Il lembo assiale dell'arteria epigastrica inferiore superficiale per studiare gli effetti del precondizionamento ischemico in un modello di ratto
Summary
Questo protocollo descrive la raccolta, la sutura e il monitoraggio dei lembi fasciocutanei nei ratti che consentono una buona visualizzazione e manipolazione del flusso sanguigno attraverso i vasi epigastrici inferiori superficiali mediante il serraggio e la legatura dei vasi femorali. Questo è fondamentale per gli studi che coinvolgono il precondizionamento ischemico.
Abstract
I lembi fasciocutanei (FCF) sono diventati il gold standard per la ricostruzione di difetti complessi in chirurgia plastica e ricostruttiva. Questa tecnica di risparmio muscolare consente di trasferire tessuti vascolarizzati per coprire qualsiasi difetto di grandi dimensioni. FCF può essere utilizzato come alette peduncolari o come alette libere; tuttavia, in letteratura, i tassi di fallimento per FCF peduncolata e FCF libera sono superiori al 5%, lasciando spazio per il miglioramento di queste tecniche e un’ulteriore espansione delle conoscenze in questo settore. Il precondizionamento ischemico (I.P.) è stato ampiamente studiato, ma i meccanismi e l’ottimizzazione del regime I.P. devono ancora essere determinati. Questo fenomeno è infatti poco esplorato nella chirurgia plastica e ricostruttiva. Qui, viene presentato un modello chirurgico per studiare il regime I.P. in un modello di lembo fasciocutaneo assiale di ratto, che descrive come valutare in modo sicuro e affidabile gli effetti dell’I.P. sulla sopravvivenza del lembo. Questo articolo descrive la procedura chirurgica completa, inclusi suggerimenti per migliorare l’affidabilità di questo modello. L’obiettivo è fornire ai ricercatori un modello riproducibile e affidabile per testare vari regimi di precondizionamento ischemico e valutare i loro effetti sulla sopravvivenza del lembo.
Introduction
La chirurgia plastica e ricostruttiva è in continua evoluzione. Lo sviluppo dei lembi muscolari, fasciocutanei e perforatori ha permesso di offrire ricostruzioni di migliore qualità riducendo la morbilità. Combinando questa migliore conoscenza anatomica con competenze tecniche avanzate, i chirurghi ricostruttivi possono eseguire trasferimenti di lembo liberi quando i difetti non sono vicini a nessuna soluzione locale. Tuttavia, mentre la chirurgia del lembo perforatore è attualmente la tecnica più avanzata in chirurgia ricostruttiva, la letteratura riporta un tasso di fallimento del 5% nei trasferimenti di lembo libero 1,2,3 e fino al 20% per la ricostruzione del lembo peduncolare 4,5,6. Il fallimento parziale o totale del lembo si verifica quando il peduncolo del lembo è compromesso, quindi è essenziale cercare continuamente miglioramenti alle tecniche attuali. Uno dei metodi per migliorare la sopravvivenza del lembo è quello di promuovere la sua neovascolarizzazione sul letto della ferita, consentendo così la perfusione da parte di una fonte diversa dal peduncolo. Il precondizionamento ischemico (I.P.) è stato inizialmente descritto in un modello cardiaco7, dimostrando che un organo esposto a ischemia controllata sopravvive in misura maggiore dopo aver perso il suo apporto di sangue primario subendo neovascolarizzazione indotta da ischemia. Diversi autori hanno studiato questo principio fondamentale per ottimizzare la sopravvivenza del lembo in modelli preclinici e clinici 8,9,10.
Il vantaggio di questa tecnica rispetto ad altri metodi per migliorare la sopravvivenza del lembo è la sua facilità di implementazione, consistente in test di morsetto/declamp della fonte di sangue. Nel modello di ratto, gli autori precedenti hanno utilizzato il lembo superficiale dell’arteria epigastrica inferiore (SIEA) per studiare l’I.P. bloccando il peduncolo principale11,12,13. Tuttavia, diversi problemi tecnici possono essere incontrati con questo modello e la letteratura manca di protocolli ben descritti.
Pertanto, questo lavoro mira a fornire ai ricercatori una descrizione dettagliata di una tecnica di approvvigionamento del lembo SIEA di ratto con una dissezione estesa dei vasi femorali per consentire studi I.P. su un modello di lembo fasciocutaneo assiale. Questo modello mantiene l’integrità dei vasi epigastrici e manipola invece i vasi femorali, che sono più resistenti. Condividiamo la nostra esperienza e gli strumenti per migliorare lo studio di questo fenomeno e aumentare la replicabilità di questa procedura.
Protocol
Representative Results
Discussion
Questo articolo descrive un modello di lembo fasciocutaneo riproducibile raccolto nei ratti, consentendo la valutazione I.P. Questo protocollo chirurgico passo-passo fornisce ai gruppi di ricerca un modello affidabile per testare diversi regimi IP. Impedendo qualsiasi vascolarizzazione diversa dal peduncolo, questo modello consente di studiare la neovascolarizzazione del lembo dal letto e dal margine della ferita. Questo studio ha eseguito la legatura su POD5, poiché studi precedenti hanno osservato l’autonomizzazione d…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato finanziato dal Massachusetts General Hospital (W.G.A) e dallo Shriners Children’s Boston (B.U, K.U, C.L.C). Y.B e I.F.v.R sono finanziati da Shriners Hospitals for Children (ID proposta: # 970280 e # 857829 rispettivamente).
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 |
Referenzen
- 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).
