Den overfladiske ringere epigastriske arterieaksiale klap til undersøgelse af iskæmiske prækonditioneringseffekter i en rottemodel
Summary
Denne protokol beskriver høst, suturering og overvågning af fasciokutane klapper hos rotter, der muliggør god visualisering og manipulation af blodgennemstrømningen gennem de overfladiske ringere epigastriske kar ved hjælp af fastspænding og ligering af lårbenene. Dette er kritisk for undersøgelser, der involverer iskæmisk prækonditionering.
Abstract
Fasciokutane klapper (FCF) er blevet guldstandarden for kompleks defektrekonstruktion i plastisk og rekonstruktiv kirurgi. Denne muskelbesparende teknik gør det muligt at overføre vaskulariseret væv til at dække enhver stor defekt. FCF kan bruges som pedicled flaps eller som frie klapper; I litteraturen er fejlraterne for pedicled FCF og fri FCF imidlertid over 5%, hvilket giver plads til forbedring af disse teknikker og yderligere videnudvidelse på dette område. Iskæmisk prækonditionering (I.P.) er blevet bredt undersøgt, men mekanismerne og optimeringen af IP-regimet er endnu ikke bestemt. Dette fænomen er faktisk dårligt udforsket i plastik og rekonstruktiv kirurgi. Her præsenteres en kirurgisk model for at studere IP-regimet i en rotteaksial fasciokutan klapmodel, der beskriver, hvordan man sikkert og pålideligt vurderer virkningerne af I.P. på klapoverlevelse. Denne artikel beskriver den komplette kirurgiske procedure, herunder forslag til forbedring af pålideligheden af denne model. Målet er at give forskere en reproducerbar og pålidelig model til at teste forskellige iskæmiske prækonditioneringsregimer og vurdere deres virkninger på flaps overlevelsesevne.
Introduction
Plastisk og rekonstruktiv kirurgi er konstant i udvikling. Udviklingen af muskel-, fasciokutane og perforatorklapper har gjort det muligt at tilbyde rekonstruktioner af bedre kvalitet og samtidig reducere sygeligheden. Ved at kombinere denne forbedrede anatomiske viden med forbedrede tekniske færdigheder kan rekonstruktive kirurger udføre gratis klapoverførsler, når defekter ikke er tæt på nogen lokal løsning. Mens perforatorklapkirurgi i øjeblikket er den mest avancerede teknik inden for rekonstruktiv kirurgi, rapporterer litteraturen imidlertid en fejlrate på 5% i frie klapoverførsler 1,2,3 og op til 20% for pedikeret klaprekonstruktion 4,5,6. Delvis til total klapfejl opstår, når klappens pedikel er kompromitteret, derfor er det vigtigt løbende at søge efter forbedringer af de nuværende teknikker. En af metoderne til forbedring af klapoverlevelsen er at fremme dens neovaskularisering på sårlejet, hvilket tillader perfusion af en anden kilde end pedicle. Iskæmisk prækonditionering (I.P.) er oprindeligt beskrevet i en hjertemodel7, der viser, at et organ udsat for kontrolleret iskæmi overlever i højere grad efter at have mistet sin primære blodforsyning ved at gennemgå iskæmi-induceret neovaskularisering. Flere forfattere har studeret dette hjørnestensprincip for at optimere flappoverlevelse i prækliniske og kliniske modeller 8,9,10.
Fordelen ved denne teknik i forhold til andre metoder til forbedring af flap overlevelse er dens lette implementering, bestående af klemme / declamp test af blodkilden. I rottemodellen brugte tidligere forfattere den overfladiske ringere epigastriske arterieklap (SIEA) til at studere I.P. ved at klemme hovedpediklen11,12,13. Ikke desto mindre kan der opstå flere tekniske problemer med denne model, og litteraturen mangler velbeskrevne protokoller.
Derfor har dette arbejde til formål at give forskere en detaljeret beskrivelse af en rotte SIEA-klapudtagningsteknik med en udvidet dissektion af lårbenskarrene for at muliggøre IP-undersøgelser af en aksial fasciokutan klapmodel. Denne model bevarer integriteten af de epigastriske kar og manipulerer i stedet lårbenskarrene, som er mere modstandsdygtige. Vi deler vores erfaring og værktøjer til at forbedre undersøgelsen af dette fænomen og øge replikabiliteten af denne procedure.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne artikel beskriver en reproducerbar fasciokutan klapmodel høstet i rotter, hvilket muliggør I.P. evaluering. Denne trinvise kirurgiske protokol giver forskergrupper en pålidelig model til at teste forskellige IP-regimer. Ved at forhindre enhver anden vaskularisering end pedicle giver denne model mulighed for at studere klappens neovaskularisering fra sårlejet og margenen. Denne undersøgelse udførte ligering på POD5, da tidligere undersøgelser har observeret autonomiseringen af denne klap hos rotter på POD5-…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev finansieret af Massachusetts General Hospital (W.G.A) og Shriners Children’s Boston (B.U, K.U, C.L.C). Y.B og I.F.v.R finansieres af Shriners Hospitals for Children (henholdsvis forslags-id: #970280 og #857829).
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).
