Lymphatic Regeneration Following Hind Limb Replantation: An Experimental Study in the Dog

Abstract

Different types of trauma to the lymphatic system can often occur, but surgical intervention can be performed only in specific cases. We report on lymphatic regeneration following limb replantation in traumatic amputations and replantation of extremities. The aim of this study was to observe the progression and reaction after surgical trauma that is similar to other kinds of trauma, both in children or adults, and to monitor the possible lymphatic regeneration. Particular attention was paid to two parameters: firstly, the physical examination of the replanted limbs by checking the post-traumatic lymphoedema, and secondly, the study of the images taken from indirect lymphangiography of the replanted limbs. Histological specimens of the surgical trauma area were also examined to reconfirm or exclude lymphatic regeneration. The study population consisted of sixteen mongrel dogs, divided into two groups of eight animals each, who underwent hind limb elective amputation and replantation combined with (group A) or without (group B) sciatic nerve division. Lymphoedema formation was followed quantitatively by measurement of the circumference of the hind limb for 21 days after replantation. Indirect lymphography, never performed before in such cases, and histopathology, were performed to evaluate and confirm lymphatic regeneration. Lymphatic regeneration after replantation of the operated hind limbs was first confirmed between 7th and 11th postoperative day by indirect lymphangiography and clinical observation of the post-traumatic lymphoedema of these limbs. The mean time of visualisation of lymphatic regeneration through lymphography was 10.12 days for group A and 9.37 days for group B. However, nerve transection had no effect on lymphatic regeneration (p = 0.46). Histopathological examination showed first evidence of lymphatic regeneration on the ninth postoperative day and a network of newly formed capillary lymphatics on the 21st postoperative day. It is concluded that lymphatic regeneration following replantation of the extremities without anastomosing of the interrupted lymph vessels, is an unquestionable fact. To achieve the best lymphatic drainage and use of the replanted extremities it is important to resect all non-vital tissues of the replantation area. Local or general infections decelerate lymphatic regeneration. Indirect lymphography with iotrolan is a reliable, easy to perform technique without complications that may be used repeatedly for confirmation and evaluation of post-traumatic lymphoedema.

Résumé

Différents types de traumatismes peuvent souvent altérer le système lymphatique mais une intervention chirurgicale peut être réalisée seulement dans quelques cas spécifiques. Nous rapportons une étude sur la régénération lymphatique faisant suite à la réimplantation de membre dans les amputations traumatiques. Le but de cette étude est d'observer la progression et la réaction d'un traumatisme chirurgical qui est similaire à d'autres sortes de traumatismes soit chez l'enfant soit chez l'adulte en contrôlant la possible régénération lymphatique. Ce mécanisme est contrôlé par l'étude de deux paramètres, d'abord l'examen physique du membre réimplanté en appréciant le lymphoedème post-traumatique et deuxièmement l'étude d'images faites après lymphangiographie indirecte du membre réimplanté. Les études histologiques du site traumatique ont aussi été examinées pour confirmer ou éliminer une régénération lymphatique. La population étudiée était de 16 chiens divisés en deux groupes de huit animaux auxquels étaient associés la réimplantation combinée avec (groupe A) ou sans (groupe B) section du nerf sciatique. La formation de lymphoedème était suivie en mesurant la circonférence du membre pendant les 21 jours qui suivent la réimplantation. Une lymphographie indirecte, jamais réalisée dans de tels cas, et une étude histologique étaient réalisés pour évaluer et confirmer la régénération lymphatique. La régénération lymphatique après réimplantation était observée entre le 7^ème et le 11^ème jour post-opératoire par une lymphangiographie indirecte et par l'examen clinique des membres réimplantés. Le temps moyen de visualisation de la régénération lymphatique était de 10,12 jours pour le groupe A et de 9,37 jours pour le groupe B, bien que la section nerveuse n'ait pas d'effet sur la régénération lymphatique (p = 0,46). L'examen histopathologique montrait une évidence de régénération lymphatique au 9^ème jour post-opératoire et un réseau de capillaires lymphatiques au 21^ème jour. Nous en concluons que la régénération lymphatique suivant la réimplantation des membres sans anastomose des vaisseaux lymphatiques est un fait indiscutable. Pour obtenir le meilleur drainage lymphatique et utiliser les extrémités implantées, il est important de réséquer tout le tissu non viable de la zone de réimplantation. L'infection, locale ou générale, ralentit la régénération lymphatique. La lymphographie indirecte avec le Iotrolan est réalisable, facile à réaliser et sans complication technique, ce qui permet d'apprécier le lymphoedème post-traumatique.

Resumen

El sistema linfático puede ser traumatizado de varias maneras y solamente en algunos casos es precisa una intervención quirúrgica. Estudiamos la regeneración linfática tras el reimplante de miembros tras amputaciones traumáticas. Nos propusimos observar la progresión y la reacción al trauma quirúrgico que es similar en niños y en adultos controlando la posible regeneración linfática. Este control se hizo siguiendo dos parámetros: la exploración física del miembro reimplantado (linfedema) y el estudio de las imágenes por linfaangiografía indirecta de la extremidad reimplantada. Se examinaron las piezas histológicas de la zona traumatizada para confirmar o excluir la regeneración linfática. La población de estudio consisitió en 16 perros divididos en dos grupos de 8 que sufrieron una amputación electiva de la extremidad inferior y un reimplante combinado con (grupo A) o sin (grupo B) división del nervio ciático. La formación del linfedema se siguió cuantitativamente midiendo la circunferencia de la extremidad durante 21 días tras el reimplante. Se usaron la linfografía indirecta, nunca realizada antes en estos casos y la histopatología para evaluar y confirmar la regeneración linfática. Esta se confirmó entre los días 7 y 11 postoperatorios tras la reimplantación por linfografía indirecta y por observación clínica del linfedema. El tiempo medio de visualización de la regeneración linfática por linfografía fue 10,12 días para el grupo A y 9,37 para el B. Sin embargo, la transección nerviosa no tuvo efectos sobre la regeneración linfática (p = 0,46). El examen histopatológico mostró primero evidencia de regeneración linfática en el 9º día postoperatorio y una red de linfáticos neoformados en el día 21. Concluímos que la regeneración linfática tras la reimplantación de extremidades sin anastomosis de los vasos linfáticos interrumpidos es un hecho incuestionable. Para obtener el mejor drenaje linfático y usar las extremidades reimplantadas es importante resecar todos los tejidos no vitales del área reimplantada. Las infecciones locales o generales enlentecen la regeneración linfática. La linfografía indirecta con Iotrolan es una técnica fiable fácil y sin complicaciones que puede ser usada repetidamente para confirmar y evaluar el linfadema post-traumático.

Zusammenfassung

Methodik: Verschiedene Traumata können das lymphatische System beeinträchtigen, eine chirurgische Behandlung kann jedoch nur in bestimmten Fällen erfolgen. Wir berichten über die lymphatische Regeneration nach traumatischer Amputation und Reimplantation von Gliedmaßen. Ziel der Studie war es, zu beobachten, ob die Progression und Reaktion nach einem chirurgischen Trauma der Regeneration nach anderen Traumen ähnelt, und zwar sowohl bei Kindern als auch bei Erwachsenen. Die Wertigkeit zweier Parameter sollte insbesondere überprüft werden: das posttraumatische Ödem der reimplantierten Gliedmaßen und die Lymphangiographie. Auch Biopsien aus dem traumatisierten Gewebe wurden zur Überprüfung einer fehlenden oder stattfindenden lymphatischen Regeneration herangezogen. Die Untersuchungen wurden an 16 Bastard-Hunden, die in zwei Gruppen von jeweils 8 Hunden unterteilt wurden, durchgeführt. Bei allen Tieren wurde eine Amputation und Reimplantation eines Hinterbeines vorgenommen. In Gruppe A wurde der Ischiasnerv zusätzlich durchtrennt, in Gruppe B nicht. Das Lymphödem wurde quantitativ mittels Umfangsmessungen in einem Zeitraum von 21 Tagen nach der Reimplantation kontrolliert. Eine indirekte Lymphographie und histopathologische Kontrollen wurden ebenfalls vorgenommen. Ergebnisse: Zwischen dem 7ten und dem 11ten postoperativen Tag wurde erstmals eine lymphatische Regeneration festgestellt. Durchschnittlich am 10,12ten postoperativen Tag konnte bei den Tieren der Gruppe A und am 9,37ten Tag bei den Hunden der Gruppe B lymphographisch eine Regeneration beobachtet werden. Trotzdem hatte die Durchtrennung des N. ischiadicus keinen Einfluss auf die Regeneration (p = 0,46). Die histopathologischen Untersuchungen erbrachten am neunten postoperativen Tag erste Hinweise auf eine lymphatische Regeneration und am 21ten postoperativen Tag ein neues Netzwerk von Lymphkapillaren. Schlussfolgerung: Die Regeneration von Lymphgewebe nach Amputation und Reimplantation einer Gliedmaße findet auch ohne Anastomose der Lymphgefäße statt. Um jedoch die besten Ergebnisse auch im Hinblick auf eine Lymphdrainage zu erzielen, ist es notwendig, alles avitale Gewebe zu entfernen. Lokale oder allgemeine Infektionen behindern die lymphatische Regeneration. Die indirekte Lymphangiographie mit Iotralan ist ein aussagefähiges, leicht durchzuführendes, komplikationsloses Verfahren zur Bestätigung und Überprüfung eines posttraumatischen Ödems.

Key words

Lymphatic regeneration - replantation - indirect lymphography

Mots-clés

Régénération lymphatique - réimplantation - lymphographie indirecte

Palabras clave

Regeneración linfática - reimplantación - linfografía indirecta

Schlüsselwörter

Lymphatische Regeneration - Amputation - Reimplantation - Trauma - Lymphödem - Lymphangiographie

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