Qui, descriviamo un modello animale pre-clinico per studiare la fisiofisiologia della lesione ischemia-reperfusione nella microchirurgia ricostruttiva. Questo modello di lembo della pelle gratuito basato sui vasi epigastrici caudali superficiali nel ratto può anche consentire la valutazione di diverse terapie e composti per contrastare i danni da lesione da complicamento dell’ischemia.
La lesione da ischemia-reperfusione è la causa principale del cedimento del lembo nella microchirurgia ricostruttiva. Il ratto è il modello animale preclinico preferito in molte aree della ricerca biomedica a causa della sua efficacia in termini di costi e della sua traduzione agli esseri umani. Questo protocollo descrive un metodo per creare un modello preclinico di lembo della pelle libero nei ratti con lesione da reperfusione di ischemia. Il modello descritto 3 cm x 6 cm di ariete senza topi è facilmente ottenuto dopo il posizionamento di diverse legature vascolari e la sezione del pedicolo vascolare. Poi, 8 h dopo l’insulto ischemico e il completamento dell’anastomosi microchirurgica, il lembo della pelle libera sviluppa il danno ai tessuti. Questi danni correlati alle lesioni da ischemia possono essere studiati in questo modello, rendendolo un modello adatto per valutare gli agenti terapeutici per affrontare questo processo patofisiologico. Inoltre, nel protocollo per la valutazione di questo modello animale sono descritte due principali tecniche di monitoraggio: la tecnologia a ultrasuoni in tempo di transito e l’analisi del contrasto delle macchie laser.
La microchirurgia è diventata una tecnica chirurgica comune per la ricostruzione che consente interventi (ad esempio, trasferimenti di tessuto libero) per ripristinare difetti di tessuto complessi, recompressione degli arti amputati e persino allotrapianto di tessuti compositi.
Le ricostruzioni microchirurgiche sono ideali per un’ampia varietà di difetti causati da lesioni traumatiche, ustioni o resezioni oncologiche. Tuttavia, vi è una bassa percentuale di guasto del lembo libero, tra i quali la lesione ischemia-reperfusione (I/R) è uno dei principali fattori responsabili. Tutti i tessuti microchirurgicamente trasferiti sopportano un periodo obbligatorio di ischemia seguito dalla reperfusione. Questo periodo di ischemia primaria è di solito ben tollerato; così, il tasso di successo delle procedure microchirurgiche supera il 90%1,2. Tuttavia, solo il 63,7% dei lembi che richiedono una revisione chirurgica può essere completamente salvato3. Inoltre, nei casi di reimpianto di lesioni da avulsione delle dita, il tasso di successo è del 66%4; e nei casi di allotrapianto di tessuto composito con lesioni I/R, le percentuali di rigetto sono aumentate poiché la lesione I/R attiva l’immunità innata5,6.
Pertanto, lo studio di questo fenomeno patofisiologico è interessante. I modelli animali sono essenziali per studiare i meccanismi fisiologici e valutare nuove terapie prima che possano essere applicate agli esseri umani7. L’anatomia delle navi e le somiglianze fisiologiche tra ratti ed esseri umani rendono i ratti un modello ideale per lo studio dei processi biologici come la lesione i/r.
Qui, presentiamo un protocollo dettagliato per la creazione di un modello di lembo della pelle privo di ratti con lesioni I/R, così come diverse possibilità per le valutazioni intra e postoperatorie. L’obiettivo generale di questo metodo è quello di descrivere un modello preclinico utile per studiare le lesioni I/R e possibili trattamenti per ridurre i danni correlati.
I trasferimenti di tessuto libero microchirurgico sono diventati il metodo di scelta per ricostruire grandi difetti. Un periodo di ischemia si verifica durante tali trasferimenti di tessuto liberi. Quando questo periodo supera la tolleranza del tessuto, le lesioni I/R possono causare il fallimento del lembo libero praticato9. La descrizione della metodologia per sviluppare un modello preclinico economico e traslazionale per studiare le lesioni I/R nella microchirurgia ricostruttiva può aiutare a condurre lo studio di diversi composti per contrastare questo processo patofisiologico.
Nel modello animale descritto, dopo che le legature vascolari sono state posizionate e il lembo libero è stato sollevato, non sono stati rilevati compromessi sul flusso sanguigno dell’arto posteriore, né dolore o zoppicare. Come descritto da Kochi et al.10, il nostro modello ha anche lasciato tre percorsi collaterali attraverso reti intramuscolari.
Il monitoraggio dei lembi liberi è di grande importanza11, in quanto il recupero è inversamente correlato alla durata tra l’insorgenza dell’ischemia e il suo riconoscimento clinico. A tale scopo, i lembi gratuiti devono essere studiati inmodo e postoperatorio.
Intraoperatoriamente, il test vuoto e di ricarica ampiamente utilizzato o il Doppler acustico consentono l’identificazione ma non la quantificazione della presenza o dell’assenza del flusso attraverso un anastomosi12. Per questo motivo, abbiamo usato la tecnologia ecografica del tempo di transito, un nuovo metodo che permette ai chirurghi di quantificare il flusso sanguigno delle anastomosi microchirurgiche13. Nel nostro studio, tutte le anastomosi microchirurgiche sono state brevettate dopo 8 h di insulto ischemico così come alla fine dello studio. Subito dopo la creazione delle anastomosi microchirurgiche, abbiamo notato volumi di flusso sanguigno più elevati rispetto ai minimi raccomandati nella letteratura8. Questo predisse una buona perfusione del pedicle alla fine dello studio, dimostrando che i risultati non sono stati influenzati dalla tecnica microchirurgica, ma piuttosto dalla cascata di lesioni I/R degli eventi. Tuttavia, questa tecnica non è priva di limitazioni. Per ottenere risultati affidabili, le sonde microchirurgiche devono essere tenute neutre al piano della nave, non tirandolo o creando alcuna tensione. Un buon accoppiamento acustico è necessario per ottenere un segnale adeguato, che può essere ottenuto utilizzando gel ad ultrasuoni o salina. Un segnale di accoppiamento di alta qualità, fornito dall’apparecchiatura, è un parametro importante da considerare durante le misurazioni.
Abbiamo usato LASCA, noto anche come imaging a contrasto di macchie laser o imaging a macchie laser, postoperatorio14. Questa tecnologia rappresenta una tecnica preziosa per la mappatura semi-quantitativa in tempo reale del flusso all’interno dei lembi liberi come verificato qui. Una delle limitazioni è che i risultati vengono forniti in unità arbitrarie e non direttamente correlati ai valori di flusso effettivi. In questo senso, sono necessarie ulteriori ricerche per convalidare questa correlazione. La flowmetria di Doppler laser è più comunemente utilizzata ma limitata dal fatto che misura la perfusione solo in un singolo punto del lembo, mentre LASCA consente di rilevare i cambiamenti regionali nella perfusione cutanea all’interno del lembo15. Inoltre, un recente studio16 ha indicato che LASCA può prevedere perioperatoriamente le regioni ad alto rischio di necrosi del lembo postoperatorio. I nostri risultati suggeriscono che LASCA è una tecnica promettente per il monitoraggio peri- e postoperatorio di lembi liberi.
The authors have nothing to disclose.
Il progetto di ricerca è stato eseguito presso il Centro di Chirurgia Minimamente Invasiva (CCMIJU), parte dell’ICTS Nanbiosis. Lo studio è stato condotto con l’assistenza delle seguenti unità Nanbiosis: U21, sala operatoria sperimentale; U22, alloggiperi per animali; e U14, terapia cellulare. Questo lavoro è stato supportato dal progetto ISCIII PI16/02164. Il funder non ha avuto alcun ruolo nella progettazione dello studio, nella raccolta e nell’analisi dei dati, nella decisione di pubblicare o nella preparazione del manoscritto. Ringraziamenti speciali si estende a Maria Pérez per aver preparato le figure e a Fernanda Carrizosa per aver incoraggiato costantemente e sostenuto la bibliografia scientifica.
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 |