진동 압 관류 장치에서 쥐 간을의 탈세 포화 절차
Summary
The presented techniques for liver harvesting, cannulation and perfusion using our proprietary device enable sophisticated perfusion set-ups to improve decellularization and recellularization experiments in rat livers.
Abstract
Decellularization and recellularization of parenchymal organs may enable the generation of functional organs in vitro, and several protocols for rodent liver decellularization have already been published. We aimed to improve the decellularization process by construction of a proprietary perfusion device enabling selective perfusion via the portal vein and/or the hepatic artery. Furthermore, we sought to perform perfusion under oscillating surrounding pressure conditions to improve the homogeneity of decellularization. The homogeneity of perfusion decellularization has been an underestimated factor to date. During decellularization, areas within the organ that are poorly perfused may still contain cells, whereas the extracellular matrix (ECM) in well-perfused areas may already be affected by alkaline detergents. Oscillating pressure changes can mimic the intraabdominal pressure changes that occur during respiration to optimize microperfusion inside the liver. In the study presented here, decellularized rat liver matrices were analyzed by histological staining, DNA content analysis and corrosion casting. Perfusion via the hepatic artery showed more homogenous results than portal venous perfusion did. The application of oscillating pressure conditions improved the effectiveness of perfusion decellularization. Livers perfused via the hepatic artery and under oscillating pressure conditions showed the best results. The presented techniques for liver harvesting, cannulation and perfusion using our proprietary device enable sophisticated perfusion set-ups to improve decellularization and recellularization experiments in rat livers.
Introduction
탈세 포화하고 recellularization 시험관에 1 작용 성, 이식 가능한 장기의 생성을 가능하게 할 수있다. 제거 세포와 항원 물질에 의해 (예., DNA는 알파 – 갈 에피토프)에서 기관은 이하 비 – 면역 세포 외 기질 (ECM)을 얻을 수있다. 이 행렬은 기관의 입체 microanatomy을 보존하고 다른 가능성이 이종 기원의 세포 다시 채우기위한 이상적인 biomatrix로서 역할을 할 수있다. 따라서, 탈세 포화 된 쥐 간 매트릭스는 인간 간 세포 증식을 할 수있다. 이 인간화 마이크로 간 질환 (예., 선천성 대사 질환, 바이러스 성 질환 또는 악성 종양) 또는 전임상 제약 테스트 3에 대한 연구를위한 생체 모델이 될 수 있습니다.
쥐의 간 관류 탈세 포화에 대한 몇 가지 다른 프로토콜은 이미 4-13 발표되었다. 모든 프로토콜에서, decellular화는 유관 간문맥 통해 알칼리 이온 성 또는 비이 온성 세제의 관류에 의해 달성 하였다. 우리가 아는 한, 우리는 문맥 및 / 또는 쥐 간 동맥 (14)를 통해 선택적 관류에 의해 쥐의 간 탈세 포화를보고 첫 번째 그룹이었다. 간에서 서로 다른 혈관 시스템의 선택적 관류 활성화 셀룰러 다시 채우기에 중요한 역할을 할 수 있고, 또한, 더 나은 결과 탈세 포화를 가능하게하고있다.
여기에서 설명 된 연구에서, 간은 진동 압력 조건 하에서 관류있게 주문품 독점 관류 장치로 관류 하였다. 이러한 압력 조건은 간 생리적 호흡기 의존 관류 모방 : 시츄, 간은 호흡 운동시 간 혈류에 직접적인 영향을 다이어프램의 접합부 아래에 건다. 영감은 특히 최적화, 다이어프램의 저하 및 간 압박에 이르게간세포 정맥 유출 반면 만료 간 상승 및 포털 정맥 유입 15을 최적화하기 복강 내 압력의 저하로 연결.
우리의 목표는 진동 압력 조건은 복강 내 조건 생체를 모방하여 쥐의 간 관류 탈세 포화의 동질성에 영향이 있는지 여부를 알아보고자 하였다. 탈세 포화 과정의 균질성 관류 탈세 포화의 과소 평가 요소 일 수있다. 알려진 모든 에이전트는 ECM에 간 탈세 포화 원인 변경에 사용됩니다. 다른 영역이 이미 완전히 탈세 포화되는 반면 저조한 관류 영역의 세포는 ECM 내에 남아있다. 남아있는 세포를 용해, 관류 시간 또는 압력은 잘 관류 부위에 더 많은 변경을 일으키는 상승되어야한다. 따라서, 탈세 포화에 대한 세제는 기관 내에서 균일하게 분산되어야한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
쥐의 간 수확 및 탈세 포화에 대한 발표 기술은 쉽게 재현 할 수 있지만, 고려해야 할 중요한 특정 단계가 있습니다 :
이 혈액 응고를 활성화하고 간 내 혈전 형성으로 이어질 수 있기 때문에 간 수확을 준비하는 동안, 그것은 심한 출혈을 방지하는 것이 중요하다. 우리의 의견으로, 그 문맥을 통해 관류 동안 간동맥을 통해 혈액의 유입을 방지하기 위해 포털 정맥 삽관 직전 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
The authors would like to gratefully thank Steffen Lippert, Khalid Aliyev, Korinna Jöhrens and Katharina Struecker for their help during this project.
Materials
| Self built arterial cannula | |||
| Portex Non Sterile Polyethene Tubing | SIMS Portex | REF 800/110/100 | 0,28mm ID 0,61mm OD |
| Portex Non Sterile Polyethene Tubing | SIMS Portex | REF 800/110/200 | 0,58mm ID 0,96m OD |
| Venodrop Safe butterfly catheter | Fresenius Kabi | 3275851 | 21 G |
| portal vein cannula | |||
| Periphereal Venous Catheter | BD | 393224 | BD Venflon Pro 20G |
| three-way stopcock | smiths medical | 888-101RE | |
| surgery | |||
| Cotton Sticks | Hecht-Assistent | 4302 | |
| Cotton Pads | Shaoxing Zhengde Surgical dressing | 13H118-03 | |
| Gauze Bandage | Hubei Haige Medical Instruments | 14388 | |
| Ringer Solution | Fresenius Kabi | 13 HKP022 | 1000ml |
| 10ml Syringe | Braun | 4606108V | 10ml/ Luer Solo |
| 5ml Syringe | Braun | 4606061V | 5ml /Luer Solo |
| Suture (Silk 6/0) | Resorba | H1F | LOT 105001.81 |
| medical drape | Shaoxing Zhengde Surgical dressing | D0613011 | |
| surgical instruments | |||
| needle holder | Geuder | 17570 | |
| micro-forceps | Inox-Electronic | 91150-20 | |
| micro-scissors | Martin | 11-740-11 | |
| micro-forceps | S&T | 112314 | |
| Clamp | Aesculap | BH111R | |
| scissors | F S T | 14501-14 | |
| surgical forceps | Aesculap | BD 557 | |
| Decellularisation | |||
| Respirator | Resmed | 14.24.11.0004 | SmartAIR ST |
| Perfusion Device | Charite, medical engineering laboratory | custome-made device | decellularisation device |
| peristaltic pump ismatec reglo ICC | IDEX | ISM4408 | 4-channel |
| heidelberger extension 75 cm | Fresenius Kabi | 2873 | 75 cm |
| MS/CA pump-segment | IDEX | IS 3510 | MS/CA/click'n'go/POM-C |
| CA 2-stopper tube | Pharmed | BPT NSF-51 | |
| bubble trap | custome-made item | ||
| Luer Lock hose connector | Neolab | No. 02-1887 | |
| Detergents | |||
| SDS pellets | Carl Roth | CN30.4 | 2,5 kg |
| Triton X-100 | Carl Roth | 3051.1 | 10l |
| PBS | Gibco | 14190-094 | DPBS |
| staining | |||
| Eosin 1% | Morphisto | 10177 | |
| Mayer hematoxylin | AppliChem | A4840 | |
| gomori staining | Morphisto | 11104 | |
| AlcainBlue-PAS staining | Morphisto | 11388 | |
| Direct Red 80 | Sigma Aldrich | 365548 |
References
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