Partielles heterotopes Hinterbeinein Transplantationsmodell bei Ratten
Summary
Dieser Artikel stellt ein partielles heterotopes osteomyokutanes Lappentransplantationsprotokoll bei Ratten und seine möglichen Ergebnisse in der mittelfristigen Nachbeobachtung vor.
Abstract
Vaskularisierte kompositative Allotransplantationen (VCA) stellen die fortschrittlichste Rekonstruktionsoption für Patienten ohne autologe Operationsmöglichkeiten nach einem komplexen Gewebedefekt dar. Gesichts- und Handtransplantationen haben das Leben entstellter Patienten verändert und ihnen ein neues ästhetisches und funktionelles soziales Organ gegeben. Trotz vielversprechender Ergebnisse ist VCA aufgrund lebenslanger Immunsuppressionskomorbiditäten und infektiöser Komplikationen immer noch unterdurchschnittlich. Die Ratte ist ein ideales Tiermodell für In-vivo-Studien, die immunologische Wege und Transplantatabstoßungsmechanismen untersuchen. Ratten werden auch häufig in neuartigen Techniken zur Konservierung von Kompositgewebetransplantaten eingesetzt, einschließlich Perfusions- und Kryokonservierungsstudien. Modelle, die für VCA bei Ratten verwendet werden, müssen reproduzierbar, zuverlässig und effizient mit geringer postoperativer Morbidität und Mortalität sein. Heterotope Gliedmaßentransplantationsverfahren erfüllen diese Kriterien und sind einfacher durchzuführen als orthotope Gliedmaßentransplantationen. Die Beherrschung mikrochirurgischer Nagetiermodelle erfordert solide Erfahrung in der Mikrochirurgie und Tierpflege. Hierin wird ein zuverlässiges und reproduzierbares Modell der partiellen heterotopen osteomyokutanen Lappentransplantation bei Ratten, die postoperativen Ergebnisse und die Mittel zur Vorbeugung potenzieller Komplikationen berichtet.
Introduction
In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich VCA zu einer revolutionären Behandlung für Patienten entwickelt, die schwere Entstellungen erleiden, einschließlichGesichts-1-und Oberschenkelamputationen2,Penis3und anderer komplexer Gewebedefekte4,5. Die Folgen einer lebenslangen Immunsuppression behindern jedoch immer noch eine breitere Anwendung dieser komplexen rekonstruktiven Operationen. Grundlagenforschung ist entscheidend, um Anti-Ablehnungsstrategien zu verbessern. Die Erhöhung der VCA-Konservierungszeit ist auch wichtig, um die Transplantationslogistik zu verbessern und den Spenderpool zu vergrößern (da VCA-Spender mehr Kriterien erfüllen müssen als feste Organspender, einschließlich Hautton, anatomische Größe, Geschlecht). In diesem Zusammenhang werden Gliedmaßentransplantationen bei Ratten häufig in Studien zur Immunabstoßung von Allotransplantaten6,7, neuartigen Toleranzinduktionsprotokollen8und Konservierungsstudien9,10,11verwendet. Daher sind diese VCA-Modelle ein Schlüsselelement, das es für die translationale VCA-Forschung zu beherrschen gilt.
Osteomyokutane Klappen wurden in der Literatur als zuverlässige Modelle zur Untersuchung von VCA bei Ratten8,12,13,14beschrieben. Obwohl orthotope Ganzgliedmaßentransplantationen eine langfristige Beurteilung der Transplantatfunktion ermöglichen, ist dies ein zeitaufwendiges Verfahren, das mit höheren postoperativen Morbiditäts- und Mortalitätsraten verbunden ist14. Im Gegensatz dazu sind heterotope Gliedmaßentransplantationsmodelle nicht funktionsfähig, ermöglichen aber reproduzierbare Studien zu VCA. Postoperative Ergebnisse können vor Beginn einer VCA-Transplantationsstudie an Ratten zuverlässig antizipiert werden. Diese Studie berichtet über ein partielles heterotopes osteomykutanes Lappentransplantationsmodell bei der Ratte, das häufige mögliche Ergebnisse und Komplikationen beinhaltet, die intraoperativ und postoperativ während einer Nachbeobachtungszeit von drei Wochen auftreten können.
Protocol
Representative Results
Discussion
Orthotopische Gliedmaßentransplantationsmodelle bei Nagetieren wurden in der Literatur15,16,17beschrieben ; Sie erfordern jedoch eine Nervenreparatur, Muskelanhaftung und eine perfekte Osteosynthese des Femurs, was ein sehr schwieriger Schritt sein kann. Diese Modelle sind auch mit einer höheren Morbiditäts- und Mortalitätsrate bei Nagetierenverbunden 14,insbesondere in der kurzfristigen Nachbeobachtu…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde vom Büro des stellvertretenden Verteidigungsministers für Gesundheitsangelegenheiten durch das Congressionally Directed Medical Research Program unter der Award-Nr. W81XWH-17-1-0680. Meinungen, Interpretationen, Schlussfolgerungen und Empfehlungen sind die der Autoren und werden nicht unbedingt vom Verteidigungsministerium unterstützt.
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
- 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).
