Celiac artery in New Zealand rabbit: anatomical study of its origin and arrangement for experimental research and surgical practice

Rabbits have been used as an experimental model in many diseases and for the study of toxicology, pharmacology and surgery in many universities. However, some aspects of their macro anatomy need a more detailed description, especially the abdominal and pelvic arterial vascular system, which has a huge variability in distribution and trajectory. Thirty cadaveric adult New Zealand rabbits, 13 male and 17 female, with an average weight and rostrum-sacral length of 2.5 kg and 40cm, respectively, were used. The thoracic aorta was cannulated and the vascular system was filled with stained latex S-65. The celiac artery and its proximal branches were dissected and lengthened in order to evidence origin and proximal ramifications. The celiac artery emerged between the 12th and 13th thoracic vertebra in 11 (36.7%) rabbits; at the level of the 13th thoracic vertebra in 6 (20%) rabbits; between the 13th thoracic vertebra and the 1st lumbar vertebra in 12 (40%) rabbits; and at the level of the 1st lumbar vertebra in only one (3.3%) rabbit. The mean length of the celiac artery was 0.5cm. The celiac artery first branch was the lienal artery, the second branch was the left gastric artery and the hepatic artery arose from the left gastric artery in all the dissected rabbits. No relation was observed between the celiac artery length and the rostrum-sacral length in rabbits. The number of left gastric and lienal artery branches and the distribution of celiac artery origin are not gender dependent.

Evaluation of a model for induction of periodontal disease in dogs

There are several methods for inducing periodontal disease in animal models, being the bone defect one of the most reported. This study aimed to evaluate this model, through clinical, radiographic, tomographic and histological analyzes, thus providing standardized data for future regenerative works. Twelve dogs were subjected to the induction protocol. In a first surgical procedure, a mucoperiosteal flap was made on the buccal aspect of the right third and fourth premolars and a defect was produced exposing the furcation and mesial and distal roots, with dimensions: 5mm coronoapical, 5mm mesiodistal, and 3mm buccolingual. Periodontal ligament and cementum were curetted and the defect was filled with molding polyester, which was removed after 21 days on new surgical procedure. Clinical and radiographic examinations were performed after the two surgeries and before the collection of parts for dental tomography and histological analysis. All animals showed grade II furcation exposure in both teeth. Clinical attachment level increased after induction. Defect size did not change for coronoapical and buccolingual measurements, while mesiodistal size was significantly higher than at the time of defect production. Radiographic analysis showed decreased radiopacity and discontinuity of lamina dura in every tooth in the furcation area. The horizontal progression of the disease was evident in micro-computed tomography and defect content in the histological analysis. Therefore, it is concluded that this method promotes the induction of periodontal disease in dogs in a standardized way, thus being a good model for future work.

Complications of surgical treatment of cervical carcinoma

A total of 302 patients with stage Ib and IIa cervical carcinoma were submitted to radical hysterectomy and lymphadenectomy during the period from 1980 to 1994. The morbidity rate was 37.5% and the mortality rate 0.6%. The most common intraoperative complications were injuries to the great pelvic vessels and the most frequent postoperative complications involved the urinary tract. The leading causes of morbidity were urinary infection (20.8%), bladder dysfunction (9.2%) and ureteral fistulas (2.9%). Although the rate of complications was high, morbidity has been decreasing over the last five years. Thus, radical hysterectomy continues to be one of the methods for the treatment of early cervical carcinoma that presents an acceptable 5-year survival rate.

Morphologic and biochemical changes in male rat lung after surgical and pharmacological castration

The morphology of the rat lung was studied by light microscopy in different situations: after surgical and pharmacological castration and after administration of testosterone to the castrated rat to determine if the androgen is required to maintain the normal morphology of the lung. We also determined the effect of flutamide on the phospholipid composition of both the surfactant and microsomes of the lung. Rats were separated into five groups: I - control non-castrated rats, II - castrated rats sacrificed 21 days after castration, III - castrated rats that received testosterone daily from day 2 to day 21 after castration, IV - castrated rats that received testosterone from day 15 to day 21 after castration, and V - control rats injected with flutamide for 7 days. The amount of different phospholipids in the surfactant and microsomes of the lung was measured in group I and V rats. At the light microscopy level, the surgical and pharmacological castration provoked alterations in the morphology of the lung, similar to that observed in human lung emphysema. The compositions of surfactant and microsomes of the lung were similar to those previously reported by us for the surgically castrated rats. These results indicate that androgens are necessary for the normal morphology as well as for some metabolic aspects of the lung.

Effect of surgical treatment on the cellular immune response of gastric cancer patients

Patients with gastric cancer have a variety of immunological abnormalities. In the present study the lymphocytes and their subsets were determined in the peripheral blood of patients with gastric cancer (N = 41) both before and after surgical treatment. The percent of helper/inducer CD4 T cells (43.6 ± 8.9) was not different after tumor resection (43.6 ± 8.2). The percent of the cytotoxic CD8+ T cell population decreased significantly, whether patients were treated surgically (27.2 ± 5.8%, N = 20) or not (27.3 ± 7.3%, N = 20) compared to individuals with inflammatory disease (30.9 ± 7.5%) or to healthy individuals (33.2 ± 7.6%). The CD4/CD8 ratio consequently increased in the group of cancer patients. The peripheral blood lymphocytes of gastric cancer patients showed reduced responsiveness to mitogens. The defective blastogenic response of the lymphocytes was not associated with the production of transforming growth factor beta (TGF-ß) since the patients with cancer had reduced production of TGF-ß1 (269 ± 239 pg/ml, N = 20) in comparison to the normal individuals (884 ± 175 pg/ml, N = 20). These results indicate that the immune response of gastric cancer patients was not significantly modified by surgical treatment when evaluated four weeks after surgery and that the immunosuppression observed was not due to an increase in TGF-ß1 production by peripheral leukocytes.

Long-chain n-3 fatty acids and inflammation: potential application in surgical and trauma patients

Lipids used in nutritional support of surgical or critically ill patients have been based on soybean oil, which is rich in the n-6 fatty acid linoleic acid (18:2n-6). Linoleic acid is the precursor of arachidonic acid (20:4n-6). In turn, arachidonic acid in cell membrane phospholipids is the substrate for the synthesis of a range of biologically active compounds (eicosanoids) including prostaglandins, thromboxanes, and leukotrienes. These compounds can act as mediators in their own right and can also act as regulators of other processes, such as platelet aggregation, blood clotting, smooth muscle contraction, leukocyte chemotaxis, inflammatory cytokine production, and immune function. There is a view that an excess of n-6 fatty acids should be avoided since this could contribute to a state where physiological processes become dysregulated. One alternative is the use of fish oil. The rationale of this latter approach is that fish oil contains long chain n-3 fatty acids, such as eicosapentaenoic acid. When fish oil is provided, eicosapentaenoic acid is incorporated into cell membrane phospholipids, partly at the expense of arachidonic acid. Thus, there is less arachidonic acid available for eicosanoid synthesis. Hence, fish oil decreases production of prostaglandins like PGE2 and of leukotrienes like LTB4. Thus, n-3 fatty acids can potentially reduce platelet aggregation, blood clotting, smooth muscle contraction, and leukocyte chemotaxis, and can modulate inflammatory cytokine production and immune function. These effects have been demonstrated in cell culture, animal feeding and healthy volunteer studies. Fish oil decreases the host metabolic response and improves survival to endotoxin in laboratory animals. Recently clinical studies performed in various patient groups have indicated benefit from this approach.

Schwann cells for spinal cord repair

The complex nature of spinal cord injury appears to demand a multifactorial repair strategy. One of the components that will likely be included is an implant that will fill the area of lost nervous tissue and provide a growth substrate for injured axons. Here we will discuss the role of Schwann cells (SCs) in cell-based, surgical repair strategies of the injured adult spinal cord. We will review key studies that showed that intraspinal SC grafts limit injury-induced tissue loss and promote axonal regeneration and myelination, and that this response can be improved by adding neurotrophic factors or anti-inflammatory agents. These results will be compared with several other approaches to the repair of the spinal cord. A general concern with repair strategies is the limited functional recovery, which is in large part due to the failure of axons to grow across the scar tissue at the distal graft-spinal cord interface. Consequently, new synaptic connections with spinal neurons involved in motor function are not formed. We will highlight repair approaches that did result in growth across the scar and discuss the necessity for more studies involving larger, clinically relevant types of injuries, addressing this specific issue. Finally, this review will reflect on the prospect of SCs for repair strategies in the clinic.

Prolonged acceptance of skin grafts induced by B cells places regulatory T cells on the histopathology scene

The participation of regulatory T (Treg) cells in B cell-induced T cell tolerance has been claimed in different models. In skin grafts, naive B cells were shown to induce graft tolerance. However, neither the contribution of Treg cells to B cell-induced skin tolerance nor their contribution to the histopathological diagnosis of graft acceptance has been addressed. Here, using male C57BL/6 naive B cells to tolerize female animals, we show that skin graft tolerance is dependent on CD25+ Treg cell activity and independent of B cell-derived IL-10. In fact, B cells from IL-10-deficient mice were able to induce skin graft tolerance while Treg depletion of the host inhibited 100% graft survival. We questioned how Treg cell-mediated tolerance would impact on histopathology. B cell-tolerized skin grafts showed pathological scores as high as a rejected skin from naive, non-tolerized mice due to loss of skin appendages, reduced keratinization and mononuclear cell infiltrate. However, in tolerized mice, 40% of graft infiltrating CD4+ cells were FoxP3+ Treg cells with a high Treg:Teff (effector T cell) ratio (6:1) as compared to non-tolerized mice where Tregs comprise less than 8% of total infiltrating CD4 cells with a Treg:Teff ratio below 1:1. These results render Treg cells an obligatory target for histopathological studies on tissue rejection that may help to diagnose and predict the outcome of a transplanted organ.

Effect of selective β-adrenoceptor blockade and surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex on delayed liquid gastric emptying induced by dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine in rats

There is evidence for participation of peripheral β-adrenoceptors in delayed liquid gastric emptying (GE) induced in rats by dipyrone (Dp), 4-aminoantipyrine (AA), and antipyrine (At). The present study aimed to determine whether β-adrenoceptors are involved in delayed GE induced by phenylpyrazole derivatives and the role of the prevertebral sympathetic nervous system in this condition. Male Wistar rats weighing 220-280 g were used in the study. In the first experiment rats were intravenously pretreated with vehicle (V), atenolol 30 mg/kg (ATE, β1-adrenergic antagonist), or butoxamine 25 mg/kg (BUT, β2-adrenergic antagonist). In the second experiment, rats were pretreated with V or SR59230A 2 mg/kg (SRA, β3-adrenergic antagonist). In the third experiment, rats were subjected to surgical resection of the celiac-superior mesenteric ganglion complex or to sham surgery. The groups were intravenously treated with saline (S), 240 µmol/kg Dp, AA, or At, 15 min after pretreatment with the antagonists or V and nine days after surgery. GE was determined 10 min later by measuring the percentage of gastric retention (%GR) of saline labeled with phenol red 10 min after gavage. The %GR (means±SE, n=6) values indicated that BUT abolished the effect of Dp (BUT+Dp vs V+Dp: 35.0%±5.1% vs 56.4%±2.7%) and At (BUT+At vs V+At: 33.5%±4.7% vs 52.9%±2.6%) on GE, and significantly reduced (P<0.05) the effect of AA (BUT+AA vs V+AA: 48.0%±5.0% vs 65.2%±3.8%). ATE, SRA, and sympathectomy did not modify the effects of treatments. These results suggest that β2-adrenoceptor activation occurred in delayed liquid gastric emptying induced by the phenylpyrazole derivatives dipyrone, 4-aminoantipyrine, and antipyrine. Additionally, the released neurotransmitter did not originate in the celiac-superior mesenteric ganglion complex.

Surgical principles and minor surgery

UANL

L’effet des différents facteurs de croissance sur la viabilité et la prolifération des ostéoblastes scoliotiques

Résumé: La Scoliose Idiopathique de l’Adolescent (SIA) est une condition débilitante qui peut avoir comme résultat une douleur importante, une altération du fonctionnement quotidien et une détérioration de la qualité de vie. Pour les patients qui ne répondent pas au traitement conservateur, la fusion vertébrale, en utilisant des greffes osseuses, est devenue un traitement de choix pour stabiliser la colonne. Des connaissances plus pointues à propos des facteurs impliqués dans l’ostéogénèse et la formation de l’os peuvent raccourcir le processus de guérison et permettre aux patients de réintégrer leurs activités dans un laps de temps plus court. Les plaquettes peuvent jouer un rôle important dans la première étape de la guérison des fractures car elles sont une source autologue de plusieurs facteurs de croissance qui soutiennent la prolifération et la différenciation des ostéoblastes in vivo et in vitro. Au cours des dernières années, plusieurs tentatives ont été réalisées afin de trouver des traitements additionnels pour : 1) Raccourcir le temps de guérison des fractures relativement long ; 2) Obtenir une plus courte période de convalescence pour les patients qui ont besoin de prothèses ; 3) Corriger plus facilement plusieurs maladies congénitales; 4) Améliorer le processus de fusion vertébrale et 5) Développer de nouvelles approches thérapeutiques, notamment au niveau des processus régularisant le remodelage osseux et la régénération des tissus osseux. Dans le cadre de la présente étude, j’ai étudié la contribution possible du facteur de croissance de l’insuline (IGF) et du facteur vasculaire endothélial de croissance (VEGF) sur la maturation de l’ostéoblaste scoliotique dans des cultures cellulaires in vitro et j’ai comparé les résultats avec celles obtenues dans les mêmes conditions mais en stimulant les ostéoblastes avec de la mélatonine. Cette étude préliminaire a été réalisée sur des échantillons d’os récoltés de quatre patients atteints par la Scoliose Idiopathique de l‘Adolescent (SIA), ainsi que sur des échantillons d’os issus de quatre sujets témoins (cas traumatiques). Les résultats montrent que l’IGFs et le VEGFs possèdent une action d’inhibition sur la prolifération d’ostéoblastes scoliotiques et non scoliotiques, et que cette action est proportionnelle à la concentration de ces facteurs. Les ostéoblastes scoliotiques tendent à avoir une prolifération cellulaire plus rapide et plus élevée que les témoins non scoliotiques. De façon générale les ostéoblastes provenant de patients scoliotiques ont une ostéogénèse in vitro plus accélérée que le sujet non scoliotique. De plus, il semble que la mélatonine joue un rôle physiologique dans la différenciation de l’ostéoblaste scoliotique et elle semble aider à avoir une différenciation plus précoce que chez les non traités. Les ostéoblastes scoliotiques expriment un défaut d’expression de l’IGF 1 et d’IGF 1R en présence de la mélatonine. En conclusion, le VEGF A et l’IGF 1 peuvent également promouvoir la différenciation et la prolifération des ostéoblastes humains scoliotiques en culture primaire.

Étude comparative de l'anatomie des plaies de greffe de cornée par tomographie de cohérence optique (OCT)

Cette thèse porte sur l’étude de l’anatomie de la cornée après 3 techniques de greffe soient, la greffe totale traditionnelle (GTT) et des techniques de greffe lamellaire postérieur (GLP) telles que la greffe lamellaire endothéliale profonde (DLEK) et la greffe endothélium/membrane de Descemet (EDMG) pour le traitement des maladies de l’endothélium, telles que la dystrophie de Fuchs et de la kératopathie de l’aphaque et du pseudophaque. Dans ce contexte, cette thèse contribue également à démontrer l’utilité de la tomographie de cohérence optique (OCT) pour l’étude de l’anatomie des plaies chirurgicales la cornée post transplantation. Au cours de ce travail nous avons étudié l'anatomie de la DLEK, avant et 1, 6, 12 et 24 mois après la chirurgie. Nous avons utilisé le Stratus OCT (Version 3, Carl Zeiss, Meditec Inc.) pour documenter l’anatomie de la plaie. L'acquisition et la manipulation des images du Stratus OCT, instrument qui à été conçu originalement pour l’étude de la rétine et du nerf optique, ont été adaptées pour l'analyse du segment antérieur de l’oeil. Des images cornéennes centrales verticales et horizontales, ainsi que 4 mesures radiaires perpendiculaires à la plaie à 12, 3, 6 et 9 heures ont été obtenues. Les paramètres suivants ont été étudiés: (1) Les espaces (gap) entre les rebords du disque donneur et ceux du receveur, (2) les dénivelés de surface postérieure (step) entre le les rebords du disque donneur et ceux du receveur, (3) la compression tissulaire, (4) le décollement du greffon, 6) les élévations de la surface antérieure de la cornée et 7) la pachymétrie centrale de la cornée. Les mesures d’épaisseur totale de la cornée ont été comparées et corrélées avec celles obtenues avec un pachymètre à ultra-sons. Des mesures d’acuité visuelle, de réfraction manifeste et de topographie ont aussi été acquises afin d’évaluer les résultats fonctionnels. Enfin, nous avons comparé les données de DLEK à celles obtenues de l’EDMG et de la GTT, afin de caractériser les plaies et de cerner les avantages et inconvénients relatifs à chaque technique chirurgicale. Nos résultats anatomiques ont montré des différences importantes entre les trois techniques chirurgicales. Certains des paramètres étudiés, comme le sep et le gap, ont été plus prononcés dans la GTT que dans la DLEK et complètement absents dans l’EDMG. D’autres, comme la compression tissulaire et le décollement du greffon n’ont été observés que dans la DLEK. Ceci laisse entrevoir que la distorsion de la plaie varie proportionnellement à la profondeur de la découpe stromale du receveur, à partir de la face postérieure de la cornée. Moins la découpe s’avance vers la face antérieure (comme dans l’EDMG), moins elle affecte l’intégrité anatomique de la cornée, le pire cas étant la découpe totale comme dans la GTT. Cependant, tous les paramètres d’apposition postérieure sous-optimale et d’élévation de la surface antérieure (ce dernier observé uniquement dans la GTT) finissent par diminuer avec le temps, évoluant à des degrés variables vers un profil topographique plus semblable à celui d’une cornée normale. Ce processus paraît plus long et plus incomplet dans les cas de GTT à cause du type de plaie, de la présence de sutures et de la durée de la cicatrisation. Les valeurs moyennes d’épaisseur centrale se sont normalisées après la chirurgie. De plus, ces valeurs moyennes obtenues par OCT étaient fortement corrélées à celles obtenues par la pachymétrie à ultra-sons et nous n’avons remarqué aucune différence significative entre les valeurs moyennes des deux techniques de mesure. L’OCT s’est avéré un outil utile pour l’étude de l’anatomie microscopique des plaies chirurgicales. Les résultats d’acuité visuelle, de réfraction et de topographie des techniques de GLP ont montré qu’il existe une récupération visuelle rapide et sans changements significatifs de l’astigmatisme, contrairement à la GTT avec et sans suture. La GLP a permis une meilleure conservation de la morphologie de la cornée, et par conséquence des meilleurs résultats fonctionnels que la greffe de pleine épaisseur. Ceci nous permet d’avancer que la GLP pourrait être la technique chirurgicale à adopter comme traitement pour les maladies de l’endothélium cornéen.

Regenerative potential of corneal endothelium from patients with fuchs endothelial corneal dystrophy

La dystrophie cornéenne endothéliale de Fuchs (FECD, pour l’abréviation du terme anglais « Fuchs endothelial corneal dystrophy ») est une maladie de l'endothélium cornéen. Sa pathogenèse est mal connue. Aucun traitement médical n’est efficace. Le seul traitement existant est chirurgical et consiste dans le remplacement de l’endothélium pathologique par un endothélium sain provenant de cornées de la Banque des yeux. Le traitement chirurgical, en revanche, comporte 10% de rejet immunologique. Des modèles expérimentaux sont donc nécessaires afin de mieux comprendre cette maladie ainsi que pour le développement de traitements alternatifs. Le but général de cette thèse est de développer un modèle expérimental de la FECD en utilisant le génie tissulaire. Ceci a été réalisé en trois étapes. 1) Tout d'abord, l'endothélium cornéen a été reconstruit par génie tissulaire en utilisant des cellules endothéliales en culture, provenant de patients atteints de FECD. Ce modèle a ensuite été caractérisé in vitro. Brièvement, les cellules endothéliales cornéennes FECD ont été isolées à partir de membranes de Descemet prélevées lors de greffes de cornée. Les cellules au deuxième ou troisième passages ont ensuite été ensemencées sur une cornée humaine préalablement décellularisée. Suivant 2 semaines de culture, les endothélia cornéens reconstruits FECD (n = 6) ont été évalués à l'aide d'histologie, de microscopie électronique à transmission et d’immunomarquages de différentes protéines. Les endothélia cornéens reconstruits FECD ont formé une monocouche de cellules polygonales bien adhérées à la membrane de Descemet. Les immunomarquages ont démontré la présence des protéines importantes pour la fonctionnalité de l’endothélium cornéen telles que Na+-K+/ATPase α1 et Na+/HCO3-, ainsi qu’une expression faible et uniforme de la protéine clusterine. 2) Deux techniques chirurgicales (DSAEK ; pour « Descemet stripping automated endothelial keratoplasty » et la kératoplastie pénétrante) ont été comparées pour la transplantation cornéenne dans le modèle animal félin. Les paramètres comparés incluaient les défis chirurgicaux et les résultats cliniques. La technique « DSAEK » a été difficile à effectuer dans le modèle félin. Une formation rapide de fibrine a été observée dans tous les cas DSAEK (n = 5). 3) Finalement, la fonctionnalité in vivo des endothélia cornéens reconstruits FECD a été évaluée (n = 7). Les évaluations in vivo comprenaient la transparence, la pachymétrie et la tomographie par cohérence optique. Les évaluations post-mortem incluaient la morphométrie des cellules endothéliales, la microscopie électronique à transmission et des immunomarquage de protéines liées à la fonctionnalité. Après la transplantation, la pachymétrie a progressivement diminué et la transparence a progressivement augmenté. Sept jours après la transplantation, 6 des 7 greffes étaient claires. La microscopie électronique à transmission a montré la présence de matériel fibrillaire sous-endothélial dans toutes les greffes d’endothelia reconstruits FECD. Les endothélia reconstruits exprimaient aussi des protéines Na+-K+/ATPase et Na+/HCO3-. En résumé, cette thèse démontre que les cellules endothéliales de la cornée à un stade avancé FECD peuvent être utilisées pour reconstruire un endothélium cornéen par génie tissulaire. La kératoplastie pénétrante a été démontrée comme étant la procédure la plus appropriée pour transplanter ces tissus reconstruits dans l’œil du modèle animal félin. La restauration de l'épaisseur cornéenne et de la transparence démontrent que les greffons reconstruits FECD sont fonctionnels in vivo. Ces nouveaux modèles FECD démontrent une réhabilitation des cellules FECD, permettant d’utiliser le génie tissulaire pour reconstruire des endothelia fonctionnels à partir de cellules dystrophiques. Les applications potentielles sont nombreuses, y compris des études physiopathologiques et pharmacologiques.

Facial artery musculomucosal flap for reconstruction of skull base defects

Facial Artery Musculomucosal Flap in Skull Base Reconstruction Xie L. MD, Lavigne F. MD, Rahal A. MD, Moubayed SP MD, Ayad T. MD Introduction: Failure in skull base defects reconstruction can have serious consequences such as meningitis and pneumocephalus. The nasoseptal flap is usually the first choice but alternatives are necessary when this flap is not available. The facial artery musculomucosal (FAMM) flap has proven to be successful in head and neck reconstruction but it has never been reported in skull base reconstruction. Objective: To show that the FAMM flap can reach some key areas of the skull base and be considered as a new alternative in skull base defects reconstruction. Methods: We conducted a cadaveric study with harvest of modified FAMM flaps, endoscopic skull base dissection and maxillectomies in 13 specimens. Measures were taken for each harvested FAMM flap. Results: The approximate mean area for reconstruction from the combination of the distal FAMM and the extension flaps is 15.90 cm2. The flaps successfully covered the simulated defects of the frontal sinus, the ethmoid areas, the planum sphenoidale, and the sella turcica. Conclusion: The FAMM flap can be considered as a new alternative in the reconstruction of skull base defects. Modifications add extra length to the traditional FAMM flap and can contribute to a tighter seal of the defect as opposed to the FAMM flap alone.