Den overfladiske aksiallappen inferior epigastriske arteria for å studere iskemiske prekondisjoneringseffekter i en rottemodell
Summary
Denne protokollen beskriver høsting, suturering og overvåking av fasciokutane hos rotter som muliggjør god visualisering og manipulering av blodstrømmen gjennom de overfladiske inferior epigastriske karene ved hjelp av klemming og ligering av lårbenene. Dette er kritisk for studier som involverer iskemisk prekondisjonering.
Abstract
Fasciokutane (FCF) har blitt gullstandarden for kompleks defektrekonstruksjon i plastisk og rekonstruktiv kirurgi. Denne muskelsparende teknikken gjør det mulig å overføre vaskularisert vev for å dekke enhver stor defekt. FCF kan brukes som stilkede klaffer eller som gratis klaffer; I litteraturen er imidlertid feilratene for FCF og gratis FCF over 5%, noe som gir rom for forbedring for disse teknikkene og ytterligere kunnskapsutvidelse på dette området. Iskemisk prekondisjonering (I.P.) har blitt mye studert, men mekanismene og optimaliseringen av IP-regimet er ennå ikke bestemt. Dette fenomenet er faktisk dårlig utforsket i plastisk og rekonstruktiv kirurgi. Her presenteres en kirurgisk modell for å studere I.P.-regimet i en rotteaksial fasciokutan klaffmodell, som beskriver hvordan man trygt og pålitelig kan vurdere effekten av I.P. på klaffoverlevelse. Denne artikkelen beskriver den komplette kirurgiske prosedyren, inkludert forslag for å forbedre påliteligheten til denne modellen. Målet er å gi forskere en reproduserbar og pålitelig modell for å teste ulike iskemiske prekondisjoneringsregimer og vurdere deres effekter på overlevelsesevne av klaff.
Introduction
Plastisk og rekonstruktiv kirurgi er stadig i utvikling. Utviklingen av muskel-, fasciokutane og perforatorklaffer har gjort det mulig å tilby rekonstruksjoner av bedre kvalitet samtidig som sykeligheten reduseres. Ved å kombinere denne forbedrede anatomiske kunnskapen med forbedrede tekniske ferdigheter, kan rekonstruktive kirurger utføre gratis klaffoverføringer når defekter ikke er i nærheten av noen lokal løsning. Imidlertid, mens perforatorlappkirurgi for tiden er den mest avanserte teknikken i rekonstruktiv kirurgi, rapporterer litteraturen en 5% feilrate i frie klaffoverføringer 1,2,3, og opptil 20% for pedicled flap rekonstruksjon 4,5,6. Delvis til total klaffsvikt oppstår når klaffens pedicle er kompromittert, derfor er det viktig å kontinuerlig søke etter forbedringer av dagens teknikker. En av metodene for å forbedre klaffoverlevelsen er å fremme dens neovaskularisering på sårbunnen, og dermed tillate perfusjon av en annen kilde enn pedicle. Iskemisk prekondisjonering (I.P.) har opprinnelig blitt beskrevet i en hjertemodell7, som viser at et organ utsatt for kontrollert iskemi overlever i høyere grad etter å ha mistet sin primære blodtilførsel ved å gjennomgå iskemi-indusert neovaskularisering. Flere forfattere har studert dette hjørnesteinsprinsippet for å optimalisere klaffoverlevelse i prekliniske og kliniske modeller 8,9,10.
Fordelen med denne teknikken over andre metoder for å forbedre klaffoverlevelse er dens enkle implementering, bestående av klemme / declamp tester av blodkilden. I rottemodellen brukte tidligere forfattere den overfladiske inferior epigastriske arterien (SIEA) klaff for å studere I.P. ved å klemme hovedpedicle11,12,13. Likevel kan flere tekniske problemer oppstå med denne modellen, og litteraturen mangler godt beskrevne protokoller.
Derfor har dette arbeidet som mål å gi forskere en detaljert beskrivelse av en rotte SIEA klaffanskaffelsesteknikk med en utvidet disseksjon av lårbenskarene for å tillate IP-studier på en aksial fasciokutan klaffmodell. Denne modellen beholder integriteten til de epigastriske karene og manipulerer i stedet lårbenene, som er mer motstandsdyktige. Vi deler vår erfaring og verktøy for å forbedre studiet av dette fenomenet og øke reproduserbarheten av denne prosedyren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denne artikkelen beskriver en reproduserbar fasciokutan klaffmodell høstet på rotter, slik at I.P. kan evalueres. Denne trinnvise kirurgiske protokollen gir forskningsgrupper en pålitelig modell for å teste forskjellige IP-regimer. Ved å forhindre andre vaskulariseringer enn pedicle, tillater denne modellen å studere klaffens neovaskularisering fra sårsengen og marginen. Denne studien utførte ligeringen på POD5, da tidligere studier har observert autonomiseringen av denne klaffen hos rotter på POD5-7<sup class=…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble finansiert av Massachusetts General Hospital (WGA) og Shriners Children’s Boston (B.U, K.U, C.L.C). YB og IFVR er finansiert av Shriners Hospitals for Children (Forslag ID: # 970280 og # 857829 henholdsvis).
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).
