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La ventana de la cámara de pliegue cutáneo dorsal murino presentado visualiza una zona de isquemia aguda persistente de un colgajo musculocutáneo. Intravital permisos de microscopía de fluorescencia para epi-evaluación directa y repetitiva de la microvasculatura y la cuantificación de la hemodinámica. Morfológicas y resultados hemodinámicos más pueden ser correlacionados con los análisis histológicos y moleculares.
A pesar de la experiencia profunda y técnicas quirúrgicas avanzadas, las complicaciones inducidas por la isquemia que van desde la ruptura de la herida a la extensa necrosis de los tejidos siguen ocurriendo, sobre todo en la cirugía de colgajo reconstructiva. Se han desarrollado varios modelos experimentales de solapa para analizar las causas y los mecanismos subyacentes e investigar estrategias de tratamiento para prevenir complicaciones isquémicas. El factor limitante de la mayoría de los modelos es la posibilidad de que carecen para visualizar directamente y repetitivamente arquitectura microvascular y la hemodinámica. El objetivo del protocolo es presentar un modelo de ratón bien establecida afiliarse estos elementos carecen antes mencionados. Harder et al. Han desarrollado un modelo de un colgajo musculocutáneo con un patrón al azar de perfusión que sufre la isquemia aguda y persistente resultados en ~ 50% de necrosis después de 10 días si se mantiene sin tratar. Con la ayuda de intravital microscopía de epi-fluorescencia, este modelo de cámara permite la visualización repetitiva demorfología y la hemodinámica en diferentes regiones de interés con el tiempo. Procesos asociados, tales como la apoptosis, la inflamación, la fuga microvascular y la angiogénesis pueden ser investigados y correlacionados con ensayos de proteínas inmunohistoquímicos y moleculares. Hasta la fecha, el modelo ha demostrado la factibilidad y reproducibilidad en varios estudios experimentales publicados que investigaron el efecto de pre, peri y poscondicionamiento de tejido isquémicamente desafiado.
Cobertura de material de tendón, hueso y el implante expuesto en la cirugía reconstructiva se basa en el uso de colgajos. Un colgajo es un bloque de tejido que se transfiere en su pedículo vascular que garantiza el flujo arterial y flujo de salida venoso. A pesar de una amplia experiencia y la disponibilidad de una variedad de aletas para ser transferidos, que aún se registran complicaciones inducidas por la isquemia que van desde la ruptura de la herida a la pérdida total del tejido. Mientras que el tratamiento conservador y la curación por segunda intención se puede esperar después de la necrosis del tejido menor, necrosis del colgajo significativa por lo general requiere revisión quirúrgica, incluyendo el desbridamiento, el acondicionamiento de la herida y reconstrucción secundaria. Esto aumenta la morbilidad, prolonga la estancia hospitalaria y en consecuencia conduce a un aumento de los costos de atención de salud.
Flaps con un patrón definido de la vasculatura o áreas perfundidos al azar en la zona distal más alejada del flujo de entrada arterial son particularmente propensos a daño isquémico. Acco rdingly, numerosos estudios experimentales y clínicos han evaluado el desarrollo de necrosis en tanto, colgajos de patrón axial (suministro de sangre definida) y colgajos de patrón aleatorio (suministro de sangre no definido) 3.1. Las principales conclusiones se basan comúnmente en la evaluación macroscópica de la extensión de la zona necrótica. Con el fin de evaluar las causas y mecanismos de la necrosis de los tejidos más en detalle, varios estudios se centraron en el análisis de la microcirculación. Diferentes técnicas han sido utilizadas para medir la perfusión del tejido, incluyendo el análisis de la tensión de oxígeno del tejido usando electrodos polarográficos 4-5, así como la medición del flujo de sangre usando flujometría láser Doppler 6-7, tinte de difusión 8, y las microesferas 9-10. Estas técnicas, sin embargo, sólo permiten medir parámetros indirectos de la perfusión tisular y no permiten ningún análisis morfológico de los procesos microhemodynamic dentro de una zona individual de interés de un colgajo.
t "> Sandison es conocido por ser el primero que ha utilizado una cámara transparente para prolongada en los estudios in vivo, que se realizó en conejos 11 En 1943 -. aproximadamente 20 años más tarde - Algire fue el primero en adaptar una cámara de tan transparente que es aplicable en ratones con el fin de estudiar el comportamiento de los micro-implantes de células tumorales 12. Debido al hecho de que los ratones son los llamados animales de piel suelta y después de algunas mejoras técnicas en los años siguientes, Lehr y compañeros de trabajo fueron capaces de adaptar tales una cámara de pliegue cutáneo dorsal desarrollo de una cámara de titanio más pequeño y ligero. Esta cámara de activar la evaluación mediante microscopía de fluorescencia intravital, una técnica que permite la visualización directa y repetitiva de un número de características morfológicas y de la microcirculación y sus cambios en el tiempo bajo diferentes condiciones fisiológicas y fisiopatológicas, tales como la lesión por isquemia-reperfusión 13.En la investigación del PErfusion de colgajos de piel, músculo y hueso en condiciones normales y patológicas dos tendencias se produjo: En primer lugar, los modelos de solapa "agudos" que no utilizan la cámara del pliegue cutáneo dorsal como la oreja pediculado en el ratón 14, el colgajo de piel isla basada lateralmente en el hámster 15 y la solapa de material compuesto pediculado en la rata 16. En segundo lugar, el modelo de aleta "crónica" donde la combinación de una aleta con una cámara lo permite pliegues cutáneos dorsal de la microcirculación repetitivo analiza lo largo de varios días con microscopía de fluorescencia intravital. Se compone de un colgajo musculocutáneo perfundido al azar que está integrado en la cámara de los pliegues cutáneos del ratón 17. Su proporción entre anchura y longitud que se eligió una situación de isquemia aguda persistente como resultado consistentemente en ~ 50% de necrosis tisular aleta 10 a 14 días después de la elevación del colgajo. Esta medida reproducible de necrosis de los tejidos permite una evaluación posterior de ambos, de protección (es decir, el desarrollo de less necrosis) y factores perjudiciales (es decir, desarrollo de más necrosis) en la fisiopatología solapa. Durante los últimos años, varias publicaciones experimentales que demuestren el efecto de diferentes pre, peri y procedimientos post-acondicionamiento, incluyendo la administración de sustancias de protección de tejido 18-24 y la aplicación local de factores de estrés fisiológicos tales como el calor 25 y 26 de ondas de choque, han surgido.
Los análisis cuantitativos de la necrosis, la morfología microvascular y los parámetros de la microcirculación más pueden ser correlacionados a los análisis inmunohistoquímicos y ensayos de proteínas. Diferentes proteínas y moléculas, incluyendo el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF), óxido nítrico sintasas (NOS), factor nuclear kappa B (NF-kB) y proteínas de choque térmico (HSP-32: hemo-oxigenasa 1 (HO-1) y HSP- 70) han sido demostrado que desempeñan un papel en la protección de los tejidos. Basándose en este modelo tapa de la cámara, dos modificaciones se han desarrollado en order para analizar la neovascularización y la microcirculación de la piel durante la cicatrización del injerto 27 y desarrollos angiogénicos en un colgajo pediculado con el patrón axial perfusión 28. Presentamos un modelo reproducible y fiable que incluye un colgajo musculocutáneo isquémicamente desafiado en la cámara de los pliegues cutáneos del ratón. Este modelo permite la visualización y cuantificación de la microcirculación y la hemodinámica por intravital microscopía de epi-fluorescencia.
NOTA: Antes de la implementación del modelo presentado, las leyes de protección animal correspondiente deben ser consultados y deben obtener permiso de las autoridades locales. En este trabajo, todos los experimentos se llevaron a cabo de conformidad con los principios rectores de los animales de investigación que involucra y la legislación alemana sobre protección de los animales. Los experimentos fueron aprobados por el comité local de cuidado de los animales.
1. Preparación de Animales y elevación quirúrgica del colgajo
2. intravital microscopía de epifluorescencia
3. El análisis de los datos registrados
NOTA: Con el uso de un sistema de análisis de imagen asistido por ordenador cuantificar todos los parámetros registrados fuera de línea 29 de la siguiente manera.
4. Cuidado Postoperatorio
5. La eutanasia y Explantación de la Cámara de los pliegues cutáneos
Necrosis
El objetivo principal de este modelo - necrosis de tejidos después de la elevación del colgajo (es decir, la inducción de la isquemia aguda persistente) - se mide y se ilustra macroscópicamente como se muestra en la Figura 3 durante un período de 10 días repetidamente. Demarcación final de necrosis del colgajo ocurre generalmente entre 5 y 7 días después de la cirugía y se caracteriza por una franja roja, es decir, la zon...
Con el fin de disminuir las complicaciones isquémicas y así mejorar el resultado clínico, se requiere un conocimiento más detallado de los procesos fisiopatológicos en el tejido perfundido aleta críticamente. El desarrollo de nuevos modelos animales que imitan la isquemia aguda persistente tanto, es obligatorio. En consecuencia, hemos sido capaces de desarrollar un modelo fácilmente reproducible y fiable que permite repetitivo evaluación morfológica, dinámica y funcional en tiempo real de varios parámetros de...
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Damos las gracias a Katharina Haberland para la edición de imágenes. Financiación: El autor principal, recibió una subvención de KKF la Technische Universität München, para establecer un nuevo laboratorio de investigación.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
C57Bl/6 mice 6-8w 20-22g | Charles River | ||
depilation cream | Veet | any depilation cream | |
titanium chamber | Irola | 160001 | Halteblech M |
slotted cheese head screw | Screws and More | 842210 | DIN84 M2x10 |
hexagon full nut | Screws and More | 93422 | DIN934 M2 |
snap ring | Schaefer-Peters | 472212 | DIN472 J12x1,0 |
cover glass | Volab | custom-made cover glass 11,8mm in diameter | |
fixing foam | tesamoll | 05559-100 | tesamoll Standard I-Profile |
ketamine hydrochloride | Parke Davis | Ketavet® | |
dihydroxylidinothiazine hydrochloride | Bayer | Rompun® | |
Buprenorphin | Essex Pharma | Temgesic® | |
Saline 0,9% | |||
desinfection alcohol | |||
Vicryl 5-0 | Ethicon | V 490 H | |
Ethilon 5-0 | Ethicon | EH 7823 H | |
1ml syringes | |||
surgical skin marker with flexible ruler | Purple surgical | PS3151 | any surgical skin marker and flexible ruler |
pointed scissors | |||
Micro-Scissors | |||
normal scissors | |||
2 clamps | |||
fine anatomic forceps | |||
micro-forceps | |||
hex nuter driver | wiha | 1018 | |
screwdriver | wiha | 685 | |
snap ring plier | Knipex | 4411J1 | 12-25mm |
wire cutter | Knipex | 70 02 160 | Wire cutter is used to cut screws short; 160mm |
trans-illumination light | IKEA | 501.632.02 | LED light Jansjö; any light |
magnification glasses | |||
intravital microscope | Zeiss | 490035-0001-000 | Scope.A1.Axiotech |
LED system | Zeiss | 423052-9501-000 | Colibri.2 |
LED module 365nm | Zeiss | 423052-9011-000 | |
LED module 470nm | Zeiss | 423052-9052-000 | |
LED module 540-580nm | Zeiss | 423052-9121-000 | |
Filter set 62 62 HE BFP + GFP + HcRed | Zeiss | 489062-9901-000 | range 1: 350-390nm excitation wavelength split 395 / 402-448nm; range 2: 460-488nm, split 495nm / 500-557nm; range 3: 567-602nm, split 610nm / 615-infinite |
Filter set 20 Rhodamine | Zeiss | 485020-0000-000 | 540-552nm, split 560, emission 575-640nm |
2,5x objective NA=0,06 | Zeiss | 421020-9900-000 | A-Plan 2,5x/0.06 |
5x objective NA=0,16 | Zeiss | 420330-9901-000 | EC Plan-Neofluar 5x/0.16 M27 |
10x objetive NA=0,30 | Zeiss | 420340-9901-000 | EC Plan-Neofluar 10x/0.30 M27 |
20x objective NA=0.50 | Zeiss | 420350-9900-000 | EC Plan-Neofluar 20x/0.50 M27 |
50x objective NA=0,55 | Zeiss | 422472-9960-000 | LD Epiplan-Neofluar 50x/0.55 DIC 27 |
ZEN imaging software | Zeiss | ZenPro 2012 | |
CapImage | Dr. Zeintl | ||
Fluorescein isothiocyanate-dextran | Sigma-Aldrich | 45946 | |
bisBenzimide H 33342 trihydrochloride | Sigma-Aldrich | B2261 | harmful if swallowed; causes severe skin burns and eye damage, may cause repiratory irritat |
Rhodamine 6G chloride | Invitrogen | R634 | harmful if swallowed; may cause genetic defects; may cause cancer; may damage fertility or the unborn child |
Pentobarbital | Merial | Narcoren® |
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