Rat Model van de lever partitie koppelen en Portal Vein afbinding voor geënsceneerde Hepatectomy (ALPPS) Procedure
Summary
Snelle lever hypertrofie associëren lever partitie en Portal vein afbinding gebruiken voor een Staged hepatectomy inducerende (ALPPS) voorgesteld voor resectie van borderline resectable lever tumoren. Dit model kan verhelderen mechanismen die betrokken zijn in snelle hypertrofie en kunt testen van drugs die bevorderen of blokkeren van de versnelling van de regeneratie.
Abstract
Recente klinische gegevens ondersteunen een agressief chirurgische benadering van zowel de primaire als de metastatische lever tumoren. Voor enkele indicaties, zoals colorectal lever metastasen, de hoeveelheid leverweefsel achtergelaten nadat lever resectie uitgegroeid de belangrijkste beperkende factor van de resectability van grote of meerdere lever tumoren tot is. Een minimale hoeveelheid van functionele weefsel is vereist om te voorkomen dat de ernstige complicatie van post-hepatectomy lever mislukking, die hoge morbiditeit en mortaliteit heeft. Inducerende lever groei van de potentiële restant voorafgaand aan de resectie heeft meer vestigen in lever chirurgie, hetzij in de vorm van portal vein embolisatie kan leiden door Interventionele radiologen, hetzij in de vorm van portal vein afbinding enkele weken voorafgaand aan de resectie. Onlangs, werd aangetoond dat de lever regeneratie is meer uitgebreid en snelle, wanneer de parenchymal transect wordt toegevoegd aan de portal vein afbinding in een eerste fase en vervolgens, na slechts een week wachten, uitgevoerd in een tweede fase (associëren lever partitie resectie en Portal vein afbinding voor Staged hepatectomy = ALPPS). ALPPS is snel populair geworden over de hele wereld, maar is bekritiseerd om zijn hoge perioperatieve sterfte. Het mechanisme van versnelde en uitgebreide groei geïnduceerd door deze procedure heeft niet goed begrepen. Dierlijke modellen zijn ontwikkeld voor het verkennen van zowel de fysiologische en moleculaire mechanismen van versnelde lever regeneratie in ALPPS. Dit protocol presenteert een rat-model waarmee mechanistische verkenning van versnelde regeneratie.
Introduction
De grootte van de lever restant beperkt de resectability van lever tumoren. 1 in het algemeen, wanneer minder dan 25% lever weefsel wordt achtergelaten, de patiënt is verhoogd risico van overlijden van acute lever insufficiëntie vanwege het ontbreken van metabole functie voor het hele organisme (“te klein voor de grootte syndroom”). 2 deze post-hepatectomy mislukking van de lever is de meest verwoestende complicaties na resectie van de lever. Clinici hebben daarom geprobeerd voor het opwekken van lever regeneratie voorafgaand aan de resectie van de lever door het manipuleren van de stroom van de ader van de portal. 3 bleek dat, zodra de portal ader is geroteerd, het resterende deel met portal vein stroom begint te groeien in een traag tempo, en kan daardoor tot 60% in omvang. 4 chirurgische afbinding5 of Interventionele portal veneuze occlusie zijn zowel klinisch vastgesteld. 4 de toename van de omvang en functie van de lever is betrouwbaar, maar het groeitempo op jaarbasis van de lever na portal occlusie slechts ongeveer een vijfde is vergeleken met de groei van de lever overblijfsel na gedeeltelijke hepatectomy. 6
De tijd die nodig is voor de lever te groeien is weken tot maanden, hoewel de lever in een veel sneller tempo na resectie regenereren kan. Als zodanig, is de lever het enige orgaan dat terug naar normale functie na verwijdering van een deel daarvan groeit. 7 een nieuwe procedure inducerende lever regeneratie in een vergelijkbaar tempo zoals na gedeeltelijke hepactectomy werd ontwikkeld door een groep chirurgen die ontdekt dat het toevoegen van een transect tussen de afsluiting en de niet-geroteerd deel van de lever lever induceert hypertrofie hetzelfde tempo groei als na resectie van de lever, maar voorafgaand aan de resectie. 9 de procedure initieert snelle hypertrofie van 80% binnen een week in de toekomst lever overblijfsel, waarmee de resectie van uitgebreide, voornamelijk unresectable, lever tumoren binnen een week. De procedure werd genoemd “Associating lever partitie en Portal vein afbinding voor Staged hepatectomy ALPPS =” en werd snel populair over de hele wereld. 10 meerdere rapporten ondersteund een uitbreiding van de resectability van borderline resectable lever tumoren bereikt door de nieuwe techniek,11 terwijl de complexe chirurgische ingreep werd ook bekritiseerd om zijn hoge complicatie tarief. 12 , 13
De ontwikkeling van een knaagdier en ook grote diermodellen van langzame en snelle hypertrofie heeft geprobeerd sinds de publicatie van ALPPS in 2012 toestaan een beter histologische karakterisering en inzicht in de mechanismen en effecten van de drug testen op de verschillende groeicijfers van leverweefsel bij dieren. De eerste diermodel ontwikkeld was een rat-model. In dit model wordt versneld snelle hypertrofie na parenchymal transect tussen het recht en het linker gedeelte van de mediane kwab regeneratie van de juiste mediaan kwab. 14 een ander model geïntroduceerd verderop in de muis. In dit model was de linker laterale kwab gereseceerd en de portal vein takken met elke kwab van de lever met uitzondering van de linker mediaan kwab gebonden waren. 15 In de tussentijd, grote dierlijke modellen van ALPPS bij varkens zijn beschreven als goed. 16
Voor de studie van fysiologische mechanismen zoals wijzigingen van de stroom en druk in de ader van de portal, perfusie en oxygenatie van leverweefsel is het model van de rat superieur aan het model van ALPPS in muizen. Een ander voordeel van de rat over de lymfkliertest model is dat in het model van de rat er bestaat geen noodzaak voor een resectie van de linker laterale kwab,15 die de effecten van lever resectie met die van ALPPS kunnen besmetten. Het model van de rat in tegenstelling vermindert niet de lever cel massa. Een varken-model maakt gebruik van de juiste achterste kwab als de groeiende kwab, maar de lever van varken is zeer lobulated. Het is daarom moeilijk om te maken een transect vliegtuig in de al dunne weefsel brug tussen de juiste posterior en de direct anterieure kwab. In tegenstelling, de mediane kwab bij ratten bestaan uit twee delen, die afzonderlijk worden geleverd door een portal vein elk en een parenchymal transect vliegtuig kan gemakkelijk worden gemaakt tussen de twee gebruik van microchirurgische technieken. De beschikbaarheid van kleine dierlijke computer tomografie (CT) en/of magneet resonantie imaging (MRI) laat de zeer precieze kwantificering van volumetrische groei tussen portal vein afbinding alleen en portal vein afbinding en de toegevoegde transect, hetgeen van belang is voor de validatie van elk model snelle lever hypertrofie.
Het hier gepresenteerde protocol beschrijft de operatietechniek en de procedures die voor volumetrische validatie en fysiologische karakterisering van het model van langzame en snelle hypertrofie na portal vein afbinding en portal vein afbinding met transect, respectievelijk in ratten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dit protocol biedt een dierlijk model van ALPPS met zijn snelle hypertrofie geïnduceerd door PVL + T, die ruwweg de verhoging van het volume binnen 3 dagen in vergelijking met PVL alleen verdubbelt. 17 de rechts midden hepatische kwab wordt gebruikt als een model voor de groeiende lever kwab omdat de middelste hepatische kwab één aaneengesloten parenchymal massa geleverd door twee afzonderlijke portal aderen aan de linkerkant en de rechterkant, is zoals aangegeven in Figuur…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs hebben geen bevestigingen.
Materials
| Isoflurane, 250ml bottles | Attane, Piramal, Mumbai, India | LDNI 22098 | Standard vet. equipment |
| Tec-3 Isofluorane Vaporizer | Ohmeda, GE-Healthcare, Chicago, IL | not available anymore | Standard vet. equipment |
| Buprenorphine (Temgesic) | Indivior, Baar, Switzerland | 7680419310353 | GTIN-number |
| Vitamine A ointment | Bausch&Lomp, Zug, Switzerland | 7680223980247 | GTIN-number |
| Atropine sulfate 0.5mg/ml | Sintetica SA, Mendrisio, Switzerland | 7680565330045 | GTIN-number |
| Microsurgery microscope | Olympus, Tokio, Japan | SZX10 | Standard vet. equipment |
| Betadine | Mundipharma, Basel, Switzerland | 7680342821377 | GTIN-number |
| Sponges | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | NK83.1 | Mini-sponges |
| Abdominal Wall retractors | N/A | N/A | Self-made from paper clips and Q-Tips |
| 3-0 silk | Ethicon, Sommerville, NJ | K872H | Standard surgical |
| Scissors | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 503371 | Standard microsurgical |
| Adson forceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501244-G | Standard microsurgical |
| Fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501976 | Tips need to be polished regularly |
| Curved fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 504513 | Essential to go around the portal vein branches |
| 6-0 LOOK black braided silk | Surgical Specalities Corporation, Wyomissing, PA | SP114 | Spool, precut prior to the procedure |
| 2-0 silk sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | K833 | Standard surgical |
| 5-0 maxon sutures | Covidien, Dublin, Ireland | 6608-21 | Standard surgical |
| Bipolar microforceps | Sutter, Freiburg, Germany | 780148SGS | Essential for parenchymal transection |
| Q-tips small | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | EH11.1 | Standard surgical |
| Q-tips big | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | XL54.1 | Standard surgical |
| G30 needle | Terumo, Tokyo, Japan | NN-3013R | Standard anesthesia equipment |
| 2mm volume flow probe | Transonic Systems, Ithaca, NY | MA-2PS | Smallest available probe for HAT-311 flow meter |
| Transonic flow meter | Transonic Systems, Ithaca, NY | HAT-311 Transsonic flow QC meter | One of the first generation flow flow meters for surgery |
| ExiTron nano 12,000 | Miltenyi Biotech, Bergisch Gladbach, Germany | 130-095-698 | Nanomoloecular contrast medium that opacifies liver and spleen |
| G26 intravenous catheter | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 391349 | Standard anesthesia equipment |
| Quantum FX MicroCT | Perkin Elmer, Waltham, MA | N/A | Standard small animal CT scanner at the institute of physiology, University of Zürich |
| OsiriX 8.0 | Pixmeo Sarl, Geneva, Switzerland | N/A | Public domain software : www.pixmeo.com |
Referências
- She, W. H., Chok, K. Strategies to increase the resectability of hepatocellular carcinoma. World J Hepatol. 7 (18), 2147-2154 (2015).
- Vauthey, J. N., et al. Standardized measurement of the future liver remnant prior to extended liver resection: methodology and clinical associations. Surgery. 127 (5), 512-519 (2000).
- Kinoshita, H., et al. Preoperative portal vein embolization for hepatocellular carcinoma. World J Surg. 10 (5), 803-808 (1986).
- van Lienden, K. P., et al. Portal Vein Embolization Before Liver Resection: A Systematic Review. Cardiovasc Intervent Radiol. , (2012).
- Kianmanesh, R., et al. Right portal vein ligation: a new planned two-step all-surgical approach for complete resection of primary gastrointestinal tumors with multiple bilateral liver metastases. J Am Coll Surg. 197 (1), 164-170 (2003).
- Nadalin, S., et al. Volumetric and functional recovery of the liver after right hepatectomy for living donation. Liver Transpl. 10 (8), 1024-1029 (2004).
- Michalopoulos, G. K., DeFrances, M. C. Liver regeneration. Science. 276 (5309), 60-66 (1997).
- Fulop, A., et al. Alterations in hepatic lobar function in regenerating rat liver. J Surg Res. 197 (2), 307-317 (2015).
- Schnitzbauer, A. A., et al. Right portal vein ligation combined with in situ splitting induces rapid left lateral liver lobe hypertrophy enabling 2-staged extended right hepatic resection in small-for-size settings. Ann Surg. 255 (3), 405-414 (2012).
- de Santibanes, E., Clavien, P. A. Playing Play-Doh to prevent postoperative liver failure: the "ALPPS" approach. Ann Surg. 255 (3), 415-417 (2012).
- Schadde, E., et al. Monosegment ALPPS hepatectomy: extending resectability by rapid hypertrophy. Surgery. 157 (4), 676-689 (2015).
- Dokmak, S., Belghiti, J. Which limits to the "ALPPS" approach?. Ann Surg. 256 (3), e6 (2012).
- Aloia, T. A., Vauthey, J. N. Associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatectomy (ALPPS): what is gained and what is lost?. Ann Surg. 256 (3), e9 (2012).
- Yao, L., et al. Establishment of a rat model of portal vein ligation combined with in situ splitting. PLoS One. 9 (8), e105511 (2014).
- Schlegel, A., et al. ALPPS: from human to mice highlighting accelerated and novel mechanisms of liver regeneration. Ann Surg. 260 (5), 839-846 (2014).
- Croome, K. P., et al. Characterization of a porcine model for associating liver partition and portal vein ligation for a staged hepatectomy. HPB (Oxford). 17 (12), 1130-1136 (2015).
- Schadde, E., et al. Hypoxia of the growing liver accelerates regeneration. Surgery. 161 (3), 666-679 (2017).
- Moris, D., et al. Mechanistic insights of rapid liver regeneration after associating liver partition and portal vein ligation for stage hepatectomy. World J Gastroenterol. 22 (33), 7613-7624 (2016).
- Garcia-Perez, R., et al. Associated Liver Partition and Portal Vein Ligation (ALPPS) vs Selective Portal Vein Ligation (PVL) for Staged Hepatectomy in a Rat Model. Similar Regenerative Response?. PLoS One. 10 (12), e0144096 (2015).
- Shi, H., et al. A preliminary study of ALPPS procedure in a rat model. Sci Rep. 5, 17567 (2015).
- Almau Trenard, H. M., et al. Development of an experimental model of portal vein ligation associated with parenchymal transection (ALPPS) in rats. Cir Esp. 92 (10), 676-681 (2014).
- Dhar, D. K., Mohammad, G. H., Vyas, S., Broering, D. C., Malago, M. A novel rat model of liver regeneration: possible role of cytokine induced neutrophil chemoattractant-1 in augmented liver regeneration. Ann Surg Innov Res. 9, 11 (2015).
- Wei, W., et al. Establishment of a rat model: Associating liver partition with portal vein ligation for staged hepatectomy. Surgery. 159 (5), 1299-1307 (2016).
- Tschuor, C., et al. Salvage parenchymal liver transection for patients with insufficient volume increase after portal vein occlusion – an extension of the ALPPS approach. Eur J Surg Oncol. 39 (11), 1230-1235 (2013).
- Schadde, E., et al. Early survival and safety of ALPPS: first report of the International ALPPS Registry. Ann Surg. 260 (5), 829-836 (2014).
- Harnoss, J. M., et al. Prolyl Hydroxylase Inhibition Enhances Liver Regeneration Without Induction of Tumor Growth. Ann Surg. , (2016).
- Olthof, P. B., et al. Comparable liver function and volume increase after portal vein embolization in rabbits and humans. Surgery. 161 (3), 658-665 (2017).
- Olthof, P. B., van Gulik, T. M., Bennink, R. J. Optimal use of hepatobiliary scintigraphy before liver resection. HPB (Oxford). 18 (10), 870 (2016).
- Lau, L., Christophi, C., Muralidharan, V. Intraoperative functional liver remnant assessment with indocyanine green clearance: another toehold for climbing the "ALPPS". Ann Surg. 261 (2), e43-e45 (2015).
- Cieslak, K. P., et al. Assessment of Liver Function Using (99m)Tc-Mebrofenin Hepatobiliary Scintigraphy in ALPPS (Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy). Case Rep Gastroenterol. 9 (3), 353-360 (2015).
- Truant, S., et al. Drop of Total Liver Function in the Interstages of the New Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy Technique: Analysis of the "Auxiliary Liver" by HIDA Scintigraphy. Ann Surg. 263 (3), e33-e34 (2016).
