Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
Этот протокол описывает сбор, наложение швов и мониторинг кожно-фасциальных лоскутов у крыс, которые позволяют хорошо визуализировать и манипулировать кровотоком через поверхностные нижние эпигастральные сосуды посредством пережатия и лигирования бедренных сосудов. Это имеет решающее значение для исследований, связанных с ишемическим прекондиционированием.
Фасциокожные лоскуты (ФКЗ) стали золотым стандартом комплексной реконструкции дефектов в пластической и реконструктивной хирургии. Этот метод сохранения мышц позволяет переносить васкуляризированные ткани для покрытия любого крупного дефекта. FCF можно использовать в виде лоскутов на ножках или в виде свободных лоскутов; однако в литературе частота неудач для педикулярного FCF и свободного FCF превышает 5%, оставляя возможности для улучшения этих методов и дальнейшего расширения знаний в этой области. Ишемическое прекондиционирование (ВП) широко изучено, но механизмы и оптимизация режима ВП еще предстоит определить. Это явление действительно мало изучено в пластической и реконструктивной хирургии. Здесь представлена хирургическая модель для изучения режима внутримышечного введения в модели осевого фасциокожного лоскута крысы, описывающая, как безопасно и надежно оценить влияние внутримышечного вмешательства на выживаемость лоскута. В этой статье описывается вся хирургическая процедура, включая предложения по повышению надежности этой модели. Цель состоит в том, чтобы предоставить исследователям воспроизводимую и надежную модель для тестирования различных схем ишемического прекондиционирования и оценки их влияния на выживаемость лоскута.
Пластическая и реконструктивная хирургия постоянно развивается. Развитие мышечных, кожно-фасциологических и перфораторных лоскутов позволило проводить более качественные реконструкции при одновременном снижении заболеваемости. Сочетая эти улучшенные анатомические знания с улучшенными техническими навыками, реконструктивные хирурги могут выполнять свободные переносы лоскута, когда дефекты не близки к какому-либо локальному решению. Однако, несмотря на то, что перфораторная лоскутная хирургия в настоящее время является наиболее передовой техникой в реконструктивной хирургии, в литературе сообщается о 5% неудачах при переносе свободного лоскута 1,2,3 и до 20% при реконструкции лоскута на ножке 4,5,6. Частичное или полное разрушение лоскута происходит, когда ножка лоскута скомпрометирована, поэтому важно постоянно искать улучшения в существующих методах. Одним из методов улучшения приживаемости лоскута является содействие его неоваскуляризации на раневом ложе, что позволяет перфузию от источника, отличного от ножки. Ишемическое прекондиционирование (ИП) было первоначально описано на моделисердца 7, демонстрируя, что орган, подвергшийся контролируемой ишемии, выживает в более высокой степени после потери первичного кровоснабжения в результате неоваскуляризации, вызванной ишемией. Несколько авторов изучили этот краеугольный принцип для оптимизации выживаемости лоскутов в доклинических и клинических моделях 8,9,10.
Преимуществом этого метода перед другими методами улучшения выживаемости лоскута является простота его реализации, состоящая из зажимных/деламповых тестов источника крови. В модели крысы предыдущие авторы использовали лоскут поверхностной нижней эпигастральной артерии (SIEA) для изучения I.P. путем зажима главной ножки11,12,13. Тем не менее, с этой моделью можно столкнуться с несколькими техническими проблемами, и в литературе отсутствуют хорошо описанные протоколы.
Таким образом, эта работа направлена на то, чтобы предоставить исследователям подробное описание метода получения лоскута SIEA крысы с расширенным рассечением бедренных сосудов, чтобы позволить проводить внутримышечные исследования на модели осевого фасциокожного лоскута. Эта модель сохраняет целостность эпигастральных сосудов и вместо этого манипулирует бедренными сосудами, которые более устойчивы. Мы делимся своим опытом и инструментами для улучшения изучения этого явления и повышения воспроизводимости этой процедуры.
Комитет по уходу за животными и их использованию Массачусетской больницы общего профиля одобрил экспериментальный протокол (протокол IACUC #2022N000099). Авторы следовали контрольному списку рекомендаций COME (Animal Research: Reporting In Vivo Experiments) для этой работы. Все животные получали гуманный уход в соответствии с Руководством Национального института здравоохранения по уходу и использованию лабораторных животных. Всего для всех экспериментов использовали 12 самцов крыс Льюиса (250-350 г, возраст 8-10 недель).
1. Подготовка животных
ПРИМЕЧАНИЕ: Крысы имеют высокую скорость метаболизма и ограниченные запасы жира; Поэтому не делайте их быстро перед операцией и никогда не ограничивайте воду перед операцией.
2. Предоперационный уход
3. Интраоперационный мониторинг
4. Забор эпигастрального лоскута
Рисунок 1: Рисунок лоскута на животе животного. Средняя линия используется в качестве маркера для определения местоположения эпигастрального лоскута. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Закрылок полностью приподнят. Жировая подушка сохраняется в проксимальной части лоскута, чтобы сохранить васкуляризацию, идущую из поверхностной нижней эпигастральной ножки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
5. Препарирование сосудов и индукция ишемии
ПРИМЕЧАНИЕ: Лоскут полностью собран на этом этапе, но сосуды еще не подготовлены к ишемическому предварительному кондиционированию.
Рисунок 3: Микроскопический вид бедренных сосудов. Дистальные бедренные сосуды перевязываются. Нерв сохранился. Сторона рассечения представляет собой правую паховую складку (R). Увеличение: 40x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 4: Зажим проксимальных бедренных сосудов с помощью двух отдельных микрохирургических зажимов. Это позволяет лучше контролировать зажим, обеспечивая отсутствие артериального и ретроградного венозного кровотока. (А) показывает зажатые оба левых (L) бедренных сосуда. Видны поверхностные нижние эпигастральные сосуды (SIEA/SIEV). (B) показывает зажатую бедренную артерию и бедренную вену до пережатия на правой паховой складке животного (R). Увеличение: 40x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
6. Послеоперационный уход
Все лоскуты были жизнеспособными на POD5, демонстрируя хорошую васкуляризацию только SIEA. На рисунке 5 показан лоскут до и после внутривенной инъекции флуоресцеина, демонстрирующий полную васкуляризацию.
Рисунок 5: Немедленная внутривенная флуоресцентная ангиография (POD0). Эта оценка показывает васкуляризацию лоскута только SIEA. Зеленая флуоресценция показывает хорошо перфузированную ткань, включая всю лопасть лоскута. Увеличение: 40x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Программное обеспечение для анализа пикселей (см. Таблицу материалов) использовалось для объективной оценки живучести закрылков. Флуоресцентная флуоресценция находится в зеленой длине волны (использовалось окно от 115 до 255 нм). Выбирая окружность закрылка, программное обеспечение предоставляет процент пикселей, включенных в определенную длину волны. Это позволяет точно измерить живучесть лоскута, поскольку пиксели, включенные в некротические области, не находятся в пределах окна длины волны флуоресценции.
Представлены результаты двух контрольных моделей: отрицательной контрольной группы для подтверждения жизнеспособности данной модели аксиального фасциокожного лоскута без в/в и положительной контрольной группы для проверки его невыживаемости в случае лигирования на ПОД 5 без предварительного в/с текущей литературой16. На рисунке 6 показан экспериментальный дизайн для обеих этих контрольных моделей.
Рисунок 6: Временная шкала моделей контрольных групп. Все группы подверглись подъему лоскута на POD0. Отрицательную контрольную группу составили лоскутное наблюдение без хирургического вмешательства на сосудах лоскута. Положительная контрольная группа состояла из лигирования на POD5 без ишемического прекондиционирования. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Как видно на рисунке 7, отрицательная контрольная группа представила всю жизнеспособность лепестка закрылка. В этой группе выживаемость 99,50% ± 0,76% наблюдалась при POD10, где перевязка на питающих сосудах не проводилась. Все животные оставались здоровыми в течение этого периода наблюдения.
Рисунок 7: Ангиография отрицательного контроля при (A) POD5 и (B) POD10. Эта оценка показывает полную приживаемость лоскута без вмешательства на его ножку. Зеленая флуоресценция показывает хорошо перфузированную ткань, включая всю лопасть лоскута. Примечание: контрольные биопсии были взяты на этой реплике. Увеличение: 40x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Контрольная группа с положительным результатом перенесла такую же первоначальную операцию по удалению лоскута. Впоследствии, на POD5, сосуды прижигали, непосредственно перекрывая приток крови к лоскуту. Перед перевязкой внутримышечно не проводилось. На протяжении всего POD5-10 наблюдался прогрессирующий некроз лоскута, когда лоскут становился темным и затвердел. Как видно на рисунке 8А, лоскут после лигирования не показал никакой флуоресценции после внутривенной инъекции флуоресцеина, кроме кончика, в то время как окружающая кожа была перфузирована. К POD10 лоскут был жизнеспособным на 11,25% ± 1,58% его поверхности для всех реплик (рис. 8B), демонстрируя плохую автономизацию от его главной ножки на POD5. Интересно, что дистальный наконечник был единственной частью, которая была автономизирована и сохранилась в POD10.
Рисунок 8: Ангиография положительного контроля при (A) POD5 и (B) POD10 после лигирования. Отсутствие зеленой флуоресценции сразу после лигирования (А) свидетельствует об отсутствии перфузии лоскута, что свидетельствует об отсутствии неоваскуляризации. Это подтверждается при POD10 (B) с некрозом 85% кожной лопатки (черный/фиолетовый). Интересно, что дистальный конец является жизнеспособным и неоваскуляризированным (зеленая флуоресцентная часть лоскута). Увеличение: 40x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Группа (n = 3), использующая короткие циклы I.P., также была протестирована, чтобы продемонстрировать ценность этой модели. Животные прошли три цикла ишемии по 15 минут с последующей 15-минутной реперфузией путем пережатия и пережатия артерии и вены проксимального отдела бедренных сосудов, доступ к которым осуществлялся через паховую складку на POD0, 1, 2 и 3, перед перевязкой на POD516.
Визуально исследователи подтвердили функциональность периода зажима, наблюдая бледно-голубое обесцвечивание лоскута и потемнение крови в эпигастральных сосудах в периоды ишемии. Кроме того, исследователи вводили флуоресцеин в POD5 после лигирования и наблюдали сопоставимую выживаемость лоскута с положительной контрольной группой (13,67% ± 5,03% выживаемости лоскута), показывая, что этот протокол I.P. неэффективен в этой модели (рис. 9).
Рисунок 9: Статистический анализ жизнеспособности поверхности лоскута на POD10. Для сравнения групп были проведены U-тесты Манна-Уитни. Двусторонние p-значения показаны над U-образными линиями. Отрицательная контрольная группа (n = 4) показала выживаемость 99,5%. Положительная контрольная группа (n = 5) показала выживаемость 11,25%. Экспериментальная группа, например, показала выживаемость на 13,67%, показав незначительное улучшение по сравнению с положительным контролем (р = 0,86). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
В этой статье описывается воспроизводимая модель фасциокожного лоскута, собранная у крыс, что позволяет оценить IP. Этот пошаговый хирургический протокол дает исследовательским группам надежную модель для тестирования различных схем внутримышечного введения. Предотвращая любую васкуляризацию, кроме ножки, эта модель позволяет изучать неоваскуляризацию лоскута из раневого ложа и края. В этом исследовании лигирование проводилось на POD5, так как в предыдущих исследованиях наблюдалась автономизация этого лоскута у крыс на POD5-711,13,16. Эта модель призвана помочь в исследованиях ишемии-реперфузионного повреждения (IRI), которые оптимизируют и сокращают интервал, необходимый для полной автономизации. Таким образом, чтобы увидеть наиболее значимые результаты с ишемическим прекондиционированием, наша цель состояла в том, чтобы перевязать питающие сосуды после автономизации, но до полной неоваскуляризации лоскута (описанной на POD716).
Успех модели заключается в том, что во время забора кожного лоскута не происходит повреждения бедренных сосудов или сосудов SIE, что потребовало бы от хирурга поддержания визуализации сосудов в течение всей процедуры лоскута. Кроме того, дистальные бедренные сосуды должны быть правильно перевязаны, чтобы точно индуцировать ишемию через проксимальные сосуды без обратного потока, идущего из других сосудов. Эти шаги имеют решающее значение для наблюдения за экспериментальными результатами.
Преимущество этой модели заключается в том, что она сохраняет целостность эпигастральных сосудов, манипулируя бедренными сосудами, после тщательной подготовки сосудов, гарантируя, что проксимальные бедренные сосуды являются единственным источником крови для ножки SIEA. Преимущество заключается в том, что размер зажатых бедренных сосудов позволяет хорошо восстановить ее просвет. Напротив, венозный микрохирургический зажим может навсегда повредить эпигастральные сосуды, что потребует прекращения эксперимента. Кроме того, расслоение бедренного сосуда в паховой складке более доступно, чем в эпигастральной жировой подушечке после первоначальной операции из-за послеоперационного фиброза. Эта модель обеспечивает более безопасный доступ для повторяющихся операций, связанных с пережатием сосудов; Hsu et al.17 описали аналогичную модель для исследования IRI, но не описали процедуру.
Еще одним новшеством этой модели являются внутривенные инъекции флуоресцеина для подтверждения васкуляризации и жизнеспособности лоскута. Другие авторы описали внутривенные инъекции индоцианина зеленого (ICG) в крысином лоскутемодели 18,19, аналогично его использованию в клиниках20,21. Вместе с тем стоимость МКГ и конкретного необходимого аппаратного обеспечения является ограничением и, как представляется, не является эффективнымметодом22. Мы описали простую технику, которая может быть использована в любой лаборатории с простой деревянной лампой, позволяющей хорошо визуализировать жизнеспособность лоскута и васкуляризацию.
Одним из ограничений этой модели является невозможность правильной оценки двух лоскутов у одного и того же животного. Невозможно одновременно оценить как обработанный лоскут, так и биологический контроль из-за потенциальных эффектов дистанционного внутримышечного введения, спровоцированного пережатием ножки контралатерального лоскута23.
Клиническое применение ИП может улучшить выживаемость фасциокожного лоскута, предоставляя пластическим хирургам надежные протоколы последовательностей зажима/разжимения на столе. Некоторые авторы описали использование IP для более раннего деления ножки в лоскутах лба и лоскутах паха24,25. Тем не менее, протоколы I.P. должны быть оптимизированы, чтобы предоставить хирургам надежный инструмент, позволяющий использовать его чаще. Как локальное использование модели, которую мы описываем, так и дистанционное введение показывают многообещающие результаты в улучшении выживаемости кожно-фасциального лоскута26. Наконец, эта модель подходит для изучения ишемически-реперфузионных повреждений и системного ответа на такие виды стресса, что является областью научных интересов23.
В заключение, это точное описание надежной и воспроизводимой модели предлагает ценный инструмент для исследований внутримышечного вмешательства и ишемии-реперфузионного повреждения в модели фасциокожного лоскута крысы, предоставляя исследователям более крупные сосуды для манипулирования и доступа по сравнению с предыдущими моделями.
У всех авторов нет финансовой заинтересованности, которую можно было бы заявлять.
Эта работа финансировалась Массачусетской больницей общего профиля (W.G.A.) и Shriners Children's Boston (B.U, K.U, C.L.C). Y.B и I.F.V.R финансируются детскими больницами Shriners (ID предложения: #970280 и #857829 соответственно).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 mL Syringe Luer-Lok Tip | BD | 309628 | |
3-0 Ethilon 18” Black Monofilament Nylon suture | Ethicon | ETH-663H | |
8-0 Ethilon 12” Black Monofilament Nylon suture | Ethicon | 1716G | |
Adson Atraumatic Forceps | Aesculap Surgical Instruments | BD51R | |
Akorn Fluorescein Injection USP 10% Single Dose Vial 5 mL | Akorn | 17478025310 | |
Betadine Solution 5% Povidone-Iodine Antiseptic Microbicide | PBS Animal Health | 11205 | |
Bipolar Cords | ASSI | ASSI.ATK26426 | |
Buprenorphine Hydrochloride Injection | PAR Pharmaceutical | 3003406C | This concentration needs to be diluted for rodents. |
Depilatory product – Nair Hair remover lotion | Nair | NC0132811 | |
Ear tag applier | World Precision Instruments | NC0038715 | |
Gauze Sponges | Curity | 6939 | |
Isoflurane Auto-Flow Anesthesia Machine | E-Z Systems | EZ-190F | |
Isoflurane, USP | Patterson Veterinary | 1403-704-06 | |
Jewelers Bipolar Forceps Non-Stick 11 cm, straight pointed tip, 0.25 mm tip diameter | ASSI | ASSI.BPNS11223 | |
Lone Star elastic stays | Cooper Surgical | 3311-1G | |
Lone star Self-retaining retractor | Cooper Surgical | 3304G | |
Metronidazole tablets USP | Teva | 500111-333-06 | |
Micro spring handle scissors | AROSurgical | 11.603.14 | |
Microscope (surgical) | Leica | M525 F40 | |
Microsurgical clamp applying forceps | Ambler Surgical | 31-906 | |
Microsurgical clamps (x2) | Millennium Surgical | 18-B1V | |
Microsurgical Dumont #4 forceps | Dumont Swiss made | 1708-4TM-PO | |
Microsurgical needle holder | ASSI | B-14-8 | |
Needle holder | World Precision Instruments | 501246 | |
Nosecone for Anesthesia | World Precision Instruments | EZ-112 | |
Pixel analysis software | GNU Image Manipulation Program v2.10 | GIMP | GNU Open licence |
PrecisionGlide Needle 27 G | BD | 305109 | |
Ragnell Scissors | Roboz Surgical | RS-6015 | |
Rimadyl (carprofen) | Zoetis | 10000319 | This concentration needs to be diluted for rodents |
Scientific Elizabethan collar (e-collar) for Rats | Braintree Scientific | NC9263311 | |
Small animal ear tag | National Band & Tag Company | Style 1005-1 | |
Small Animal Heated Operating Table (Adjustable) | Peco Services Ltd | 69023 | |
Sterile towel drape | Dynarex Corporation | 4410 | |
Sterile water for injection and irrigation | Hospira | 0409488724-1 | |
Surgical scrub – BD ChloraPrep Hi-Lite Orange 3 mL applicator with Sterile Solution | BD | 930415 | |
UV lamp | UVP | UVL-56 | |
Webcol Alcohol prep pads | Simply Medical | 5110 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены