Normothermic ex vivo machine perfusion (NEVP) har knappast undersökts för bevarande av pankresaltransplantat. Vi presenterar en innovativ konserveringsteknik för pankresaltransplantat före transplantation.
Bukspottkörteltransplantation (PTx) är en botande behandling för personer som lever med bördan av en diagnos av diabetes mellitus (DM). Men på grund av organbrist och ett ökande antal patienter som listas för PTx behövs nya strategier för att öka antalet tillgängliga transplantat för transplantation.
Statisk kylförvaring (SCS) anses vara guldstandarden för organ med standardkriterier. Det blir dock ont om donatorer med standardkriterier och det finns ett akut behov av nya strategier som kan öka acceptansen av organ från donatorer med utökade kriterier (ECD).
Normothermic ex vivo perfusion (NEVP) är en av de strategier som har blivit alltmer populära under de senaste decennierna. Denna konserveringsmetod har redan använts framgångsrikt i andra organ (lever, njurar och lungor) men har undersökts minimalt vid bukspottkörteltransplantation. De få papper som beskriver metoden för bukspottkörteln visar liten framgång, ödem är en av de viktigaste frågorna. Följande manuskript beskriver den framgångsrika NEWP-metoden och installationen som utvecklats av vår grupp för att perfusera svinbukspottkörteln.
Enligt National Diabetes Statistics Report levde totalt 28.7 miljoner människor i USA med diagnosen diabetes 2019. Cirka 1,8 miljoner av dessa hade diagnosen typ 1-diabetes1. PTx är för närvarande den mest effektiva och enda botande behandlingen för komplicerad typ 1-diabetes mellitus2, och är ett förfarande som både ökar livslängden och livskvaliteten för dessa patienter3.
Bukspottkörteln är det oftast kasserade organet efter hämtning från avlidna givare4. Med pågående organbrist och ökande väntetider använder transplantationscentra fler bukspottkörteltransplantat från ECD, inklusive donation efter cirkulationsdöd (DCD)5. Strategier för att säkert bevara, perfusera, bedöma och reparera allotransplantat som kommer från givare med utökade kriterier behövs.
NEVP har visat sig vara framgångsrikt för bevarande av lunga6, lever7,8 och njurtransplantat 9,10. Antalet grupper som arbetar med maskinperfusion för bukspottkörteln, både hypoterma eller normoterma, och antalet publikationer är dock få och begränsade på grund av transplantatödem och skada11,12,13,14.
Syftet med denna studie är att presentera ett protokoll för normotermisk ex vivo pankreasperfusion (NEVPP), med hjälp av en svinmodell med målet att så småningom tillhandahålla en plattform för långvarig konservering, organbedömning och reparation före transplantation. Detta kommer att göra det möjligt för andra forskargrupper att etablera en perfusionsmodell för studier av pankresaltransplantat.
Denna studie visar att stabil NEVPP kan uppnås för pankresaltransplantat med minimal histologisk skada efter 3 timmars perfusion med den inställning som tidigare presenterats. Perfusionsparametrar som arteriellt flöde, tryck, pH, HCO3 och Na förblir stabila under perfusion, och vi observerade en minskning och stabilisering av K och laktat.
Det är av avgörande betydelse att manipulera transplantatet så lite som möjligt under upphandling, förberedelse av bakbord och perfusion. Det är också mycket viktigt att hålla tät kontroll över artärtrycket. Eftersom bukspottkörteln är ett lågtrycksorgan kan en ökning av trycket orsaka irreversibel skada på organet.
Förberedelse av bakbord för denna studie skiljer sig från förberedelse av humana transplantat (figur 2A). Eftersom bukspottkörteln var det enda organ som anskaffades från grisarna, kunde vi ta den del av aortan som inkluderar celiakistammen och överlägsen mesenterisk artär. När det gäller portalvenen utfördes en förlängning med iliacvenen. När det gäller humana transplantat måste bakbordsberedning göras på samma sätt som det görs för transplantation, med hjälp av iliactransplantat för arteriell rekonstruktion och portalförlängning19.
Den här metoden kan begränsas av installationens komplexitet. Vi bestämde oss för att lägga till en dialyskassett efter att ha märkt allvarligt ödem i transplantatet när det gjordes utan det. En skräddarsydd orgelkammare konstruerades också för dessa experiment som innehöll en extern värmekälla som visade sig vara avgörande för optimal perfusion av transplantaten.
Det finns få studier som beskriver normotermisk ex vivo pankretelperfusion. I de flesta av dessa studier verkar ödem vara den viktigaste begränsande faktorn. Såvitt vi vet är denna metod den enda rapporten om att använda en dialyskassett för att kontrollera ödem.
Normothermic ex vivo perfusion för bukspottkörteln är fortfarande i sin linda jämfört med andra organ. Nuvarande protokoll fokuserar på givare med utökade kriterier (DCD), perfusatförbättring, längre perfusionstider och biomarkörer för att bedöma transplantatskador under perfusion. Amylas- och lipasnivåer verkar inte vara tillförlitliga markörer, eftersom vi använder ett slutet system och inte verkar korrelera med histopatologi20. Hittills har vår grupp också lyckats transplantera bukspottkörtelns allotransplantat efter perfusion med goda resultat18.
Med fortsatta förbättringar av denna teknik hoppas vi att denna teknik kommer att vara tillämplig på klinisk transplantation och möjliggöra bedömning och reparation av bukspottkörteltransplantat. Detta kommer förhoppningsvis i slutändan att resultera i mer transplantatutnyttjande, minskad väntetid för patienter och bättre patientresultat
The authors have nothing to disclose.
Ingen.
Alburex 5 | CSL Behring AG | 187337 | 25 g of Albumin (human) in 500 mL of buffered diluent |
Aprotinin from bovine lung | Sigma-Aldrich | A1153 | |
Belzer UW Cold storage solution | Bridge to life Ltd | 4055 | |
Calcium gluconate (10%) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C360019 | |
Composelect (blood collection bags) | Fresenius Kabi Canada Ltd | PQ31555 | |
Epoprostenol | GlaxoSmithKline Inc. | 218761 | |
Heart lung machine, Stöckert S3 | Sorin Group Canada Inc. | Custom made | Centrifugal pump, roller pump, control panel (sensors for pressure, flow, temperature, bubbles, and level), oxygen blender, heater unit |
Hemoflow, Fresenius Polysulfone | Fresenius Medical Care North America | 0520165A | |
Heparin (10000 IU/10 mL) | Fresenius Kabi Canada Ltd | C504710 | |
Lactated Ringer's solution | Baxter | JB2324 | |
Neonatal cardiopulmonary bypass techonolgy | Sorin Group Canada Inc | Custom made | Dideco perfusion tubing systems, centrifugal blood pump (Revolution), arterial blood filter, microporous hollow fibre memebrane oxygenator), cannulas |
Pancreas chamber | Custom made | With external heater | |
Percutaneous Sheath Introducer Set with Integral Hemostasis Valve/side Port for use with 7-7.5 Fr Catheters | Arrow International LLC | SI-09880 | |
Sodium bicarbonate (8.4%) | Fresenius Kabi Canada Ltd | C908950 | |
Solu-Medrol | Pfizer Canada Inc. | 52246-14-2 | |
Steen | XVIVO | 19004 | |
Urethral catheter | Bard Inc | 86020 | 20 Fr, malecot model drain |
Verapamil | Sandoz Canada Inc. | 8960 |