Beskytter autologe frie klaffer mot iskemi-/reperfusjonsskader med kjølelagring. (PAFFIRD)

Teknikkens status Rekonstruktiv mikrokirurgi, via mikrovaskulær anastomose på 0,5 mm til 3 mm kardiameter, som krever et operasjonsmikroskop, tillater autolog transplantasjon av vevsblokker (klaffer) fra et donorsted til et fjernt mottakersted. Prosedyren innebærer midlertidig iskemi. Fravær av perfusjon og post-anastomose reperfusjon forårsaker iskemi/reperfusjon (I/R) skade. Det er klinisk bevis som støtter en økt prosentandel av klaffekomplikasjoner assosiert med lengre varighet av iskemitiden. For øyeblikket, selv om det er flere konserveringsløsninger, anses University of Wisconsin (UW)-løsningen fortsatt som gullstandarden for bevaring av solide organer. Kaldlagring brukes også ved autolog leverbenkkirurgi, men ikke til mikrovaskulær rekonstruksjon. Dessverre skjedde ikke denne anvendelsen av iskemibevaring i mikrovaskulær rekonstruksjon fordi klaffer ble ansett som mindre utsatt for skade, og hadde en mindre funksjonell rolle, bare knyttet til "fylling" eller "omforming". Dette er imidlertid ikke hele sannheten, hvis vi for eksempel tar i betraktning fibula-klaffen, som inneholder en overflod av muskler, som er et sårbart vev, og fremfor alt den fibula-frie klaffen krever mye beinheling, noe som er nødvendig for etter tannimplantater. Dessuten er kvalitetsbevaringen av det originale vevet av overordnet klinisk relevans hvis vi tenker på viktigheten av et mykt bryst, av en bøyelig ansiktsrekonstruksjon og fremfor alt en funksjonell gjenoppretting i en gjenplantet finger, der fibrotisk degenerasjon kan forårsake en funksjonell katastrofe når det gjelder bevegelsesområde og gjenoppretting av følelse. Så vidt vi vet, i rekonstruktiv kirurgi, bortsett fra rekonstruktiv transplantasjon (Vascularized Composite Allotransplantations, VCA), er bruken av konserveringsløsning svært begrenset.

Ved rekonstruktiv mikrokirurgi og hånd-/fingerreplantasjon kan imidlertid den varme iskemitiden være betydelig lengre på grunn av klaffforberedelse og vanskelig implantering innenfor mottakerstedet, eller på grunn av intraoperative tekniske problemer, og noen klaffer inkluderer vev som er mer sårbare for varm iskemitid; følgelig kan det være nyttig å bruke de samme prosedyrene som brukes i VCA for å begrense I/R-skade. En komparativ evaluering av effektene av kaldkonservering av autotransplantert vev versus den tradisjonelle behandlingen der ingen konservering utføres er ikke-eksisterende i medisinsk litteratur. Denne mangelen på vitenskapelig kunnskap garanterer organisering av studier som undersøker disse uutforskede aspektene ved mikrovaskulær rekonstruktiv kirurgisk vitenskap.

Mål Forskningshypotesen som bestemmer målene for dette prosjektet er at kald statisk lagring av autologe frie klaffer kan gi fordeler når det gjelder overlevelse av klaffene og bedre bevaring av alt vev i klaffene, redusere forekomsten av komplikasjoner, klaffekrymping og mengden av fibrose indusert av I/R-skade. Til tross for en gjennomstrømning og patent på mikrovaskulære anastomoser, kan mikrosirkulasjonen og perfusjonen av klaffen svekkes på grunn av endotelskade, muligens indusert av den traumatiske I/R-opplevelsen som kan føre til irreversibel fibrose som ender i delvis nekrose av klaffen og kan forklare også den betydelige komplikasjonsraten (36,1 % ved hode- og nakkekirurgi og 35 % ved brystkirurgi ifølge nyere studier) i form av delvis klafftap eller andre tidlige og sene komplikasjoner (Clavien-Dindo grad III), som er hyppigere enn totalt tap av klaff, rapportert rundt 2-3 % av frie vevsoverføringer i bryst- og hode- og nakkeregionene (2 % ved mikrokirurgisk brystrekonstruksjon og 1-3 % ved hode- og halsrekonstruksjoner basert på publiserte rapporter). University of Wisconsin (UW)-løsningen regnes fortsatt som gullstandarden blant konserveringsløsningene i solid organtransplantasjon så vel som i VCA. UW-løsningen ble utviklet av kirurgen Folkert Belzer og grunnforskeren James Southard ved University of Wisconsin på 1980-tallet og ble introdusert for klinisk bruk i USA i 1987. UW-løsning er preget av et buffersystem (fosfatbuffer), med høyt kalium og lavt natrium som elektrolytter, som etterligner det intracellulære miljøet; i tillegg inneholder den raffinose og laktobionsyre, som osmotiske membranugjennomtrengelige midler, molekyler som har stor molekylvekt (594 og 358 Da) og motvirker det transmembranøse vannskiftet for å forhindre cellulært ødem.

Hydroksyetylstivelse ble også tilsatt som et onkotisk stoff for å forhindre utvidelse av det ekstracellulære rommet. Imidlertid gir hydroksyetylstivelse den relativt høye viskositeten (5,70 cp) til UW-løsningen, som er omtrent fire ganger høyere enn vann. Totalt sett opprettholder elektrolyttsammensetningen og de membranugjennomtrengelige makromolekylene i UW-løsning den ioniske og osmotiske balansen under hypotermi. Allopurinol ble tilsatt som en hemmer av xanthine oxidase, som blokkerer dannelsen av reaktive oksygenarter (ROS) via hypoxanthinexanthine-urinsyre-veien. Antioksidanten glutation ble tilsatt for å nøytralisere ROS som genereres under reoksygenering på tidspunktet for reperfusjon. UW-løsning inkluderer også adenosin, som fungerer som et substrat for resyntese av ATP ved reperfusjon. UW-løsning utelot også Ca2+ på grunn av den ekstremt lave fysiologiske intracellulære Ca2+-konsentrasjonen og de kjente negative effektene av forhøyet intracellulær Ca2+-konsentrasjon for celleoverlevelse. Foreløpig er det i litteraturen ikke rapportert om kjølelagring for autolog mikrovaskulær fri vevsoverføring. Derfor har dette prosjektet som mål å redusere risikoen for total og delvis fri flapsvikt eller fibrotisk degenerasjon og påfølgende tidlige og sene komplikasjoner, ved å bruke perfusjon av klaffene og deres kjølelagring i UW-løsning for å redusere I/R-skaden. Selv om den totale iskemitiden er betydelig kortere i autologe frie klaffer sammenlignet med de som er rapportert ved solid organtransplantasjon, bør de lengre varme iskemitidene som noen ganger rapporteres i rekonstruktiv kirurgi unngås eller på en eller annen måte nøytraliseres. Dessuten, ved hånd- og fingerreplantasjon, hvor kirurgi ikke er elektiv, men akuttbasert, kan iskemitiden ofte være betydelig lengre.

Plutselig sirkulasjonsavbrudd endrer cellulær oksygen- og næringstilførsel, induserer mitokondriell skade og påvirker vevets metabolske funksjon. Reperfusjon gjenoppretter plutselig oksygen- og næringstilførselen og representerer, etter den iskemiske tiden, en utfordring for klaffevevet som kan bli spesielt følsomme for ROS-produksjon. ROS utløser angrep fra frie radikaler på cellulære membran flerumettede fettsyrer (PUFA) og induserer lipidperoksidasjon, med dannelse av ustabile fettsyrehydro(pero)oksider, eikosanoider og ikke-enzymatiske (frie radikalinduserte) isoprostaner som kan forplante seg videre frie. radikale reaksjoner som forlenger skaden. I/R-skade har en beskrevet rolle i å hemme klaffintegrasjon innenfor mottakerstedet, dens normale og jevne tilheling med høyest mulig grad av likhet med det opprinnelige preoperative donorvevet. I/R-skade bestemmer fibrotiske reaksjoner og påfølgende skade på den nevrosensoriske funksjonen på grunn av interferens av arrvevet med nervenettverket. Ved rekonstruksjon av underkjeven, er I/R-skade ment å forverre kvaliteten på beinmassen i den rekonstruksjonerte neomandibula, og dermed redusere muligheten for osteointegrerte tannimplantater. Formålet med studien er å evaluere effekten av kuldekonservering på rekonstruktive klaffer for bryst- og hode- og nakkeområdene, i form av flere kliniske og radiologiske endepunkter, med fokus på intraoperativ evaluering av perfusjon, og postoperativ nevrosensorisk utvinning og kvalitet av bein i fibula-basert mandibular rekonstruksjon, med tanke på tannimplantat osteo-integrasjon.

Prosjekt Denne studien er en RCT for å evaluere effektiviteten av kuldebevaring av frie klaffer fra I/R-skader i post-onkologiske mikrokirurgiske rekonstruksjoner. Studiedesignet vil samsvare med CONSORT-retningslinjene for RCT. Prosjektet er godkjent av den lokale IRB. En anonym database (bare pasientinitialer) vil bli opprettet for å registrere alle de inkluderte pasientdataene, og den vil ikke være tilgjengelig for de blindede utfallsbedømmerne. De registrerte dataene vil være iskemitid (tiden mellom kardeling og reperfusjon ved slutten av mikrovaskulære anastomoser), vekt av klaffen og operasjonsvarighet, pasientenes demografi, BMI, røyking og komorbiditeter. To randomiseringslister (bryst og hode og nakke) vil bli opprettet gjennom en randomiseringslistegenerator, tilgjengelig online (random.org), med en tildeling på 5 blokker til gruppe A (klaff konservert i UW-løsning og kjølelagring i iskemitiden) og gruppe B (klaff uten perfusjon og kjølelagring). Randomiseringen vil bli holdt blindet for utfallsbedømmerne og radiologene. Når de er høstet og løsnet fra donorstedene, vil klaffene i gruppe A skylles med 200 ml UW-løsning ved 4 °C inn i klaffearterien innen 2 minutter etter kardeling.

Etter intra-klaffen injeksjon av de første 150 ml, vil de siste 50 ml av oppløsningen brukes til ekstern irrigasjon av den ytre klaffen, som vil bli lagret ved 4°C under benkoperasjonen og anastomosene. Før reperfusjonen vil klaffen skylles igjen gjennom arterien med 0,9 % saltvann. Klaffene i gruppe B vil bli lagret i romtemperatur under benkoperasjonen og anastomosetiden.