Name: a novel microsurgical model for heterotopic, en bloc chest wall, thymus, and heart transplantation in mice
Uploaded: 2016-01-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 24 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Microsurgical Model for Heterotopic, En Bloc Chest Wall, Thymus, and Heart Transplantation in Mice at JoVE.com

This work was funded by the American Association of Plastic Surgeons 2014 Academic Scholar Award.

تم الانتهاء من جميع الإجراءات المنطوق في الامتثال مع جامعة جونز هوبكنز وزارة الزراعة في الولايات المتحدة ومتطلبات الخدمة الصحية العامة. يتبع هذا البروتوكول لجنة جامعة جونز هوبكنز رعاية الحيوان واستخدام، وافق مجلس المراجعة المؤسسية المبادئ التوجيهية (عدد بروتوكول M013M490). تم تسجيل البيانات بقاء النهائي للإجراءات الجراحية هو موضح أدناه. كل من الحيوانات المانحة والمتلقية تلقي التخدير وقائية باستخدام البوبرينورفين عند 0.1 مغ / كغ الشوري ساعة واحدة قبل الجراحة وفي البوبرينورفين الحيوان المتلقي هو إعادة تدار-في نفس الجرعة بعد زرع وإعادة مداوي حسب الحاجة في أول 48 ساعة بعد الجراحة. 1. المانحة المزروع الانتعاش ملاحظة: يبدأ الجزء المانحة للزراعة 40 دقيقة في وقت سابق من زرع المتلقية للتقليل من الوقت تخدير المتلقي وتسهيل فترة نهاية في وقت واحد أو الأذن قليلاوقت انتهاء لير مقابل إعداد المتلقي. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام أدوات معقمة المجهرية القياسية وقفازات معقمة لهذا الإجراء. مختبرنا يستخدم التعقيم الأوتوكلاف من الأدوات المجهرية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الماوس المانحة (الذكور) باستخدام الأيزوفلورين تحريض المرذاذ عند 4٪. استخدام كليبرز الميكانيكية ارضحي إزالة الشعر من عنق الرحم، والصدر، ومنطقة البطن. وضع الحيوان في موقف ضعيف والحفاظ على الأيزوفلورين على 1-2٪ من خلال مخروط الأنف. ضمان التخدير المناسب في جميع أنحاء الداخلي من خلال تقييم دوري منعكس قرصة أخمص قدميه الانسحاب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل شق الجلد، وإعداد نطاق واسع المنطوق من خلال تطبيق البوفيدون اليود مطهر تليها ايزوبروبيل باستخدام قطعة من القطن المعقم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تبدأ سطحية عرضية شق الجلد مع مقص عبر الجلد عنق الرحم والبطن. ربط كل من شقوق بشكل ثنائي على غرار منتصف الإبط. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام ملقط المجهريةتشريح المنطقة العنقية ثنائيا لتحديد وligate وتقسيم عروق الوريد الخارجية مع 6-0 خياطة الحرير ومقص. ثم استخدام كهربي تقسيم عضلات القصية الترقوية الخشائية لفضح عروق الوريد الداخلية والشرايين السباتية المشتركة، على المستوى الثنائي. تمرير الخيط الحرير 6-0 تحت اليسار من جانب والحق من جانب والشريان السباتي المشترك وعروق الوريد الداخلية في الأزياء بالجملة. ملاحظة: وسوف تكون مرتبطة ومقسمة في وقت لاحق في الخطوة 1.9. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بشدة تقسيم عضلات حزام وما يرتبط بها من الأنسجة الهالي فضفاضة، وتقع الأمامي إلى القصبة الهوائية، وذلك باستخدام مقص لتحرير المرفقات المتبقية من منطقة عنق الرحم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام كهربي ثنائي القطب وتشريح حاد، وتقسيم العضلات الصدرية الكبرى والترقوة لفضح السفن تحت الترقوة وligate (6-0 خياطة الحرير) وتقسيم قريب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> المقبل، بلطف، فهم وسحب القضيب الحيوان. على طول ظهر القضيب تصور الوريد الظهري للقضيب، وتطهيرالمنطقة مع ايزوبروبيل. باستخدام إبرة 30 G، وضخ 30،000 وحدة من الهيبارين عن طريق الوريد عن طريق الوريد الظهري والسماح القضيب لترتد مرة أخرى إلى موضعه الأصلي. قد يحدث تسرب جزء من الحل الهيبارين في الأنسجة المحيطة بها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام العلاقات السائبة وضعت سابقا حول الشريان السباتي المشترك وحبل الوريد الداخلي، ligate وتقسيم الهياكل، على المستوى الثنائي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدم المقص المقبلة لجعل شق intrabdominal عرضية. سلب الأمعاء لفضح infrahepatic الوريد الأجوف السفلي وحقن 2 مل من البرد حل شلل القلب الأوروبية كولينز في infrahepatic الوريد الأجوف السفلي. ضمان حقن السليم من خلال وضع تصور تلون الكبد ووقف ضربات القلب قبل التقدم إلى الخطوة التالية. ملاحظة: يتم تحضير محلول اليورو كولينز في المختبر لدينا، انظر الجدول الكواشف وأدوات محددة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام مقص الوصول إلى تجويف داخل الصدر عبر diaph الثنائيةشق ragmatic من البطن عرضة للخطر. تمديد شق رأسيا من خلال العضلات intercostals والضلوع. تعكس جدار الصدر تعريض القلب والغدة الصعترية، والأوعية الدموية الكبرى مع ضمان الحفاظ على الأوعية الصدرية الداخلية على طول جدار الصدر في وقت واحد. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> حقن فوق الكبد الوريد الأجوف السفلي مع 4 مل من البرد حل شلل القلب الأوروبية كولينز. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحديد جذر الشريان الأورطي وتتبع بشكل أقصى للالأبهر النازل. خفض حاد في الشريان الأورطي النازل (الحفاظ على طول القصوى). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التعرف على الجذع الرئوي وتقسيم عادل الأقرب إلى نقطة فرعه (الحفاظ على طول القصوى). ثم باستخدام 2 مل من البرد حل شلل القلب الأوروبية كولينز، تدفق الجذع الرئوي والقلب عن طريق وضع البلاستيك اللين طرف القسطرة في التجويف من الجذع الرئوي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام 6-0 خياطة الحرير، ligate وتقسيم الوريد الأجوف السفلي، التقاء الأوردة الرئوية، وفروع التبعي من الثنائي الوريد الأجوف العلوي. ثم رفعوتشريح رأسيا القلب من المرفقات على طول القصبات الهوائية الجذعية الرئيسية والقصبة الهوائية مع الحرص على عدم دخول مجرى الهواء. باستخدام كهربي حاد وثنائي القطب تشريح جدار الصدر والغدة الصعترية، والقلب تحريرها تماما من الماوس المانحة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وأخيرا، وتقليم جدار الصدر المزروع خارج الحي إلى حجم أصغر، وذلك باستخدام مقص، وعلى طول القص والأضلاع الجانبية، مع الحرص على عدم تعطيل السفن الصدرية الداخلية (الشكل 1A). لتقليل النزف بعد إعادة التوعي، استخدم electrocauterization ثنائي القطب على طول حدود القص osteomusculocutaneous. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع المزروع في 10 مل من البرد (4 س مئوية) حل اليورو كولينز إذا لم يتم إعداد المتلقي لأقحم. ومع ذلك، إذا كان المستفيد هو على استعداد لأقحم، ونقل المزروع مباشرة إلى الميدان المتلقي المنطوق. </li></ol> 2. إعداد مستلم ملاحظة: لتقليل وقت تخدير المتلقي،بدء إعداد المتلقي في محطة منفصلة المنطوق حوالي 40 دقيقة قبل الانتهاء من حصاد المزروع المانحة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> استخدام مجموعة منفصلة من الأدوات المجهرية العقيمة القياسية وقفازات معقمة لهذا الإجراء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تخدير الماوس المتلقي (ذكر أو أنثى) باستخدام الأيزوفلورين تحريض المرذاذ عند 4٪. استخدام كليبرز الميكانيكية ارضحي إزالة الشعر من حق المنطقة العنقية والصدرية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع الماوس في موقف ضعيف وزاوية الطرف العلوي الأيمن قليلا دون المستوى تشكيل زاوية 110 درجة بين الرأس والطرف العلوي الأيمن. الحفاظ على التخدير على 1-2٪ الأيزوفلورين من خلال مخروط الأنف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع النفط مرهم للعين على العيون الماوس باستخدام قضيب من القطن طرف. قبل شق الجلد، وإعداد نطاق واسع في موقع الجراحة باستخدام البوفيدون اليود مطهر تليها الإيزوبروبيل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام مقص، وجعل شق الجلد من خط الوسط على طول بور أدنى الصحيحدير للفك السفلي وتوسيع شق infero-أفقيا إلى منطقة الصدر الأيمن. عن طريق تشريح حادة مع ملقط الاوعية الدموية الدقيقة، وحشد من حبل الوريد الخارجي من قبل حرة محيطي السفينة من الأنسجة الرخوة والبرانية. تقسيم جميع فروع باستخدام كهربي، وإزالة الفص الأيمن من الغدة تحت الفك السفلي باستخدام تشريح حادة وكهربي إلى مساحة حرة للالمزروع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضمان طول ما يكفي من حبل الوريد الخارجي لإيفرت على الكفة، وligate الوريد الخارجي الوريد باستخدام خياطة 6-0 الحرير. إدراج الوريد من خلال تجويف صفعة قبل القطع بوليميد واستخدام الاوعية الدموية الدقيقة المشبك بلدغ لإصلاح مجمع سفينة الكفة في المكان. ثم استخدام مقص، وتقسيم قريب من حبل الوريد الخارجي، إيفرت على الكفة، وإصلاح في مكان مع خياطة 10-0 النايلون. (الشكل 1B) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقسيم العضلات القصية الترقوية الخشائية اليمنى مع كهربي ثنائي القطب لفضح الشريان السباتي المشترك. الغوغاء محيطيilize الشريان رأسيا إلى القاصي معظم نقطة داخل منطقة عنق الرحم. ويتم إنجاز ذلك باستخدام تشريح حادة السفينة مع ملقط لإزالة الأنسجة الرخوة والبرانية المحيطة بها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام 6-0 خياطة الحرير، ligate وتقسيم الشريان السباتي المشترك. يمر الشريان من خلال تجويف صفعة قبل القطع بوليميد، وإصلاحه في مكان مع البلدغ الاوعية الدموية الدقيقة المشبك أقرب إلى مدخل الصدر وقت ممكن. تقسيم السفينة بشكل أقصى، تمدد بلطف السفينة باستخدام موسع المجهرية، إيفرت على الكفة، وإصلاح في مكان مع خياطة 10-0 النايلون. (الشكل 1B) ملاحظة: يتم وصف موسع المجهرية محدد في الجدول من الكواشف وأدوات محددة. </li></ol> 3. المزروع أقحم <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الحفاظ على الأجهزة معقمة القياسية وقفازات معقمة لوضع المزروع داخل منطقة عنق الرحم المتلقي في رأسا على عقب وموقف منحرف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بعد ذلك، وضع منطقة المسؤولية الهابطة المانحةالتجويف التشنج على بناء صفعة الشرياني للمتلقي، وإصلاحه في مكان مع خياطة 10-0 النايلون (الشكل 1C و1D). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أزياء نفس مفاغرة كما في الخطوة 3.2 بين الشريان الرئوي المانحة ومقلوبة الخارجي بناء الوريد الوداجي مرتجلا من الماوس المتلقي (الشكل 1C و1D). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> أولا إزالة المشبك الاوعية الدموية الدقيقة وريدي (الخارجية الوداجي المنوال المشبك) ثم الافراج عن المشبك الشرياني (الشريان السباتي المشترك الشريان المشبك). خلال ضخه في الشرايين، وفحص مجمل المزروع لمعالجة أي نزيف. إذا تصور النزيف، تطبيق المشبك الشرايين لتقليل فقدان الدم والتخفيف من مصدر النزيف باستخدام كهربي ثنائي القطب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفقد الكسب غير المشروع والتأكد من الارقاء. إطلاق سراح وإزالة المشبك الاوعية الدموية الدقيقة في الشرايين. مراقبة القلب تظهر علامات ضخه، والتي سوف تكون واضحة على الفور مع التوسع السريع في حجم حجرات القلب، وانتظر بتناول أن تبدأ خلال 0.5-1 دقيقة. استخدام المياه المالحة الدافئة (35 درجة مئوية) لترطيب القلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثنى جدار الصدر إلى الوضعية التشريحية حتى لا تحفز أي مجعد أو التوترات على anastomoses. إغلاق الجلد من الجروح يستخدم 6-0 خيوط النايلون المستمرة (الشكل 1E). </li></ol> 4. بعد العملية الجراحية العناية <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تدير 0.3 مل العادية المالحة السائل داخل الصفاق البلعة على الفور بعد العمل الجراحي لاستبدال السوائل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ثم حقن تحت الجلد البوبرينورفين (0.1mg / كغ) وenrofloxacin (5mg / كغ) للألم والإصابة الوقاية، على التوالي. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وضع الحيوان تحت مصباح الحرارة حتى الاستيقاظ من التخدير والعودة إلى الاستلقاء القصية. خلال فترة الانتعاش، وفحص الرقبة لتصور القلب النابض fibrillating للالمزروع ضمان نضح المزروع كاف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مرة واحدة مستيقظا وفي وضعية الاستلقاء، وعودة الماوس إلى قفص منفصل (دون رفقة الفئران الأخرى) حيث يمكن الحصول على الغذاء والمياه الإعلانية libitum. بسبب أي اقتراح المقيدة الطفيفة المؤقتة في الطرف العلوي الأيمن، وترك مصدر الغذاء الجيلاتين على أرضية القفص. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> مراقبة الماوس المتلقي لمدة 1 ساعة بعد العمل الجراحي ومن ثم إعادته إلى مرفق القفص حيث يمكن الحصول على الغذاء والماء بالمال وبالشهرة أيضا الإعلانية ويتم فحص ثلاث مرات في اليوم لمدة ساعة 24 الأولى للنشاط والحصة الغذائية. مراقبة الفئران لعلامات الألم والضيق وإعادة الجرعة مع البوبرينورفين (0.1mg / كلغ) تحت الجلد مرتين يوميا حسب الحاجة للساعة 72 الأولى. فحص الحيوانات يوميا بعد ذلك ووزن لهم كل أسبوع. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التشاور مع موظف البيطري إذا تعرض أي الفئران علامات الألم والضيق، أو انخفضت كمية الأعلاف. النظر في القتل الرحيم في وقت مبكر (في بروتوكول لدينا أسلوب القتل الرحيم توظف CO 2 جرعة زائدة لمدة 7 دقائق، تليها خلع عنق الرحم). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> يتم تعريف وقف ضربات القلب المزروع بمثابة نقطة نهاية محددة مما دفع الماوس لتكون الصورةacrificed. </li></ol>

The authors do not have any conflicts of interest or financial disclosures to declare.

هناك العديد من الظواهر التي تؤثر في التحقيق المناعية من زرع الطعم الخيفي، والتي تشمل ولكن لا تقتصر على آليات الرفض الحاد والمزمن، تقديم المستضد المباشر وغير المباشر، وتوعية المتلقي، أو تحريض الخيمرية مختلطة. وأصبحت 19 النماذج الحيوانية يتم تطبيق معيار الذهب لدراسة زرع المناعة، ونماذج الماوس شعبيا نظرا لانخفاض تكلفتها، وتوافر المعدلة وراثيا وخروج المغلوب الجينات الفئران، الاجسام المضادة المتاحة تجاريا، انخفضت قريب مطالب البيطرية والإسكان، وسهولة النسخ المتماثل. حتى الآن، وقد تم تصميم عدة نماذج زرع قلب لدراسة زرع الأعضاء الصلبة. 19،22-27 وبالمثل، وقد وضعت مجموعة كبيرة من نماذج الماوس لدراسة زرع الطعم الخيفي مركب أوعية دموية. 28 ومع ذلك، فإن دراسة جنبا إلى جنب الجهاز الصلبة وزرع الطعم الخيفي مركب أوعية دموية غير محدود،وحتى الآن لم تنشأ التقنيات في الفئران. وككل جدار الصدر والغدة الصعترية، وزرع قلب نموذج الفئران المقدمة هنا هي أداة موثوقة وقابلة للتكرار لدراسة آثار وآليات مناعية من الجمع بين الأعضاء الصلبة وزرع الطعم الخيفي مركب أوعية دموية. لمزيد من التقدم في مجال زراعة الأعضاء، ويجب متابعة وعد إطالة بقاء المزروع والتقليل من المناعة من خلال طرق العلاج الجديدة. أحد هذه التوجهات من خلال تحريض الخيمرية مختلطة (engraftment الجزئي من الخلايا المكونة للدم المانحة في المتلقي)، والتي يمكن أن تؤدي إلى كبت المناعة خالية من التسامح محددة من الجهات المانحة، حتى لو كان في بعض الحالات لا تستمر الخيمرية. 29،30 العظام نقل نخاع / زرع يقترن الجهاز الصلبة 31 أو أوعية دموية المركبة allotransplanation 32،33 يتطلب شروط مسبقة واسعة مما يشكل تحديا كبيرا. نخاع العظم أوعية دموية، وهوالصورة جزء من أوعية دموية مركب المزروع بناء، يمكن الالتفاف على هذه المشكلة. أوعية دموية زرع نخاع العظام يسمح للنقل دون انقطاع من خلايا نخاع العظام المانحة داخل المكروية المانحة الحفاظ عليها، ويعتبر لتكون متفوقة على الخلوي زرع نخاع العظام وحده في الحث على التسامح والحد من متطلبات المناعة. 34-36 وعلاوة على ذلك، والتأسيس من أنسجة الغدة الصعترية مع أوعية دموية زرع نخاع العظام أظهرت زيادة الخيمرية T خلايا المنشأ المانحة اللعب في نهاية المطاف دورا داعما في الحث وصيانة الخيمرية. 2،9 الاستراتيجيات المذكورة أعلاه من إطالة أمد بقاء المزروع وتقليل المناعة والأساس لوضع تصور جهاز جنبا إلى جنب الصلبة، والغدة الصعترية، وأوعية دموية المزروع المركب نموذج الفأر. ومغاير التوضع أون جدار كتلة الصدر والغدة الصعترية، وزرع القلب هو خليط من عدة لهنماذج حيوانية torical. منتبذ زرع القلب عنق الرحم باستخدام صفعة غير خياطة في الفئران وقد أنشئت بشكل جيد وتعتبر أقل تطلبا من الناحية الفنية من منتبذ البطن زرع الاوعية الدموية الدقيقة في القلب. 19 وفي الواقع، لقد تم تطبيق تقنية صفعة في عدة نماذج زرع الحيوانية الأخرى. 37-44 منتبذ وقدم زرع القصية في الفئران في عام 1999 من قبل سانتياغو آخرون كطريقة بديلة لدراسة أوعية دموية زرع نخاع العظام. 1 انهم كانوا قادرين على إظهار الخيمرية المدى الطويل الطرفية، والتسامح، والبقاء على قيد الحياة بعد وقف كبت المناعة في اليوم التالي للجراحة 30. 1 بوزكورت وآخرون وضعت في وقت لاحق نموذج الفئران في عام 2013 لدمج الغدة الصعترية والمدى الكامل للجزء osteomyocutaneous من جدار الصدر. وتجدر الإشارة، مع ذلك، أن هذا النموذج يختلف عن نموذج لدينا في جوانب متعددة. ويشمل ذلك: (1) نموذجهم يجري يخلو من أي مادة صلبةأجهزة، (2) التي أنجزت في الفئران باستخدام تقنيات المجهرية التقليدية، (3) ربط الأوعية الصدرية الداخلية أثناء الحصاد المانحة، (4) تنفيذ من جانب واحد، عنيق واحد عن طريق الشريان السباتي المشترك والوريد الوداجي الخارجي، و (5 ) زرع للالمزروع في المنطقة الأربية. 2 ومع ذلك، كان نموذجهم قادرة على إثبات أن الغدة الصعترية من المانحين أصل تلعب دورا هاما ليس فقط لالخيمرية زيادة ولكن أيضا لصيانة الخيمرية بالمقارنة مع عظم أوعية دموية نخاع زرع وحده. 2 وقد أظهرت نماذج الخنازير لاحقة من شارك في زرع الغدة الصعترية والقلب لها تأثير متفوقة على البقاء على قيد الحياة المزروع في القلب. 10،11 مزايا كل النماذج الحيوانية، ولكن عدم وجود ميكانيكي الدراسات المجراة المتصة جنبا إلى جنب الجهاز الصلبة، والغدة الصعترية، وأوعية دموية دفعت زرع الطعم الخيفي مركب مجموعتنا لتصميم هذا النموذج. التجربة السابقةecuting هذا النموذج رواية عرضت بعض الدروس التي تتطلب فريقنا لإقامة التعديلات من أجل تحقيق بقاء الحيوان أفضل. وقد حاول هذا النموذج مع مشغل واحد، والتي لفترات طويلة في نهاية المطاف الوقت المنطوق والتخدير إلى أكثر من 4/3 ساعة، وكذلك لفترة طويلة وقت نقص التروية الباردة. أن الحيوانات لا يستيقظ بعد إنهاء الإجراء. تنفيذ نهج الفريقين خفض مجموع الوقت المنطوق والتخدير إلى 90 دقيقة. ينعكس هذا في 60 دقيقة الوقت التخدير من الفأرة المتلقي، و0-10 دقيقة المزروع الوقت نقص التروية الباردة. خلال المزروع ضخه، الفأر هو عرضة للنزف، والتي يمكن أن تحد بقاء في فوري شبه المنطوق. ونحن ندعو تفتيش دقيق من الجسم الحي المزروع السابق للمصادر المحتملة للنزيف، وكذلك الافراج عن لطيف من المشبك البلدغ الاوعية الدموية الدقيقة أثناء المزروع ضخه. عن طريق وضع المزروع في موقف يعكس أنه من الأسهل لتحديد مواقع محددة لنزيف. وعلاوة على ذلك، وهذا الموقف الكسب غير المشروع أقحم يعزز يكمن معظم مريح للسفن يقلل من خطر سفينة مجعد. وأخيرا، مع ساعة 48 الأولى من الانتعاش، والحق نطاق الطرف العلوي الماوس المستلم من صاحب الاقتراح أن أعاق فيما يتعلق تسلق القفص للحصول على الغذاء والماء. ولذلك، فإننا نوصي وضع الجيلاتين المصادر الغذائية على طول القفص لتسهيل الحصة الغذائية. عادة بعد يوم بعد العملية الجراحية 3، يتم إرجاع مجموعة كاملة من الحركة داخل الطرف العلوي الأيمن. على الرغم من أن هناك حدودا لهذا النموذج، والتي تشمل الحاجة إلى المهارات التقنية في المجهرية، وتوافر اثنين المجاهر في وقت واحد، واشتراط وجود نهج الفريقين، فقد ومع ذلك ثبت أن تكون نهجا ناجحا لإجراء دراسات مناعية الآلية المتعلقة جنبا إلى جنب الجهاز الصلبة وزرع الطعم الخيفي مركب أوعية دموية. في تطبيقها على نطاق أوسع قد يزيد من المساهمة في تطوير الرواية إمانبروتوكولات osuppressive، والميكانيكا دراسة الرفض الحاد والمزمن، وتنفيذ الاستراتيجيات الممكنة للحث والحفاظ الخيمرية، وإطالة أمد بقاء المزروع.

Cardiac transplantation is the treatment of choice for end-stage heart failure. Both technical advancements and pharmacological innovations have propelled the field to early graft acceptance rates above 90%.12,13 Despite this, 60-80% 5-year graft survival is at a standstill and chronic rejection, characterized by transplant vasculopathy, remains inevitable.14-16 Furthermore, patients are subjected to multiple surgical procedures and lifelong immunosuppression, which are associated with chest wall deformities and medical sequelae and toxicities, respectively. The need for innovative approaches to extend allograft survival, minimize the immunosuppressive requirements, and offer reconstructive options for anatomical deformities is pressing.
Vascularized composite allotransplantation offers a unique strategy for improving heart transplant outcomes both from an immunological aspect as well as a reconstructive perspective.17 Vascularized composite allografts are also unique in a way that they have an inherent source of donor-derived hematopoietic stem cells which has shown a favorable ability to reduce immunosuppression and induce and sustain mixed chimerism.1-8 Additionally, co-transplantation of the thymus has shown to prolong survival of both, solid organ transplants and vascularized composite allografts.2,9-11 Combining these strategies with heart transplantation offers a novel solution to the aforementioned challenges facing heart transplantation.18
Murine models serve as excellent platforms for mechanistic in vivo investigation because of the availability of antibodies and well-defined inbred and knockout strains.19-21 Although heart transplantation in mice is commonly studied using a heterotopic intraabdominal microsurgical suture transplant model22-25, a heterotopic, cervical, non-suture cuff technique model has shown to be extremely replicable, reliable, and carries fewer rates of thrombosis.19,26,27 The goal of this study is to develop a heterotopic en bloc osteomyocutaneous chest wall, thymus, and heart transplant technique in mice to study the immunological mechanisms of combined solid organ and vascularized composite allotransplantation using a cervical non-suture cuff technique. This cluster allograft is perfused through the anastomosis of the donor descending aorta to the right common carotid artery and the donor pulmonary artery to the right external jugular vein. Preservation of the internal thoracic vessels and associated thymus branches is paramount to perfusing the chest wall (sternum, ribs, muscles, and skin) and thymus.

<table><tbody><tr><td>Euro-Collins Solution</td><td></td><td></td><td>The solution is not commercially purchased but rather prepared in the laboratory. To make a 500 ml solution add the ingredient listed below to a 330 ml of double distilled water. Mix well, and then fill in the rest of the 170 ml of double distilled water into the solution to a final volume of 500 ml.&lt;br/&gt; Ingredients: 1.02 g KH&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;PO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;, 3.66 g K&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;HPO&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;, 0.56 g KCl, 0.42 g NaHCO&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;, and 17.52 g of glucose.</td></tr><tr><td>Suture</td><td>Ethilon</td><td>MWI 72667</td><td>6-0 Ethilon


https://www.mwivet.com (MWI - Veterinary Supplies)</td></tr><tr><td>Polyimide Cuff Vein (21G)</td><td>Vention Medical</td><td>141-0043</td><td>http://www.ventionmedical.com/products-and-services/polyimide-tubing/</td></tr><tr><td>Polyimide Cuff Artery (24G)</td><td>Vention Medical</td><td>141-0027</td><td>http://www.ventionmedical.com/products-and-services/polyimide-tubing/</td></tr><tr><td>Soft plastic tip catheter</td><td>Terumo</td><td>SR*OX2419CA</td><td>24G x 3/4&quot;&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Microsurgical dilator</td><td>S&amp;amp;T</td><td>D-5a.1</td><td>Dilator, 11 cm, FH, 0.1 mm AT10d</td></tr></tbody></table>

a novel microsurgical model for heterotopic, en bloc chest wall, thymus, and heart transplantation in mice

Exploration of novel strategies in organ transplantation to prolong allograft survival and minimizing the need for long-term maintenance immunosuppression must be pursued. Employing vascularized bone marrow transplantation and co-transplantation of the thymus have shown promise in this regard in various animal models.1-11 Vascularized bone marrow transplantation allows for the uninterrupted transfer of donor bone marrow cells within the preserved donor microenvironment, and the incorporation of thymus tissue with vascularized bone marrow transplantation has shown to increase T-cell chimerism ultimately playing a supportive role in the induction of immune regulation. The combination of solid organ and vascularized composite allotransplantation can uniquely combine these strategies in the form of a novel transplant model. Murine models serve as an excellent paradigm to explore the mechanisms of acute and chronic rejection, chimerism, and tolerance induction, thus providing the foundation to propagate superior allograft survival strategies for larger animal models and future clinical application. Herein, we developed a novel heterotopic en bloc chest wall, thymus, and heart transplant model in mice using a cervical non-suture cuff technique. The experience in syngeneic and allogeneic transplant settings is described for future broader immunological investigations via an instructional manuscript and video supplement.

مسانج C57BL / 6 زرع حققت البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل. أثبتت تصميم المزروع (الشكل 1) أن تكون ناجحة من وجهة نظر البقاء على قيد الحياة الحيوانية والقدرة على تقييم بقاء المزروع مستمر. وقد تجلى ذلك من خلال الجلد المغطي قابلة للحياة، ونشط نمو الشعر المزروع المستمر المتبقية، وكانوا قادرين على أن تقيم مع التصور والإصبع جس النبض. يتم تمثيل البيانات بقاء في الشكل 2 لمسانج زرع الفئران. وكان متوسط ​​الوقت البقاء على قيد الحياة أكثر من 109 يوما. واستنادا إلى البيانات البقاء على قيد الحياة، فمن المعقول أن نستنتج أن الجانب الفني للالمزروع المزروعة تم تصميمه ليروي مجمل جدار الصدر والغدة الصعترية، وأمراض القلب. وعلاوة على ذلك، فإن قدرة الحيوانات مسانج البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل يدعم كذلك أن هذا نموذج الفأر ليس ممكنا فحسب، بل يمكن تكرارها. هذا إثبات صحة مفهوم أون جدار كتلة الصدر والغدة الصعترية، وزرع القلب بالتحقق عشره نموذج الفئران لدراسة مشتركة الجهاز الصلبة وزرع الطعم الخيفي مركب أوعية دموية. <img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/53442/53442fig1.jpg" /> الشكل 1. الصور جراحة داخلية. (A) وجدار الصدر والغدة الصعترية، ويتم استرداد المزروع القلب بنجاح، قلص، وتصور خارج الحي من الجانب الخلفي. يتم الحفاظ على الأوعية الصدرية الداخلية الثنائية. (B) والمتلقي الخارجي حبل الوريد (السهم) والشريان السباتي المشترك (رأس السهم) هي مقلوبة الثابتة على الأصفاد بوليميد استعدادا للالتحام الأوعية الدموية. يتم الانتهاء من (C) المزروع anastomoses الأوعية الدموية. السهم يبين مفاغرة بين الشريان الرئوي المتبرع والمتلقي الخارجي حبل الوريد. يظهر السهم مفاغرة بين الشريان الأورطي النازل المتبرع والمتلقي الشريان السباتي المشترك. تحدد النجمة الغدة الصعترية وتصور جدار الصدر ينعكس overlيينغ الغدة الصعترية. (د) ويظهر تضخم أعلى في anastomoses الاوعية الدموية الدقيقة مرتجلا. (ه) كاملة المزروع أقحم. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53442/53442fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> <img alt="الرقم 2" src="/files/ftp_upload/53442/53442fig2.jpg" /> الشكل 2. أون كتلة جدار الصدر والغدة الصعترية، والقلب المزروع بقاء كابلان ماير منحنيات بقاء ككل جدار الصدر والغدة الصعترية، وallotransplant القلب في مسانج C57BL / 6 الفئران (ن = 3؛ يعني بقاء الوقت كان أكبر من 109 أيام). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53442/53442fig2large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Microsurgical Model for Heterotopic, En Bloc Chest Wall, Thymus, and Heart Transplantation in Mice at JoVE.com

A Novel Microsurgical Model for Heterotopic, En Bloc Chest Wall, Thymus, and Heart Transplantation in Mice

To study combined solid organ and vascularized composite allotransplantation, we describe a novel heterotopic en bloc chest wall, thymus, and heart transplant model in mice using a cervical non-suture cuff technique.

A المجهرية نموذج رواية لمنتبذ، جناح كتلة جدار الصدر، الغدة الصعترية، وزرع القلب في الفئران

Exploration of novel strategies in organ transplantation to prolong allograft survival and minimizing the need for long-term maintenance immunosuppression ...

a-novel-microsurgical-model-for-heterotopic-en-bloc-chest-wall-thymus

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

9.2K Views.  Johns Hopkins University School of Medicine. To study combined solid organ and vascularized composite allotransplantation, we describe a novel heterotopic en bloc chest wall, thymus, and heart transplant model in mice using a cervical non-suture cuff technique.

Video: A Novel Microsurgical Model for Heterotopic, En Bloc Chest Wall, Thymus, and Heart Transplantation in Mice

Heterotopic Heart Transplantation in Mice

The mouse heterotopic heart transplantation has been used widely since it was introduced by Drs. Corry and Russell in 1973. It is particularly valuable for studying rejection and immune response now that newer transgenic and gene knockout mice are available, and a large number of immunologic reagents have been developed. The heart transplant model is less stringent than the skin transplant models, although technically more challenging. We have developed a modified technique and have completed over 1000 successful cases of heterotopic heart transplantation in mice. When making anastomosis of the ascending aorta and abdominal aorta, two stay sutures are placed at the proximal and distal apexes of recipient abdominal aorta with the donor s ascending aorta, then using 11-0 suture for anastomosis on both side of aorta with continuing sutures. The stay sutures make the anastomosis easier and 11-0 is an ideal suture size to avoid bleeding and thrombosis.
When making anastomosis of pulmonary artery and inferior vena cava, two stay sutures are made at the proximal apex and distal apex of the recipient s inferior vena cava with the donor s pulmonary artery. The left wall of the inferior vena cava and donor s pulmonary artery is closed with continuing sutures in the inside of the inferior vena cava after, one knot with the proximal apex stay suture the right wall of the inferior vena cava and the donor s pulmonary artery are closed with continuing sutures outside the inferior vena cave with 10-0 sutures. This method is easier to perform because anastomosis is made just on the one side of the inferior vena cava and 10-0 sutures is the right size to avoid bleeding and thrombosis. In this article, we provide details of the technique to supplement the video.

The mouse heterotopic heart transplantation model has been proven by many investigators to be an important method for studying mechanisms of rejection and immune response. However, the techniques involved are still challenging. By modifying standard techniques we have had success with more than 1000 transplants.

منتبذ زرع القلب في الفئران

The mouse heterotopic heart transplantation has been used widely since it was introduced by Drs. Corry and Russell in 1973. It is particularly valuable ...

Biology

Murine Cervical Heart Transplantation Model Using a Modified Cuff Technique

Mouse models are of special interest in research since a wide variety of monoclonal antibodies and commercially defined inbred and knockout strains are available to perform mechanistic in vivo studies. While heart transplantation models using a suture technique were first successfully developed in rats, the translation into an equally widespread used murine equivalent was never achieved due the technical complexity of the microsurgical procedure. In contrast, non-suture cuff techniques, also developed initially in rats, were successfully adapted for use in mice1-3. This technique for revascularization involves two major steps I) everting the recipient vessel over a polyethylene cuff; II) pulling the donor vessel over the formerly everted recipient vessel and holding it in place with a circumferential tie. This ensures a continuity of the endothelial layer, short operating time and very high patency rates4.
Using this technique for vascular anastomosis we performed more than 1,000 cervical heart transplants with an overall success rate of 95%. For arterial inflow the common carotid artery and the proximal aortic arch were anastomosed resulting in a retrograde perfusion of the transplanted heart. For venous drainage the pulmonary artery of the graft was anastomosed with the external jugular vein of the recipient5.
Herein, we provide additional details of this technique to supplement the video.

The murine cervical heart transplantation model is well suited for immunological as well as ischemia reperfusion injury studies. We modified the procedure using a non-suture cuff technique and performed more than 1,000 successful transplants with this approach.
Herein, we provide additional details of this technique to supplement the video.

الفئران عنق الرحم القلب زرع نموذج باستخدام أزرار وتقنيات التعديل

Mouse models are of special interest in research since a wide variety of monoclonal antibodies and commercially defined inbred and knockout strains are ...

A Modified Method for Heterotopic Mouse Heart Transplantion

Mice are often used as heart transplant donors and recipients in studies of transplant immunology due to the wide range of transgenic mice and reagents available. A difficulty is presented due to the small size of the animal and the considerable technical challenges of the microsurgery involved in heart transplantation. In particular, a high rate of technical failure early after transplantation may result from recipient death and post-operative complications such as hind limb paralysis or a non-beating heart. Here, the complete technique for heterotopic mouse heart transplantation is demonstrated, involving harvesting the donor heart and its subsequent implantation into a recipient mouse. The donor heart is harvested immediately following in situ perfusion with cold heparinized saline and transection of the ascending aorta and pulmonary artery. The recipient operation involves preparation of the abdominal aorta and inferior vena cava (IVC), followed by end-to-side anastomosis of the donor aorta with the recipient aorta using a single running 10-0 microsuture and a similar anastomosis of the donor pulmonary artery with the recipient IVC. Following the operation the animal is injected with 0.6 ml normal saline subcutaneously and allowed to recover on a 37&#160;&#176;C heating pad. The results from 227 mouse heart transplants are summarized with a success rate at 48 hr of 86.8%. Of the 13.2% failures within 48 hr, 5 (2.2%) experienced hind limb paralysis, 10 (4.4%) had a non-beating heart due to graft ischemic injury and/or thrombosis, while 15 (6.6%) died within 48 hr.

A technique is demonstrated for the microsurgical procedure for heterotopic transplantation of hearts in mice, including simplified methods for donor harvesting and recipient vessel anastomosis.

وهناك طريقة معدلة لغيري مكاني ماوس القلب Transplantion

Mice are often used as heart transplant donors and recipients in studies of transplant immunology due to the wide range of transgenic mice and reagents ...

Murine Heterotopic Heart Transplant Technique

It is now over forty years since this technique was first reported by Corry, Wynn and Russell. Although it took some years for other labs to become proficient in and utilize this technique, it is now widely used by many laboratories around the world. A significant refinement to the original technique was developed and reported in 2001 by Niimi. Described here are the techniques that have evolved over more than a decade in the hands of three surgeons (Plenter, Grazia, Pietra) in our center. These techniques are now being passed on to a younger generation of surgeons and researchers.
Based largely on the Niimi experience, the procedures used have evolved in the fine details - details which we will endeavor to relate here in such a way that others may be able to use this very useful model. Like Niimi, we have found that a video aid to learning is a priceless resource for the beginner.

The manuscript describes the steps required to perform the heterotopic heart transplant in the mouse.

الفئران غيري مكاني القلب زرع تقنية

It is now over forty years since this technique was first reported by Corry, Wynn and Russell. Although it took some years for other labs to become ...

Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies this model by avoiding challenging suture anastomoses of small vessels thereby reducing warm ischemia time. In comparison to abdominal graft implantation the cervical model is less invasive and the implanted graft is easily accessible for further follow-up examinations. Anastomoses are performed by pulling the ascending aorta of the graft over the cuff with the recipient&#8217;s common carotid artery and by pulling the main pulmonary artery over the cuff with the external jugular vein. Selection of appropriate cuff size and complete mobilization of the vessels are important for successful revascularization. Ischemia-reperfusion (I/R) injury can be minimized by perfusing the graft with a cardioplegic solution and by hypothermia. In this article, we provide technical details for a simplified and improved cuff technique, which should allow surgeons with basic microsurgical skills to perform the procedure with a high success rate.

The cuff technique shortens and facilitates the model of heterotopic cervical heart transplantation in mice by avoiding technically challenging suture anastomoses of small vessels. The technical details shown in this video paper should allow researches to establish this model in their laboratories.

منتبذ عنق الرحم القلب زرع في الفئران

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies ...

Optimization of the Cuff Technique for Murine Heart Transplantation

Murine cardiac transplantation has been performed for more than 40 years. With advancements in microsurgery, certain new techniques have been used to improve surgical efficiency. In our lab, we have optimized the cuff technique with two major steps. First, we used the inner tube technique to insert a temporary inner tube into the external jugular vein and carotid artery blood vessel to facilitate eversion of the vessel over the cuff. Second, we performed complete heterotopic cardiac transplantation through the collaboration of two experienced surgeons. These modifications effectively reduced the operation time to 25 minutes, with a success rate of 95%. In this report, we describe these procedures in detail and provide a supplemental video. We believe that this report on the improved cuff technique will offer practical guidance for murine heterotopic heart transplantation and will enhance the utility of this mouse model for basic research.

We introduce an inner tube approach to the cuff technique for mouse cervical heterotopic heart transplantation to help evert the vessel over the cuff. We found that cooperation between two experienced surgeons markedly shortens the operation time.

تحسين تقنية الكفة لزراعة القلب مورين

Murine cardiac transplantation has been performed for more than 40 years. With advancements in microsurgery, certain new techniques have been used to ...

Immunology and Infection

A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart failure. Multiple small-animal models of heart transplantation have been used to study the acute and long-term effects of novel therapies. However, few are tested and demonstrated success in clinical trials. It is of critical importance to evaluate new therapies in a clinically relevant large-animal model for efficient and reliable translation of basic studies&#39;&#160;findings. Here, we describe a pre-clinical large-animal (porcine) model of orthotopic heart transplantation that has been firmly established and previously used to investigate novel cardioprotective strategies. This procedure focuses on acute ischemia-reperfusion injury and is a reliable method to investigate novel interventions which have been tested and validated in smaller experimental models, such as the murine model. We demonstrate its usefulness in assessing cardiac performance during the early post-transplantation period and other potential possibilities enabled by the model.

Here, we describe a pre-clinical large-animal (porcine) model of orthotopic heart transplantation that has been firmly established and utilized to investigate novel cardioprotective strategies.

نموذج بورسين ما قبل السريرية لزراعة القلب التقويمي

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart ...

Mouse Heterotopic Cervical Cardiac Transplantation Utilizing Vascular Cuffs

Murine models of cardiac transplantation are frequently utilized to study ischemia-reperfusion injury, innate and adaptive immune responses after transplantation, and the impact of immunomodulatory therapies on graft rejection. Heterotopic cervical heart transplantation in mice was first described in 1991 using sutured anastomoses and subsequently modified to include cuff techniques. This modification allowed for improved success rates, and since then, there have been multiple reports that have proposed further technical improvements. However, translation into more widespread utilization remains limited due to the technical difficulty associated with graft anastomoses, which requires precision to achieve adequate length and caliber of the cuffs to avoid vascular anastomotic twisting or excessive tension, which can result in damage to the graft. The present protocol describes a modified technique for performing heterotopic cervical cardiac transplantation in mice which involves cuff placement on the recipient's common carotid artery and the donor's pulmonary artery in alignment with the direction of the blood flow.

Mouse cardiac transplantation models represent valuable research tools for studying transplantation immunology. The present protocol details mouse heterotopic cervical cardiac transplantation that involves the placement of cuffs on the recipient's common carotid artery and the donor's pulmonary artery trunk to allow for laminar blood flow.

زرع قلب عنق الرحم غير المتجانس للفأر باستخدام الأصفاد الوعائية

Murine models of cardiac transplantation are frequently utilized to study ischemia-reperfusion injury, innate and adaptive immune responses after ...

Blood Circuit Reconstruction in an Abdominal Mouse Heart Transplantation Model

The surgical technique of heterotopic abdominal heart transplantation in mice is a standard model for research in transplantation immunology. Here, the established technique for a modified blood circuit reconstruction in a heterotopic abdominal heart transplantation model is presented. This method uses the intrathoracic inferior vena cava (IIVC) instead of the pulmonary artery of the donor heart for the anastomosis to the inferior vena cava of the recipient. It is facilitating and improving success rates for abdominal heart transplantation in mice.

A novel technique for blood circuit reconstruction in a heterotopic abdominal mouse heart transplantation model is demonstrated.

إعادة بناء دائرة الدم في نموذج زرع قلب فأر البطن

The surgical technique of heterotopic abdominal heart transplantation in mice is a standard model for research in transplantation immunology. Here, the ...

A Modified Cuff Technique for Mouse Cervical Heterotopic Heart Transplantation Model

Cardiac allograft rejection limits the long-term survival of patients after heart transplantation. A mouse heart transplantation model is ideal for investigating the mechanism of cardiac allograft rejection in preclinical studies because of their high homology with human genes. This understanding would help develop unique approaches to improving patients&#39; long-term survival treated with cardiac allografts. In a mouse model, abdominal donor heart implantation is commonly performed with an end-to-end&#160;anastomosis to the recipient&#39;s aorta and inferior vena cava using stitches. In this model, the donor&#39;s heart is implanted by end-to-end anastomosis to the recipient&#39;s carotid artery and jugular vein by the modified-Cuff technique. The transplantation surgery is performed without stitching and thus may increase the survival of the recipient since there is no interference with the blood supply and venous reflux of the lower body. This mouse model would help investigate the mechanisms underlying the immunological and pathological (acute/chronic) rejection of cardiac allografts.

In the present protocol, a mouse heart transplantation model is used for investigating the mechanism of cardiac allograft rejection. In this heterotopic heart transplantation model, operation efficiency is improved, and the survival of cardiac grafts is ensured by a cervical end-to-end anastomosis of heart implantation using a modified Cuff technique.

تقنية الكفة المعدلة لنموذج زرع القلب غير المتجانس لعنق الرحم للفأر

Cardiac allograft rejection limits the long-term survival of patients after heart transplantation. A mouse heart transplantation model is ideal for ...