I denne protokollen beskrives en modell av svin ortotopisk levertransplantasjon etter statisk kald lagring av donororganer i 20 timer uten bruk av venøs bypass under engraftment. Tilnærmingen bruker en forenklet kirurgisk teknikk med minimering av den anhepatiske fasen og sofistikert volum og vasopressorstyring.
Levertransplantasjon regnes som gullstandarden for behandling av en rekke dødelige leversykdommer. Uløste problemer med kronisk transplantatsvikt, pågående organdonormangel og økt bruk av marginale transplantater krever imidlertid forbedring av dagens konsepter, for eksempel implementering av organmaskinperfusjon. For å evaluere nye metoder for transplantatrekondisjonering og modulering, er det nødvendig med translasjonsmodeller. Med hensyn til anatomiske og fysiologiske likheter med mennesker og nyere fremskritt innen xenotransplantasjon, har griser blitt den viktigste store dyrearten som brukes i transplantasjonsmodeller. Etter den første introduksjonen av en ortotopisk levertransplantasjonsmodell av Garnier og medarbeidere i 1965, har flere modifikasjoner blitt publisert de siste 60 årene.
På grunn av spesifiseringsspesifikke anatomiske egenskaper anses en veno-venøs bypass i den anhepatiske fasen som en nødvendighet for å redusere tarmbelastning og iskemi som resulterer i hemodynamisk ustabilitet og perioperativ dødelighet. Implementeringen av en bypass øker imidlertid prosedyrens tekniske og logistiske kompleksitet. Videre har tilknyttede komplikasjoner som luftemboli, blødning og behovet for samtidig splenektomi blitt rapportert tidligere.
I denne protokollen beskriver vi en modell for ortotopisk levertransplantasjon av svin uten bruk av venøs veno-bypass. Transplantatet av donorlever etter statisk kjølelagring på 20 timer – simulering av donorbetingelser med utvidede kriterier – viser at denne forenklede tilnærmingen kan utføres uten signifikante hemodynamiske endringer eller intraoperativ mortalitet og med regelmessig opptak av leverfunksjon (som definert ved galleproduksjon og leverspesifikk CYP1A2-metabolisme). Suksessen til denne tilnærmingen sikres av en optimalisert kirurgisk teknikk og en sofistikert anestesiologisk volum og vasopressorstyring.
Denne modellen bør være av spesiell interesse for arbeidsgrupper som fokuserer på det umiddelbare postoperative forløpet, iskemi-reperfusjonsskade, tilhørende immunologiske mekanismer og rekondisjonering av donororganer med utvidede kriterier.
Levertransplantasjon gjenstår å være den eneste sjansen for overlevelse i en rekke forskjellige sykdommer som fører til akutt eller kronisk leversvikt. Siden den første vellykkede applikasjonen i menneskeheten i 1963 av Thomas E. Starzl, har begrepet levertransplantasjon utviklet seg til et pålitelig behandlingsalternativ som brukes over hele verden, hovedsakelig som et resultat av fremskritt i forståelsen av immunsystemet, utviklingen av moderne immunosuppresjon og optimalisering av perioperativ omsorg og kirurgiske teknikker 1,2 . Aldrende befolkninger og økt etterspørsel etter organer har imidlertid resultert i mangel på donorer, med økt bruk av marginale transplantater fra donorer med utvidede kriterier og fremveksten av nye utfordringer de siste tiårene. Innføringen og den utbredte implementeringen av organmaskinperfusjon antas å åpne for en rekke muligheter med hensyn til transplantatrekondisjonering og modulering og bidra til å redusere organmangel og redusere ventelistedødeligheten 3,4,5,6.
For å evaluere disse konseptene og deres effekter in vivo, er translasjonstransplantasjonsmodeller nødvendige7. I 1983 introduserte Kamada og medarbeidere en effektiv ortotopisk levertransplantasjonsmodell hos rotter som siden har blitt omfattende modifisert og anvendt av arbeidsgrupper over hele verden 8,9,10,11. Den ortotopiske levertransplantasjonsmodellen hos mus er teknisk mer krevende, men også mer verdifull når det gjelder immunologisk overførbarhet, og ble først rapportert i 1991 av Qian et al.12. Til tross for fordeler med hensyn til tilgjengelighet, dyrevelferd og kostnader, er gnagermodeller begrenset i anvendelighet i kliniske omgivelser7. Derfor er det nødvendig med store dyremodeller.
I de senere år har griser blitt den viktigste dyrearten som brukes til translasjonsforskning på grunn av deres anatomiske og fysiologiske likheter med mennesker. Videre kan nåværende fremgang innen xenotransplantasjon ytterligere øke betydningen av griser som forskningsobjekter13,14.
Garnier og medarbeidere beskrev en levertransplantasjonsmodell hos griser allerede i 196515. Flere forfattere, inkludert Calne et al i 1967 og Chalstrey et al i 1971, rapporterte senere modifikasjoner, noe som til slutt førte til et trygt og gjennomførbart konsept for eksperimentell svinlevertransplantasjon i tiårene som fulgte 16,17,18,19,20,21.
Mer nylig har ulike arbeidsgrupper gitt data med hensyn til aktuelle problemstillinger ved levertransplantasjon ved hjelp av en teknikk for svin ortotopisk levertransplantasjon, nesten alltid inkludert en aktiv eller passiv veno-venøs, dvs. porto-caval, bypass19,22. Årsaken til dette er en artsspesifikk intoleranse mot klemming av vena cava inferior og portalvenen i den anhepatiske fasen på grunn av en relativt større tarm og færre porto-caval eller cavo-caval shunts (f.eks. Mangel på vena azygos), noe som resulterer i økt perioperativ sykelighet og dødelighet23. Vena cava dårligere sparsomme transplantasjonsteknikker anvendt hos humane mottakere som et alternativ er ikke gjennomførbare da svin vena cava inferior er innkapslet av levervev23.
Imidlertid øker bruken av en venøs bypass ytterligere teknisk og logistisk kompleksitet i en allerede krevende kirurgisk prosedyre, og forhindrer derfor muligens arbeidsgrupper i å forsøke å implementere modellen helt. Bortsett fra de direkte fysiologiske og immunologiske effektene av en bypass, har noen forfattere påpekt den betydelige sykeligheten som blodtap eller luftemboli under shuntplassering og behovet for samtidig splenektomi, som potensielt påvirker kort- og langsiktige resultater etter engraftment24,25.
Følgende protokoll beskriver en enkel teknikk for ortotopisk levertransplantasjon av svin etter statisk kald lagring av donororganer i 20 timer, som representerer utvidede kriterier donorforhold uten bruk av veno-venøs bypass under engraftment, inkludert donorleverinnkjøp, forberedelse av bakbord, mottaker hepatektomi og anestesiologisk pre- og intraoperativ behandling.
Denne modellen bør være av spesiell interesse for kirurgiske arbeidsgrupper med fokus på umiddelbart postoperativt forløp, iskemi-reperfusjonsskade, rekondisjonering av donororganer med utvidede kriterier og tilhørende immunologiske mekanismer.
Nylige tekniske utviklinger som innføring av maskinperfusjon har potensial til å revolusjonere feltet levertransplantasjon. For å oversette transplantatrekondisjonerings- eller modifikasjonskonsepter til kliniske omgivelser, er reproduserbare transplantasjonsmodeller hos store dyr uunngåelige.
Etter den første introduksjonen av ortotopisk levertransplantasjon hos svin har flere forfattere jobbet med forbedring av disse teknikkene de siste fem tiårene. Forskjeller innenfor de rapporterte …
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne takker Britta Trautewig, Corinna Löbbert, Astrid Dinkel og Ingrid Meder for deres flid og engasjement. Videre takker forfatterne Tom Figiel for å ha produsert bildematerialet.
Abdominal retractor | No Company Name available | No Catalog Number available | |
Aortic clamp, straight | Firma Martin | No Catalog Number available | |
Arterial Blood Sampler Aspirator (safePICOAspirator) 1.5 mL | Radiometer Medical ApS | 956-622 | |
Atropine (Atropinsulfat 0.5 mg/1 mL) | B.Braun | 648037 | |
Backhaus clamp | Bernshausen | BF432 | |
Bipolar forceps, 23 cm | SUTTER | 780222 SG | |
Bowl 5 L, 6 L, 9 L | Chiru-Instrumente | 35-114327 | |
Braunol Braunoderm | B.Braun | 3881059 | |
Bulldog clamp | Aesculap | No Catalog Number available | |
Button canula | Krauth + Timmermann GmbH | 1464LL1B | |
Calcium gluconate (2.25 mmol/10 mL (10%)) | B.Braun | 2353745 | |
Cell Saver (Autotransfusion Reservoir) | Fresenius Kabi AG | 9108471 | |
Central venous catheter 7Fr., 3 Lumina, 30 cm 0.81 mm | Arrow | AD-24703 | |
Clamp | INOX | B-17845 / BH110 / B-481 | |
Clamp | Aesculap | AN909R | |
Clamp, 260 mm | Fehling Instruments GMbH &Co.KG | ZAU-2 | |
Clip Forceps, medium | Ethicon | LC207 | |
Clip forceps, small | Ethicon | LC107 | |
CPDA-1 solution | Fresenius Kabi AG | 41SD09AA00 | |
Custodiol (Histidin-Tryptophan-Ketogluterat-Solution) | Dr.Franz Köhler Chemie GmbH | 2125921 | |
Dissecting scissors | LAWTON 05-0641 | No Catalog Number available | |
Dissecting scissors, 180 mm | Metzenbaum | BC606R | |
Endotracheal tube 8.0 mm | Covetrus | 800764 | |
Epinephrine (Adrenalin 1:1000) | InfectoPharm | 9508734 | |
Falcon Tubes 50ml | Greiner | 227 261 L | |
Femoralis clamp | Ulrich | No Catalog Number available | |
Fentanyl 0.1mg | PanPharma | 00483 | |
Forceps, anatomical | Martin | 12-100-20 | |
Forceps, anatomical, 250 mm | Aesculap | BD052R | |
Forceps, anatomical, 250 mm | Aesculap | BD032R | |
Forceps, anatomical, 250 mm | Aesculap | BD240R | |
Forceps, surgical | Bernshausen | BD 671 | |
Forceps, surgical | INOX | B-1357 | |
G40 solution | Serag Wiessner | 10755AAF | |
Gelafundin ISO solution 40 mg/mL | B. Braun | 210257641 | |
Guidewire with marker | Arrow | 14F21E0236 | |
Haemostatic gauze ("Tabotamp" 5 x 7.5 cm) | Ethicon | 474273 | |
Heparin sodium 25,000IE | Ratiopharm | W08208A | |
Hico-Aquatherm 60 | Hospitalwerk | No Catalog Number available | |
Infusion Set Intrafix | B.Braun | 4062981 L | |
Intrafix SafeSet 180 cm | B.Braun | 4063000 | |
Introcan Safety, 18 G | B.Braun | 4251679-01 | |
Isofluran CP | CP-Pharma | No Catalog Number available | |
Large-bore venous catheter, 7Fr. | Edwards Lifesciences | I301F7 | |
Ligaclip, medium | Ethicon | LT200 | |
Ligaclip, small | Ethicon | LT100 | |
Material scissors | Martin | 11-285-23 | |
Methylprednisolone (Urbason solubile forte 250 mg) | Sanofi | 7823704 | |
Monopolar ERBE ICC 300 | Fa. Erbe | No Catalog Number available | |
NaCl solution (0.9%) | Baxter | 1533 | |
Needle holder | Aesculap | BM36 | |
Needle holder | Aesculap | BM035R | |
Needle holder | Aesculap | BM 67 | |
Neutral electrode | Erbe Elektromedizin GmbH Tübingen | 21191 – 060 | |
Norepinephrine (Sinora) | Sintetica GmbH | 04150124745717 | |
Omniflush Sterile Filed 10 mL | B.Braun | 3133335 | |
Original Perfusorline 300 cm | B.Braun | 21E26E8SM3 | |
Overhold clamp | INOX | BH 959 | |
Overhold clamp | Ulrich | CL 2911 | |
Pentobarbital sodium(Release 500 mg/mL) | WDT, Garbsen | 21217 | |
Perfusers | B.Braun | 49-020-031 | |
Perfusor Syringe 50 mL | B.Braun | 8728810F | |
Petri dishes 92 x 17 mm | Nunc | 150350 | |
Poole Suction Instrument Argyle flexibel | Covidien, Mansfield USA | 20C150FHX | |
Potassium chloride (7.45%) | B.Braun | 4030539078276 | |
Pressure measurement set | Codan pvb Medical GmbH | 957179 | |
Propofol (1%) | CP-Pharma | No Catalog Number available | |
S-Monovette 2.6 mL K3E | Sarstedt | 04.1901 | |
S-Monovette 2.9 mL 9NC | Sarstedt | 04.1902 | |
S-Monovette 7.5 mL Z-Gel | Sarstedt | 11602 | |
Sartinski clamp | Aesculap | No Catalog Number available | |
Scalpel No.11 | Feather Safety Razor Co.LTD | 02.001.40.011 | |
Scissors | INOX | BC 746 | |
Seldinger Arterial catheter | Arrow | SAC-00520 | |
Sodium bicarbonate (8.4%) | B.Braun | 212768082 | |
Sterilization Set ("ProSet Preparation Kit CVC") | B.Braun | 4899719 | |
Sterofundin ISO solution | B.Braun | No Catalog Number available | |
Suction | Dahlhausen | 07.068.25.301 | |
Suction Aesculap Securat 80 | Aesculap | No Catalog Number available | |
Suction catheter | ConvaTec | 5365049 | |
Sultamicillin (Unacid: 2000 mg Ampicillin/1000 mg Sulbactam) | Pfizer | DL253102 | |
Suprapubic urinary catheter, "bronchialis", 50 cm | ConvaTec | UK 1F02772 | |
Suprasorb ("Toptex lite RK") | Lohmann & Rauscher | 31654 | |
Suture Vicryl 3-0 | Ethicon | VCP 1218 H | |
Suture Vicryl 4-0 | Ethicon | V392H | |
Suture, Prolene 4-0 | Ethicon | 7588 H | |
Suture, Prolene 5-0, double armed | Ethicon | 8890 H | |
Suture, Prolene 5-0, single armed | Ethicon | 8720 H | |
Suture, Prolene 6-0, double armed | Ethicon | 7230 H | |
Suture, Prolene 6-0, single armed | Ethicon | EH 7406 H | |
Suture, Prolene: blau 3-0 | Ethicon | EH 7499H | |
Suture, Safil 2/0 | Aesculap | C 1038446 | |
Suture, Terylene 0 | Serag Wiessner | 353784 | |
Syringe 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL | B.Braun | 4606027V | |
TransferSet "1D/X-double" steril 330 cm | Fresenius Kabi AG | 2877101 | |
Ultrasound Butterfly IQ+ | Butterfly Network Inc. | 850-20014 | |
Ventilator "Oxylog Dräger Fl" | Dräger Medical AG | No Catalog Number available | |
Yankauer Suction | Medline | RA19GMD | |
Zoletil 100 mg/mL (50 mg Zolazepam, 50 mg tiletamin) | Virbac | 794-861794861 |