Experimentelle und histomorphologische Untersuchungen zu Heilungsvorgängen an Anastomosen der A. carotis am Tiermodell der Wistar-Ratte mit immunhistochemischer Darstellung von Kollagen IV

Zusammenfassung

Einleitung. Bei mit Gefäßanschluss verpflanzten Transplantaten drohen der mikrochirurgischen Gefäßanastomose in jeder Phase nach dem Eingriff spezifische Gefahren wie z. B. die Thrombosierung, Aneurysmabildung und Gefäßinsuffizienz. Kollagen IV als basalmembranassoziiertes Protein der Extrazellulärmatrix dient der mechanischen Stabilisierung und der Gewebeorganisation des jeweiligen Gewebes. Die Heilungsvorgänge am Gefäßinterponat wurden in einer tierexperimentellen Untersuchung bis zu 6 Monate postoperativ histomorphologisch und immunhistochemisch anhand der Kollagen-IV-Verteilung untersucht.

Material und Methode. Bei 70 Wistar-Ratten, aufgeteilt in 7 Gruppen mit je 10 Tieren, wurde ein ungefähr 4 mm langer Abschnitt der A. carotis communis rechts entnommen. Nach Drehung um 180° erfolgte die beidseitige erneute Interponation. Nach einem gruppendefinierten Zeitintervall von sofort nach der Reperfusion bis 6 Monate postoperativ erfolgte die Entnahme der A. carotis communis mit Bifurkation nach Kardioperfusion. An den formalinfixierten, paraffineingebetteten Schnitten wurden neben konventionellen Färbungen aus jedem Zeitabschnitt (HE, Elastica-van-Gieson) immunhistochemische Anti-Kollagen-IV-Färbungen durchgeführt. Die Auswertung erfolgte nach histomorphologischen Kriterien der einzelnen Anastomosenanschnitte (Stauchung, Versatz, Dehiszenz usw.) und nach Intensität und Vorhandensein von Kollagen-IV-positivem Gewebe im Anastomosen- und Interponatbereich.

Ergebnisse. Histomorphologisch stellten Stauchungen und Versatzbildungen die häufigste Art der Gefäßapposition dar. Im Zeitverlauf nahm der positive Kollagen-IV-Nachweis im Anastomosenbereich in den ersten 24 h postoperativ infolge Nekrosebildung ab, im Verlauf kam es insbesondere an ehemals nekrotischen Gefäßbereichen zu einer Kollagen-IV-Mehrexpression im Verlauf.

Schlussfolgerungen. Nekrotische Gefäßbereiche finden sich bei ungünstigen Appositionsformen gehäuft. Insofern ist die langfristige Kollagen-IV-Mehranreicherung abhängig vom Operationstrauma. Zur Vermeidung ist die technisch saubere Durchführung der mikrochirurgischen Gefäßanastomose auch für ein langfristiges postoperatives Intervall wichtig.

Abstract

Introduction. The main risk in free flap tissue transfer is posed by the microvascular anastomosis. The dangers confronting the anastomosis are thrombosis, aneurysm, and vascular insufficiency. Collagen IV is associated with the basement membrane complex. It plays an essential role in vascular tissue organization and supports mechanical properties of vessels. We used a long-term animal experiment to gain a new understanding of histomorphological apposition of anastomosis and distribution of collagen IV.

Methods. Seventy Wistar rats, seven groups of ten animals each, were operated. A 4-mm long segment of the common carotid artery was isolated and reinserted. After a varying length of time (between directly after the operation and 6 months later), the common carotid arteries including bifurcation were isolated after cardiovascular perfusion. Carotid arteries were embedded, and cross-sections were stained with hematoxylin and eosin, Verhoeff’s tissue elastin stain, and immunohistochemical anti-collagen IV antibody. By using the above-described technique in each section four anastomoses were examined. The histomorphology and intensity of the anti-collagen IV stainings were evaluated.

Results. Compression, shift, and dehiscence as forms of vessel apposition were often seen. We observed an overexpression of collagen IV in the media in cases of compression and shift. The grade of expression of collagen IV in the anastomosis depends on the extent of the injury.

Conclusions. A well-performed microvascular anastomosis is clinically important not only for the acute phase after the operation, but also for the long-term course. The application of antibodies to identify the collagen IV distribution is valuable for studying vascular healing. Further applications could be used in follow-up studies of vascular prostheses.