Eine neuartige Operationstechnik als Grundlage für In Vivo teilweise Leber Engineering in der Ratte
Summary
Wir etablieren eine neuartige Operationstechnik für ein Modell in Vivo einzelne Leber Lappen Perfusion in der Ratte als Voraussetzung für das weitere Studium in Vivo teilweise Leber engineering in der Zukunft.
Abstract
Orgel-Engineering ist eine neuartige Strategie zur Leber Orgel ersetzt, die potenziell verwendet werden können in der Transplantationsmedizin zu generieren. Vor kurzem hat in Vivo Leber engineering, einschließlich in Vivo Orgel Decellularization gefolgt von Wiederbesiedlung, ein vielversprechender Ansatz über ex Vivo Leber Engineering entwickelt. Postoperative überleben wurde jedoch nicht erreicht. Das Ziel dieser Studie ist es, eine neuartige Operationstechnik der in Vivo selektive Leber Lappen Perfusion bei Ratten als Voraussetzung für in Vivo Leber Technik zu entwickeln. Wir generieren einen Bypass Schaltung nur durch den linken seitlichen Lappen. Dann ist der linke seitliche Lappen mit heparinisierten Kochsalzlösung durchblutet. Das Experiment wird durchgeführt mit 4 Gruppen (n = 3 Ratten pro Gruppe) basierend auf verschiedenen Perfusion Zeiten von 20 min, 2 h, 3 h und 4 Std. Überleben sowie die makroskopisch sichtbare Veränderung der Farbe und histologisch entschlossen fehlender Blutzellen in den Portal-Dreiklang und der Sinusoide wird als Indikator für ein erfolgreiches Modell Einrichtung übernommen. Nach selektiver Perfusion der linken seitlichen Lappen beobachten wir, dass der linke seitliche Lappen in der Tat, von rot bis schwach gelb aktiviert. In einer histologischen Beurteilung sind keine Blutzellen sichtbar im Bereich der Pfortader, die zentrale Vene und der Sinusoide. Der linke seitliche Lappen wird nach der Wiedereröffnung der blockierten Schiffe rot. 12/12 Ratten überlebt die Prozedur für mehr als eine Woche. Wir sind die ersten, die eine chirurgische Modell für in Vivo einzelne Leber Lappen Perfusion mit einer langen Überlebenszeit von mehr als einer Woche zu melden. Im Gegensatz zu den zuvor veröffentlichten Bericht der wichtigste Vorteil der hier vorgestellten Technik ist, die Durchblutung von 70 % der Leber bleibt während des gesamten Verfahrens. Die Einrichtung dieser Technik bietet eine Grundlage für in Vivo teilweise Leber Engineering bei Ratten, einschließlich Decellularization und Recellularization.
Introduction
Die Indikationen für eine Organtransplantation werden ständig erweitert. Im Gegensatz dazu sind Organspenderaten und die allgemeine Qualität der Organe rückläufig führt zu einer steigenden Nachfrage nach Transplantationen. Die Zahl der Kandidaten zur Lebertransplantation Warteliste hinzugefügt weiter zu erhöhen (z. B.in den Vereinigten Staaten 11.340 Patienten wurden im Jahr 2016, gegenüber 10.636 im Jahr 2015)1. Trotz erheblicher Anstrengungen entspricht die Anzahl der verfügbaren Organe nicht klinischen Anforderungen. Aufgrund der erhöhten Inzidenz von Lebererkrankungen viele Patienten mit terminaler Erkrankungen der Leber sterben auf der Warteliste Transplantation vor ein Spenderorgan verfügbar. Um die riesige Nachfrage nach Spender Leber Transplantationen verfolgt alternative Ansätzen Lebergewebe Konstruktionsprinzipien aktiv werden2. Heute konnte eine neu entwickelte biologische Technik der Leber Technik potenziell diesen Mangel überwinden.
Leber-Technik besteht aus zwei Schritten: die Generation der eine azelluläre Gerüst, gefolgt von einer Wiederbesiedlung des Gerüstes. Um eine biologische azellulärer Leber Gerüst zu erhalten, ist die explantierten Leber PERFUNDIERTEN über das Gefäßsystem mit ionische oder nichtionische Detergentien, die das Zellmaterial aus der Leber entfernen können. In den meisten bisherigen Studien erzielte biologische azellulärer Leber leski Perfusion der Leber mit einer Kombination von Sodium Dodecyl Sulfat und TritonX100. Infolgedessen wurden alle Zellen entfernt, während die Struktur der extrazellulären Matrix beibehalten wurde. Die Orgel-Gerüste wurden mit Reifen Zellen, hepatozellulären, sowie endothelialen Zell-Linien und primäre Hepatozyten mit oder ohne die gleichzeitige Anwendung von Endothelzellen oder mesenchymalen Stammzellen (MSC) nachgesät. Die meisten Forscher konzentrieren sich auf ex-Vivo Leber engineering3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14. In den meisten bisherigen Studien wurden jedoch nur kleine Stücke von Waldlandschaften Gerüst Würfel in verschiedenen heterotopisch Implantation Sites transplantiert. In einigen Studien wurden teilweise Waldlandschaften Gerüste als eine zusätzliche Transplantat transplantiert. Allerdings war die maximale berichtete Überlebenszeit nur 72 h8,14. Soweit wir wissen, wurde über orthotopen Transplantation eine Waldlandschaften volle Leber Transplantation noch nicht aufgeführt oder veröffentlicht. Die langfristige Funktion und veränderter Organtransplantation sind noch in den Kinderschuhen. Daher ist ein alternativer Ansatz zur ex Vivo Leber Technik erforderlich.
In Vivo Leber Technik kann eine Alternative zum hepatischen Wiederbesiedlung unter physiologischen Bedingungen studieren darstellen. Die Vorteile von in Vivo Leber Technik im Vergleich zu ex Vivo Leber Technik sind vielfältig. Die in Vivo aufgefüllt teilweise Leber Gerüst unterliegt physiologischen Durchblutung mit der richtigen Temperatur, genügend Sauerstoff, Nährstoffen und Wachstumsfaktoren im Gegensatz zu ex-Vivo Perfusion mit künstlichen Kulturmedium. Darüber hinaus hält die restlichen teilweise normale Leber die Leberfunktion, so dass vor allem langfristiges Überleben. Da eine implantierte ex Vivo entwickelt Leber Transplantat noch nicht in der Lage, unterstützen das langfristige Überleben der Versuchstiere durch ihre Leberfunktion8ist, wir uns vorstellen, dass in Vivo teilweise Leber Engineeringwould letztlich eine zukunftsträchtiges Modell um die Entwicklung von veränderter Lebern mit länger überleben Beobachtungen als ex-Vivoweiter zu studieren.
Vor kurzem präsentierte eine Forschungsgruppe (Pan und Kollegen) zum ersten Mal eine Technik der in Vivo Leber engineering-15. Sie erreicht die isolierte Perfusion des Rechts minderwertig Leber Lappens in lebenden Ratten trotz anatomischen und technische Herausforderungen. Sie meldeten die ersten intraoperative Ergebnisse in Vivo Wiederbesiedlung mit einer Ratte primäre Hepatozyten-Zelllinie. Jedoch in Vivo chirurgische Perfusion Modell von Pan Et Al. hat Nachteile. Sie erreichten einzelne Leber Lappen Perfusion bei Ratten auf Kosten vollständig blockieren die Pfortader und minderwertige Hohlvene, die das Tier schwere Schäden zufügen kann. Die experimentellen Ratten wurden nach nur 6 Stunden intraoperative Beobachtungszeit geopfert. Daher, die in Vivo Leber Lappen Perfusion Technik bedarf weiterer Verbesserungen, postoperative Überleben zu erreichen.
Wir entwickelten ein Roman überleben Modell für in Vivo Leber Lappen Perfusion, basierend auf früheren Studien der hepatischen Anatomie der Ratte16, die Pfortader Kanülierung Technik für die hämodynamische Überwachung in den Mäusen17und Leber bioengineering 18 , 19. die wichtigsten Schritte des Verfahrens sind in Figur 1A – 1Edargestellt.
Diese Technik eignet sich für diejenigen, die dieses experimentelle in-Vivo Perfusion Modell für Grundlagenforschung auf teilweise Orgel Behandlung durch Infusion mit Drogen, in Vivo Decellularization als eine chemische Resektion für organerkrankungen verwenden möchten (z.B. , Leberkrebs), in Vivo Zellkultur in einer decellularized Matrix vergleichen ex Vivo zwei- und dreidimensionale Zell-Kultur Systeme20,21,22,23 , 24 , 25 , 26und in Vivo Leber engineering durch Decellularization und Wiederbesiedlung.
Protocol
Representative Results
Discussion
Durch blockieren und Metallspirale der linken portalader mit einem Katheter als eine Flüssigkeit Bucht und der linken seitlichen Lebervene mit einem anderen Katheter als eine Flüssigkeit austritt, erzielten wir erfolgreich eine in Vivo Fluid Bypass innerhalb der linken seitlichen Lappen darauf hinweist, dass Obwohl die Technik höchst anspruchsvollen aufgrund der geringen Größe der Schiffe für Kanülierung und ein hohes Risiko für Blutungen verursacht, ist es machbar. Sogar die Ratten in einer langen Perfu…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Autoren möchten danken Jens Geiling aus dem Institut für Anatomie I, Universitätsklinikum Jena, für die Herstellung der schematischen Zeichnungen der Ratte Leber Anatomie.
Materials
| Perfusion Pump | |||
| Perfusor VI | B. Braun, Melsungen | ||
| Catheter | |||
| Versatus-W Catheter | Terumo | SR+DU2419PX | 24G, 0.74×19mm |
| Versatus-W Catheter | Terumo | SR+DU2225PX | 22G, 0.9×25mm |
| micro surgical instrument | |||
| micro scissors | F·S·L | No. 14058-09 | |
| micro serrefine | F·S·L | No.18055-05 | |
| Micro clamps applicator | F·S·L | No. 18057-14 | |
| Straight micro forceps | F·S·L | No. 00632-11 | |
| Curved micro forceps | F·S·L | No. 00649-11 | |
| micro needle-holder | F·S·L | No. 12061-01 | |
| general surgical instruments | |||
| standard sissors | F·S·L | ||
| mosquito clamp | F·S·L | ||
| serrated forcep | F·S·L | ||
| teethed forcep | F·S·L | ||
| needle-holder | F·S·L | ||
| suture | |||
| 4-0 prolene | ethicon | ||
| 4-0 ETHICON*II | ethicon | ||
| 6-0 silk | ethicon | ||
| 11-0 polyamide | ethicon | ||
Riferimenti
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