Free flap transfer and the prevention of endothelial damage

Summary

Prolonged ischemia is thought to have detrimental effects on the most vulnerable structure of a free flap, the intima. We investigated experimentally and clinically the effects of ischemia on microvascular flaps, with emphasis on the endothelial cell lining and the efficacy of cold storage solutions in preventing endothelial damage. Experimentally, we investigated three cold storage solutions — the Eurocollins solution, Bretschneider’s solution, and the University of Wisconsin solution — histologically, submicroscopically, and functionally regarding their ability to protect the intima. The University of Wisconsin solution proved superior to the Eurocollins and Bretschneider’s solutions. Our preliminary results on the clinical free flaps confirm a relationship between the duration of ischemia and the secretion of prostacyclin. We therefore recommend that operating teams be organized to allow immediate reanastomosis following free flap elevation. If immediate reanastomosis is not possible, our results indicate that perfusion with the University of Wisconsin solution provides optimal endothelial protection and increases flap viability.

Zusammenfassung

Bei der Verpflanzung freier und mikrovaskulär reanastomosierter Transplantate wirkt sich eine ausgedehnte Ischämiezeit v.a. auf die empfindlichste Struktur des Lappens, nämlich das Endothel, schädigend aus. Mit Hilfe einer experimentellen und klinischen Untersuchung, gingen wir der schädigenden Auswirkung einer Transplantatischämie und der möglichen protektiven Wirkung von Organkonservierungslösungen nach. Drei Lösungen — 1) Eurocollins-Lösung, 2) Bretschneider-Lösung, 3) University-of-Wisconsin-Lösung — wurden histologisch, submikroskopisch und pathophysiologisch in bezug auf ihre endothelprotektive Fähigkeit untersucht. Die University-of-Wisconsin-Lösung erwies sich den anderen Lösungen in jeder Hinsicht als überlegen. Es zeigte sich auch klinisch ein enger Zusammenhang zwischen eer Prostacyclinsekretion und der Dauer der Ischämie. In Anbetracht der aufgezeigten Folgen einer Ischämie empfehlen wir die exakte Planung des Eingriffs, welche eine sofortige Reanastomosierung eines freien Lappens erlaubt. Sollte dies dennoch nicht möglich sein, empfehlen wir die Perfusion mit der University-of-Wisconsin-Lösung, die nach unseren Untersuchungsergebnissen eine ausreichende Endothelprotektion gewährleistet.