Skyddar autologa fria flikar från ischemi/reperfusionsskador med kylförvaring. (PAFFIRD)

Teknikens status Rekonstruktiv mikrokirurgi, via mikrovaskulär anastomos med 0,5 mm till 3 mm kärldiameter, som kräver ett operationsmikroskop, möjliggör autolog transplantation av vävnadsblock (flikar) från ett donatorställe till ett avlägset mottagarställe. Proceduren involverar tillfällig ischemi. Frånvaron av perfusion och reperfusion efter anastomos orsakar ischemi/reperfusion (I/R) skada. Det finns kliniska bevis som stöder en ökad procentandel av komplikationer med klaffar i samband med den längre varaktigheten av ischemitiden. För närvarande, även om det finns flera konserveringslösningar, anses University of Wisconsin (UW)-lösningen fortfarande vara guldstandarden för bevarande av fasta organ. Kylförvaring används också vid autolog leverbänkskirurgi, men inte för mikrovaskulär rekonstruktion. Tyvärr inträffade inte denna tillämpning av ischemikonservering vid mikrovaskulär rekonstruktion eftersom flikar ansågs vara mindre benägna att skadas, ha en mindre funktionell roll, helt enkelt relaterade till "fyllning" eller "omformning". Detta är dock inte hela sanningen, om vi till exempel betraktar fibulafliken, som innehåller mycket muskler, vilket är en sårbar vävnad, och framför allt kräver den fibulafria fliken en hel del benläkning, vilket är nödvändigt för att efter tandimplantat. Dessutom är kvalitetsbevarandet av de ursprungliga vävnaderna av avgörande klinisk relevans om vi tänker på vikten av ett mjukt bröst, av en böjlig ansiktsrekonstruktion och framför allt av en funktionell återhämtning i ett återplanterat finger, där fibrotisk degeneration kan orsaka en funktionell katastrof när det gäller rörelseomfång och känselåterhämtning. Såvitt vi vet är användningen av konserveringslösning mycket begränsad inom rekonstruktiv kirurgi, förutom för rekonstruktiv transplantation (Vascularized Composite Allotransplantations, VCA).

Men vid rekonstruktiv mikrokirurgi och hand-/fingerreplantering kan den varma ischemitiden vara betydligt längre på grund av flikförberedelse och svår implantering inom mottagarstället, eller på grund av intraoperativa tekniska problem, och vissa flikar inkluderar vävnader som är mer känsliga för varm ischemitid; följaktligen kan det vara användbart att använda samma procedurer som används i VCA för att begränsa I/R-skada. En jämförande utvärdering av effekterna av kallkonservering av autotransplanterade vävnader kontra den traditionella behandlingen där ingen konservering utförs finns inte i den medicinska litteraturen. Denna brist på vetenskaplig kunskap motiverar organiseringen av studier som undersöker dessa outforskade aspekter av mikrovaskulär rekonstruktiv kirurgisk vetenskap.

Syfte Forskningshypotesen som bestämmer syftena med detta projekt är att kall statisk lagring av autologa fria flikar kan erbjuda fördelar när det gäller överlevnad av flikar och bättre bevarande av alla vävnader i flikarna, vilket minskar förekomsten av komplikationer, flikskrympning och mängden fibros inducerad av I/R-skada. Trots ett genomflöde och patent på mikrovaskulära anastomoser kan mikrocirkulationen och perfusionen av fliken försämras på grund av endotelskada, möjligen inducerad av den traumatiska I/R-upplevelsen som kan leda till irreversibel fibros som slutar i partiell nekros av fliken och kan förklara också den signifikanta komplikationsfrekvensen (36,1 % vid huvud- och nackkirurgi och 35 % vid bröstkirurgi enligt nya studier) i termer av partiell förlust av klaff eller andra tidiga och sena komplikationer (Clavien-Dindo grad III), som är vanligare än total flikförlust, rapporterade omkring 2-3% av fri vävnadsöverföringar i bröst- och huvud- och halsregionerna (2% vid mikrokirurgisk bröstrekonstruktion och 1-3% vid huvud- och halsrekonstruktioner baserat på publicerade rapporter). Lösningen från University of Wisconsin (UW) anses fortfarande vara den gyllene standarden bland konserveringslösningarna vid solid organtransplantation såväl som i VCA. UW-lösningen utvecklades av kirurgen Folkert Belzer och grundforskaren James Southard vid University of Wisconsin på 1980-talet och introducerades för klinisk användning i USA 1987. UW-lösning kännetecknas av ett buffertsystem (fosfatbuffert), med högt kalium och lågt natrium som elektrolyter, som efterliknar den intracellulära miljön; dessutom innehåller den raffinos och laktobionsyra, som osmotiska membranogenomträngliga medel, molekyler som har en hög molekylvikt (594 och 358 Da) och motverkar det transmembranösa vattenskiftet för att förhindra cellödem.

Hydroxietylstärkelse tillsattes också som en onkotisk substans för att förhindra expansion av det extracellulära utrymmet. Hydroxietylstärkelse ger emellertid den relativt höga viskositeten (5,70 cp) till UW-lösningen, som är ungefär fyra gånger högre än vatten. Sammantaget bibehåller elektrolytsammansättningen och de membranogenomträngliga makromolekylerna i UW-lösning den joniska och osmotiska balansen under hypotermi. Allopurinol tillsattes som en hämmare av xantinoxidas, som blockerar genereringen av reaktiva syreämnen (ROS) via hypoxantinexantin-urinsyravägen. Antioxidanten glutation tillsattes för att neutralisera ROS som genereras under återsyresättning vid tidpunkten för reperfusion. UW-lösning inkluderar även adenosin, som fungerar som ett substrat för återsyntes av ATP vid reperfusion. UW-lösning utelämnade också Ca2+ på grund av den extremt låga fysiologiska intracellulära Ca2+-koncentrationen och de kända negativa effekterna av förhöjd intracellulär Ca2+-koncentration för cellöverlevnad. För närvarande har kylförvaring för autolog mikrovaskulär fri vävnadsöverföring inte rapporterats i litteraturen. Därför syftar detta projekt till att minska riskerna för total och partiell fri flikfel eller fibrotisk degeneration och därav följande tidiga och sena komplikationer, genom att använda perfusion av flikarna och deras kylförvaring i UW-lösning för att minska I/R-skadan. Faktum är att även om den totala ischemitiden är betydligt kortare i autologa fria flikar jämfört med de som rapporterats vid solida organtransplantationer, bör de längre varma ischemitiderna som ibland rapporteras vid rekonstruktiv kirurgi undvikas eller på något sätt neutraliseras. Dessutom, vid hand- och fingerreplantation, där operation inte är elektiv utan akutbaserad, kan ischemitider ofta vara betydligt längre.

Plötsligt cirkulationsavbrott förändrar cellulärt syre- och näringstillförsel, inducerar mitokondriell skada och påverkar vävnadernas metaboliska funktion. Reperfusion återställer plötsligt syre- och näringstillförseln och representerar, efter den ischemiska tiden, en utmaning för flikvävnaderna som kan bli särskilt känsliga för ROS-produktion. ROS utlöser angrepp av fria radikaler på cellulära membran-fleromättade fettsyror (PUFA) och inducerar lipidperoxidation, med bildning av instabila fettsyrahydro(pero)oxider, eikosanoider och icke-enzymatiska (fria radikal-inducerade) isoprostaner som kan föröka sig ytterligare fria radikala reaktioner vilket förlänger skadan. I/R-skada har en beskriven roll för att hindra flikintegrering inom mottagarstället, dess normala och smidiga läkning med högsta möjliga grad av likhet med den ursprungliga preoperativa donatorvävnaden. I/R-skada bestämmer fibrotiska reaktioner och därav följande skada på den neurosensoriska funktionen på grund av interferens av ärrvävnaden med nervnätverket. Vid rekonstruktion av underkäken antas I/R-skada försämra kvaliteten på benstam i den rekonstruerade neomandibula, och därigenom minska risken för osteointegrerade tandimplantat. Syftet med studien är att utvärdera effekten av kylkonservering på rekonstruktiva flikar för bröst- och huvud- och halsområdena, i termer av flera kliniska och radiologiska endpoints, med fokus på intraoperativ utvärdering av perfusion, och postoperativ neurosensorisk återhämtning och kvalitet av ben i fibula-baserad underkäksrekonstruktion, med tanke på tandimplantatets osteo-integration.

Projekt Den föreliggande studien är en RCT för att utvärdera effektiviteten av kallkonservering av fria flikar från I/R-skada i post-onkologiska mikrokirurgiska rekonstruktioner. Studiedesignen kommer att överensstämma med CONSORT-riktlinjerna för RCT. Projektet har godkänts av den lokala IRB. En anonym databas (endast patientinitialer) kommer att skapas för att registrera alla inkluderade patientdata och den kommer inte att vara tillgänglig för de blindade resultatbedömarna. De registrerade uppgifterna kommer att vara ischemitid (tiden mellan kärldelning och reperfusion vid slutet av mikrovaskulära anastomoser), vikten av fliken och operationens varaktighet, patienternas demografi, BMI, rökning och samsjukligheter. Två randomiseringslistor (bröst och huvud & hals) kommer att skapas genom en randomiseringslistgenerator, tillgänglig online (random.org), med 5 block tilldelning till grupp A (flik konserverad i UW-lösning och kylförvaring under ischemitiden) och grupp B (flik utan perfusion och kylförvaring). Randomiseringen kommer att hållas blind för resultatbedömarna och radiologerna. När de har skördats och lossats från sina donatorställen, spolas flikarna i grupp A med 200 ml UW-lösning vid 4°C in i klaffartären inom 2 minuter efter kärldelning.

Efter injektionen i fliken av de första 150 ml, kommer de sista 50 ml av lösningen att användas för att skölja ut den yttre fliken, som kommer att förvaras vid 4°C under bänkoperationen och anastomoserna. Innan dess reperfusion kommer fliken att spolas igen genom sin artär med 0,9 % saltlösning. Flikarna i grupp B kommer att förvaras i rumstemperatur under bänkoperationen och anastomostiden.