Aquí, describimos un modelo animal preclínico para estudiar la fisiopatología de la lesión isquemia-reperfusión en microcirugía reconstructiva. Este modelo de colgajo de piel libre basado en los vasos epigástricos caudales superficiales de la rata también puede permitir la evaluación de diferentes terapias y compuestos para contrarrestar el daño relacionado con la lesión por isquemia-reperfusión.
La lesión por isquemia-reperfusión es la principal causa de falla en la colgajo en la microcirugía reconstructiva. La rata es el modelo animal preclínico preferido en muchas áreas de investigación biomédica debido a su rentabilidad y su traducción a los seres humanos. Este protocolo describe un método para crear un modelo preclínico de colgajo de piel libre en ratas con lesión por isquemia-reperfusión. El modelo de solapa de piel libre de rata de 3 cm x 6 cm descrito se obtiene fácilmente después de la colocación de varias ligaduras vasculares y la sección del pediculo vascular. Luego, 8 h después del insulto isquémico y la finalización de la anastomosis microquirúrgica, el colgajo cutáneo libre desarrolla el daño tisular. Estos daños relacionados con lesiones por isquemia-reperfusión se pueden estudiar en este modelo, por lo que es un modelo adecuado para evaluar agentes terapéuticos para abordar este proceso fisiopatológico. Además, en el protocolo para la evaluación de este modelo animal se describen dos técnicas principales de monitorización: la tecnología de ultrasonido en tiempo de tránsito y el análisis de contraste de motas láser.
La microcirugía se ha convertido en una técnica quirúrgica común para la reconstrucción que permite intervenciones (por ejemplo, transferencias de tejido sin tejido) para restaurar defectos tisulares complejos, replantación de extremidades amputadas e incluso alotrasplantes de tejido compuesto.
Las reconstrucciones microquirúrgicas son ideales para una amplia variedad de defectos causados por lesiones traumáticas, quemaduras o resecciones oncológicas. Sin embargo, hay un bajo porcentaje de falla de colgajo libre, entre los cuales la lesión isquemia-reperfusión (I/R) es uno de los principales factores responsables. Todos los tejidos transferidos microquirúrgicamente soportan un período obligatorio de isquemia seguido de la reperfusión. Este período de isquemia primaria es generalmente bien tolerado; por lo tanto, la tasa de éxito de los procedimientos microquirúrgicos supera el 90%1,2. Sin embargo, sólo el 63,7% de las aletas que requieren revisión quirúrgica se pueden salvar por completo3. Además, en los casos de replantación de lesiones por avulsión de los dedos, la tasa de éxito es 66%4; y en los casos de alotrasplante de tejido compuesto que sufre lesión de I/R, los porcentajes de rechazo se incrementan ya que la lesión por I/R activa la inmunidad innata5,6.
Por lo tanto, el estudio de este fenómeno fisiopatológico es de interés. Los modelos animales son esenciales para investigar los mecanismos fisiológicos y evaluar nuevas terapias antes de que puedan aplicarse a los seres humanos7. La anatomía de los vasos y las similitudes fisiológicas entre ratas y seres humanos hacen de las ratas un modelo ideal para la investigación de procesos biológicos como la lesión de I/R.
Aquí, presentamos un protocolo detallado para la creación de un modelo de solapa de piel libre de ratas con lesión de I/R, así como diferentes posibilidades para evaluaciones intra y postoperatorias. El objetivo general de este método es describir un modelo preclínico útil para estudiar la lesión por I/R y posibles tratamientos para reducir sus daños relacionados.
Las transferencias de tejidolibre microquirúrgicas se han convertido en el método de elección para reconstruir grandes defectos. Un período de isquemia ocurre durante tales transferencias de tejido libre. Cuando este período excede la tolerancia del tejido, la lesión de I/R puede causar el fracaso de la solapa libre practicada9. La descripción de la metodología para desarrollar un modelo preclínico rentable y traslacional para estudiar la lesión por I/R en microcirugía reconstructiva puede ayudar a liderar el estudio de diferentes compuestos para contrarrestar este proceso fisiopatológico.
En el modelo animal descrito, después de que se colocaron las ligaduras vasculares y se levantó el colgajo libre, no se observaron compromisos de flujo sanguíneo de las extremidades posteriores, ni dolor o cojera. Como kochi y otros10 describieron, nuestro modelo también dejó tres rutas colaterales a través de redes intramusculares.
El seguimiento de los colgajos libres es de gran importancia11,ya que el salvamento está inversamente relacionado con la duración entre el inicio de la isquemia y su reconocimiento clínico. Para ello, las aletas libres deben estudiarse de forma intraoperatoria y postoperatoria.
Intraoperatoriamente, la prueba de vacío y recarga ampliamente utilizada o el Doppler acústico permiten identificar pero no cuantificar la presencia o ausencia de flujo a través de una anastomosis12. Por esta razón, utilizamos la tecnología de ultrasonido en tiempo de tránsito, un método novedoso que permite a los cirujanos cuantificar el flujo sanguíneo de las anastomosas microquirúrgicas13. En nuestro estudio, todas las anastomosas microquirúrgicas fueron patentes después de 8 h de insulto isquémico, así como al final del estudio. Inmediatamente después de la creación de las anastomosas microquirúrgicas, observamos volúmenes de flujo sanguíneo más altos que los mínimos recomendados en la literatura8. Esto predijo una buena perfusión pedicular al final del estudio, demostrando que los resultados no fueron influenciados por la técnica microquirúrgica, sino más bien por la cascada de eventos de lesiones de I/R. Sin embargo, esta técnica no está libre de limitaciones. Para obtener resultados fiables, las sondas microquirúrgicas deben mantenerse neutrales para el plano del recipiente, no tirando de él ni creando ninguna tensión. Se necesita un buen acoplamiento acústico para obtener una señal adecuada, que se puede lograr utilizando gel ultrasónico o salina. Una señal de acoplamiento de alta calidad, proporcionada por el equipo, es un parámetro importante a tener en cuenta durante las mediciones.
Hemos utilizado LASCA, también conocido como imágenes de contraste de motas láser o imágenes de motas láser, postoperatoriamente14. Esta tecnología representa una técnica valiosa para el mapeo semicuantitativo en tiempo real del flujo dentro de las solapas libres como se verifica aquí. Una de las limitaciones es que los resultados se proporcionan en unidades arbitrarias y no están directamente relacionados con los valores de flujo reales. En este sentido, se necesitan más investigaciones para validar esta correlación. La metría Doppler láser se utiliza más comúnmente, pero limitada por el hecho de que sólo mide la perfusión en un solo punto de la solapa, mientras que LASCA permite la detección de cambios regionales en la perfusión de la piel dentro de la solapa15. Además, un estudio reciente16 indicó que LASCA puede predecir perioperatoriamente las regiones con alto riesgo de necrosis postoperatoria de colgajo. Nuestros resultados sugieren que LASCA es una técnica prometedora para el monitoreo peri- y postoperatorio de flaps libres.
The authors have nothing to disclose.
El proyecto de investigación se realizó en el Centro de Cirugía Mínimamente Invasiva Jesús Usón (CCMIJU), parte del ICTS Nanbiosis. El estudio se realizó con la ayuda de las siguientes unidades Nanbiosis: U21, quirófano experimental; U22, alojamiento animal; y U14, terapia celular. Esta labor fue apoyada por el proyecto PI16/02164 del ISCIII. El funder ono tuvo ningún papel en el diseño del estudio, la recopilación y el análisis de datos, la decisión de publicar o la preparación de manuscritos. Agradecemos especialmente a María Pérez por preparar las figuras y a Fernanda Carrizosa por dar un estímulo constante y apoyar la bibliografía científica.
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 |