Wir möchten uns bei den folgenden Personen für ihren Beitrag zu diesem Projekt zu bestätigen: Kakali Sarkar, PhD, Joani Christensen, BS, Kate Buretta, BS, Nance Yuan, BS, William Lehao, MD, Johanna Grahammer, Georg Furtmüller, MD, Erin Rada MD, Mohammed Al-Rakan MD, Karim Sarhane MD, Saami Khalifian, BS, Mao Qi, MD, und Angelo Leto Barone MD, VCA-Labor, Abteilung für Plastische und Rekonstruktive Chirurgie, Johns Hopkins University School of Medicine, Janis Taube, MD, Mark Fischer, MD, Abteilung für Dermatologie und Pathologie der Johns Hopkins University School of Medicine, Sue Eller, Minimal Invasive Chirurgie Training Center der Johns Hopkins University School of Medicine und Cheng-Hung Lin, Chang Gung MD Memorial Hospital, Linkou, Taiwan. Fördermittelgeber: Armed Forces Institute of Regenerative Medicine (DoD W81XWH-08-2 bis 0032)

In diesem Video-Veröffentlichung wurden alle Tierverfahren in Übereinstimmung mit einer von der Johns Hopkins University Institutional Animal Care und Verwenden Committee (IACUC) zugelassen Tier-Protokoll durchgeführt. 1. Die präoperative Planung <ol><li> Wir nutzen MHC definierten Inzucht MGH Miniaturschweinen (15-20 kg) in unserem translationale Studien für Gliedmaßen Allotransplantationen wobei eines männlichen Spenders bietet Gliedmaßen für zwei weibliche Empfänger (Abbildung 1). Vor der Operation, Spender-und Empfängertieren werden gründlichen klinischen Beurteilung durch einen Tierarzt. </li><li> Um Anästhesie und Ischämie zu minimieren, Spender und Empfänger Verfahren werden gleichzeitig auf drei OP-Tische in einem großen Tier gewidmet Operationssaal durchgeführt. Teamwork und Koordination zwischen OP-Teams sowie dem Veterinärpersonal sind entscheidend für den Gesamterfolg dieses Verfahrens. Der Operationsplan wird mit dem Tier Team in einer formellen Sitzung 1 diskutiert-2 Wochen vor dem Tag der Operation. </li><li> Eine getunnelte zentrale Venenkatheter (7 Fr Doppellumen-Katheter Hickman) in einer externen oder internen Halsschlagader jedes Empfängertieres vor der Transplantation für Immunsuppressivum Füllstandsüberwachung und die intravenöse Verabreichung von Immunsuppressiva und / oder immunmodulatorische Medikamente platziert. Diese Katheter werden unter direkter Sicht durch eine venöse Cut-down-Technik gesetzt und getunnelt posterior auf der dorsalen Hals und hoch zu verlassen mit Monofilament nicht resorbierbaren Nahtmaterial und Klebstoff Bandage Wrap um den Hals befestigt. </li><li> Halten Sie Tiere NPO (keine feste Nahrung, sondern dürfen Wasser ad lib) mindestens 12 Stunden vor der Operation. </li><li> Am Tag der Operation, ruhigere Tiere mit Ketamin 20 mg / kg Xylazin und 2 mg / kg IM. </li><li> Legen Sie ein entsprechend dimensioniertes Endotrachealtubus und verbinden Sie es mit dem Anästhesiegerät und Ventilator (gehalten auf Isofluran 0,5-3%) </li><li> Legen Sie eine intravenöse Katheter in einer Ohrrandvene und verwaltenbezogen 0,9% Kochsalzlösung während des gesamten Verfahrens. </li><li> Verwalten vorbeugende Analgesie (Buprenorphin 0,02 mg / kg IV). </li><li> Verwalten prophylaktische Antibiotika (Cefazolin 20-25 mg / kg IV) vor dem ersten Schnitt auf Spender und Empfänger Tieren. </li><li> Verwenden steriler Technik in allen Verfahren, die beiden Empfängern und Gebern. Dies schließt die Verwendung von Autoklaven behandelt oder sterilisiert Instrumente, Masken, Kopfhauben, sterile OP-Kittel und sterile Handschuhe. Rasieren Sie den Bereich des Einschnitts mit einer Schneidemaschine und desinfizieren mit Betadine Wechsel Lösung und Alkohol. </li></ol> Die intraoperative Monitoring: <ol><li> Nach der Einleitung und Intubation Aufrechterhaltung einer Narkose mit einem Inhalationsgemisch 0,5-3% Isofluran in Sauerstoff. </li><li> Überwachung der Herzfrequenz, Pulsoximetrie, EKG, endexspiratorischen CO 2 und rektale Temperatur kontinuierlich und notieren alle 15 min. </li><li> Verhindern Sie mit einer Hypothermie Bair Hugger warmen Umluftdecke. </li></ol><ol><li> Legen Sie das Spendertier in Rückenlage auf dem Operationstisch drapieren und steril. </li><li> Verwenden Sie in der Nähe von Infrarot-Laser-Angiographie Locher Gefäße anteromedialen Haut identifizieren. Inject Indocyaningrün bei ca. 0,06 mg / kg in 2-5 ml normaler Kochsalzlösung durch periphere Gefäßzugang verdünnt. Etwa 10 Sekunden später, führen 30 sec-2 min von Nah-Infrarot-Aufnahmen. Verwenden Sie das Video von den Aufnahmen zu Locher identifizieren. Basierend auf Perforatoren Markieren eines Bereichs der Haut (ca. 100 cm 2) für die Überwachung. </li><li> Verwenden Sie ein Skalpell, um eine Leistenhautschnitt in der Kontinuität mit Markierungen für die Haut Paddel (Abbildung 2) zu machen. </li><li> Identifizieren Oberschenkelgefäße und isolieren sie distal der Ebene der suprageniculate Filialen und proximal zu der Ebene des Leistenbandes. </li><li> Präparieren Sie die Haut-und Unterhautgewebe, während preserving die Fläche der Schaufelhaut. Nähen Sie die Ränder der Haut darunter liegenden Muskeln zu Kontraktion während Klappe Ernte zu vermeiden. </li><li> Führen Sie eine Osteotomie knapp über dem Tarsus mit einer Säbelsäge (Electric Pen Drive, Synthes, West Chester PA). </li><li> Teilen Sie die Muskeln in der proximalen Oberschenkel mit Elektrokauter. </li><li> Teilen Sie die Oberschenkelknochen in der Mitte der Welle Verlassen einer osteomyocutanene Klappe auf einem Gefäßstiel. Die Klappe enthält die Haut Paddel, zugrunde liegende Oberschenkel-Muskulatur, Kniegelenk, distale Femur und Tibia, die intakt vaskularisierten Knochenmark mit seiner einzigartigen immunologischen Funktionen beinhaltet. </li><li> Verwenden Knochenwachs zur Blutstillung in den Markräumen zu erreichen. Glatte Knochenkanten mit ronjeurs in Vorbereitung für den Empfänger. </li><li> Halten Sie das Transplantat durchströmt auf seinem Gefäßstiel bis Oberschenkelgefäße des Empfängers werden hergestellt (Abbildung 3). </li><li> Sobald der Empfänger Präparation abgeschlossen ist, abzubinden der Spenderoberschenkelgefäße proximalen wie möglich einnd ziehen das Transplantat mit Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat (HTK, Custodiol, Newtown PA) vor der Transplantation. HINWEIS: Der Spender Schenkel auf der kontralateralen Seite des Empfängers, dh dem linken Schenkel Spender für die rechte Seite des Empfängers und dem rechten Schenkel Spender für die linke Seite des Empfängers) transplantiert. </li><li> Euthanize das Spenderschwein unmittelbar nach der Ernte der zweite Hinterbein unter Verwendung von 100 mg / kg IV Natriumpentobarbital. Der Tod wird durch die Veterinärpersonal pro etablierten Protokoll bestätigt. </li></ol> 4. Empfänger Verfahren (Hind Gliedmaßen Allotransplantation) <ol><li> Starten Sie den Empfänger Einleitung und Intubation sofort nach der ersten Geberschnitt die Vorbereitung des Empfängers Schiffe zu ermöglichen, während der Spender Gliedmaßen geerntet wird. Dadurch werden unnötige Wartezeiten und reduziert die Gesamtzeit für die Anästhesie Spender und Empfänger. </li><li> Positionieren Sie das Tier in Rückenlage mit einer Drehung von 30 ° auf der Bedienseite zu allow Exposition der dorsolateralen Seite. </li><li> Machen Sie einen Leistenschnitt und setzen die Oberschenkelgefäße, isolieren sie distal der Ebene der suprageniculate Filialen und proximal zu der Ebene des Leistenbandes. </li><li> Erstellen Sie eine subkutane Tasche von der Leiste bis dorsolateralen Bauchwand für das Transplantat Einsatz (Abbildung 4). </li><li> Ligation der Spenderbehälter und spülen Sie das Transplantat mit HTK. </li><li> Führen Sie das Transplantat Einsatz invertiert: Haben die Haut Paddel gegen dorsolateralen zu einfach Immunmonitoring in einer stehenden Position und die abgeschnittenen Enden der Oberschenkelgefäße gegen kaudal, um End-to-End-Gefäßanastomosen ohne Spannung auf den Schiffen erlauben (ermöglichen Abbildung 5). </li><li> Wenn vorhanden, verwenden Sie einen Gefäßkopplungsvorrichtung (Synovis, St. Paul MN) für venöse Anastomosen (Größe 2,5 bis 3,5 ist geeignet für 10-20 kg Tiere). Diese Ischämie Zeit signifikant reduziert im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren. </li><li> Führen arteriellen anastomoses mit einem herkömmlichen Nahttechnik mit 9-0 Faden (Synovis, St. Paul MN) </li><li> Nach Gefäßdurchgängigkeit bestätigt ist, sichern das Transplantat an Ort und Stelle mit 3-0 PDS-Nähte (Abbildung 5). Die Muskeln des Transplantats an der Bauchmuskulatur vernäht. Die Pfropf Muskeln nicht auf die Empfänger Oberschenkelmuskulatur vernäht, da es schädlich sein, wenn das Tier bewegt sich um den Käfig. Werden </li><li> Exteriorisieren die Haut Paddel auf der dorsolateralen Seite für die Immunüberwachung (Abbildung 6) und nähen es mit der benachbarten Haut mit 3-0 Vicryl subkutanen Nähten und 4-0 Monofilament resorbierbaren Hautnähte unterbrochen. </li><li> Schließen Sie die Haut in der Leistengegend Schichten mit 3-0 Vicryl subkutanen Nähten und 4-0 Monofilament resorbierbaren Hautnähte unterbrochen. </li><li> Legen Sie ein 50-100 mcg / h Fentanyl-Pflaster für die postoperative Analgesie. </li><li> Nach der Hintergliedmaße Allograft Transplantation, bringen Sie das Tier in das Stift einmal wach und Atem bequem auf seine eigenen.</li>
</ol>

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	<li>Barth, R. N., Rodriguez, E. D., Mundinger, G. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vascularized+bone+marrow-based+immunosuppression+inhibits+rejection+of+vascularized+composite+allografts+in+nonhuman+primates.">Vascularized bone marrow-based immunosuppression inhibits rejection of vascularized composite allografts in nonhuman primates.</a> Am. J. Transplant. 11 (7), 1407-1416 (2011).</li><li>Brandacher, G., Gorantla, V. S., Schneeberger, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hand/Forearm+transplantation+using+a+novel+cell-based+immunomodulatory+protocol-experience+with+five+patients.">Hand/Forearm transplantation using a novel cell-based immunomodulatory protocol-experience with five patients.</a> Am. J. 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A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tolerance+to+composite+tissue+allografts+across+a+major+histocompatibility+barrier+in+miniature+swine.">Tolerance to composite tissue allografts across a major histocompatibility barrier in miniature swine.</a> Transplantation. 27, 514-521 (2004).</li><li>Ibrahim, Z., Busch, J., Awwad, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selected+physiologic+compatibilities+and+incompatibilities+between+human+and+porcine+organ+systems.">Selected physiologic compatibilities and incompatibilities between human and porcine organ systems.</a> Xenotransplantation. 13 (6), 488-499 (2005).</li><li>Kirk, A. 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K., Ren, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Swine+composite+tissue+allotransplant+model+for+preclinical+hand+transplant+studies.">Swine composite tissue allotransplant model for preclinical hand transplant studies.</a> Microsurgery. 20, 400-406 (2000).</li><li>Ust&#252;ner, E. T., Zdichavsky, M., Ren, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+composite+tissue+allograft+survival+in+a+porcine+model+with+cyclosporine/mycophenolate+mofetil+therapy.">Long-term composite tissue allograft survival in a porcine model with cyclosporine/mycophenolate mofetil therapy.</a> Transplantation. 661, 581-587 (1998).</li><li>Wachtman, G. S., Wimmers, E. G., Gorantla, V. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologicals+and+donor+bone+marrow+cells+for+targeted+immunomodulation+in+vascularized+composite+allotransplantation:+a+translational+trial+in+swine.">Biologicals and donor bone marrow cells for targeted immunomodulation in vascularized composite allotransplantation: a translational trial in swine.</a> Transplant Proc. 43, 3541-3544 (2011).</li></ol>

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen konkurrieren.

Historisch gesehen, enthalten die heterotope Transplantation Hinterbein Protokoll Exteriorisation einer Haut Paddel auf der ventralen Bauchwand und die Behälter wurden in einem Ende-an-Seite-Weise anastomosiert (Hettiarachty 2004). Jedoch im modifizierten Verfahren eine invertierte Klappe Insetting-und End-zu-End-Anastomosen bringen die Haut Paddel seitlich weiter und erleichtert die Immunüberwachung in einer stehenden Position des Tieres damit. Die Identifizierung des Nervus Arterie und die Zonen maximaler Perfusion ...

Vaskularisierte Composite-Allotransplantation (VCA), wie zB Hand-und Gesichtstransplantationen sind jetzt eine klinische Realität mit zahlreichen Hand-und Gesichtstransplantationen weltweit 12 durchgeführt. Trotz der Tatsache, dass die frühen und Zwischenergebnisse günstige und sehr ermutigend 2 sind, die Anforderung von chronischen Immunsuppression multi weiterhin seine weitverbreitete klinische Anwendung zu begrenzen. Die Fortschritte in Mausmodellen der VCA einschließlich Super-und mikrochirurgischen Anastomosen nonsuture Manschette Techniken 13, 3 haben den Weg zu einem besseren Verständnis der Alloimmune Antworten in VCA gepflastert. Myriaden von immunmodulatorischen Protokollen für klinische Anwendungen auf der Grundlage unserer besseren Verständnis der Immunmechanismen in VCA vorgeschlagen worden, aber sie müssen in einem Großtiermodell, die vernünftigerweise voraus ihrer Leistung in den Menschen 7 wäre validiert. Basierend auf physiologische und immunologische Ähnlichkeiten zwischen Mensch und Schwein Organsysteme <sup&gt; 6, kann die Schweine VCA-Modelle betrachtet werden zuverlässige und kostengünstige Alternativen zu Eckzahn 9 und nichtmenschlichen Primatenmodelle ein. Dieser Artikel bietet einen detaillierten Überblick über die Methodik in unserem MHC definierten Schweine heterotope Hinterbein Transplantationsmodell, das als Grundlage für unsere aktuellen und zukünftigen immunmodulatorische Strategien zur Induktion von Immuntoleranz VCA und damit Verbreiterung der klinische Anwendung dient. Wir nutzen die gut charakterisierten Inzucht Schweine, die speziell für den Einsatz in der Transplantations-Forschung 11 gezüchtet, um Homozygotie an der Schweine Leukozyten-Antigen Locus. Wir erheben eine gefäß osteomyocutanene Klappe basierend auf Oberschenkelgefäße. Die Klappe enthält intakt vaskularisierten Knochenmark im distalen Femur und der proximalen Tibia. Anteromedialen Oberschenkelhaut wird auch in dem Transplantat enthalten und ist mit dem dorsolateralen Aspekt der Empfängertier für die Immunüberwachung des am meisten immunogene Komponente o exteriorisiertf der VCA. Dorsolateralen Positionierung erleichtert die klinische Untersuchung im Stehen und Sitzen Positionen und hält die Haut Allograft auch relativ sauber. Ustener et al. Eingeführt einer der ersten Großtiermodelle in Translations VCA durch die Transplantation von Radial forelimb osteomyocutanene Klappen in outbred Bauernhof Schweine 15. Die Gruppe verwendet dieses Modell, um das erste Mal, dass die akute Abstoßung der VCA, die die hoch immunogen Hautkomponente enthalten könnte verzögert und mit einem klinisch relevanten Strategie behandelt werden, ohne nennensdrogenspezifische Komplikationen und Nebenwirkungen zu zeigen. Die in dieser Studie positive Ergebnisse später baute einen grundlegenden Schritt in der Entwicklung medikamentöser Menschen rekonstruktive Transplantation. Obwohl diese frühen Schwein VCA Modelle waren für die Entwicklung von Protokollen zur Ablehnung von Haut, Muskeln, Knochen, Nerven und Gefäße sie spezialisierte Strukturen wie Gelenk cartilag fehlte verhindern gut geeignete und synovialen Membranen der Gelenke. Spätere Bemühungen wurden mit der medialen Ziffer des Tieres, das in voller Länge Guss Platzierung notwendig, um zu verhindern Transplantat dislodgement 14 fokussiert. Obwohl geeignet, Ablehnung aller Hauptkomponenten von Gliedmaßen-Transplantation zu untersuchen, eine der wichtigsten Einschränkungen dieses Modell war nach der Transplantation ambulanten Schwierigkeiten aufgrund Platzierung gegossen. So heterotope Schweineschenkel Allotransplantationen Modelle, bestehend aus dem Schienbein, Wadenbein, Kniegelenk, distale Femur umgebenden Muskeln und Haut ein Paddel, wurden geschaffen, um vor allem immunologische Aspekte der VCA studieren, während es dem Tier, sich frei mit minimalen postoperativ ambulate morbidit 8 . Die Entwicklung von gut charakterisierten SLA definierten Inzucht-Schweine durch die Pionierarbeit von Dr. David H. Sachs führte zu einer neuen Ära der translationalen Forschung VCA. Mit Hilfe eines heterotopen Hinterbein Transplantationsmodell in einer Moll-Antigen-Mismatch-Einstellung, Mathes et al. zeigten 10 unbestimmte Überleben des Muskel-Skelett-Komponenten mit einer kurzen Verlauf der Cyclosporin-Behandlung. Die Hautkomponente Überleben war jedoch nur im Vergleich zu Kontrollen ohne Behandlung verlängert. Der Verlust der Hautkomponente des Transplantats auf einem isolierten und hoch kräftigem Immunantwort, insbesondere der Epidermis zurückzuführen. Ebenso voll mit nicht übereinstimm Schweine mit T-Zell-Depletion, einem kurzen Kurs von Cyclosporin und Zytokin mobilisiert Spender periphere mononukleare Blutzellen induzierte Toleranz nur auf Muskel-Skelett-Komponenten und die Hautkomponente noch abgelehnt 5. Dieses Phänomen, genannt &quot;Split-Toleranz&quot;, brachte einen Paradigmenwechsel in der Forschung VCA mit einem größeren Fokus auf die hoch immunogen Haut-Komponente, die ein integraler Bestandteil der Mehrheit der rekonstruktiven Transplantationen bis heute durchgeführt wird. In diesem modifizierten Modell verwenden wir Ende-zu-Ende-Anastomose von ligating der Empfänger Femoralarterie und Drehen kranial (Abbildung 1). Dies reduziert nicht nur Ischämie Zeit, indem sie die Verwendung eines herkömmlichen Kupplungsvorrichtung, sondern vermindert auch die Wahrscheinlichkeit von Anastomosen Versagen. Es wurden keine ischämische Ereignisse nach Ligation der A. femoralis in unserem Empfänger darauf hinweist, dass Sicherheiten Verkehr war ausreichend, um Durchblutung auf die native Bein stellen beobachtet. Zusätzlich wird in diesem modifizierten Verfahren wird der ausgelagerten Hautkomponente auf der Basis der zugrundeliegenden Perforator Gefäße mobilisiert und seitlich (Fig. 1) im Gegensatz zu einer ventralen Leistenposition in dem traditionellen Modell 10 positioniert. Dies ermöglicht eine einfache Visualisierung des Transplantats für die Immunüberwachung im Stehen oder Sitzen des Tieres. Daher ist eine zuverlässige und reproduzierbare Großtiermodell wichtig, Toleranzinduktion Strategien gegen die Hautkomponente von VCA zu untersuchen und zu entwickeln, um neue noninvasive Immunüberwachungsstrategien für eine bessere Vorhersage des Transplantatüberleben.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of the Reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue Number</td>
			<td>Comments (optional)</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>HTK</td>
			<td>Custodial</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Electric Pen Drive</td>
			<td>Synthes, Westchester PA </td>
			<td>05.001.011 </td>
			<td>Reciprocating saw</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Vascular Coupling device</td>
			<td>Synovis, Newtown PA</td>
			<td>21003B</td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

a modified heterotopic swine hind limb transplant model for translational vascularized composite allotransplantation (vca) research

Vaskularisierte Composite-Allotransplantation (VCA), wie zB Hand-und Gesichtstransplantationen stellen eine praktikable Behandlungsoption für komplexe Muskel-Skelett-Trauma und Gewebeverlust verheerend. Trotz günstiger und sehr ermutigend frühen und mittleren funktionellen Ergebnisse, die Ablehnung des hoch immunogen Hautkomponente eines VCA und mögliche nachteilige Auswirkungen der chronischen Multi-Drug-Immunsuppression weiterhin eine breite klinische Anwendung der VCA zu behindern. Daher Forschung in diesem Roman Feld muss auf translationale Studien, einzigartige immunologische Merkmale der VCA zu konzentrieren und neue immunmodulatorische Strategien zur Immunmodulation und Toleranzinduktion folgenden VCA, ohne die Notwendigkeit für langfristige Immunsuppression zu entwickeln. Dieser Artikel beschreibt eine zuverlässige und reproduzierbare translationale Großtiermodell der VCA, die aus einem osteomyocutanene Klappe in einer MHC-definiert Schweine heterotope Hinterbein Allotransplantationen besteht. BrieFly, ist ein gut vaskularisiert Haut Paddel in anteromedialen Oberschenkelbereich mit Nah-Infrarot-Laser-Angiographie identifiziert. Die zugrunde liegenden Muskeln, Kniegelenk, distale Femur und Tibia sind auf einer Oberschenkelgefäßstiel geerntet. Dies kann als Allograft sowohl ein VCA und eine gefäßKnochenMarkTransplantation mit seiner einzigartigen Immun privilegierte Funktionen werden. Das Transplantat wird mit einer subkutanen Bauchtasche im Empfängertier mit einer Hautkomponente zu der dorsolateralen Region für die Immunüberwachung exteriorisiert transplantiert. Drei Operationsteams arbeiten gleichzeitig an einem gut koordinierten Art und Weise auf die Anästhesie und Ischämie Zeiten zu reduzieren und dadurch die Verbesserung der Effizienz dieses Modells und die Verringerung der potenzielle Störfaktoren in Versuchsprotokollen. Dieses Modell dient als Grundlage für zukünftige therapeutische Strategien zur Reduzierung und möglicherweise die Notwendigkeit für chronische Multi-Drug-Immunsuppression bei VCA soll.

Vierundzwanzig SLA definierten Schweinehinterbein heterotope Transplantationen wurden unter Verwendung unserer modifizierte Technik mit einer mittleren Ischämiezeit von 78 min (Bereich: 62-94 min). Graft Einsatz und dorsolateralen Haut Paddel Positionierung wurden ohne Schwierigkeiten in allen Tieren erreicht. Nah-Infrarot-Laser-Angiographie zeigte eine hervorragende Transplantatdurchblutung in allen Empfängern. Die ersten zwölf Anastomosen wurden mit herkömmlichen Nahttechniken, während die letzten zwölf Anastomo...

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A Modified Heterotopic Swine Hind Limb Transplant Model for Translational Vascularized Composite Allotransplantation VCA Research

Vaskularisierte Verbund Allotransplantations (VCA) haben eine klinische Realität werden. Allerdings ist eine breite klinische Anwendung des VCA durch chronische Multi-Drug-Immunsuppression begrenzt. Die Autoren stellen eine zuverlässige und reproduzierbare Großtiermodell, um neue immunmodulatorische Strategien, die Minimierung oder Beseitigung potenziell die Notwendigkeit der Immunsuppression in VCA übersetzen kann.

Eine modifizierte Heterotope Schweine Hind Gliedmaßen-Transplantation Modell für Translationale Vaskularisierte Composite-Allotransplantation (VCA) Forschung

Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) such as hand and face transplants represent a viable treatment option for complex musculoskeletal trauma ...

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A Modified Heterotopic Swine Hind Limb Transplant Model for Translational Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) Research

12.4K Aufrufe.  Johns Hopkins University School of Medicine.  Vaskularisierte Verbund Allotransplantations (VCA) haben eine klinische Realität werden. Allerdings ist eine breite klinische Anwendung des VCA durch chronische Multi-Drug-Immunsuppression begrenzt. Die Autoren stellen eine zuverlässige und reproduzierbare Großtiermodell, um neue immunmodulatorische Strategien, die Minimierung oder Beseitigung potenziell die Notwendigkeit der Immunsuppression in VCA übersetzen kann. 

Serie: A Modified Heterotopic Swine Hind Limb Transplant Model for Translational Vascularized Composite Allotransplantation VCA Research

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.

Eine modifizierte Methode zur Heterotope Maus Herz-Transplantation

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 ...

Forschung

Medizin

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.

Murine Heterotope Heart Transplant-Technik

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 ...

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.

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 Novel Mikromodell für Heterotope, En Bloc Brustwand, Thymus und Herz-Transplantation bei Mäusen

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

Orthotopic Hind Limb Transplantation in the Mouse

In vivo animal model systems, and in particular mouse models, have evolved into powerful and versatile scientific tools indispensable to basic and translational research in the field of transplantation medicine. A vast array of reagents is available exclusively in this setting, including mono- and polyclonal antibodies for both diagnostic and interventional applications. In addition, a vast number of genotyped, inbred, transgenic, and knock out strains allow detailed investigation of the individual contributions of humoral and cellular components to the complex interplay of an immune response and make the mouse the gold standard for immunological research. 
Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) delineates a novel field of transplantation using allografts to replace "like with like" in patients suffering traumatic or congenital tissue loss. This surgical methodological protocol shows the use of a non-suture cuff technique for super-microvascular anastomosis in an orthotopic mouse hind limb transplantation model. The model specifically allows for comparison between established paradigms in solid organ transplantation with a novel form of transplants consisting of various different tissue components. Uniquely, this model allows for the transplantation of a viable vascularized bone marrow compartment and niche that have the potential to exert a beneficial effect on the balance of immune acceptance and rejection. This technique provides a tool to investigate alloantigen recognition and allograft rejection and acceptance, as well as enables the pursuit of functional nerve regeneration studies to further advance this novel field of transplantation.

This novel model for orthotopic hind limb transplantation in the mouse, applying a non-suture cuff technique for super-microvascular anastomosis, provides a powerful tool for in&#160;vivo mechanistic immunological research related to vascularized composite allotransplantation (VCA).

Orthotopische Hind Gliedmaßen Transplantation in der Maus

In vivo animal model systems, and in particular mouse models, have evolved into powerful and versatile scientific tools indispensable to basic and ...

Mouse Model for Pancreas Transplantation Using a Modified Cuff Technique

Mouse models have several advantages in transplantation research, including easy handling, a variety of genetically well-defined strains, and the availability of the widest range of molecular probes and reagents to perform in vivo as well as in vitro studies. Based on our experience with various murine transplantation models, we developed a heterotopic pancreas transplantation model in mice with the intent to analyze mechanisms underlying severe ischemia reperfusion injury-associated early graft damage. In contrast to previously described techniques using suture techniques, herein we describe a new procedure using a non-suture cuff technique. 
In recent years, we have performed more than 300 pancreas transplantations in mice with an overall success rate of &gt;90%, a success rate never described before in mouse pancreas transplantation. The backbone of this non-suture cuff technique for graft revascularization consists of two major steps: (I) pulling the recipient vessel over a polyethylene/polyamide cuff and fixing it with a circumferential ligature, and (II) placing the donor vessel over the everted recipient vessel and fixing it with a second circumferential ligature. The resultant continuity of the endothelial layer results in less thrombogenic lesions with high patency rates and, finally, high success rates.
In this model, arterial anastomosis is achieved by pulling the abdominal aorta of the donor graft over the everted common carotid artery of the recipient animal. Venous drainage of the graft is achieved by pulling the portal vein of the graft over the everted external jugular vein of the recipient. This manuscript provides details and crucial steps of the organ recovery and organ implantation procedures, which will allow researchers with microsurgical skills to perform the transplantation successfully in their laboratories.

Among abdominal solid organ transplantation, pancreatic grafts are prone to develop severe ischemia reperfusion injury-associated graft damage, leading eventually to early graft loss. This protocol describes a model of murine pancreas transplantation using a non-suture cuff technique, ideally suited for analyzing these early, deleterious damages.

Maus-Modell für die Bauchspeicheldrüse Transplantation mit einer modifizierten Manschette-Technik

Mouse models have several advantages in transplantation research, including easy handling, a variety of genetically well-defined strains, and the ...

Surgical Angiogenesis in Porcine Tibial Allotransplantation: A New Large Animal Bone Vascularized Composite Allotransplantation Model

Segmental bone loss resulting from trauma, infection malignancy and congenital anomaly remains a major reconstructive challenge. Current therapeutic options have significant risk of failure and substantial morbidity.
Use of bone vascularized composite allotransplantation (VCA) would offer both a close match of resected bone size and shape and the healing and remodeling potential of living bone. At present, life-long drug immunosuppression (IS) is required. Organ toxicity, opportunistic infection and neoplasm risks are of concern to treat such non-lethal indications.
We have previously demonstrated that bone and joint VCA viability may be maintained in rats and rabbits without the need of long-term-immunosuppression by implantation of recipient derived vessels within the VCA. It generates an autogenous, neoangiogenic circulation with measurable flow and active bone remodeling, requiring only 2 weeks of IS. As small animals differ from man substantially in anatomy, bone physiology and immunology, we have developed a porcine bone VCA model to evaluate this technique before clinical application is undertaken. Miniature swine are currently widely used for allotransplantation research, given their immunologic, anatomic, physiologic and size similarities to man. Here, we describe a new porcine orthotopic tibial bone VCA model to test the role of autogenous surgical angiogenesis to maintain VCA viability.
The model reconstructs segmental tibial bone defects using size- and shape-matched allogeneic tibial bone segments, transplanted across a major swine leukocyte antigen (SLA) mismatch in Yucatan miniature swine. Nutrient vessel repair and implantation of recipient derived autogenous vessels into the medullary canal of allogeneic tibial bone segments is performed in combination with simultaneous short-term IS. This permits a neoangiogenic autogenous circulation to develop from the implanted tissue, maintaining flow through the allogeneic nutrient vessels for a short time. Once established, the new autogenous circulation maintains bone viability following cessation of drug therapy and subsequent nutrient vessel thrombosis.

Currently any kind of vascularized composite allotransplantation depends on long-term-immunosuppression, difficult to support for non-life-critical indications. We present a new porcine tibial VCA model that can be used to study bone VCA and demonstrate the use of surgical angiogenesis to maintain bone viability without the need of long-term immune-modulation.

Chirurgische Angiogenese in porcinen tibiale Allotransplantation: eine neue große Tierknochen durchblutet zusammengesetzte Allotransplantation Modell

Segmental bone loss resulting from trauma, infection malignancy and congenital anomaly remains a major reconstructive challenge. Current therapeutic ...

Preclinical Model of Hind Limb Ischemia in Diabetic Rabbits

Peripheral vascular disease is a widespread clinical problem that affects millions of patients worldwide. A major consequence of peripheral vascular disease is the development of ischemia. In severe cases, patients can develop critical limb ischemia in which they experience constant pain and an increased risk of limb amputation. Current therapies for peripheral ischemia include bypass surgery or percutaneous interventions such as angioplasty with stenting or atherectomy to restore blood flow. However, these treatments often fail to the continued progression of vascular disease or restenosis or are contraindicated due to the overall poor health of the patient. A promising potential approach to treat peripheral ischemia involves the induction of therapeutic neovascularization to allow the patient to develop collateral vasculature. This newly formed network alleviates peripheral ischemia by restoring perfusion to the affected area. The most frequently employed preclinical model for peripheral ischemia utilizes the creation of hind limb ischemia in healthy rabbits through femoral artery ligation. In the past, however, there has been a strong disconnect between the success of preclinical studies and the failure of clinical trials regarding treatments for peripheral ischemia. Healthy animals typically have robust vascular regeneration in response to surgically induced ischemia, in contrast to the reduced vascularity and regeneration in patients with chronic peripheral ischemia. Here, we describe an optimized animal model for peripheral ischemia in rabbits that includes hyperlipidemia and diabetes. This model has reduced collateral formation and blood pressure recovery in comparison to a model with a higher cholesterol diet. Thus, the model may provide better correlation with human patients with compromised angiogenesis from the common co-morbidities that accompany peripheral vascular disease.

We describe a surgical procedure used to induce peripheral ischemia in rabbits with hyperlipidemia and diabetes. This surgery acts as a preclinical model for conditions experienced in peripheral artery disease in patients. Angiography is also described as a means to measure the extent of introduced ischemia and recovery of perfusion.

Präklinische Modell von Hind Limb Ischemia in diabetischen Kaninchen

Peripheral vascular disease is a widespread clinical problem that affects millions of patients worldwide. A major consequence of peripheral vascular ...

Modified Heterotopic Hindlimb Osteomyocutaneous Flap Model in the Rat for Translational Vascularized Composite Allotransplantation Research

Vascularized composite allotransplantation (VCA) is a relatively new field in the reconstructive surgery. Clinical achievements in human VCA include hand and face transplants and, more recently, abdominal wall, uterus, and urogenital transplants. Functional outcomes have exceeded initial expectations, and most recipients enjoy an improved quality of life. However, as clinical experience accumulates, chronic rejection and complications from the immunosuppression must be addressed. In many cases where grafts have failed, the causative pathology has been ischemic vasculopathy. <span style="font-size: 11pt; line-height: 115%; font-family: Arial, sans-serif; color: rgb(41, 43, 49); background-image: initial; background-position: initial; background-size: initial; background-repeat: initial; background-attachment: initial; background-origin: initial; background-clip: initial;">The biological mechanisms of the acute and chronic rejection associated with VCA, especially ischemic vasculopathy, are important areas of research. However, due to the very small number of VCA patients, the evaluation of proposed mechanisms is better addressed in an experimental model. Multiple groups have used animal models to address some of the relevant unsolved questions in VCA rejection and vasculopathy. Several model designs involving a variety of species are described in the literature. Here we present a reproducible model of VCA heterotopic hindlimb osteomyocutaneous flap in the rat that can be utilized for translational VCA research. This model allows for the serial evaluation of the graft, including biopsies and different imaging modalities, while maintaining a low level of morbidity.

Vascularized composite allograft offers life-altering benefits to transplant recipients, but the biological causes of graft rejection and vasculopathy remain poorly understood. The rodent surgical model presented here offers a reproducible, clinically relevant model of transplantation, allowing researchers to evaluate rejection events and potential therapeutic strategies to prevent their occurrence.

Modifiziertes Heterotopisches Hindlimb Osteomyoskan Flap Model im Rat für translational Vasculariisierte Composite Allotransplantation Research

Vascularized composite allotransplantation (VCA) is a relatively new field in the reconstructive surgery. Clinical achievements in human VCA include hand ...

A Mouse Model of Vascularized Heterotopic Spleen Transplantation for Studying Spleen Cell Biology and Transplant Immunity

The spleen is a unique lymphoid organ that plays a critical role in the homeostasis of the immune and hematopoietic systems. Patients that have undergone splenectomy regardless of precipitating causes are prone to develop an overwhelming post-splenectomy infection and experience increased risks of deep venous thrombosis and malignancies. Recently, epidemiological studies indicated that splenectomy might be associated with the occurrence of cardiovascular diseases, suggesting that physiological functions of the spleen have not yet been fully recognized. Here, we introduce a mouse model of vascularized heterotopic spleen transplantation, which not only can be utilized to study the function and behavioral activity of splenic immune cell subsets in different biologic processes, but also can be a powerful tool to test the therapeutic potential of spleen transplantation in certain diseases. The main surgical steps of this model include donor spleen harvest, the removal of recipient native spleen, and spleen graft revascularization. Using congenic mouse strains (e.g., mice with CD45.1/CD45.2 backgrounds), we observed that after syngeneic transplantation, both donor-derived splenic lymphocytes and myeloid cells migrated out of the graft as early as post-operative day 1, concomitant with the influx of multiple types of recipient cells, thus generating a unique chimera. &#160;Despite relatively challenging techniques, this procedure can be performed with &#62;90% success rate. This model allows tracking the fate, longevity, and function of splenocytes during steady state and in a disease setting following a spleen transplantation, thereby offering a great opportunity to discover the distinct role for spleen-derived immune cells in different disease processes.

This protocol details the surgical steps of a mouse model of vascularized heterotopic spleen transplantation, a technically challenging model that can serve as a powerful tool in studying the fate and longevity of spleen cells, the mechanisms of distinct spleen cell populations in disease progression, and transplant immunity.

Ein Mausmodell der Vaskularisierten Heterotopischen Spleen-Transplantation für das Studium der Zauberzellen und der Transplantation von Transplantationen in der Lagen

The spleen is a unique lymphoid organ that plays a critical role in the homeostasis of the immune and hematopoietic systems. Patients that have undergone ...

Taking the Next Step: a Neural Coaptation Orthotopic Hind Limb Transplant Model to Maximize Functional Recovery in Rat

Limb transplant in particular and vascularized composite allotransplant (VCA) in general have wide therapeutic promise that have been stymied by current limitations in immunosuppression and functional neuromotor recovery. Many animal models have been developed for studying unique features of VCA, but here we present a robust reproducible model of orthotopic hind limb transplant in rats designed to simultaneously investigate both aspects of current VCA limitation: immunosuppression strategies and functional neuromotor recovery. At the core of the model rests a commitment to meticulous, time-tested microsurgical techniques such as hand sewn vascular anastomoses and hand sewn neural coaptation of the femoral nerve and the sciatic nerve. This approach yields durable limb reconstructions that allow for longer lived animals capable of rehabilitation, resumption of daily activities, and functional testing. With short-term treatment of conventional immunosuppressive agents, allotransplanted animals survived up to 70 days post-transplant, and isotransplanted animals provide long lived controls beyond 200 days post-operatively. Evidence of neurologic functional recovery is present by 30 days post operatively. This model not only provides a useful platform for interrogating immunological questions unique to VCA and nerve regeneration, but also allows for in vivo testing of new therapeutic strategies specifically tailored for VCA.

This protocol presents a robust, reproducible model of vascularized composite allotransplant (VCA) geared toward simultaneous study of immunology and functional recovery. The time invested in meticulous technique in a right mid-thigh hind limb orthotopic transplant with hand sewn vascular anastomoses and neural coaptation yields the ability to study functional recovery.

Der nächste Schritt: eine neuronale Koaptation Orthotopic Hind Limb Transplantation Modell, um die funktionelle Erholung in Derratzulande zu maximieren

Limb transplant in particular and vascularized composite allotransplant (VCA) in general have wide therapeutic promise that have been stymied by current ...