Rollen av typ H-kärlbildning i inducerat membran hos patienter med bendefekt av kritisk storlek

Masketttekniken, även kallad en inducerad membranteknik (IMT), introducerades först för att behandla bendefekter av kritisk storlek upp till 25 cm 1986 av Pr. Alain Charles Masquelet et al. IMT är en tvåstegs kirurgisk operation som nyligen tillhandahåller ett mer populärt alternativ för behandling av bendefekter av kritisk storlek samt frakturavbrott. I grund och botten innefattar det första steget av IMT implantation av en polymetylmetakrylat (PMMA) cementdistans laddad med antibiotika på defektställe. Under 6 till 8 veckor inducerar denna spacer bildandet och mognaden av ett tunt lager som kallas inducerat membran som omger det via ett främmande kroppsimmunsvar. I steg II avlägsnas spacern försiktigt medan det inducerade membranet hålls kvar på frakturstället, autologt bentransplantat utförs sedan för att provocera fram benläkning. IMT ger flera fördelaktiga effekter inklusive den relativt enkla hanteringen kontra vaskulariserade fibulära transplantat och ingen signifikant skillnad i läkningstid mellan olika defektstorlekar. Det bör noteras att flera operationer och lång återhämtningstid är de svårigheter som fortfarande behövs för patienter som behandlas med IMT. Med tanke på det faktum att inducerat membran har ansetts vara en oumbärlig komponent för framgångsrik förening, kommer en mer detaljerad och omfattande analys av det att förbättra processen för IMT för att lindra dessa svårigheter.

Den kliniska studiedesignen kommer att följa beskrivningen i Chang Gung Medical Foundation Institutional Review Board, som kommer att påbörjas under det första året tills den når 15 patienter för varje grupp. Kortfattat kommer patienter med öppen fraktur att slumpmässigt delas in i två grupper för att minska selektionsbios, innefattande spacer (med inducerat membran) och utan spacergrupper (utan inducerat membran). I en grupp utan spacer (ingen operation i steg I), kommer mjukvävnader nära frakturställen med en storlek på 1 cm2 att samlas in för att användas som en lämplig kontroll av inducerat membran (1 cm2) från spacergruppen (steg I + II ) vid tidpunkten för steg II av IMT. Vävnader kommer att dissekeras i tre delar för proteomik, metabolomik och paraffiniserad sektion, lagrad vid minus 80 grader före experiment. Avsnittet är absolut nödvändigt i detta projekt för att karakterisera typ H-kärlbildning och benläkningskapacitet. För detta ändamål kommer immunhistokemi (IHC) eller Immunofluorescens (IF) att utföras för att mäta identifierade proteiner från proteomikresultat i både mjukvävnad och inducerat membran. De karakteriserade markörerna som omfattar kluster av differentiering 31 (CD31) och Endomucin (Emcn) kommer att användas för att detektera typ H-kärl. Kolorimetriska metoder inklusive Massons trikrom, Alcian blue, Alizarin red S, H&E och Safranin O-Fast green kan också utföras för att avslöja histologiska insikter om inducerat membran. I multiomics kommer vävnader att användas för att avslöja nya mål, som sedan kommer att jämföras med nivåerna av vaskulär endoteltillväxtfaktor (VEGF) och osteokalcin. Dessutom kommer western blotting och omvänd transkriptas-polymeras-kedjereaktion (RT-PCR) i realtid att utföras för att validera nedströms reglering av de identifierade metaboliterna.

Det venösa blodet (3 ml i vacutainers med heparin) kommer att samlas in från båda grupperna vid Department of Orthopedic Surgery, Chang Gung Memorial Hospital, Taoyuan, Taiwan. Protokollet baserades på en rapport som identifierade VEGF som en potentiell biomarkör för facket inom IMT. Efter dragningen kommer blodet att centrifugeras (1000 RPM, 10 min vid rumstemperatur) i 30 minuter och förvaras vid minus 80 grader fram till analys. Blodprover från tidpunkten för insamling av inducerat membran förbereds för multi-omics-analys för att identifiera systemiska markörer för typ H-kärl eller inducerat membran, och VEGF och osteokalcin kommer att användas som serumindikatorer för benmassa. Blodprover från alla tidpunkter kommer att användas för att identifiera en ny biomarkör för typ H-kärl och benläkning. När det gäller metabolitmål kommer riktade metoder för metabolomik att användas för att verifiera dem i blod. Tidpunkterna för insamling av blodprov i stadium I kommer att vara operationsdagen, nästa operationsdag och 1, 2 och 4 veckor efter operationen. När det gäller steg II kommer tidpunkterna att vara operationsdagen, nästa dag för operationen och 1, 2, 12 och 14 veckor efter operationen.