Delvis heterotopisk hindlimbtransplantationsmodel hos rotter
Summary
Dette papir præsenterer en delvis heterotopisk osteomyokutan flap transplantation protokol i rotter og dens potentielle resultater i midten af sigt opfølgning.
Abstract
Vascularized sammensatte allotransplantationer (VCA) repræsenterer den mest avancerede rekonstruktion mulighed for patienter uden autologe kirurgiske muligheder efter en kompleks vævsdefekt. Ansigts- og håndtransplantationer har ændret vansirede patienters liv, hvilket giver dem et nyt æstetisk og funktionelt socialt organ. På trods af lovende resultater, VCA er stadig underpræsteret på grund af livslang immunsuppression comorbiditeter og smitsomme komplikationer. Rotten er en ideel dyremodel til in vivo-undersøgelser, der undersøger immunologiske veje og graftafstødningsmekanismer. Rotter er også meget udbredt i nye sammensatte væv graft konservering teknikker, herunder perfusion og cryopreservation undersøgelser. Modeller, der anvendes til VCA hos rotter, skal være reproducerbare, pålidelige og effektive med lav postoperativ sygelighed og dødelighed. Heterotopiske lemmer transplantation procedurer opfylder disse kriterier og er lettere at udføre end ortotopiske lemmer transplantationer. Mastering gnaver mikrokirurgiske modeller kræver solid erfaring i mikrokirurgi og dyrepleje. Heri er rapporteret en pålidelig og reproducerbar model af delvis heterotopisk osteomyokutan flap transplantation hos rotter, de postoperative resultater, og midlerne til forebyggelse af potentielle komplikationer.
Introduction
I løbet af de sidste to årtier har VCA udviklet sig som en revolutionerende behandling for patienter, der lider alvorlig vansiring, herunder ansigt1,overekstremitet amputationer2,penis3og andre komplekse vævsdefekter4,5. Men konsekvenserne af livslang immunsuppression stadig hindre en bredere anvendelse af disse komplekse rekonstruktive operationer. Grundforskning er afgørende for at forbedre anti-afvisning strategier. Øget VCA-konserveringstid er også afgørende for at forbedre transplantationslogistik og øge donorpuljen (da VCA-donorer skal opfylde flere kriterier end solide organdonorer, herunder hudfarve, anatomisk størrelse, køn). I denne sammenhæng anvendes transplantationer af rotte lemmer i vid udstrækning i undersøgelser af immunafstødning af allografts6,7, nye tolerance induktionsprotokoller8og bevaringsundersøgelser9,10,11. Derfor er disse VCA-modeller et centralt element at mestre til VCA translationel forskning.
Osteomyocutaneous flaps er blevet beskrevet i litteraturen som pålidelige modeller til at studere VCA i rotter8,12,13,14. Selv om ortotopiske hele lemmer transplantationer giver mulighed for langsigtet evaluering af graft funktion, det er en tidskrævende procedure forbundet med højere postoperativ sygelighed ogdødelighed 14. I modsætning hertil er heterotopiske lemmertransplantationsmodeller ikke-funktionelle, men muliggør reproducerbare undersøgelser af VCA. Postoperative resultater kan forventes pålideligt før starten af en rotte VCA transplantation undersøgelse. Denne undersøgelse rapporterer en delvis heterotopisk osteomyokutan flaptransplantationsmodel i rotten, der omfatter hyppige mulige resultater og komplikationer, der kan opstå intraoperativt og postoperativt i løbet af en opfølgningsperiode på tre uger.
Protocol
Representative Results
Discussion
Orthotopiske lemmertransplantationsmodeller hos gnavere er beskrevet i litteraturen15,16,17; men de kræver en nerve reparation, muskeltilslutning, og en perfekt osteosyntese af lårbenet, som kan være et meget vanskeligt skridt. Disse modeller er også forbundet med en højere sygelighed og dødelighed hos gnavere14, især på kort sigt opfølgning som inddrivelse af en normal funktion af en transplante…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af kontoret for assisterende forsvarsminister for sundhedsanliggender gennem Congressionally Directed Medical Research Program under Award No. W81XWH-17-1-0680. Udtalelser, fortolkninger, konklusioner og anbefalinger er forfatternes og er ikke nødvendigvis godkendt af Forsvarsministeriet.
Materials
| 24 GA angiocatheter | BD Insyte Autoguard | 381412 | |
| 4-0 suture Black monofilament non absorbable suture | Ethicon | 1667 | Used to suture the E-collar to the back of the neck |
| 4-0 suture Coated Vicryl Plus Antibacterial | Ethicon | VCP496 | |
| Adson Tissue Forceps, 11 cm, 1 x 2 Teeth with Tying Platform | ASSI | ASSI.ATK26426 | |
| Bipolar cords | ASSI | 228000C | |
| Black Polyamide Monofilament USP 10-0, 4 mm 3/8c | AROSurgical | T04A10N07-13 | Used to perform the microvascular anastomoses |
| Buprenorphine HCl | Pharmaceutical, Inc | 42023-179-01 | |
| Dilating Forceps | Fine science tools (FST) | 18131-12 | |
| Dissecting Scissors 15 cm, Round Handle 8 mm diameter, Straight Slender Tapered Blade 7 mm, Lipshultz Pattern | ASSI | ASSI.SAS15RVL | |
| Double Micro Clamps 5.5 x 1.5 mm | Fine science tools (FST) | 18040-22 | |
| Elizabethan collar | Braintree Scientific | EC-R1 | |
| Forceps 13.5 cm long, Flat Handle, 9 mm wide Straight Tips 0.1 mm diameter (x2) | ASSI | ASSI.JFL31 | |
| Halsey Micro Needle Holder | Fine science tools (FST) | 12500-12 | |
| Heparin Lock Flush Solution, USP, 100 units/mL | BD PosiFlush | 306424 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 14043-704-06 | |
| Jewelers Bipolar Forceps Non Stick 11 cm, straight pointed tip, 0.25 mm tip diameter | ASSI | ASSI.BPNS11223 | |
| Lone Star Elastic Stays | CooperSurgical | 3314-8G | Used to retract the inguinal ligament for femoral vessels dissection |
| Lone Star Self-Retaining Retractors | CooperSurgical | 3301G | |
| Micro-Mosquito Hemostats | Fine science tools (FST) | 13010-12 | Used to retract the inguinal fat pad distally |
| Needle Holder, 15 cm Round Handle, 8 mm diameter, Superfine Curved Jaw 0.2 mm tip diameter, without lock | ASSI | ASSI.B1582 | |
| Nylon Suture Black Monolfilament 8-0, 6.5 mm 3/8c | Ethilon | 2808G | Used to ligate collateral branches on the femoral vessels |
| Offset Bone Nippers | Fine science tools (FST) | 16101-10 | |
| S&T Vascular Clamps 5.5 x 1.5 mm | Fine science tools (FST) | 00398-02 | |
| Walton scissors | Fine science tools (FST) | 14077-09 |
Riferimenti
- Lanteiri, L., et al. Feasibility, reproducibility, risks and benefits of face transplantation: a prospective study of outcomes. American Journal of Transplantation. 11 (2), 367-378 (2011).
- Park, S. H., Eun, S. C., Kwon, S. T. Hand transplantation: current status and immunologic obstacles. Experimental and Clinical Transplantation. 17 (1), 97-104 (2019).
- Cetrulo, C. L., et al. Penis transplantation: first US experience. Annals of Surgery. 267 (5), 983-988 (2018).
- Grajek, M., et al. First complex allotransplantation of neck organs: larynx, trachea, pharynx, esophagus, thyroid, parathyroid glands, and anterior cervical wall: a case report. Annals of Surgery. 266 (2), 19-24 (2017).
- Pribaz, J. J., Caterson, E. J. Evolution and limitations of conventional autologous reconstruction of the head and neck. Journal of Craniofacial Surgery. 24 (1), 99-107 (2013).
- Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. I. Results with syngeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 293-299 (1983).
- Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. II. Results with allogeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 300-304 (1983).
- Adamson, L. A., et al. A modified model of hindlimb osteomyocutaneous flap for the study of tolerance to composite tissue allografts. Microsurgery. 27 (7), 630-636 (2007).
- Arav, A., Friedman, O., Natan, Y., Gur, E., Shani, N. Rat hindlimb cryopreservation and transplantation: a step toward “organ banking”. American Journal of Transplantation. 17 (11), 2820-2828 (2017).
- Gok, E., et al. Development of an ex-situ limb perfusion system for a rodent model. ASAIO Journal. 65 (2), 167-172 (2019).
- Gok, E., Rojas-Pena, A., Bartlett, R. H., Ozer, K. Rodent skeletal muscle metabolomic changes associated with static cold storage. Transplantation Proceedings. 51 (3), 979-986 (2019).
- Brandacher, G., Grahammer, J., Sucher, R., Lee, W. P. Animal models for basic and translational research in reconstructive transplantation. Birth Defects Research. Part C, Embryo Today. 96 (1), 39-50 (2012).
- Fleissig, Y., et al. Modified heterotopic hindlimb osteomyocutaneous flap model in the rat for translational vascularized composite allotransplantation research. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (146), e59458 (2019).
- Ulusal, A. E., Ulusal, B. G., Hung, L. M., Wei, F. C. Heterotopic hindlimb allotransplantation in rats: an alternative model for immunological research in composite-tissue allotransplantation. Microsurgery. 25 (5), 410-414 (2005).
- Jang, Y., Park, Y. E., Yun, C. W., Kim, D. H., Chung, H. The vest-collar as a rodent collar to prevent licking and scratching during experiments. Lab Anim. 50 (4), 296-304 (2016).
- Kern, B., et al. A novel rodent orthotopic forelimb transplantation model that allows for reliable assessment of functional recovery resulting from nerve regeneration. American Journal of Transplantation. 17 (3), 622-634 (2017).
- Perez-Abadia, G., et al. Low-dose immunosuppression in a rat hind-limb transplantation model. Transplant International. 16 (12), 835-842 (2003).
- Sucher, R., et al. Orthotopic hind-limb transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (41), e2022 (2010).
- Fleissig, Y. Y., Beare, J. E., LeBlanc, A. J., Kaufman, C. L. Evolution of the rat hind limb transplant as an experimental model of vascularized composite allotransplantation: Approaches and advantages. SAGE Open Medicine. 8, 2050312120968721 (2020).
- Lindboe, C. F., Presthus, J. Effects of denervation, immobilization and cachexia on fibre size in the anterior tibial muscle of the rat. Acta Neuropathologica. 66 (1), 42-51 (1985).
- Nazzal, J. A., Johnson, T. S., Gordon, C. R., Randolph, M. A., Lee, W. P. Heterotopic limb allotransplantation model to study skin rejection in the rat. Microsurgery. 24 (6), 448-453 (2004).
