Experimentelle Untersuchung der Neovaskularisation in großen präfabrizierten Gewebelappen nach arteriovenöser Gefäßstielimplantation

Zusammenfassung

Das Prinzip des präfabrizierten Gewebelappens ist die Umwandlung eines zuvor nicht axial perfundierten Gewebeareals, also einen nicht mikrovaskulär transplantierbaren Lappen durch Implantation eines Gefäßstiels in einen axial versorgten Lappen umzuwandeln. Hierdurch ist dieser in üblicher Weise frei mikrovaskulär transplantierbar. Zur Untersuchung der Neovaskularisation im präfabrizierten Gewebelappen wurde in 30 Chinchilla-Bastard-Kaninchen ein 8 × 15 cm großer randomisierter Bauchhautlappen mit lateraler Basis gehoben. Der aus der A. und V. femoris sowie der A. und V. saphena magna abpräparierte arteriovenöse Gefäßstiel mit distaler Ligatur wurde unter den Bauchhautlappen implantiert. Zur Verhinderung der Neovaskularisation aus dem Wundgrund in den Lappen wurde eine Silikonfolie (8 × 15 cm × 0,25 mm) auf der Bauchwand aufgebracht. Nach den Intergrationszeiträumen von 4, 8, 12, 16 und 20 Tagen wurde die Neovaskularisation im Lappen durch makroskopische Beurteilung, Blutwertuntersuchung, selektive Mikroangiographie, Histologie und Szintigraphie ausgewertet. Die untersuchten Ergebnisse zeigten, dass nach Implantation eines skelettierten arteriovenösen Gefäßstiels in einen minderdurchbluteten Gewebelappen (nur von lateraler Basis blutversorgt) neue Gefäßaussprossungen entstehen. Zwölf Tage postoperativ können Gefäßneuanschlüsse zwischen dem implantierten Gefäßstiel und den im Lappen vorhandenen Gefäßen nachgewiesen werden. Die Neovaskularisation nahm mit der Verweilzeit des implantierten Gefäßstiels zu. Zwanzig Tage nach Gefäßstielimplantation resultiert die Lappenperfusion aus Gefäßverbindungen zwischen neuen Gefäßaussprossungen des implantierten Gefäßstiels und dem im Lappen vorhandenen Gefäßsystem. Im Vergleich zur Kontrollgruppe (Zahl der Gefäße = 100 %) betrug in der 20-Tage-Gruppe die Zahl der vom implantierten Gefäßstiel perfundierten Gefäße 98,7 %. Im Tierversuch als präklinischer Test können die präfabrizierten Lappen durch die speziellen Versorgungsmöglichkeiten eine neue erfolgreiche Methode im Bereich der Plastischen und Rekonstruktiven Chirurgie darstellen.

Abstract

The principle of prefabricated flaps is based on the transformation of a formerly random-pattern vascularized flap, through implantation of a vascular pedicle, into a newly neovascularized axial flap, which can be transferred after a period of neovascularisation from the prepared donor site to the recipient site by using microvascular techniques. In 30 Chinchilla Bastard rabbits weighing from 3700 to 4200 g, a skeletonized arteriovenous pedicle with distal ligation harvested from the femoral and saphena magna artery and vein was implanted beneath an 8 × 15 cm abdominal skin flap to investigate the neovascularisation process in the flap over the course of time. In order to prevent neovascularisation occurring from the underlying vascular bed into the flap, a silicon sheet measuring 8 × 15 cm × 0.25 mm was placed and fixed on the abdominal wall. Flap vitality and neovascularisation process in prefabricated flaps were evaluated by macroscopic observation, blood analysis, selective microangiography, histology and scintigraphy at the various time intervals of 4, 8, 12, 16 and 20 days. The study results showed that newly formed vessels sprouting from the implanted pedicle were seen four days after pedicle implantation. With the retention time of pedicle in the flaps, they continued to grow, became meander and more dense. Respective connections between newly formed vessels and the originally available vasculature of the abdominal flap were markedly observed in the 12- and 16-day groups. Twenty days after prefabrication, the abdominal flap was completely perfused by the blood flow supplied from the newly implanted arteriovenous pedicle through newly formed vessels arising from the implanted pedicle and their rich vascular communications. The neovascularisation in the prefabricated flap consisted of the implanted pedicle, newly formed vessels, the originally available vasculature and their vascular connections. In comparison to the control group (the quantification was determined of 100 %), the vessel quantity in the prefabricated flap of the 20-day group had increased to 98.7 %. As a pre-clinical test, prefabricated flaps through arteriovenous pedicle implantation with special advantages can be a new useful method in plastic and reconstructive surgery.

Schlüsselwörter

Randomisierter Gewebelappen - Gefäßstielimplantation - axial präfabrizierter Gewebelappen

Key words

Random-pattern flap - pedicle implantation - axial prefabricated flap

Literatur

• 1 Adams W P, Griffin J R, Friedman R M, Rohricht R J, Robinson J B. The myoadipose flap: a new composite.  Plast Reconstr Surg. 1998;  102 735-740
• 2 Alm M I, Asahina I, Seto I, Oda M, Enotomo S. Prefabricated vascularized bone flap: a tissue transformation technique for bone reconstruction.  Plast Reconstr Surg. 2001;  108 952-958
• 3 Atabey A, Mc Carthy E, Manson P, Kolk C AV. Prefabrication of combined composite (Chimeric) flap in rats.  Ann Plast Surg. 2000;  45 484-490
• 4 Beyer M, Hoffer H, Mierdl S, Beyer U, Hannekum A. Neoangiogenese nach Transplantation eines freien Skelettmuskellappens auf das Myokard des Hundes.  VASA. 1992;  21 132-137
• 5 Duffy F J, Pribaz J J, Hergrueter C A, Maitz P KM. Flap prefabrication using an exteriorised vascular pedicle in a rabbit ear model.  Br J Plast Surg. 1993;  46 279-284
• 6 Erk Y, Rose F A, Spira M. Vascular augmentation of skin and musculocutaneous flaps.  Ann Plast Surg. 1983;  10 341-348
• 7 Erol Ö, Spira M. Omentum island skin graft flap.  Surg Forum. 1978;  29 594-596
• 8 Erol Ö, Spira M. Development and utilization of a composite island flap employing omentum: Experimental investigation.  Plast Reconstr Surg. 1980;  65 405-418
• 9 Germann G, Pelzer M, Sauerbier M. Vorfabrizierte Lappenplastiken („prefabricated flap“). Ein neues rekonstruktives Konzept.  Orthopäde. 1998;  27 451-456
• 10 Hickey M J, Wilson J, Hurley J V, Morrison W A. Mode of vascularisation of control and basic fibroblast growth factor-stimulated prefabricated skin flaps.  Plast Reconstr Surg. 1998;  101 1296-1304
• 11 Hirase Y, Valauri F A, Buncke H J, Newlin L J. Customized prefabricated neovascularized free flaps.  Microsurg. 1987;  8 218-224
• 12 Hirase Y, Valauri F A, Buncke H J. Prefabricated sensate myocutaneous and osteomyocutaneous free flaps: An experimental model. Preliminary report.  Plast Reconstr Surg. 1988;  82 440-446
• 13 Hong J P, Lee H B, Chung Y K, Kim S W, Tark K C. Coverage of difficult wounds around the knee joint with prefabricated, distally based sartorius muscle flaps.  Ann Plast Surg. 2003;  50 484-490
• 14 Hyakusoku H, Okubo M, Umeda T, Fumiiri M. A prefabricated hair-bearing island flap for lip reconstruction.  Br J Plast Surg. 1987;  40 37-39
• 15 Karatas Ö, Atabey A, Demirdöver C, Barutcu A. Delayed prefabricated arterial composite venous flaps: an experimental study in rabbits.  Ann Plast Surg. 2000;  44 44-52
• 16 Khouri R K, Upton J, Shaw W W. Prefabrication of composite free flaps through staged microvascular transfer: an experimental and clinical study.  Plast Reconstr Surg. 1991;  87 108-115
• 17 Kimura N, Hasumi T, Satoh K. Prefabricated thin flap using the transversalis fascia as a carrier.  Plast Reconstr Surg. 2001;  108 1972-1980
• 18 Kwan C T, Khouri R K, Shun Shin Keuk, Shaw W W. The fasciovascular pedicle for revascularisation of other tissues.  Ann Plast Surg. 1991;  26 149-155
• 19 Macleod T M, Williams G, Sanders R, Green C J. Prefabricated skin flaps in rat model based on dermal replacement matrix Permacol™.  Br J Plast Surg. 2003;  56 775-783
• 20 Morrison W A, Dvir E, Doi K, Hurley M J, O'Brien B. Prefabrication of thin transferable axial-pattern skin flaps: an experimental study in rabbits.  Br J Plast Surg. 1990;  43 645-654
• 21 Morrison W A, Penington A J, Kumta S K, Callan P. Clinical applications and technical limitations of prefabricated flaps.  Plast Reconstr Surg. 1997;  99 378-385
• 22 Nguyen The H. Die Neovaskularisation im präformierten Gewebelappen in Abhängigkeit von arteriovenösen Blutfluss des implantierten Gefäßstieles. Dissertation. TU München 1997: 1-127
• 23 Özerdem Ö R, Anlatici R, Sen O, Yildirim T, Bircan S, Aydin M. Prefabricated galeal flap based on superficial temporal and posterior auricular vessels.  Plast Reconstr Surg. 2003;  111 2166-2175
• 24 Ono H, Tamai S, Yajima H, Fukui A, Inada Y, Mizumoto S. Blood flow through prefabricated flaps: an experimental study in rabbits.  Br J Plast Surg. 1993;  46 449-455
• 25 Pribaz J J, Maitz P KM, Fine N A. Flap prefabrication using the “vascular crane” principle: An experimental study and clinical application.  Br J Plast Surg. 1994;  47 250-256
• 26 Pribaz J J, Fine N, Orgill D P. Flap prefabrication in the head and neck: A 10-year experience.  Plast Reconstr Surg. 1999;  103 808-820
• 27 Rohner D, Jaquiery C, Kunz C, Bucher P, Maas H, Hammer B. Maxillofacial reconstruction with prefabricated osseous free flaps: A 3-year experience with 24 patients.  Plast Reconstr Surg. 2003;  112 748-757
• 28 Safak T, Akyurek M, Ozcan G, Kecik A, Aydin M. Osteocutaneous flap prefabrication based on the principle of vascular introduction: an experimental and clinical study.  Plast Reconstr Surg. 2000;  105 1304-1313
• 29 Sakai S. Reconstruction of an amputated fingertip by a prefabricated free volar forearm flap.  Br J Plast Surg. 2002;  55 523-526
• 30 Schechter G L, Biller H F, Ogura J H. Revascularized skin flaps: A new concept in transfer of skin flaps.  Laryngoscope. 1969;  79 1647-1665
• 31 Takato T, Komuro Y, Yonehara H, Zucker R M. Prefabricated venous flap: an experimental study in rabbits.  Br J Plast Surg. 1993;  46 122-126
• 32 Voy E D, Mayer H R, Hettich R. Experimentelle Untersuchungen zur Herstellung mikrovaskulärer, mehrschichtig-zusammengesetzter Transplantate mit Hilfe des Omentum majus.  Handchir Mikrochir Plast Chir. 1984;  16 157-160
• 33 Wilson Y T, Kumta S, Hickey M J. et al . Use of free interpositional vein graft as pedicle for prefabrication of skin flaps.  Microsurg. 1994;  15 717-721
• 34 Yap-Legaspi E C, Nozaki M, Takeuchi M. The contribution of perivascular tissue to the neovascularisation of full thickness skin grafts (prefabricated flaps): an experimental study.  Br J Plast Surg. 1995;  48 89-92
• 35 Zhang L, Michaeles B M, Bakshandeh N. Prefabrication flap size limitations utilizing an omental carrier.  Microsurg. 1994;  15 568-570