #857829 respectivement).
Materials
| 1 mL Syringe Luer-Lok Tip | BD | 309628 | |
| 3-0 Ethilon 18” Black Monofilament Nylon suture | Ethicon | ETH-663H | |
| 8-0 Ethilon 12” Black Monofilament Nylon suture | Ethicon | 1716G | |
| Adson Atraumatic Forceps | Aesculap Surgical Instruments | BD51R | |
| Akorn Fluorescein Injection USP 10% Single Dose Vial 5 mL | Akorn | 17478025310 | |
| Betadine Solution 5% Povidone-Iodine Antiseptic Microbicide | PBS Animal Health | 11205 | |
| Bipolar Cords | ASSI | ASSI.ATK26426 | |
| Buprenorphine Hydrochloride Injection | PAR Pharmaceutical | 3003406C | This concentration needs to be diluted for rodents. |
| Depilatory product – Nair Hair remover lotion | Nair | NC0132811 | |
| Ear tag applier | World Precision Instruments | NC0038715 | |
| Gauze Sponges | Curity | 6939 | |
| Isoflurane Auto-Flow Anesthesia Machine | E-Z Systems | EZ-190F | |
| Isoflurane, USP | Patterson Veterinary | 1403-704-06 | |
| Jewelers Bipolar Forceps Non-Stick 11 cm, straight pointed tip, 0.25 mm tip diameter | ASSI | ASSI.BPNS11223 | |
| Lone Star elastic stays | Cooper Surgical | 3311-1G | |
| Lone star Self-retaining retractor | Cooper Surgical | 3304G | |
| Metronidazole tablets USP | Teva | 500111-333-06 | |
| Micro spring handle scissors | AROSurgical | 11.603.14 | |
| Microscope (surgical) | Leica | M525 F40 | |
| Microsurgical clamp applying forceps | Ambler Surgical | 31-906 | |
| Microsurgical clamps (x2) | Millennium Surgical | 18-B1V | |
| Microsurgical Dumont #4 forceps | Dumont Swiss made | 1708-4TM-PO | |
| Microsurgical needle holder | ASSI | B-14-8 | |
| Needle holder | World Precision Instruments | 501246 | |
| Nosecone for Anesthesia | World Precision Instruments | EZ-112 | |
| Pixel analysis software | GNU Image Manipulation Program v2.10 | GIMP | GNU Open licence |
| PrecisionGlide Needle 27 G | BD | 305109 | |
| Ragnell Scissors | Roboz Surgical | RS-6015 | |
| Rimadyl (carprofen) | Zoetis | 10000319 | This concentration needs to be diluted for rodents |
| Scientific Elizabethan collar (e-collar) for Rats | Braintree Scientific | NC9263311 | |
| Small animal ear tag | National Band & Tag Company | Style 1005-1 | |
| Small Animal Heated Operating Table (Adjustable) | Peco Services Ltd | 69023 | |
| Sterile towel drape | Dynarex Corporation | 4410 | |
| Sterile water for injection and irrigation | Hospira | 0409488724-1 | |
| Surgical scrub – BD ChloraPrep Hi-Lite Orange 3 mL applicator with Sterile Solution | BD | 930415 | |
| UV lamp | UVP | UVL-56 | |
| Webcol Alcohol prep pads | Simply Medical | 5110 |
References
- Copelli, C., et al. Management of free flap failure in head and neck surgery. ACTA Otorhinolaryngologica Italica. 37 (5), 387-392 (2017).
- Lese, I., Biedermann, R., Constantinescu, M., Grobbelaar, A. O., Olariu, R. Predicting risk factors that lead to free flap failure and vascular compromise: A single unit experience with 565 free tissue transfers. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery. 74 (3), 512-522 (2021).
- Wang, W., et al. Flap failure and salvage in head and neck reconstruction. Seminars in Plastic Surgery. 34 (4), 314-320 (2020).
- Gabrysz-Forget, F., et al. Free versus pedicled flaps for reconstruction of head and neck cancer defects: a systematic review. Journal of Otolaryngology – Head & Neck Surgery. 48 (1), 13 (2019).
- Sievert, M., et al. Failure of pedicled flap reconstruction in the head and neck area: A case report of a bilateral subclavian artery stenosis. International Journal of Surgery Case Reports. 76, 381-385 (2020).
- Vaienti, L., et al. Failure by congestion of pedicled and free flaps for reconstruction of lower limbs after trauma: the role of negative-pressure wound therapy. Journal of Orthopaedics and Traumatology. 14 (3), 213-217 (2013).
- Murry, C. E., Jennings, R. B., Reimer, K. A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 74 (5), 1124-1136 (1986).
- Akcal, A., et al. Combination of ischemic preconditioning and postconditioning can minimise skin flap loss: experimental study. Journal of Plastic Surgery and Hand Surgery. 50 (4), 233-238 (2016).
- Ulker, P., et al. Does ischemic preconditioning increase flap survival by ADORA2B receptor activation. Clinical Hemorheology and Microcirculation. 75 (2), 151-162 (2020).
- Min, S. -. H., Choe, S. H., Kim, W. S., Ahn, S. -. H., Cho, Y. J. Effects of ischemic conditioning on head and neck free flap oxygenation: a randomized controlled trial. Scientific Reports. 12 (1), 8130 (2022).
- Dacho, A., Lyutenski, S., Aust, G., Dietz, A. Ischemic preconditioning in a rat adipocutaneous flap model. HNO. 57 (8), 829-834 (2009).
- Yildiz, K., et al. Comparison of the flap survival with ischemic preconditioning on different pedicles under varied ischemic intervals in a rat bilateral pedicled flap model. Microsurgery. 34 (2), 129-135 (2014).
- Ottomann, C., Küntscher, M., Hartmann, B., Antonic, V. Ischaemic preconditioning suppresses necrosis of adipocutaneous flaps in a diabetic rat model regardless of the manner of preischaemia induction. Dermatology Research and Practice. 2017, 4137597 (2017).
- Grimaud, J., Murthy, V. N. How to monitor breathing in laboratory rodents: a review of the current methods. Journal of Neurophysiology. 120 (2), 624-632 (2018).
- Strohl, K. P., et al. Ventilation and metabolism among rat strains. Journal of Applied Physiology. 82 (1), 317-323 (1997).
- Mucke, T., et al. Autonomization of epigastric flaps in rats. Microsurgery. 31 (6), 472-478 (2011).
- Hsu, C. -. E., et al. The rat groin flap model redesigned for evaluating treatment effects on ischemia-reperfusion injury. Journal of Surgical Research. 222, 160-166 (2018).
- Mücke, T., et al. Indocyanine green videoangiography-assisted prediction of flap necrosis in the rat epigastric flap using the flow® 800 tool. Microsurgery. 37 (3), 235-242 (2017).
- Wang, D., Chen, W. Indocyanine green angiography for continuously monitoring blood flow changes and predicting perfusion of deep inferior epigastric perforator flap in rats. Journal of Investigative Surgery. 34 (4), 393-400 (2021).
- Berkane, Y., et al. How to secure pedicled flaps using perioperative indocyanine green angiography: a prospective study about 10 cases. World Journal of Surgery and Surgical Research. 4 (1), 1319 (2021).
- Alstrup, T., Christensen, B. O., Damsgaard, T. E. ICG angiography in immediate and delayed autologous breast reconstructions: peroperative evaluation and postoperative outcomes. Journal of Plastic Surgery and Hand Surgery. 52 (5), 307-311 (2018).
- Küntscher, M. V., et al. Ischemic preconditioning by brief extremity ischemia before flap ischemia in a rat model. Plastic and Reconstructive Surgery. 109 (7), 2398-2404 (2002).
- Liu, R. Q., et al. Cost analysis of indocyanine green fluorescence angiography for prevention of anastomotic leakage in colorectal surgery. Surgical Endoscopy. 36 (12), 9281-9287 (2022).
- Cheng, M. H., et al. Devices for ischemic preconditioning of the pedicled groin flap. The Journal of Trauma. 48 (3), 552-557 (2000).
- Xiao, W., et al. An innovative and economical device for ischemic preconditioning of the forehead flap prior to pedicle division: a comparative study. Journal of Reconstructive Microsurgery. 38 (9), 703-710 (2022).
- Küntscher, M. V., Hartmann, B., Germann, G. Remote ischemic preconditioning of flaps: a review. Microsurgery. 25 (4), 346-352 (2005).
