Ein präklinisches Rattenmodell zur Untersuchung von Ischämie-Reperfusionsverletzungen in der rekonstruktiven Mikrochirurgie
概要
Hier beschreiben wir ein präklinisches Tiermodell zur Untersuchung der Pathophysiologie der Ischämie-Reperfusionsverletzung in der rekonstruktiven Mikrochirurgie. Dieses freie Hautklappenmodell, das auf den oberflächlichen kaudalen epigastrischen Gefäßen in der Ratte basiert, kann auch die Bewertung verschiedener Therapien und Verbindungen ermöglichen, um Verletzungsschäden durch Ischämie-Reperfusion entgegenzuwirken.
Abstract
Ischämie-Reperfusionsverletzungen sind die Hauptursache für Klappenversagen in der rekonstruktiven Mikrochirurgie. Die Ratte ist aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und ihrer Übersetzung auf den Menschen das bevorzugte präklinische Tiermodell in vielen Bereichen der biomedizinischen Forschung. Dieses Protokoll beschreibt eine Methode zur Erstellung eines präklinischen freien Hautklappenmodells bei Ratten mit Ischämie-Reperfusionsverletzung. Das beschriebene 3 cm x 6 cm rattenfreie Hautklappenmodell ist nach der Platzierung mehrerer Gefäßligaturen und des Abschnitts des Gefäßpedikles leicht zu erhalten. Dann, 8 h nach der ischämischen Beleidigung und Abschluss der mikrochirurgischen Anastomose, entwickelt die freie Hautklappe die Gewebeschädigung. Diese Schädigungsschäden im Zusammenhang mit Deriämie-Reperfusion können in diesem Modell untersucht werden, was es zu einem geeigneten Modell für die Bewertung von therapeutischen Wirkstoffen macht, um diesen pathophysiologischen Prozess anzugehen. Darüber hinaus werden im Protokoll zur Bewertung dieses Tiermodells zwei Hauptüberwachungstechniken beschrieben: Transit-Zeit-Ultraschalltechnologie und Laser-Speckle-Kontrastanalyse.
Introduction
Die Mikrochirurgie ist zu einer gängigen chirurgischen Rekonstruktionstechnik geworden, die Eingriffe (z. B. Freigewebetransfers) zur Wiederherstellung komplexer Gewebedefekte, Replantation von amputierten Gliedmaßen und sogar zusammengesetzte Gewebeallotransplantationen ermöglicht.
Mikrochirurgische Rekonstruktionen sind ideal für eine Vielzahl von Defekten, die durch traumatische Verletzungen, Verbrennungen oder onkologische Resektionen verursacht werden. Es gibt jedoch einen geringen Prozentsatz des freien Klappenversagens, unter denen Ischämie-Reperfusion (I/R) Verletzung ist einer der Hauptverantwortlichen. Alle mikrochirurgisch übertragenen Gewebe ertragen eine obligatorische Phase der Ischämie, gefolgt von der Reperfusion. Diese Periode der primären Ischämie ist in der Regel gut verträglich; Somit übersteigt die Erfolgsrate mikrochirurgischer Eingriffe 90%1,2. Allerdings können nur 63,7% der Klappen, die eine chirurgische Revision erfordern, vollständig eingespart werden3. Darüber hinaus liegt die Erfolgsquote bei einer Replantation von Fingeravulsionsverletzungen bei 66%4; und in Fällen von kompositer Gewebe-Allotransplantation leiden I/R-Verletzung, Ablehnung Prozentsätze erhöht, da die I/R-Verletzung aktiviert angeborene Immunität5,6.
Daher ist die Untersuchung dieses pathophysiologischen Phänomens von Interesse. Tiermodelle sind für die Untersuchung physiologischer Mechanismen und die Bewertung neuartiger Therapien unerlässlich, bevor sie auf den Menschen angewendet werden können7. Die Gefäßanatomie und die physiologischen Ähnlichkeiten zwischen Ratten und Menschen machen Ratten zu einem idealen Modell für die Untersuchung biologischer Prozesse wie I/R-Verletzungen.
Hier stellen wir ihnen ein detailliertes Protokoll zur Erstellung eines rattenfreien Hautklappenmodells mit I/R-Verletzung sowie verschiedene Möglichkeiten für intra- und postoperative Beurteilungen vor. Das übergeordnete Ziel dieser Methode ist es, ein nützliches präklinisches Modell zur Untersuchung von I/R-Verletzungen und möglichen Behandlungen zur Verringerung der damit verbundenen Schäden zu beschreiben.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mikrochirurgische freigewebeübertragungen sind zur Methode der Wahl geworden, um große Defekte zu rekonstruieren. Eine Periode der Ischämie tritt während solcher Freigewebetransfers auf. Wenn dieser Zeitraum die Toleranz des Gewebes überschreitet, kann eine I/R-Verletzung zum Versagen der geübten freien Klappe9führen. Die Beschreibung der Methodik zur Entwicklung eines kostengünstigen und translationalen präklinischen Modells zur Untersuchung von I/R-Verletzungen in der rekonstruktiven Mikrochirurgie kann dazu beitragen, die Untersuchung verschiedener Verbindungen zu leiten, um diesem pathophysiologischen Prozess entgegenzuwirken.
Im beschriebenen Tiermodell wurden nach dem Aufstellen der Gefäßligaturen und dem Aufstellen der freien Klappe keine Rückdlimb-Blutfluss-Kompromisse festgestellt, weder Schmerzen noch Schlaflose. Wie Kochi et al.10 beschrieben, hinterließ unser Modell auch drei Nebenwege durch intramuskuläre Netzwerke.
Die Überwachung freier Klappen ist von großer Bedeutung11, da die Bergung umgekehrt mit der Dauer zwischen Demischämiebeginn und ihrer klinischen Anerkennung zusammenhängt. Zu diesem Zweck sollten freie Klappen intra- und postoperativ untersucht werden.
Intraoperativ ermöglichen der weit verbreitete Leer- und Nachfülltest oder der akustische Doppler die Identifizierung, aber nicht die Quantifizierung von Strömungspräsenz oder Abwesenheit durch eine Anastomose12. Aus diesem Grund haben wir Transit-Zeit-Ultraschall-Technologie verwendet, eine neuartige Methode, die es Chirurgen ermöglicht, den Blutfluss von mikrochirurgischen Anastomosen zu quantifizieren13. In unserer Studie waren alle mikrochirurgischen Anastomosen nach 8 h ischämischer Beleidigung sowie am Ende der Studie patentiert. Unmittelbar nach der Entstehung der mikrochirurgischen Anastomosen stellten wir höhere Durchblutungsmengen fest als die in der Literatur empfohlenen Mindestwerte8. Dies sagte eine gute Pedikusperfusion am Ende der Studie voraus, was zeigt, dass die Ergebnisse nicht durch die mikrochirurgische Technik beeinflusst wurden, sondern durch die I/R-Verletzungskaskade von Ereignissen. Diese Technik ist jedoch nicht frei von Einschränkungen. Um zuverlässige Ergebnisse zu erhalten, müssen die mikrochirurgischen Sonden neutral gegenüber der Ebene des Gefäßes gehalten werden, ohne es zu ziehen oder eine Spannung zu erzeugen. Eine gute akustische Kopplung ist erforderlich, um ein richtiges Signal zu erhalten, das mit Ultraschallgel oder Saline erreicht werden kann. Ein hochwertiges Kupplungssignal, das von der Anlage bereitgestellt wird, ist ein wichtiger Parameter, der bei den Messungen berücksichtigt werden muss.
Wir haben LASCA, auch bekannt als Laser-Speckle-Kontrast-Bildgebung oder Laser-Speckle-Imaging, postoperativ14verwendet. Diese Technologie stellt eine wertvolle Technik für die semiquantitative Echtzeit-Mapping des Flusses innerhalb freier Klappen dar, wie hier überprüft. Eine der Einschränkungen besteht darin, dass die Ergebnisse in beliebigen Einheiten bereitgestellt werden und nicht direkt mit tatsächlichen Durchflusswerten zusammenhängen. In diesem Sinne ist weitere Forschung erforderlich, um diese Korrelation zu validieren. Laser-Doppler-Flowmetrie wird häufiger verwendet, aber durch die Tatsache begrenzt, dass sie nur die Perfusion in einem einzigen Punkt in der Klappe misst, während LASCA die Erkennung regionaler Veränderungen der Hautperfusion innerhalb der Klappe15ermöglicht. Darüber hinaus hat eine aktuelle Studie16 gezeigt, dass LASCA die Regionen mit einem hohen Risiko einer postoperativen Klappennekrose perioperativ vorhersagen kann. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass LASCA eine vielversprechende Technik zur peri- und postoperativen Überwachung freier Klappen ist.
開示
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Das Forschungsprojekt wurde am Zentrum für minimalinvasive Chirurgie (CCMIJU), Teil der ICTS Nanbiosis, durchgeführt. Die Studie wurde mit Unterstützung der folgenden Nanbiose-Einheiten durchgeführt: U21, experimenteller Operationssaal; U22, Tierhaltung; und U14, Zelltherapie. Diese Arbeit wurde durch das ISCIII-Projekt PI16/02164 unterstützt. Der Geldgeber spielte keine Rolle bei der Studiengestaltung, Datensammlung und -analyse, der Entscheidung zur Veröffentlichung oder der Manuskriptvorbereitung. Ein besonderer Dank gilt Maria Pérez für die Vorbereitung der Figuren und Fernanda Carrizosa für die ständige Förderung und Unterstützung der wissenschaftlichen Bibliographie.
Materials
| AureFlo Unit | Transonic (Ithaca, USA) | N/A | Transit-time ultrasound flowmeter equipment |
| Commbined Basic Hand- and Reconstructive Surgery Set (round handle) | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | RHR-SET. Art.No.00795 | Set of microsurgical instruments |
| FLOW-i | Maquet Critical Care AB (Solna, Sweeden) | N/A | Anesthesia Delivery System |
| Micro clamps ABB-1 | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | 00408V | Double microvascular clamp with frame |
| Micro clamps ABB-11 | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | 00414V | Double microvascular clamp without frame |
| Micro clamps B-1 | S&T AG (Neuhausen, Switzerland) | 00396V | Sigle microvascular clamp |
| Nylon suture 10/0 | Laboratorio Aragó (Barcelona, Spain) | 19921 | Microsurgical suture |
| OPMI Pentero 800 | Carl Zeiss AG (Oberkochen, Germany) | N/A | Surgical microscope |
| PeriCam PSI System | Perimed AB (Järfälla, Sweden) | N/A | Laser speckle contrast analysis equipment |
| Philips Intellivue MX450 | Philips Medizin Systeme (Böblingen, Germany) | N/A | Monitoring system |
| Protector posoperatorio para roedores | Fundación Centro de Cirugía de Mínima Invasión Jesús Usón (Cáceres, Spain) | P201400272 | Postoperative protector for rodents |
参考文献
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