Summary

Partiell heterotopisk hindlimbtransplantationsmodell hos råttor

Published: June 09, 2021
doi:

Summary

Detta dokument presenterar en partiell heterotopic osteomyocutaneous lock transplantation protokoll hos råttor och dess potentiella resultat i halvtid uppföljning.

Abstract

Vascularized sammansatta allotransplantationer (VCA) representerar det mest avancerade återuppbyggnadsalternativet för patienter utan autologa kirurgiska möjligheter efter en komplex vävnad defekt. Ansikts- och handtransplantationer har förändrat vanställda patienters liv, vilket ger dem ett nytt estetiskt och funktionellt socialt organ. Trots lovande resultat är VCA fortfarande underpresterade på grund av liv-långa immunsuppression komorbiditeter och infektiös komplikationer. Råttan är en idealisk djurmodell för in vivo-studier som undersöker immunologiska vägar och graftavstötningsmekanismer. Råttor används också i stor utsträckning i nya kompositvävnad moderplantor bevarande tekniker, inklusive perfusion och cryopreservation studier. Modeller som används för VCA hos råttor måste vara reproducerbara, tillförlitliga och effektiva med låg postoperativ sjuklighet och dödlighet. Heterotopic lem transplantation förfaranden uppfyller dessa kriterier och är lättare att utföra än ortopic lem transplantationer. Att behärska mikrokirurgiska modeller för gnagare kräver gedigen erfarenhet av mikrokirurgi och djurvård. Herein rapporteras en tillförlitlig och reproducerbar modell av partiell heterotopic osteomyocutaneous lock transplantation hos råttor, postoperativa resultat och medel för att förebygga potentiella komplikationer.

Introduction

Under de senaste två decennierna har VCA utvecklats som en revolutionerande behandling för patienter som lider av svår vanställdhet inklusive ansikte1,amputationer i övredelen 2, penis3, och andra komplexa vävnadsdefekter4,5. Konsekvenserna av långlivade immunsuppression hindrar dock fortfarande en bredare tillämpning av dessa komplexa rekonstruktiv operationer. Grundforskning är avgörande för att förbättra strategier mot avslag. Att öka VCA:s bevarandetid är också viktigt för att förbättra transplantationslogistiken och öka givarpoolen (eftersom VCA-givare måste uppfylla fler kriterier än solida organdonatorer, inklusive hudton, anatomisk storlek, kön). I detta sammanhang används råtta lem transplantationer i stor utsträckning i studier på immunavstötning av allografts6,7, ny tolerans induktion protokoll8, och bevarandestudier 9,10,11. Därför är dessa VCA-modeller ett nyckelelement att behärska för VCA translationell forskning.

Osteomyocutaneous klaffar har beskrivits i litteraturen som tillförlitliga modeller för att studera VCA hos råttor8,12,13,14. Även om ortopiska hel-lem transplantationer möjliggör långsiktig utvärdering av moderplantor funktion, det är ett tidskrävande förfarande som är associerat med högre postoperativa sjuklighet ochdödlighet 14. Däremot är heterotopiska lem transplantation modeller icke-funktionella, men möjliggör reproducerbara studier på VCA. Postoperativa resultat kan förutses tillförlitligt före starten av en råtta VCA transplantation studie. Denna studie rapporterar en partiell heterotopic osteomyocutaneous lock transplantation modell hos råtta som innehåller ofta möjliga resultat och komplikationer som kan uppstå intraoperativt och postoperatively under en uppföljningsperiod av tre veckor.

Protocol

Alla djur fick human vård i enlighet med NIH-guiden för vård och användning av laboratoriedjur. Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC-protocol 2017N000184) och Animal Care and Use Review Office (ACURO) godkände alla djurprotokoll. Inavlade hanråttor (250-400 g) användes för alla experiment. 1. Kirurgi Söv Lewis råttor med isofluran inandning. Inducera anestesi med 5% isofluran i induktionskammaren och behåll anestesi med 1,5-3% isofluraninandning genom en andn…

Representative Results

I denna enoperatorstudie utfördes 30 syngeneic heterofyr partiell lem transplantationer. Framgång definierades vid postoperativa dag 21 som avsaknaden av VCA misslyckande eller komplikationer som kräver dödshjälp. Transplantatets normala utveckling representeras i figur 3. Den genomsnittliga varaktigheten för partiell lemupphandling och transplantat inset i mottagaren var 35 respektive 105 min; den genomsnittliga ischemitiden var 105 min. Under uppföljningen inträffade två typer av …

Discussion

Ortopediska lemtransplantationsmodeller hos gnagare har beskrivits i litteraturen15,16,17; De kräver dock en nervreparation, muskelåtersättning och en perfekt osteosyntes av lårbenet, vilket kan vara ett mycket svårt steg. Dessa modeller är också förknippade med en högre sjuklighet och dödlighet hos gnagare14, särskilt i den kortsiktiga uppföljningen eftersom återhämtningen av en normal funk…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Detta arbete stöddes av kontoret för biträdande försvarsministern för hälsofrågor genom det kongressstyrda medicinska forskningsprogrammet under utmärkelse nr. W81XWH-17-1-0680. Åsikter, tolkningar, slutsatser och rekommendationer är författarnas och stöds inte nödvändigtvis av försvarsdepartementet.

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

Referências

  1. 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).
  2. 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).
  3. Cetrulo, C. L., et al. Penis transplantation: first US experience. Annals of Surgery. 267 (5), 983-988 (2018).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. I. Results with syngeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 293-299 (1983).
  7. Lipson, R. A., et al. Vascularized limb transplantation in the rat. II. Results with allogeneic grafts. Transplantation. 35 (4), 300-304 (1983).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Gok, E., et al. Development of an ex-situ limb perfusion system for a rodent model. ASAIO Journal. 65 (2), 167-172 (2019).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. Perez-Abadia, G., et al. Low-dose immunosuppression in a rat hind-limb transplantation model. Transplant International. 16 (12), 835-842 (2003).
  18. Sucher, R., et al. Orthotopic hind-limb transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (41), e2022 (2010).
  19. 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).
  20. 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).
  21. 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).
check_url/pt/62586?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Goutard, M., Randolph, M. A., Taveau, C. B., Lupon, E., Lantieri, L., Uygun, K., Cetrulo Jr., C. L., Lellouch, A. G. Partial Heterotopic Hindlimb Transplantation Model in Rats. J. Vis. Exp. (172), e62586, doi:10.3791/62586 (2021).

View Video