Name: taking the next step: a neural coaptation orthotopic hind limb transplant model to maximize functional recovery in rat
Uploaded: 2020-08-30T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Taking the Next Step: a Neural Coaptation Orthotopic Hind Limb Transplant Model to Maximize Functional Recovery in Rat at JoVE.com

Detta arbete finansierades av Frankel Foundation och Northwestern Memorial Hospital McCormick Grant (Operation RESTORE). Forskning som rapporterats i denna publikation stöddes av National Institute of General Medicial Sciences av National Institutes of Health under Award Number T32GM008152. Detta arbete stöddes av Northwestern University Microsurgery Core och Behavioral Phenotyping Core.

Alla experiment utfördes i enlighet med Guide for the Care and Use of Laboratory Animals of the National Institutes of Health (NIH) och godkändes av Northwestern University Animal Care and Use Committee. De specifika procedurerna utfördes enligt protokollet IS00001663.
OBS: Två stammar av råttor användes, Lewis råttor och augusti Köpenhamn x irländska (ACI) råttor. Djur delades in i tre behandlingsgrupper: allotransplant utan immunsupprbildning (ACI till Lewis), allotransplant med ko...

<ol>
	<li>Elliott, R. M., Tintle, S. M., Levin, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Upper+extremity+transplantation:+current+concepts+and+challenges+in+an+emerging+field.">Upper extremity transplantation: current concepts and challenges in an emerging field.</a> Current Reviews in Musculoskeletal Medicine. 7 (1), 83-88 (2014).</li><li>Petruzzo, P., 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=The+International+Registry+on+Hand+and+Composite+Tissue+Transplantation.">The International Registry on Hand and Composite Tissue Transplantation.</a> Transplantation. 90 (12), 1590-1594 (2010).</li><li>Shapiro, R. I., Cerra, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+reimplantation+and+transplantation+of+a+complex+organ:+the+rat+hind+limb.">A model for reimplantation and transplantation of a complex organ: the rat hind limb.</a> Journal of Surgical Research. 24 (6), 501-506 (1978).</li><li>Brandacher, G., Grahammer, J., Sucher, R., Lee, W. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+for+basic+and+translational+research+in+reconstructive+transplantation.">Animal models for basic and translational research in reconstructive transplantation.</a> Birth Defects Research Part C: Embryo Today. 96 (1), 39-50 (2012).</li><li>Furtmuller, G. J., 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=Orthotopic+Hind+Limb+Transplantation+in+the+Mouse.">Orthotopic Hind Limb Transplantation in the Mouse.</a> Journal of Visualized Experiments. (108), e53483 (2016).</li><li>Sucher, R., 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=Orthotopic+hind-limb+transplantation+in+rats.">Orthotopic hind-limb transplantation in rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (41), e2022 (2010).</li><li>Horner, B. 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=In+vivo+observations+of+cell+trafficking+in+allotransplanted+vascularized+skin+flaps+and+conventional+skin+grafts.">In vivo observations of cell trafficking in allotransplanted vascularized skin flaps and conventional skin grafts.</a> Journal of Plastic, Reconstructive &amp; Aesthetic Surgery. 63 (4), 711-719 (2010).</li><li>Fleissig, Y., 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=Modified+Heterotopic+Hindlimb+Osteomyocutaneous+Flap+Model+in+the+Rat+for+Translational+Vascularized+Composite+Allotransplantation+Research.">Modified Heterotopic Hindlimb Osteomyocutaneous Flap Model in the Rat for Translational Vascularized Composite Allotransplantation Research.</a> Journal of Visualized Experiments. (146), e59458 (2019).</li><li>Zhou, 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=A+series+of+rat+segmental+forelimb+ectopic+implantation+models.">A series of rat segmental forelimb ectopic implantation models.</a> Scientific Reports. 7 (1), (2017).</li><li>Adamson, L. 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=A+modified+model+of+hindlimb+osteomyocutaneous+flap+for+the+study+of+tolerance+to+composite+tissue+allografts.">A modified model of hindlimb osteomyocutaneous flap for the study of tolerance to composite tissue allografts.</a> Microsurgery. 27 (7), 630-636 (2007).</li><li>Ulusal, A. E., Ulusal, B. G., Hung, L. M., Wei, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterotopic+hindlimb+allotransplantation+in+rats:+an+alternative+model+for+immunological+research+in+composite-tissue+allotransplantation.">Heterotopic hindlimb allotransplantation in rats: an alternative model for immunological research in composite-tissue allotransplantation.</a> Microsurgery. 25 (5), 410-414 (2005).</li><li>Fries, C. 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=enzyme+responsive,+tacrolimus-eluting+hydrogel+enables+long-term+survival+of+orthotopic+porcine+limb+vascularized+composite+allografts:+A+proof+of+concept+study.">enzyme responsive, tacrolimus-eluting hydrogel enables long-term survival of orthotopic porcine limb vascularized composite allografts: A proof of concept study.</a> PLoS One. 14 (1), 0210914 (2019).</li><li>Cottrell, B. L., 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=Neuroregeneration+in+composite+tissue+allografts:+effect+of+low-dose+FK506+and+mycophenolate+mofetil+immunotherapy.">Neuroregeneration in composite tissue allografts: effect of low-dose FK506 and mycophenolate mofetil immunotherapy.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 118 (3), 5 (2006).</li><li>Benhaim, P., Anthony, J. P., Lin, L. Y., McCalmont, T. H., Mathes, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+long-term+study+of+allogeneic+rat+hindlimb+transplants+immunosuppressed+with+RS-61443.">A long-term study of allogeneic rat hindlimb transplants immunosuppressed with RS-61443.</a> Transplantation. 56 (4), 911-917 (1993).</li><li>Greene, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Anatomy of the rat. Volume N.S. American Philos. Soc. , 27 (1935).</li><li>Schmalbruch, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+composition+of+the+rat+sciatic+nerve.">Fiber composition of the rat sciatic nerve.</a> Anatomical Record. 215 (1), 71-81 (1986).</li><li>Cheah, M., Fawcett, J. W., Andrews, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+Thermal+Pain+Sensation+in+Rats+and+Mice+Using+the+Hargreaves+Test.">Assessment of Thermal Pain Sensation in Rats and Mice Using the Hargreaves Test.</a> Bio-protocol. 7 (16), (2017).</li><li>Hargreaves, K., Dubner, R., Brown, F., Flores, C., Joris, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+and+sensitive+method+for+measuring+thermal+nociception+in+cutaneous+hyperalgesia.">A new and sensitive method for measuring thermal nociception in cutaneous hyperalgesia.</a> Pain. 32 (1), 77-88 (1988).</li><li>Hong, S. H., Eun, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+Forelimb+Allotransplantation+in+Canine+Model.">Experimental Forelimb Allotransplantation in Canine Model.</a> BioMed Research International. 2016, 1495710 (2016).</li><li>Mathes, D. W., 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=A+preclinical+canine+model+for+composite+tissue+transplantation.">A preclinical canine model for composite tissue transplantation.</a> Journal of Reconstructive Microsurgery. 26 (3), 201-207 (2010).</li><li>Ibrahim, Z., 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=A+modified+heterotopic+swine+hind+limb+transplant+model+for+translational+vascularized+composite+allotransplantation+(VCA)+research.">A modified heterotopic swine hind limb transplant model for translational vascularized composite allotransplantation (VCA) research.</a> Journal of Visualized Experiments. (80), e50475 (2013).</li><li>Fries, C. 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=A+Porcine+Orthotopic+Forelimb+Vascularized+Composite+Allotransplantation+Model:+Technical+Considerations+and+Translational+Implications.">A Porcine Orthotopic Forelimb Vascularized Composite Allotransplantation Model: Technical Considerations and Translational Implications.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 138 (3), 71 (2016).</li><li>Kim, M., Fisher, D. T., Powers, C. A., Repasky, E. A., Skitzki, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+Cuff+Technique+and+Intraoperative+Detection+of+Vascular+Complications+for+Hind+Limb+Transplantation+in+Mice.">Improved Cuff Technique and Intraoperative Detection of Vascular Complications for Hind Limb Transplantation in Mice.</a> Transplantation Direct. 4 (2), 345 (2018).</li><li>Chong, A. S., Alegre, M. L., Miller, M. L., Fairchild, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lessons+and+limits+of+mouse+models.">Lessons and limits of mouse models.</a> Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 3 (12), 015495 (2013).</li><li>Sucher, R., 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=Mouse+hind+limb+transplantation:+a+new+composite+tissue+allotransplantation+model+using+nonsuture+supermicrosurgery.">Mouse hind limb transplantation: a new composite tissue allotransplantation model using nonsuture supermicrosurgery.</a> Transplantation. 90 (12), 1374-1380 (2010).</li><li>Tung, T. H., Mohanakumar, T., Mackinnon, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+mouse+model+for+heterotopic+limb+and+composite-tissue+transplantation.">Development of a mouse model for heterotopic limb and composite-tissue transplantation.</a> Journal of Reconstructive Microsurgery. 17 (4), 267-273 (2001).</li><li>Tang, J., 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=A+vascularized+elbow+allotransplantation+model+in+the+rat.">A vascularized elbow allotransplantation model in the rat.</a> Journal of Shoulder and Elbow Surgery. 24 (5), 779-786 (2015).</li><li>Yan, Y., 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=Nerve+regeneration+in+rat+limb+allografts:+evaluation+of+acute+rejection+rescue.">Nerve regeneration in rat limb allografts: evaluation of acute rejection rescue.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 131 (4), 511 (2013).</li><li>Georgiade, N. G., Serafin, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A Laboratory Manual of Microsurgery. Fourth Printing. , (1986).</li><li>Tseng, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+autotomy+by+N-methyl-D-aspartate+receptor+antagonist+(MK-801)+in+the+rat.">Suppression of autotomy by N-methyl-D-aspartate receptor antagonist (MK-801) in the rat.</a> Neuroscience Letters. 240 (1), 17-20 (1998).</li><li>Haselbach, D., 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=Regeneration+patterns+influence+hindlimb+automutilation+after+sciatic+nerve+repair+using+stem+cells+in+rats.">Regeneration patterns influence hindlimb automutilation after sciatic nerve repair using stem cells in rats.</a> Neuroscience Letters. 634, 153-159 (2016).</li><li>Kloos, A. D., Fisher, L. C., Detloff, M. R., Hassenzahl, D. L., Basso, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stepwise+motor+and+all-or-none+sensory+recovery+is+associated+with+nonlinear+sparing+after+incremental+spinal+cord+injury+in+rats.">Stepwise motor and all-or-none sensory recovery is associated with nonlinear sparing after incremental spinal cord injury in rats.</a> Experimental Neurology. 191 (2), 251-265 (2005).</li><li>Berryman, E. R., Harris, R. L., Moalli, M., Bagi, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digigait+quantitation+of+gait+dynamics+in+rat+rheumatoid+arthritis+model.">Digigait quantitation of gait dynamics in rat rheumatoid arthritis model.</a> Journal of Musculoskeletal and Neuronal Interactions. 9 (2), 89-98 (2009).</li><li>Hamers, F. P., Lankhorst, A. J., van Laar, T. J., Veldhuis, W. B., Gispen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+quantitative+gait+analysis+during+overground+locomotion+in+the+rat:+its+application+to+spinal+cord+contusion+and+transection+injuries.">Automated quantitative gait analysis during overground locomotion in the rat: its application to spinal cord contusion and transection injuries.</a> Journal of Neurotrauma. 18 (2), 187-201 (2001).</li><li>Deumens, R., Marinangeli, C., Bozkurt, A., Brook, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+motor+outcome+and+functional+recovery+following+nerve+injury.">Assessing motor outcome and functional recovery following nerve injury.</a> Methods in Molecular Biology. 11622, 179-188 (2014).</li><li>Bozkurt, 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=Aspects+of+static+and+dynamic+motor+function+in+peripheral+nerve+regeneration:+SSI+and+CatWalk+gait+analysis.">Aspects of static and dynamic motor function in peripheral nerve regeneration: SSI and CatWalk gait analysis.</a> Behavioural Brain Research. 219 (1), 55-62 (2011).</li><li>Neckel, N. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+quantify+the+velocity+dependence+of+common+gait+measurements+from+automated+rodent+gait+analysis+devices.">Methods to quantify the velocity dependence of common gait measurements from automated rodent gait analysis devices.</a> Journal of Neuroscience Methods. 253, 244-253 (2015).</li><li>Yeh, L. S., Gregory, C. R., Theriault, B. R., Hou, S. M., Lecouter, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+functional+model+for+whole+limb+transplantation+in+the+rat.">A functional model for whole limb transplantation in the rat.</a> Plastic and Reconstructive Surgery. 105 (5), 1704-1711 (2000).</li></ol>

Lem transplantation, under den bredare kategorin vascularized komponent allotransplantation (VCA), har allmänt tillämpliga terapeutiska löfte ännu ouppfyllda. De viktigaste vägspärrarna ligger i olösta immunologiska frågor som är unika för VCA och neuromotoriska återhämtningstekniker som används för närvarande. Utveckling av nya tekniker kommer att bero på djur modellering som är flexibel, robust och reproducerbar.
Många djurmodeller har fastställts i VCA, var och en med spe...

Lem transplantation under den bredare kategorin vascularized-komposit allotransplant (VCA) eller sammansatt vävnad allotransplant (CTA) har ännu inte uppfyllt sitt terapeutiska löfte. Sedan den första framgångsrika mänskliga hand transplantationer i Lyon, Frankrike och Louisville, Kentucky 1998 och 1999, över 100 övre änden transplantationer har utförts över hela världen i noggrant utvalda patienter1. Bredare tillämplighet har stymied av betydande immunsuppression och begränsad funktionella neuromotor återvinning. Nuvarande immunsuppressionsstrategier resulterar i 85% incidens av akut avstötning inför 77% incidens av opportunistisk infektion2. Å andra sidan sker funktionell återhämtning efter handtransplantation; menar Funktionshinder av Arm Shoulder och Hand (DASH) poäng förbättras från 71 till 43, men att nivån på funktionen kan fortfarande kvalificera sig som ett funktionshinder2. Med tanke på nonlife spara karaktär lem transplantation, måste nuvarande tekniker förfinas i djurmodeller för att ta nästa steg i VCA.
Sedan den första råtta modell av lem transplantation i 19783, många innovativa djurmodeller har utvecklats för att föra området VCA4, införlivar vaskulär manschettskyddad anastomoser för att minimera operativ tid5,6, heterotopic osteomyocutaneous transplantationer för att minimera physiologic förolämpning till mottagaren djuret7,8,9,10,11, och nya immunologiska metoder7,12,13,14.10 Råttan modell av orthotopic rätt bakbenen mitten av låret transplantation presenteras här betonar noggranna, tidsprövade microsurgical tekniker såsom hand sydda vaskulär anastomoss och neurala coaptation som en upfront investering i en robust, reproducerbara modell plattform för att samtidigt undersöka båda aspekterna av nuvarande VCA begränsning: immunsuppression strategier och funktionella neuromotor återvinning.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anesthesia machine</td>
			<td>Vet Equip</td>
			<td>911103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5cc syringe</td>
			<td>Exel</td>
			<td>26018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18-gauge needle</td>
			<td>BD</td>
			<td>305196</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1cc syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309659</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>22-gauge needle</td>
			<td>BD</td>
			<td>305156</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24-gauge angiocatheter</td>
			<td>Sur-Vet</td>
			<td>SROX2419V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25-gauge needle</td>
			<td>Exel</td>
			<td>26403</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 cc syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>309657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5cc syringe</td>
			<td>Exel</td>
			<td>26230</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>HC-600-1GAL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthesia induction chamber</td>
			<td>Vet Equip</td>
			<td>941443</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anesthetic gas scavenger system</td>
			<td>Vet Equip</td>
			<td>931401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bipolar electrocautery</td>
			<td>Aura</td>
			<td>26-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bitter Spray Mist</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>5553</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bone wax</td>
			<td>CP Medical</td>
			<td>CPB31A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Breathing circuit</td>
			<td>Vet Equip</td>
			<td>921413</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenophine</td>
			<td>Reckitt Benckiser</td>
			<td>12496075705</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Castro-Viejos needle drivers</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-6416</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cordless rotary saw</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>8050-N/18</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swab stick</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>23-400-101</td>
			<td>For hemostasis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DigiGait Appparatus and Software</td>
			<td>Mouse Specifics</td>
			<td>MSI-DIG, DIG-SOFT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont forceps (#4)</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-4972</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont forceps (#5)</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Enrofloxacin</td>
			<td>Norbrook</td>
			<td>ANADA 200-495</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FK-506</td>
			<td>Astellas</td>
			<td>301601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze</td>
			<td>Kendall</td>
			<td>1903</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gauze</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>8044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gloves</td>
			<td>Microflex</td>
			<td>DGP-350-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hair clippers</td>
			<td>Oster</td>
			<td>078005-010-003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Handheld monopolar electrocautery</td>
			<td>Bovie</td>
			<td>AA00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hargreaves Apparatus</td>
			<td>Ugo Basile S.R.L. Gemonio, Italy</td>
			<td>37370</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating pad</td>
			<td>Walgreens</td>
			<td>126987</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>42592K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>PC-351</td>
			<td>For warming resusscitation fluid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>29405</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactated ringers</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>2B2074</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Large petri dish</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB0875713</td>
			<td>For donor graft while in chilled saline</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meloxicam</td>
			<td>Henry Schein</td>
			<td>49755</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micro Collin Hartmann retractor</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro dissecting scissors</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5841</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microfibrillar collagen powder</td>
			<td>BD</td>
			<td>1010590</td>
			<td>For hemostasis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microvascular clips</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal saline</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>2F7124</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Opthalmic lube</td>
			<td>Dechra</td>
			<td>IS4398</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rapmycin</td>
			<td>MedChem Express</td>
			<td>HY-10219</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small petri dish</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB0875713A</td>
			<td>For warmed resusscitation fluid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile drapes</td>
			<td>ProAdvantage</td>
			<td>N207100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical gown</td>
			<td>Cardinal Health</td>
			<td>9511</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical mask</td>
			<td>3M</td>
			<td>1805</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical microscope, optic model OPMIMD</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>169756</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical microscope, Universal S3</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>243188</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture 10-0 nylon</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>N2512</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture 5-0 vicryl</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J213H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Suture 7-0 silk tie</td>
			<td>Teleflex</td>
			<td>103-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tape</td>
			<td>3M</td>
			<td>1530-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic instrument cleaner</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-9911</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vessel dilation forceps</td>
			<td>Roboz</td>
			<td>RS-5047</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

taking the next step: a neural coaptation orthotopic hind limb transplant model to maximize functional recovery in rat

Lem transplantation i synnerhet och vascularized sammansatta allotransplant (VCA) i allmänhet har breda terapeutiska löfte som har varit stymied av nuvarande begränsningar i immunsuppression och funktionella neuromotor återvinning. Många djurmodeller har utvecklats för att studera unika funktioner i VCA, men här presenterar vi en robust reproducerbar modell av orthotopic hind limb transplantation i råttor som syftar till att samtidigt undersöka båda aspekterna av nuvarande VCA begränsning: immunosuppression strategier och funktionell neuromotor återhämtning. Kärnan i modellen vilar ett engagemang för noggranna, tidstestade mikrokirurgiska tekniker som handsydda vaskulära anastomoser och handsydda neurala coaptation av lårbensnerven och den sciatic nerven. Detta tillvägagångssätt ger hållbara lem rekonstruktioner som möjliggör längre livslängd djur som kan rehabilitering, återupptagande av dagliga aktiviteter, och funktionella tester. Med kortvarig behandling av konventionella immunsuppressiva medel överlevde allotransplanted djur upp till 70 dagar efter transplantation, och isotransplanted djur ger långlivade kontroller utöver 200 dagar post-operatively. Bevis på neurologiska funktionella återhämtning är närvarande med 30 dagar post operativt. Denna modell ger inte bara en användbar plattform för att förhöra immunologiska frågor som är unika för VCA och nervregenerering, men möjliggör också in vivo-testning av nya terapeutiska strategier som är särskilt skräddarsydda för VCA.

Överlevnad och återhämtning beror på noggrann kirurgisk teknik. Uppmärksamhet på de vaskulära anastomoserna och de neurala anastomoserna, samt benkoapteringen enligt ovan är avgörande för att maximera framgången för denna modell. Operativ design och representativa anastomotiska resultat visas i figur 1.
Den totala dödligheten var beroende av immunsuppressionsstrategi, där majoriteten av de isotransplanterade djuren uppnådde studieslutpunkten på 100...

Watch this Scientific Journal Video about Taking the Next Step: a Neural Coaptation Orthotopic Hind Limb Transplant Model to Maximize Functional Recovery in Rat at JoVE.com

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

Detta protokoll presenterar en robust, reproducerbara modell av vascularized komposit allotransplant (VCA) inriktad mot samtidig studie av immunologi och funktionella återvinning. Tiden investerat i noggrann teknik i en rätt mitten av låret hind lem orthotopic transplantation med hand sydda vaskulär anastomoss och neurala coaptation ger förmåga att studera funktionella återhämtning.

Ta nästa steg: en neural coaptation Orthotopic Hind Limb Transplant Model för att maximera funktionell återhämtning i Rat

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

Denna video kommer att ge detaljerad beskrivning, hur man utför en orthotopic höger bakben, mitten av låret transplanterade råtta. Givaren råtta höger bakben är amputerade i mitten av låret nivå, sedan lagras på is. Mottagaren råtta höger bakben är också amputerade i mitten av låret nivå.Den givare råtta lem är sedan fäst vid mottagaren råtta. Vi kommer att beskriva hur man återfästa ben, artär, ven, nerv, muskler, och hudsystem. Lem transplantation, mer specifikt, vascularized sammansatta allotransplant, VCA, har bred terapeutiska löfte.Men det är för närvarande begränsas av tekniker, immunsuppression, och dålig funktionell neuromotor återhämtning. Vår modell betonar noggranna tidsprövade mikrokirurgiska tekniker, såsom handsydd vaskulär anastomos och neural coaptation. Vi har utfört över 200 av dessa operationer på över ett år.Även om det finns en första inlärningskurva till början mikrokirurg, genom att använda den här videon för att lära sig vår metod och deras åta sig att dedikerad praxis, kommer alla microsurgeon att kunna behärska denna modell. Alla experiment utfördes i enlighet med guiden för vård och användning av försöksdjur från National Institutes of Health, NIH, och godkändes av Northwestern University Animal Care and Use Committee. De specifika procedurerna utfördes på ett protokoll IS 00001663.Välj en råtta i åldrarna åtta till 16 veckor gamla väger mellan 250 och 400 gram vid tidpunkten för operationen. Inducera narkos med 5%isofluran genom en spridare innan du trimmar råttans bakben päls. Använda en näsa kon för att upprätthålla anestesi mellan två till 2,5%position råttan på operationsbordet med en värmare under.Desinficera den hårlösa huden med 70%-gnuggalkohol och skydda operationsfältet med steril gasbinda. Med hjälp av ett lämpligt mikrokirurgiskt mikroskop och de mikrokirurgiska instrument som visas här, tillsammans med lätt att komma åt bipolär och monopolär elektrocautery, kommer du att vara redo att börja dissekeringen. Använd en sax för att göra en omständlig och hud snitt runt den högra bakbenen.Börja i inguinal veck omedelbart på ungefär samma nivå som inguinal ligament och förlänga dorsala lateral att slutföra det omkretsande snittet. Och sedan exponera muskulös lagret direkt under snittet, dissekera och kauteriserade ytliga epigastrisk fartyg, som leder från muskulös lager till proximala huden lock just skapat. Reflektera proximala lock superomedially till inguinal ligament och den distala huden lock inferolaterally till knäet.Använd en tråd upprullningsdon eller rullade gasväv för att hjälpa exponera fältet. Observerade att råttans inguinal anatomi liknar människor;från lateral till mediala ligga nerven, artären, och venen. Dissekera ut lårbensnerven, dela den skarpt vid inguinal ligament proximala till bifurkation, om möjligt.Dra tillbaka den delade nerven underlägset, hålla den säkert ur vägen, täckt under fuktig gasväv. Turning uppmärksamhet till lårbensartären och venen använda fyra centimeter långa 7-0 sidenband att atraaumatically dra tillbaka kärlen istället för att hantera dem direkt. Att ägna stor uppmärksamhet nu kommer att förbättra din slutliga anastomotic resultat.Ligate alla grenar av lårbensfartyg med 7-0 sidenband. Dela grenarna mellan banden. Arteriella och venösa grenar som kräver uppdelning inkluderar den ytliga cirkumflex iliaca och muskulösa kärlen.Den ytliga cirkumflex iliac är oftast största och verkar dyka djupt som skulle profunda femorala hos människor, men profunda är frånvarande i råttan. Mer distala grenar av femorala fartyg, såsom högsta genicular och den saphenous grenen vanligtvis inte kräver uppdelning. Nu ligate lårbensartären med 7-0 siden band så proximala till inguinal ligament som möjligt och dela mellan banden.Liknar artären, ligate och dela lårbensvenen. Reflektera både artär och ven inferiorly, säkert ur vägen, täckt under fuktig gasväv tillsammans med lårbensnerven omfattas tidigare. Dissekera de ventrala muskelgrupperna, var noga med att kauterisera alla synliga kärl som uppstår.Uppmärksamhet på hemostas nu kommer att minimera mottagaren blodförlust under reprofusion senare. Djupt till den ventrala muskelgrupper, identifiera och kraftigt dela den sciatic nerv proximala till dess grenar. Alla tre sciatic grenar är oftast synliga, tibial, peroneal och sural.Alla tre ska bevaras i donatorlemmen. En fjärde testning gren är inte typiskt sett i denna dissektion. Avsluta dela de återstående ventrala och dorsala muskelgrupper i mitten av låret nivå med minutiös hemostas.Det kan vara nödvändigt att dra tillbaka lem mediala att slutföra dela musklerna. Transect lårbenet vid mitten av skaftet med hjälp av en handhållen sladdlös rotsåg. Lemmen är nu fri från donatorn.Efter att ha tagit bort lemtransplantatet från givaren, skär silke bundna ändarna från transplantatet sidan lårbensartären och ven stubbar, och därmed åter öppna kärlen. Sätt in en 24-gauge angiocatheter i transplanttartären stubbe och spola transplantatet med 250 internationella enheter av heparin utspädd i 5 milliliter iskall normal saltlösning, var noga med att titta på det rinner ut ur den öppna venen. Spola försiktigt ympkvisten i cirka tre minuter.Överflödig kraftfull spolning kan skada endotelet. Placera transplantatet i en kyld saltlösning skålen kapslade i en ishink tills transplantation. Avliva givaren råtta med bilaterala thoracotomy.Mottagaren kirurgi börjar liknar givaren kirurgi, söva råttan, trimma pälsen, vilket gör en omskärelse snitt i inguinal veck, återspeglar huden klaffar, dissekera ut lårbensnerven, artär, och ven. Och ligting samma gren fartyg som beskrivits tidigare. Men under denna operation, dela femorala nerven mer distally än för givaren, men proximally till bifurkation om möjligt.Dela och befria femorala artär och anda och proximately klämma dem respektive på nivån för inguinal ligament med microsurgical bulldog klämmor. Fortsätta operationen som tidigare beskrivits, dela ventrala stödja muskler i låret på mitten av låret nivå med minutiös hemostas, medan indragning av lem medialt vid behov. Identifiera och dela upp den sciatic nerven proximal till grenen punkt och transect lårbenet vid mitten av skaftet med hjälp av rotationssågen.Ta bort mottagaren infödda högra bakben och avyttra på lämpligt sätt i enlighet med lokala Animal Care and Use Kommitténs riktlinjer. Det är mycket viktigt i detta skede att skruva ner isofluran till en till 1,5%genom noskonen. För mycket anestesi under denna mindre smärtsamma del av förfarandet kommer att leda till råttans död.Det är dags att coapt benen tillsammans. Med hjälp av den handhållna rotersågen rakar du av eventuella ojämnheter från både givaren och mottagarbensågen. Skär av navänden på en 18-gauge nål, som kommer att bli lårbenet intramedullär stav.Innan du manipulerar benet, applicera en liten mängd av ett benvax till mottagaren skära slutet av lårbenet för att minska märg blödning under brotschning processen. Coapt givaren och mottagaren femorala ben med 18-gauge nål som en intramedullär stav. Viss kraft är nödvändig, men inte ream antingen ben så långt som att bryta cortex.Efter behov, ta bort nålen och trimma den till olämplig längd så att båda benen passar smidigt över nålen utan nål som visar mellan benet. Placera ett litet stöd som en pad av gasväv eller en liten sten eller modellering lera under givaren lem för att hålla den utanför spänningen. Återproximera de ventrala muskelgrupperna med åtta till 10 enkla avbrutna 5-0 polyglactinsuturer så att transplantatet inte roterar runt lårbenets nål.Detta ger lem stabilitet för anastomoses. Nu börjar anastomoses. Periodvis bevattna transplantatet och operationsfältet med iskall koksaltlösning för bättre visualisering och för att minska ischemisk reperfusion skada.Anpassa givaren och mottagaren femorala artärer och anastomose i end-to-end mode med hjälp av enkla avbrutna 10-0 nylon sutur, undvika både spänning och looping. Artären kräver i genomsnitt sex suturer. Liknar artären, anastomose givaren och mottagaren femorala vener i end-to-end mode.Venen kräver sex till åtta suturer. Generös köldsaltbevattning, atraumatisk kärlhanteringsteknik, och lämnar långa svansar att fungera som vistelse suturer för kärl upprullning är viktiga verktyg för effektiv mikrokirurgiska anastomoser. Placera en måttlig mängd hemostatiska cellulosa pulver på båda anastomoses, och därefter ta bort den proximala microsurgical bulldog klämmor på venen och artären.Inspektera båda anastomoses för god patency och flöde. Använd bomullspinnepinnar för att försiktigt prod venen och inspektera för god hemostas på båda anastomoses. När båda anastomoses bekräftas tillfredsställande, trimma eventuella återstående lång vistelse sutur svansar för att matcha de andra.Ompositionering råttan till vänster laterala deubitus position, använd liberala elektrocautery att uppnå noggrann hemostasis av någon reperfusion muskel blödning. Uppmärksamhet vänds till nervanastomoser när muskel hemostas är säkrad. Ombestinna dorsala muskelgrupper som ligger direkt under ischiasnerven med enkla avbrutna 5-0 polyglactin suturer.Trimma tillbaka alla nervskurna ändar som verkar trasiga. Reapproximate den sciatic nerven med 10-0 nylon suturer strävar efter epineural bites. Åtta till 10 enkla avbrutna suturer räcker vanligtvis.Återgälda de återstående dorsala muskelgrupperna med 5-0 polyglactin suturer. Stäng sedan dorsala huden med 4-0 polyglactin kontinuerligt igång sutur. Ompositionering råttan till ryggläge, reapproximate den femorala nerven med 10-0 nylon sutur, igen, strävar efter epineural biter.Två till tre enkla avbrutna suturer räcker vanligtvis. Stäng den återstående ventrala huden på samma sätt som dorsala huden. Undvik överskott sutur svans, som kan vara irriterande för råttan en gång vaken.När djuren är ute ur den omedelbara postoperativa fönstret, de kan testas för neuromotorisk återhämtning. Hargreaves-testet används för att testa termisk känsla. Placera råttan i testbehållaren och tillät den att acklimatisera sig i 20 minuter.Apparatglaset bekräftas rent, och värmekällan bekräftas fungera med utredarens finger. Före testning, bekräfta råttan är vaken och den testade tassen är placerad över den infraröda rörelsedetektorn. Överför värmeenergi på intensitetsnivå 90.Tidsfördröjning i djuret som flyttar sin tass bort från värmekällan registreras. Om ingen rörelse sker inom 20 sekunder avbryts testet för att förhindra skador. Få fem försök per testad lem, exklusive det högsta och lägsta värdet innan beräkna den genomsnittliga ånger latenstiden för varje djur.Här är avbildad operativ design i tecknad format. Den högra bakdelen av både givare och mottagare råttor är amputerade i mitten av låret nivå som sciatic tvärsnitt. Femorala artär, ven, och nerv, samt den sciatic nerv och lårbenet måste sedan återanslutas i mottagaren kirurgi.Modellen kan användas för att visa differentiella överlevnadseffekter av immunsupprämning och transplantationsstrategi. Med denna teknik är långsiktig överlevnad möjligt att uppnå. Modellen kan användas för att undersöka sensorisk nerv återhämtning, vilket kan vara uppenbart med fyra veckor postoperatively.Motorisk funktion kan också förhöras med hjälp av en gånganalysplattform. Här har vi presenterat en råtta modell plattform med gynnsamma överlevnad egenskaper, som vi använder för att sond sensoriska och motoriska återhämtningen som ses i förfarandet siffror. Lem transplantation under den bredare kategorin VCA, vascularized komponent allotransplantation har allmänt tillämpliga terapeutiska löfte är ännu ouppfyllda.De viktigaste vägspärrar linje nuvarande immunsuppression och neuromotoriska tekniker återhämtning. Utveckling av nya tekniker kommer att bero på flexibel, robust och reproducerbar djurmodellering. Med hjälp av denna plattform, är det vår förhoppning att utredarna kommer att kunna främja flera faser av lem transplantation.Tack för att du tittar på och lycka till i dina nästa steg.

Research

JoVE Journal

Medicine

Orthotopic Aortic Transplantation: A Rat Model to Study the Development of Chronic Vasculopathy

Orthotopic Aorta Transplantation: En Rat modell för att studera utvecklingen av kronisk vaskulopati

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant ...

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

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

En modifierad Heterotopisk Svinbakbenstrans modell för Translational vaskulariserad Composite allotransplantation (VCA) Forskning

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

Demonstration of the Rat Ischemic Skin Wound Model

Demonstration av Rat Ischemisk hudsår Modell

The propensity for chronic wounds in humans increases with ageing, disease conditions such as diabetes and impaired cardiovascular function, and ...

Functional Human Liver Preservation and Recovery by Means of Subnormothermic Machine Perfusion

Funktionell Human Liver Bevarande och inkassering av belopp genom Subnormothermic Machine Perfusion

There is currently a severe shortage of liver grafts available for transplantation.  Novel organ preservation techniques are needed to expand the pool of ...

Orthotopic Hind Limb Transplantation in the Mouse

Orthotopic bakbenen Transplantation i musen

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

Heterotopic Renal Autotransplantation in a Porcine Model: A Step-by-Step Protocol

Heterotopisk Renal auto i en grismodell: En steg-för-steg protokoll

Kidney transplantation is the treatment of choice for patients suffering from end-stage renal disease. It offers better life expectancy and higher quality ...

Method of Direct Segmental Intra-hepatic Delivery Using a Rat Liver Hilar Clamp Model

Metod för Direct segment Intra-lever Delivery hjälp av en råttlever hilar Clamp Modell

Major hepatic surgery with inflow occlusion, and liver transplantation, necessitate a period of warm ischemia, and a period of reperfusion leading to ...

Preclinical Model of Hind Limb Ischemia in Diabetic Rabbits

Prekliniska modell av hind lem ischemia i diabetiska kaniner

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

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

En Kryoskademodell för att studera hjärtinfarkt i mus

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...

Reduced Complications after Arterial Reconnection in a Rat Model of Orthotopic Liver Transplantation

Minskade komplikationer efter arteriell återanslutning i en råtta modell av orthotopic levertransplantation

The rat orthotopic liver transplantation (OLT) model is a powerful tool to study acute and chronic rejection. However, it is not a complete representation ...