Den ytliga underlägsna epigastriska artärens axiella flik för att studera ischemiska förkonditioneringseffekter i en råttmodell
Summary
Detta protokoll beskriver skörd, suturering och övervakning av fasciokutana flikar hos råttor som möjliggör god visualisering och manipulation av blodflödet genom de ytliga underlägsna epigastriska kärlen genom att klämma och ligera lårbenskärlen. Detta är avgörande för studier som involverar ischemisk prekonditionering.
Abstract
Fasciokutana klaffar (FCF) har blivit guldstandarden för komplex defektrekonstruktion vid plastik- och rekonstruktiv kirurgi. Denna muskelsparande teknik gör det möjligt att överföra vaskulariserade vävnader för att täcka alla stora defekter. FCF kan användas som pedicled klaffar eller som fria klaffar; I litteraturen är dock felfrekvensen för pedicled FCF och fri FCF över 5%, vilket ger utrymme för förbättringar för dessa tekniker och ytterligare kunskapsutvidgning inom detta område. Ischemisk prekonditionering (I.P.) har studerats i stor utsträckning, men mekanismerna och optimeringen av I.P.-regimen är ännu inte bestämda. Detta fenomen är verkligen dåligt utforskat i plastik och rekonstruktiv kirurgi. Här presenteras en kirurgisk modell för att studera I.P.-regimen i en axiell fasciokutanklaffmodell hos råtta, som beskriver hur man på ett säkert och tillförlitligt sätt kan bedöma effekterna av I.P. på klafföverlevnad. Den här artikeln beskriver det fullständiga kirurgiska ingreppet, inklusive förslag för att förbättra tillförlitligheten hos denna modell. Målet är att ge forskare en reproducerbar och tillförlitlig modell för att testa olika ischemiska prekonditioneringsregimer och bedöma deras effekter på klafföverlevnad.
Introduction
Plastik- och rekonstruktiv kirurgi är ständigt i utveckling. Utvecklingen av muskel-, fasciokutan- och perforatorklaffar har gjort det möjligt att erbjuda rekonstruktioner av bättre kvalitet samtidigt som sjukligheten minskas. Genom att kombinera denna förbättrade anatomiska kunskap med förbättrade tekniska färdigheter kan rekonstruktiva kirurger utföra gratis klafföverföringar när defekter inte är nära någon lokal lösning. Men medan perforatorklaffkirurgi för närvarande är den mest avancerade tekniken inom rekonstruktiv kirurgi, rapporterar litteraturen en 5% felfrekvens i fria klafföverföringar 1,2,3 och upp till 20% för pedicled klaffrekonstruktion 4,5,6. Delvis till totalt klafffel uppstår när klaffens pedikel äventyras, därför är det viktigt att kontinuerligt söka efter förbättringar av de nuvarande teknikerna. En av metoderna för att förbättra klafföverlevnaden är att främja dess neovaskularisering på sårbädden, vilket möjliggör perfusion av en annan källa än pedikeln. Ischemisk prekonditionering (I.P.) har initialt beskrivits i en hjärtmodell7, vilket visar att ett organ som utsätts för kontrollerad ischemi överlever i högre grad efter att ha förlorat sin primära blodtillförsel genom att genomgå ischemiinducerad neovaskularisering. Flera författare har studerat denna hörnstensprincip för att optimera klafföverlevnad i prekliniska och kliniska modeller 8,9,10.
Fördelen med denna teknik jämfört med andra metoder för att förbättra klafföverlevnaden är dess enkla implementering, bestående av klämma / klämtest av blodkällan. I råttmodellen använde tidigare författare den ytliga underlägsna epigastriska artären (SIEA) -klaffen för att studera IP genom att klämma fast huvudpedikeln11,12,13. Ändå kan flera tekniska problem uppstå med denna modell, och litteraturen saknar väl beskrivna protokoll.
Därför syftar detta arbete till att ge forskare en detaljerad beskrivning av en REA-klaffupphandlingsteknik med en utökad dissektion av lårbenskärlen för att möjliggöra IP-studier på en axiell fasciokutanklaffmodell. Denna modell behåller integriteten hos de epigastriska kärlen och manipulerar istället lårbenskärlen, som är mer motståndskraftiga. Vi delar våra erfarenheter och verktyg för att förbättra studien av detta fenomen och öka replikerbarheten av denna procedur.
Protocol
Representative Results
Discussion
Denna artikel beskriver en reproducerbar fasciokutana klaffmodell skördad hos råttor, vilket möjliggör IP-utvärdering. Detta steg-för-steg-kirurgiska protokoll ger forskargrupper en pålitlig modell för att testa olika IP-regimer. Genom att förhindra någon annan vaskularisering än pedikeln gör denna modell det möjligt att studera klaffens neovaskularisering från sårbädden och marginalen. Denna studie utförde ligeringen på POD5, eftersom tidigare studier har observerat autonomiseringen av denna flik hos r…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete finansierades av Massachusetts General Hospital (W.G.A) och Shriners Children’s Boston (B.U, K.U, C.L.C). Y.B och I.F.v.R finansieras av Shriners sjukhus för barn (förslags-ID: #970280 respektive #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).
