Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

 

 Rebecca Hadrian

 

Induktion der Lymphangiogenese:

Evaluation mikrochirurgischer

Lymphrekonstruktionstechniken

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-109071

title (engl.)

Evaluation of microsurgical lymphatic reconstruction techniques

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2016

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/hadrianr_ws16.pdf

abstract (deutsch)

Hintergrund: Sekundäre Lymphödeme sind ein Hauptsymptom nach Tumor-assoziierter Lymphadenektomie. Der aktuelle Goldstandard in der Therapie des sekundären Lymphödems ist die komplexe physikalische Entstauungstherapie (KPE), welche in zwei Phasen, durch die Kombination von manueller Lymphdrainage, Kompression, Hautpflege und Bewegung nur eine Linderung der Symptome, nicht aber eine langfristige Rekonstruktion des defekten Lymphsystems schafft. Chirurgische Therapien mit Rekonstruktionen oder Transplantationen von Lymphgefäßen und Lymphknoten gelten als vielversprechende Methoden zur Behandlung des sekundären Lymphödems mit guten Langzeiterfolgen. Bis heute ist jedoch unklar, welche Technik der Lymphrekonstruktion die beste funktionelle Wiederherstellung schafft.

Material und Methoden: Als wichtigste rekonstruktive chirurgische Therapiemöglichkeiten des sekundären Lymphödems gelten die lympho-lymphatischen und lympho-lymphonodulären Anastomosen und die avaskuläre Transplantation von Lymphgefäßen und Lymphknoten. In dieser Studie wurden diese Techniken im Rattenmodell miteinander verglichen. Zusätzlich wurden die beiden Gruppen Entfernung sowie Ligatur des Lymphgefäßes gewählt. Alle Gruppen wurden mit einer Kontrollgruppe verglichen. Dazu wurden 70 Sprague Dawley Ratten randomisiert in 7 Versuchsgruppen eingeteilt und mittels Gadolinium-MRTs nicht-invasiv im Untersuchungszeitraum untersucht, um den funktionalen Lymphfluss zu detektieren. Weitere Parameter der Evaluation waren die OP-Dauer der einzelnen Techniken, die Bewertung der Adhäsion am Finaltag nach 7 und 21 Tagen und die Prüfung der makroskopischen Durchgängigkeit der Lymphgefäße im Rekonstruktionsbereich. Mittels Rasterelektronenmikroskop wurden transplantierte Lymphgefäße morphologisch untersucht. Die histologische Auswertung erfolgte mittels Bewertung der Entzündungsreaktion, Fremdkörperreaktion und Lymphknotenatrophie. Eine funktionelle Analyse wurde mittels lymphspezifischer Marker wie VEGF-C und LYVE-1 und Tight Junction Marker Claudin-5 durchgeführt. Eine Überprüfung auf die Lymphknotenfunktionalität nach Rekonstruktion erfolgte mittels CD-3 und CD-19 stellvertretend für vitale T- und B-Lymphozyten und die Proliferationsaktivität wurde mit Hilfe von Ki67 nachgewiesen.

Ergebnisse: Die längsten OP Zeiten wurden in den Gruppen der Lymphgefäßtransplantation und der lympho-lymphonodulären Rekonstruktionen ermittelt. Ergebnisse aus den Gadolinium-MRT-Daten wiesen eine signifikante Verbesserung der Durchgängigkeit des Lymphflusses bereits nach 7 Tagen im Vergleich direkt post OP auf. Die beste makroskopische Durchgängigkeit erreichten die Tiere mit lympho-lymphatischer Anastomose, die der lympho-lymphonoduläre Anastomose und die der  Lymphgefäßtransplantation im Vergleich zur Kontrollgruppe. In der morphologischen Untersuchung konnte in der Gruppe der avaskulären Lymphgefäßtransplantation bereits nach 7 Tagen eine Unversehrtheit der Spindelzellen nachgewiesen werden. Histologisch zeigten sich nur geringgradige Unterschiede in der Entzündungsreaktion zwischen den beiden Endzeitpunkten, jedoch keine Unterschiede im Versuchsgruppenvergleich. Funktionell und im Hinblick auf die Proliferationsaktivität zeigten alle Versuchsgruppen nach 7 und 21 Tagen keinen Unterschied zur Kontrollgruppe, was für eine gute und umfassende Regeneration innerhalb von 7 Tagen spricht.

Schlussfolgerung: Der Vergleich der rekonstruktiven Techniken zur Lymphrekonstruktion zeigt einen Vorteil der lympho-lymphatischen, der lympho-lymphonodulären Anastomose und der Lymphgefäßtransplantation. Dennoch konnten auch in der avaskulären Lymphknotenrekonstruktion vitale T- und B-Lymphozyten 7 und 21 Tage postoperativ  gezeigt werden. In diesem Modell konnte zudem gezeigt werden, dass es aufgrund des hohen endogenen lymphatischen Regenerationspotentials der Ratte innerhalb von 7 Tagen zu einem funktionellen Abfluss des Defektes kommt.

abstract (englisch)

Background: Secondary lymphedema is a major problem after tumor associated lymphadenectomy worldwide. The complete decongestive therapy (CDT) as gold standard of treatment in secondary lymphedema, alleviate symptoms but lacks in reconstruction of the lymphatic defect. Therefore, surgical techniques as lymphatic reconstructions or lymph vessel or lymph node transplantation were used as they rebuild lymphatic flow and showed promising long-term success. However, there is no homogeneous recommendation for the most functional technique.

Material and Methods: The most important surgical lymphatic reconstructive techniques in humans and animal models are lympho-lymphatic-, lympho-lymphonodular anastomosis, and avascular transplantation of lymph vessels or lymph nodes. In this study, we used a rat model to compare these different techniques with clinically associated control groups like removal or ligature of lymph vessels, with a control group. Therefore, 70 Sprague Dawley rats were randomized divided into 7 groups. Non-invasive Gadolinium-MRT was performed directly post-surgery, on day 7 and 21 to detect functional pathways of lymph fluids. Further parameters in evaluation of techniques of lymphatic reconstruction were duration of surgery, analysis of adhesion in the reconstructive area and macroscopic patency. Avascular transplanted lymphatic vessels were detected in scanning electron microscopy and histological parameters such as inflammatory response, foreign body reactions or lymph node atrophy were evaluated. The functionality of lymph vessels was tested by lymph specific markers such as VEGF-C and LYVE-1 and determination of tight junction marker Claudin-5. Further, amounts of CD-3- and CD-19- positive cells were evaluated to identify vital T- and B-lymphocytes in lymph nodes and activity of proliferation was estimated by Ki-67 in reconstructed areas.

Results: Longest times of surgery were estimated in lymph vessel transplantation and lympho-lymphonodular reconstruction. Gadolinium-MRT results offer significant improvement of signal difference of lymph nodes by day 7. Macroscopic patency was best in lympho-lymphatic, lympho-lymphonodular and lymph vessel transplantation in comparison to the control. In scanning electron microscopy, lymph vessels were evaluated with intact spindle-shaped cells after avascular transplantation after 7 days. Rather minimal differences were seen in histological examination in inflammatory response between 7 and 21 days. However every experimental group showed no difference in comparison to control. The functional evaluation of VEGF-C, LYVE-1, Cl-5 and CDs and proliferation marker Ki-67 showed high similarity to control.

Conclusion: The comparison between different techniques of lymphatic reconstruction contains a reference to lympho-lymphatic and lympho-lymphonodular anastomosis and lymph vessel transplantation, whenever the anatomical circumstances provide this opportunity. However, results after avascular lymph node transplantation showed vital T- and B-lymphocytes 7 and 21 days after reconstruction, but low functional patency. Additionally, these results indicate comprehensive regeneration of lymphatics after 7 days explainable by a high endogenous potency in lymphatic regeneration in rats.

keywords

Tiermodell, Mikrochirurgie, Lymphrekonstruktionen, animal model, microsurgery, lymphatic regeneration

kb

5.259