Ochrana autologních volných chlopní před ischemickým/reperfuzním poškozením při skladování v chladu. (PAFFIRD)

Stav techniky Rekonstrukční mikrochirurgie prostřednictvím mikrovaskulární anastomózy o průměru cévy 0,5 mm až 3 mm, vyžadující operační mikroskop, umožňuje autologní transplantaci tkáňových bloků (chlopní) z místa dárce do místa vzdáleného příjemce. Postup zahrnuje dočasnou ischemii. Absence perfuze a reperfuze po anastomóze způsobuje poškození ischemií/reperfuzí (I/R). Existují klinické důkazy podporující zvýšené procento komplikací laloku spojených s delší dobou trvání ischemie. V současnosti, i když existuje několik konzervačních řešení, je pro konzervaci pevných orgánů roztok z University of Wisconsin (UW) stále považován za zlatý standard. Skladování v chladu se také používá při autologní operaci jater, ale ne pro mikrovaskulární rekonstrukci. Bohužel tato aplikace zachování ischemie nenastala u mikrovaskulární rekonstrukce, protože laloky byly považovány za méně náchylné k poškození, měly méně funkční roli, týkající se jednoduše „vyplnění“ nebo „přetvoření“. To však není celá pravda, vezmeme-li v úvahu například lýtkový lalok, obsahující velké množství svalů, což je zranitelná tkáň, a především lýtkový lalok vyžaduje velké hojení kostí, které je nezbytné pro po zubních implantátech. Zachování kvality původních tkání má navíc prvořadý klinický význam, pomyslíme-li na důležitost měkkého prsu, poddajné rekonstrukce obličeje a především funkčního zotavení u replantovaného prstu, kde může fibrotická degenerace způsobit funkční katastrofa, pokud jde o rozsah pohybu a obnovu pocitů. Pokud je nám známo, v rekonstrukční chirurgii, s výjimkou rekonstrukční transplantace (vascularized Composite Allotransplantations, VCA), je použití konzervačního roztoku velmi omezené.

Při rekonstrukční mikrochirurgii a replantaci ruky/prstů však může být doba teplé ischemie výrazně delší kvůli přípravě laloku a obtížné implantaci v místě příjemce nebo kvůli intraoperačním technickým problémům a některé laloky zahrnují tkáně náchylnější k době teplé ischemie; v důsledku toho by mohlo být užitečné použít stejné postupy jako u VCA k omezení poranění I/R. V lékařské literatuře neexistuje srovnávací hodnocení účinků konzervace autotransplantovaných tkání za studena oproti tradiční léčbě, při níž se konzervace neprovádí. Tento nedostatek vědeckých znalostí zaručuje organizaci studií zkoumajících tyto neprozkoumané aspekty mikrovaskulární rekonstrukční chirurgické vědy.

Cíle Výzkumná hypotéza určující cíle tohoto projektu je, že studené statické skladování autologních volných chlopní by mohlo nabídnout výhody z hlediska přežití chlopní a lepšího uchování všech tkání v lalocích, snížení výskytu komplikací, smrštění chlopní a množství fibrózy způsobené poškozením I/R. Navzdory průtokovým a zřetelným mikrovaskulárním anastomózám může být mikrocirkulace a perfuze laloku narušena v důsledku poškození endotelu, pravděpodobně vyvolaného I/R traumatickým zážitkem, který může vést k ireverzibilní fibróze končící částečnou nekrózou chlopně a může také vysvětlit významnou míru komplikací (36,1 % u operací hlavy a krku a 35 % u operací prsu podle posledních studií) ve smyslu částečné ztráty laloku nebo jiných časných a pozdních komplikací (Clavien-Dindo stupeň III), které jsou častější než totální ztráta laloku, hlášená kolem 2–3 % volných tkáňových transferů v oblasti prsu a hlavy a krku (2 % u mikrochirurgické rekonstrukce prsu a 1–3 % u rekonstrukcí hlavy a krku na základě publikovaných zpráv). Řešení University of Wisconsin (UW) je stále považováno za zlatý standard mezi konzervačními roztoky při transplantaci pevných orgánů i ve VCA. Řešení UW bylo vyvinuto chirurgem Folkertem Belzerem a základním vědcem Jamesem Southardem na University of Wisconsin v 80. letech a bylo zavedeno pro klinické použití ve Spojených státech v roce 1987. UW roztok je charakterizován pufrovým systémem (fosfátový pufr), s vysokým obsahem draslíku a nízkým obsahem sodíku jako elektrolytů, který napodobuje intracelulární prostředí; navíc obsahuje rafinózu a kyselinu laktobionovou jako látky nepropustné pro osmotickou membránu, molekuly, které mají velkou molekulovou hmotnost (594 a 358 Da) a působí proti transmembranóznímu posunu vody, aby se zabránilo buněčnému edému.

Hydroxyethylškrob byl také přidán jako onkotická látka, aby se zabránilo expanzi extracelulárního prostoru. Hydroxyethylškrob však propůjčuje roztoku UW relativně vysokou viskozitu (5,70 cp), která je přibližně čtyřikrát vyšší než u vody. Celkově složení elektrolytu a membránou nepropustné makromolekuly v UW roztoku udržují iontovou a osmotickou rovnováhu během hypotermie. Allopurinol byl přidán jako inhibitor xanthinoxidázy, která blokuje tvorbu reaktivních forem kyslíku (ROS) cestou hypoxanthinexantinurové kyseliny. Antioxidant glutathion byl přidán k neutralizaci ROS, které vznikají během reoxygenace v době reperfuze. UW roztok také obsahuje adenosin, který slouží jako substrát pro resyntézu ATP při reperfuzi. UW roztok také vynechal Ca2+ kvůli extrémně nízké fyziologické intracelulární koncentraci Ca2+ a známým negativním účinkům zvýšené intracelulární koncentrace Ca2+ na přežití buněk. V současné době nebylo v literatuře popsáno skladování v chladu pro autologní mikrovaskulární volné tkáňové transfery. Tento projekt si proto klade za cíl snížit rizika úplného a částečného selhání volné chlopně nebo fibrotické degenerace a následných časných a pozdních komplikací pomocí perfuze chlopní a jejich chladného skladování v UW roztoku ke snížení I/R poškození. I když je celková doba ischemie významně kratší u autologních volných chlopní ve srovnání s těmi, které byly hlášeny u transplantace solidních orgánů, delší doby teplé ischemie, která se někdy uvádí při rekonstrukční chirurgii, je třeba se vyhnout nebo je nějak neutralizovat. Navíc u replantace ruky a prstu, kde chirurgický zákrok není elektivní, ale urgentní, může být doba ischemie často výrazně delší.

Náhlé přerušení oběhu mění zásobování buněk kyslíkem a živinami, vyvolává poškození mitochondrií a ovlivňuje metabolické funkce tkání. Reperfuze náhle obnoví dodávku kyslíku a živin a po ischemické době představuje výzvu pro tkáně chlopně, které se mohou stát zvláště citlivými na produkci ROS. ROS spouští útok volných radikálů na polynenasycené mastné kyseliny (PUFA) buněčné membrány a indukuje peroxidaci lipidů s tvorbou nestabilních hydro(per)oxidů mastných kyselin, eikosanoidů a neenzymatických (volnými radikály indukovaných) isoprostanů schopných dále šířit volné radikální reakce, čímž se poškození prodlužuje. Poškození I/R má popsanou roli v narušení integrace laloku v místě příjemce, jeho normálního a hladkého hojení s nejvyšší možnou mírou podobnosti s nativní předoperační tkání dárce. Poškození I/R podmiňuje fibrotické reakce a následné poškození neurosenzorické funkce v důsledku interference jizevnaté tkáně s nervovou sítí. V případě rekonstrukce dolní čelisti má poškození I/R zhoršit kvalitu kostní hmoty v rekonstruované neomandibule, a tím snížit možnost osteointegrovaných zubních implantátů. Účelem studie je zhodnotit účinek konzervace chladem na rekonstrukční laloky v oblasti prsou a hlavy a krku z hlediska mnoha klinických a radiologických koncových bodů se zaměřením na peroperační hodnocení perfuze a pooperační neurosenzorické zotavení a kvalitu kosti při rekonstrukci dolní čelisti na bázi fibuly s ohledem na osteointegraci zubního implantátu.

Projekt Tato studie je RCT k vyhodnocení účinnosti uchování volných chlopní chladem před poškozením I/R při postonkologických mikrochirurgických rekonstrukcích. Návrh studie bude v souladu s pokyny CONSORT pro RCT. Projekt byl schválen místní IRB. Bude vytvořena anonymní databáze (pouze iniciály pacientů) k zaznamenání všech zahrnutých údajů o pacientech a nebude k dispozici zaslepeným hodnotitelům výsledků. Zaznamenaná data budou doba ischemie (doba mezi dělením cévy a reperfuzí na konci mikrovaskulárních anastomóz), hmotnost chlopně a délka operace, demografie pacientů, BMI, kouření a komorbidity. Dva randomizační seznamy (prsa a hlava a krk) budou vytvořeny pomocí generátoru randomizačních seznamů, dostupného online (random.org), s 5 blokovým přiřazením ke skupině A (chlopeň konzervovaná v UW roztoku a uchovávání v chladu během doby ischemie) a skupině B (klapka bez perfuze a chlazení). Randomizace bude pro hodnotitele výsledků a radiology zaslepená. Po odebrání a oddělení od jejich donorových míst budou chlopně skupiny A propláchnuty 200 ml UW roztoku při 4 °C do arterie chlopně během 2 minut po rozdělení cévy.

Po injekci prvních 150 ml do chlopně bude posledních 50 ml roztoku použito k externímu výplachu vnější chlopně, která bude uchovávána při 4 °C během operace na lavičce a anastomóz. Před reperfuzí se chlopeň znovu propláchne její tepnou 0,9% fyziologickým roztokem. Chlopně skupiny B budou během operace na lavici a doby anastomózy skladovány při pokojové teplotě.