Summary
Stora djurmodeller spelar en väsentlig roll i den prekliniska transplantationsforskningen. På grund av dess likheter med den kliniska setup, den svin modell av orthotopic njure auto-transplantation som beskrivs i denna artikel ger en utmärkt in vivo inställning för testning av orgel bevarande tekniker och terapeutiska interventioner.
Abstract
I den nuvarande eran av organtransplantation med kritisk organbrist, används olika strategier för att utöka poolen av tillgängliga allografts för njurtransplantation (KT). Även om användningen av allografts från utökade kriterier givare (ECD) kan delvis lindra bristen på organdonatorer, ECD organ bär en potentiellt högre risk för sämre resultat och postoperativa komplikationer. Dynamiska orgel bevarande tekniker, modulering av ischemi-reperfusion och bevarande skada och allograft terapier är i rampljuset för vetenskapligt intresse i ett försök att förbättra allograft utnyttjande och patientresultat i KT.
Prekliniska djurförsök spelar en väsentlig roll i translationell forskning, särskilt inom den medicintekniska enheten och läkemedelsutveckling. Den stora fördelen med den svin orthotopic auto-transplantation modellen över ex vivo eller små djur studier ligger inom den kirurgiska-anatomiska och fysiologiska likheter med den kliniska inställningen. Detta möjliggör undersökning av nya terapeutiska metoder och tekniker och säkerställer en underlättad klinisk översättning av resultaten. Detta protokoll ger en omfattande och problem-orienterad beskrivning av den svin orthotopic njure auto-transplantation modell, med hjälp av en bevarande tid 24 timmar och telemetri övervakning. Kombinationen av sofistikerade kirurgiska tekniker med mycket standardiserade och state-of-the-art metoder för anestesi, djur bostäder, perioperativ uppföljning och övervakning säkerställa reproducerbarhet och framgång för denna modell.
Introduction
Sedan den första framgångsrika mänskliga njurtransplantation mellan enäggstvillingar i 1954, utförs av den banbrytande gruppen av Nobelpristagaren kirurgen Joseph Murray1, njurtransplantation (KT) har utvecklats som stöttepelare för behandling för patienter med slutstadiet njursjukdom (ESRD)2. KT visar överlägsna långsiktiga kliniska resultat och livskvalitet jämfört med dialys2. Kort- och långsiktiga överlevnad efter KT förbättrats kontinuerligt, på grund av framsteg inom kirurgiska tekniker, organ bevarande, immunsuppressiv terapi, och kritisk vård, därför KT blev allmänt tillgänglig på en global skala2,3,4.
På grund av kritisk orgelbrist finns det en kontinuerligt ökande klyfta mellan allograft utbud och efterfrågan3,5,6. Under 2018 väntade cirka 12 031 patienter på KT i Tyskland, dock kunde endast mindre än 20 % (2 291 patienter) få en donatorjure på grund av den extrema bristen på organ för transplantation7. Tyvärr har inte bara det absoluta antalet organdonatorer, men också den allmänna kvaliteten på de allografts som erbjuds för transplantation minskat under de senaste decennierna8,9. En ökande tendens observerades i antalet predamaged eller "marginella" njure allografts som måste accepteras för transplantation10. Användning av ECD allografts kan minska väntetiden och väntelista sjuklighet och dödlighet, det är dock förknippas med en ökad förekomst av transplantat-relaterade komplikationer såsom primära transplantat icke-funktion (PNF) och / eller fördröjd transplantat funktion (DGF)8,9,10. Ytterligare forskning är viktigt att optimera allograft utnyttjande, expandera givaren poolen och skydda och rekonditionera marginella allografts som i slutändan kan förbättra patientensresultat 3,6.
På grund av den resurskrävande och komplexa karaktären hos stora djurtransplantationsmodeller utförs ett stort antal studier med hjälp av smådjur eller i ex vivo-inställningar11,12,13,14,15. Även om dessa modeller kan leverera viktiga vetenskapliga data, är översättningen av dessa resultat till den kliniska inställningen ofta begränsad. Den svin modell av orthotopic njure auto-transplantation är en väletablerad och reproducerbar modell som gör det möjligt att testa nya innovativa behandlingsmetoder i en kliniskt relevant in vivo inställning, med potentiellt längre uppföljningsperioder och rikliga möjligheter för repetitiva provinsamling 16,17. Bortom fördelen med den jämförbara storleken, som tillåter relativt direkt översättning till den kliniska inställningen (särskilt för medicinteknisk utveckling och läkemedelsdosering), de kirurgiska-anatomiska och fysiologiska likheterna när det gäller ischemi-reperfusion skada (IRI) svar och njurskador, stödja användningen av denna modell i translationell forskning17,18,19. Denna modell ger också en utmärkt utbildning möjlighet att förbereda unga transplantation kirurger för de tekniska utmaningarna i klinisk organtransplantation20.
Det finns också flera skillnader jämfört med den mänskliga inställningen och olika tekniska modifieringar av modellen kan hittas ilitteraturen 16,17,19,20,21. Denna artikel beskriver utförligt tekniska detaljer, fallgropar och rekommendationer som kan stöd för att fastställa modellen för svin orthotopic njure auto-transplantation. Den beskrivna telemetri- och videoövervakningsmetoden samt vår särskilt utformade boendeanläggning möjliggör en bedömning av svårighetsgraden i närbilder och klinisk observation av djuren. Användning av en perkutan urinkateter och utsedda svinjackor ger möjlighet till en detaljerad bedömning av njurfunktionen utan användning av metaboliska burar. Dessa tekniska modifieringar beskrivs som potentiella lösningar för att uppfylla de moderna utmaningarna i 3R-principen (Ersättning, reduktion och förfining) och förbättra djurförsök med hjälp av stora djurmodeller22.
Protocol
Den föreliggande studien utformades enligt principerna i RIKTLINJERNA FÖR ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments)23. Experiment utfördes i enlighet med de institutionella riktlinjerna och den tyska federala lagen angående skydd av djur. Det fullständiga etiska förslaget godkändes av de ansvariga myndigheterna (statsrådets kommitté för djurvård och användning, LANUV NRW - "Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen", Recklinghausen, Tyskland, protokoll-ID: 81-02.04.2018.A051). Alla djur i den aktuella studien fick human vård enligt principerna i "Guide for the Care and Use of Laboratory Animals" (8:e upplagan, NIH Publikation, 2011, USA) och direktivet 2010/63/EU om skydd av djur som används för vetenskapliga ändamål (Europeiska unionens officiella tidning, 2010). Kvinnliga tyska landracegrisar erhölls från en hygieniskt optimerad barriäruppfödningsanläggning (Heinrichs GbR, Heinsberg, Nordrhein-Westfalen). I bild 1 avbildas sammanfattningen av det beskrivna experimentprotokollet.
1. Djur och bostäder
- Använd kvinnliga tyska landrace svin (eller jämförbara) för detta protokoll. Leverera djuren till forskningsanläggningen 14 dagar före den första operationen (telemetriimplantation) för acklimatisering och inhys dem i en temperatur- och fuktighetskontrollerad barriärmiljö med en 12 h ljus och mörk cykel ( Figur 2).
- Montera två telemetri mottagare i taket i rummet som gör att de registrerade uppgifterna som skall överföras direkt till en PC som finns i observationsrummet. Se till att djuren observeras visuellt under de regelbundna besöken av veterinärtjänstemänn och av den ansvarige djurskötaren (var 8 h och på begäran).
OBS: Vidare, i detta experiment en realtid kamera bilder med integrerad värmekamera ansluten till det lokala nätverket användes. Närmare uppgifter om den bostadsanläggning som används i denna studie finns skildrade i figur 2.
2. Grundläggande tekniker och gemensamma förfaranden
- Snabba djuren över natten före operationen.
- Premedicate genom en inledande intramuskulär injektion av azaperon (4 mg/kg) och atropin (0,1 mg/kg), följt av en injektion av ketamin (15 mg/kg) 10 min senare.
- Efter premedicinering, väg djuret och överföra det direkt från bostadsanläggningen till den centrala OR anläggningen anestesi preparatrum.
- Cannulate en av de stora örat vener med hjälp av en 18 G perifera venkateter. Övervaka djuret genom ett vanligt EKG och pulsoximetri.
- Påbörja anestesin med propofol (3 mg/kg).
- Exponera stämbanden med ett laryngoskop och sätt in ett 7,5 mm endotrakealt rör. Manschetten är blockerad med luft enligt tillverkarens rekommendationer.
- Sätt in en oro-gastric dräneringsrör för att avlägsna vätska och luft från magen.
- Sätt in en urinkateter via urinröret.
- Därefter trimma huden i området för det kirurgiska snittet.
- Applicera ögonsalva för att förhindra torkning av hornhinnan under operation.
- Efter intubation av orotracheal, underhåll anestesi med isofluran (slutlig expiratory 1,45-2, 0 Vol.%) och fentanyl (3 -7,5 μg/kg/h).
- Säkerställ aktiv intraoperativ temperaturkontroll av djuret genom en värmedyna och med hjälp av uppvärmd luft. Sätt i en rektalsond för att övervaka kroppstemperaturen (måltemperatur 36,5 °C - 37,5 °C).
- Administrera antibiotikaprofylax med cefuroxime (35 mg/kg i.v.). Infusera Ringer-lösning vid 4 mL/kg/h och öka till 8 mL/kg/h efter hudansering. Administrera en profylaktisk dos pantoprazol (40 mg i.v.) över åtkomsten till öronvenen.
- Utför alla kirurgiska ingrepp under sterila förhållanden enligt de allmänna principerna för kirurgisk asepsis och antisepsis. Desinficera det kirurgiska fältet med povidone-jodlösning och täck med kirurgiska draperier.
3. Telemetri implantation
- Förbered djuret för kirurgi efter de steg som beskrivs under avsnitt 2 i protokollet och bekräfta korrekt anestesi genom en minskande hjärtfrekvens och brist på medveten rörelse av djuret.
- Samla in blod- och urinprov för att bestämma individuella baslinjelabvärden.
- Markera snittplatserna med hjälp av en permanent markör.
- För att implantera den arteriella sensorn av telemetritranspondern, utför ett 3-4 cm snitt i ljumsken. Exponera och dissekera artären på ett 360° mode.
- Med hjälp av en Overholt klämma dra genom två-fartyg slingor under artären och säkra dem med mygga klämmor.
- Efter att ha gjort en arteriotomy #11 blad skalpell, sätt in den arteriella sensorn. Stäng arteriotomy med hjälp av 5-0 polypropylen sutur med enda knut suturer och säkra den arteriella sensorn med hjälp av en av dessa suturer.
- Gör en 3-4 cm stort snitt på djurets vänstra flank och skapa en subkutan påse för transpondern genom trubbig dissektion.
- Tunnel telemetri transponder till flanken och fixa den till muskeln fascia (3-0 polypropylen, enda knut). Tunnel de röda och vita EKG elektroder till höger och vänster sida av bröstkorgen. Gör två 1 cm snitt och säkra elektroderna i muskelvävnaden för att säkerställa en bra EKG-signal med enda knutsuturer (3-0 polyglactin).
- Påbörja registrering av telemetridata och kontrollera de olika signalerna (t.ex. kroppstemperatur som registrerats av transponderkroppen själv, arteriellt blodtryck, och EKG-signaler).
- Stäng snitten i ljumsken, på vänster flank och de två små thorakala snitten med hjälp av muskel- och subkutana suturer (3-0 polyglactin) och stäng huden med hjälp av en icke-resorberbar monofilamentsutur (t.ex. 2-0 Prolene).
- Använd en sprayfilm dressing för att täta snittet platser.
- Vid denna tidpunkt förbereda djuret att bära en utsedd svin jacka som djuret bär under resten av studieperioden. Byt ut jackor mot en ren jacka efter varje kirurgiskt ingrepp.
OBS: För att registrera stabila baslinjedata implanteras telemetritranspondrar 14 dagar före indexoperationen (vänster nefrektomi, vänligen se även Diskussion).
4. Nefrektomi och hämtning av njurtransplantat
- Förbered djuret för hämtning av transplantat kirurgi efter de förfaranden som beskrivs i avsnitt 2.
- Efter induktion av anestesi, kannulera den yttre jugular venen. Efter den sterila desinfektionen av operationsfältet görs ett 4 cm snitt på höger sida i det halspulsådriga spåret.
- Dissekera subkutan vävnad och muskler för att exponera den yttre halsvenen.
- Exponera och dissekera venen på ett 360° mode.
- Med hjälp av en Overholt klämma dra genom två-fartyg slingor under venen och säkra dem med mygga klämmor.
- Tunnel den halspulsådern till baksidan av djuret. För detta, placera grisen på sin vänstra sida. Använd Seldinger-metoden för att sätta in den halspulsådern.
- Stäng öppningen på venen och säkra katetern med hjälp av 5-0 polypropylen sutur.
- Stäng snittet i två lager (t.ex. 3-0 polyglactin för muskeln och subkutan och 2-0 polypropylen för huden).
- Säkra katetern till huden med flera suturer (2-0 polypropylen).
- Testa halsvenkatetern för fri aspiration och injektion. Därefter, växla intravenös linje från örat ven kanyl till den centrala venous linjen.
- Efter kirurgisk desinfektion och drapering, utföra en median laparotomy att öppna buken (25-30 cm). Använd en standard buk upprullningsdon för att exponera det kirurgiska fältet.
- Använd våta och varma handdukar i buken för att täcka tjocktarmen och den lilla tarmen. Be den andra assistenten att hålla tarmen mot riktningen av höger hemi-buk utsätta njuren och dess kärlstrukturer.
- Öppna peritoneal lagret och dissekera den vänstra njuren och urinledaren från någon anhängare vävnad med hjälp av monopolär cautery, bipolär tlys och fina saxar.
- Ligate och dela vänster urinledare (3-0 polyglactin) lämnar en minst 10 till 12 cm lång segment.
- Slutföra dissekering av vänster renal vein (s) och artär till deras ursprung från sämre vena cava och aorta, respektive.
OBS: Undvik skada och öppning av de stora lymfkärlen i denna anatomiska region. Också vara medveten om en potentiell skada på azygo-ländryggen anda ansluter sig till njurlymfknutor anda nära sitt ursprung från vena cava. - Dissekera och ligate azygo-ländryggen ven mellan två ligaturer (3-0 polyglactin).
- Förbered för ryggbordet dissekering med hjälp av en skål med is och ett sterilt lock.
- För att hämta transplantat njure, klämma njurartären och njurlymfknutor ven nära aorta och vena cava med vaskulär klämmor. Ta bort njurtransplantatet genom att skära kärlen med en sax nära klämmorna och lämna sedan över njuren till ryggbordets team.
- Stäng stumpen i njurartären med hjälp av en 5-0 polypropylen sutur. Stäng njurvenen med hjälp av en tvåskiktig kontinuerlig sutur med 5-0 polypropylen. Ta bort kärlklämmorna.
- Efter kontroll av området för blödning eller lymfatisk läckage, stäng buken i 4 lager.
OBS: Peritoneum: 3-0 polyglactin kör sutur; fascia: 0 polyglactin kör sutur; subkutan skikt: 3-0 polyglactin rinnande sutur; huden: hud häftapparater efter njure hämtning kirurgi, för att underlätta åter öppna buken följande dag och 2-0 polypropylen enda knut suturer efter transplantation förfarandet för slutgiltig stängning. - Efter applicering av sterilt sårförband, returnera djuret till bostadsanläggningen och låt återhämta sig efter endotrakeal extubation. För postoperativ analgesi, använd buprenorfin (0,05 - 0,1 mg/kg) intramuskulärt varje 8 h fram till auto-transplantation.
5. Back-bord och organbevarande
- Efter hämtning av transplantat kan omedelbart renal artären med hjälp av en standard 14 G (orange) perifer kateter och fixera den med hjälp av en tourniquet beredd från 3-0 polyglactin.
- Skölj njuren med kall orgelbevarande lösning.
- Efter spolning med 500 mL av organkonserveringslösning, avlägsna arteriell kanyl, linda in njurtransplantatet i sterila organpåsar och förvara i orgelkonserveringslösning med en målförkylnings-ischemisk tid (CIT) på 24 h vid 4 °C med hjälp av en datorstyrd kylkrets.
OBS: En kort efterbevaringsspolning rekommenderas med användning av 500 mL av 4 °C normal saltlösning.
6. Kontralateral nefrektomi och orthotopic njure auto-transplantation
- Under mottagardriften, anpassa premedicinering och initial anestesi till den begränsade njurmetabolismen och undvika användning av ketamin. Induktion utförs med propofol (3-5 mg/kg i.v.), midazolam (0,25 mg/kg i.v.), och atropin (0,1 mg/kg i.m.). Därefter är den preoperativa beredningen identisk med de förfaranden som beskrivs i avsnitt 2.
- Underhåll anestesi med isofluran (slutlig expiratory 1,45-2,0 Vol.%) och fentanyl (3 - 7,5 μg/kg/h) och propofol (2 - 4 mg/kg/h).
- Kontrollera och kontinuerligt övervaka EKG, pulsoximetri, rektaltemperatur och telemetritransponderns funktion.
OBS: Strikt anestesi och blodtryckskontroll är av avgörande betydelse under implantationsproceduren. - I sällsynta fall där den arteriella blodtryckssignalen som registrerats över telemetritranspondern inte är tillfredsställande på grund av djurets ryggläge, placera ytterligare en arteriell kateter i höger lårbensartär med hjälp av perkutan punktering och Seldinger-tekniken.
- Efter sterila drapering, öppna medianen laparotomy och exponera operationsfältet med hjälp av buken upprullningsdon. Tjocktarmen och små tarm placeras till vänster sida av buken för att exponera intakt höger njure.
- Liknar givaren förfarande, dissekera kontra-laterala njuren och dess fartyg från den omgivande vävnaden. Dissekera rätt njurlymfknutor ven och njurartär i riktning mot njuren hilum att säkerställa tillräcklig kärllängd för anastomos.
- 5 min före kärlfastspänning, injicera inaltensal-heparin intravenöst (100 I.U./ kg).
- Kläm fast rätt njurartär och rätt njurven med hjälp av vaskulära klämmor. Den högra njuren avlägsnas. Fartygen kontrolleras med integritet innan anastomoserna påbörjas.
- Placera den bevarade transplantat njure i buken och starta venösa och arteriella anastomoser.
- Från denna punkt och framåt, hålla medelvärdet kranskärlens trycket över 80-90 mm Hg för att säkerställa en god tidig perfusion av njure moderplantor efter reperfusion. Uppnå detta delvis genom adekvat volymhantering och delvis genom administrering av noradrenalin (0, 1 - 1,0 μg/kg/min som en kontinuerlig infusion med hjälp av medelartärblodtrycket och hjärtfrekvensen för övervakning av effektiviteten).
- Utför end-to-end anastomos av njurvenen:
- Efter att ha placerat två hörnstygn med hjälp av 5-0 polypropylen, suturera bakväggen på ett kontinuerligt sätt.
- Bind kranial hörnstygn och binda ihop den med tråden som används för bakväggen.
- Efter avslutad bakvägg, använd hjärnskålen hörnsöm för att suturera den främre väggen i en cranio-caudal riktning. Spola venen med ahepariniserad saltlösning (100 I.U./mL). Knyt caudalhörnöm.
OBS: Vid en storleksglappning mellan givaren och mottagarsidorna kan en liten tillväxtfaktor användas för att säkerställa en bred och tillräcklig anastomos. Det finns många möjliga variationer av porcin njurlymfknutor ven grenar. När det gäller komplex venös anatomi är en modifierad anastomosstrategi nödvändig (se figur 3).
- Utför end-to-end-anastomos av njurartären:
- Använd en 6-0 polypropylen hjärnskålen hörnsöm för att utföra den arteriella anastomos. Placera ytterligare en caudal, stödjande hörnsöm som senare tas bort, är valfritt.
- Suturera bakväggen på ett kontinuerligt sätt med hjälp av fallskärmstekniken. Efter ankomsten till caudal hörnet ta bort andra hörnet stygn (om tillämpligt).
- Suturera den främre väggen med den andra änden av den dubbelbeväpnade 6-0 polypropylen suturen. Spola artären med en hepariniserad saltlösning (100 I.U./mL). Knyt de två trådarna vid caudalhörnet.
- Registrera den tid som behövs för att utföra båda anastomoserna med en målvarm ischemitid på <40 min.
- Reperfuse njuren genom att öppna venösa vaskulär klämma och därefter den arteriella klämman. Kontrollera om det finns signifikant blödning.
- Om ingen signifikant blödning från anastomoses observeras, packa upp njurtransplantatet och häll varm normal saltlösning i buken som täcker det reperfused graft.
- Ompositionering av transplantatet, om det behövs, för att säkerställa homogen reperfusion och undvika överbelastning.
- Administrera papaverin utvärte till utsidan av njurartären och den arteriella anastomos (5 mL outspädd).
- Efter reperfusion, infusera 250 mL av 20% glukoslösning för att inducera osmotisk dieresis följt av administrering av en enda dos av 80 mg furosemide.
OBS: Efter detta kan den initiala urinproduktionen observeras. - För att säkerställa urindränage, passera en 12 franska pediatrisk urin kateter genom bukväggen av den högra flanken av djuret, retroperitoneally.
- Säkra katetern i urinledaren med hjälp av ligaturer (2-0 polyglactin) och blockera katetern med 2 mL koksaltlösning. Ytterligare suturer används för att anpassa och säkra urinledaren till bukväggens bukväggens bukvägg (2-0 polypropylen). Katetern är också säkrad till huden med minst två enda knut suturer (2-0 polypropylen).
- Stäng peritonealskiktet över njuren för att förhindra förskjutning av njuretransplantat och kinking av de vaskulära anastomoserna (3-0 polyglactin).
- Stäng buken i en liknande 4-lager mode som beskrivs tidigare för ympkvisten hämtning.
- Efter buken stängning, upprätthålla normothermia på OR bordet.
OBS: Medelvärdet av artärblodtrycket ska bibehållas över 80 mm Hg tills djuret är vaket och är i ett benäget läge. - Efter buken stängning, använda färg Doppler ultraljud för att säkerställa adekvat arteriell och venös perfusion av njure transplantat (Figur 4). Övervaka djuret noga tills det är helt vaken och kan gå och dricka spontant. Djuren ges 1 L av Ringer lösning under återhämtningsfasen.
- Därefter, tillbaka djuret till sin låda i bostaden anläggningen.
7. Uppföljning, prov och datainsamling
- Ge djuren vatten ad libitum så snart de kan dricka spontant. Ge fast föda från postoperativ dag 1.
- För postoperativ analgesi, administrera buprenorfin (0,05 - 0,1 mg/kg) intramuskulärt varje 8 h för 72 h, ge pantozol (40mg i.v.) en gång om dagen för 72 h. Ge antibiotikabehandling (cefuroxime 35 mg/kg i.v. 2x dagligen) och trombosprofylax (500 mg acetylsalicylsyra från postoperativ dag 1) under hela observationsperioden fram till slutet av experimentet.
OBS: Om blödningskomplikationer uppstår avbryts aspirin. - Registrera löpande telemetridata under hela observationsperioden. Se till att djuren besöks minst var 8 h h av veterinären och/eller av en erfaren veterinärtekniker och deras kliniska tillstånd utvärderas med hjälp av ett poängblad som används som underlag för att i förtid avsluta försöket om så krävs av djurets kliniska tillstånd.
OBS: Dessa så kallade humana endpointkriterier definieras enligt beskrivningen tidigare24. - Utför daglig provsamling med hjälp av den centrala venösa linjen och perkutan urinkateter. Byt urinsäckar (2 000 mL) 2x dagligen.
- Efter provsamling eller administrering av vätskor eller droger, blockera den centrala venkateter med hepariniserad saltlösning (100 I.U./mL) mellan varje användning för att undvika ocklusion och täck den med en ny steril kapsyl.
- Efter motsvarande observationsperiod på 5 till 7 dagar, offra djuren i djup anestesi efter relaparotomy, prov insamling och explantation av njure moderplantor. Offer utförs med hjälp av en enda injektion av pentobarbital (50 - 60 mg/kg i.v.).
OBS: I enlighet med 3R-principen får de uppoffrade djurens återstående organ och vävnader användas för olika ex vivo-forskning och utbildningsändamål i egna institut.
Representative Results
Vår grupp har flera års erfarenhet av solida organtransplantation modeller i små- och stora djur och utnyttjade den porcine orthotopic njure auto-transplantation modell, erhålla reproducerbara resultat i olika experimentella inställningar16,25,26,27. Beroende på den experimentella setup, rekommenderar vi att utföra 3 till 5 auto-transplantationer som preliminära experiment som säkerställer en tillräcklig inlärningskurva av hela experimentella teamet. I den nuvarande inställningen 5 transplantationer krävdes för att utbilda en kirurg, med 8 år av tidigare experimentell- och 5 års klinisk kirurgisk erfarenhet inom området transplantation kirurgi, i att utföra dessa experiment. Detta kan skilja beroende på den tidigare exponeringen av kirurgen för dessa tekniker.
Inom ramen för detta protokoll, resultaten av en uppsättning 5 svin orthotopic njure auto-transplantation experiment påvisas. Transponder implantation var framgångsrik i varje djur med tillräcklig telemetri signaler under hela observationsperioden (utom ett djur med partiell transponder dysfunktion). Kniv-mot-hud-intervall för transpondern implantationen var 85 min ± 5 min (Tabell 1). Efter hämtning av transplantat återhämtade sig alla djur väl i bostadsanläggningen. Kniv-till-hud intervall för hämtning kirurgi var 135 min ± 32 min (inklusive cirka 30-45 min för insättning, tunnel och säkring av den halspulsådern katetern). Vänster njure förvarades i ett kallt vatten-bad med ett mål kall ischemi tid på 24 h (24 h ± 30 min). Följande dag, efter anestesi induktion och relaparotomy, den kontralateral (höger) njure togs bort följt av den orthotopic auto-transplantation av den kalla lagrade vänstra njure moderplantor som beskrivs tidigare. Kniv-till-hud intervall för auto-transplantation kirurgi var 168 min ± 27 min (inklusive explantation av rätt njure). Varm ischemi tid var 34 min ± 7 min. Varje implanterade njure moderplantor hade en minimal men direkt urin produktion efter reperfusion. Efter buken stängning, färg Doppler ultraljud visade tillfredsställande artär och venös perfusion av njuren i alla fall (Figur 4). Alla djur som återvanns från anestesin och inga betydande komplikationer observerades under hela observationsperioden. Dagliga blod- och urinprover samlades in. Alla svin var i god kliniskt tillstånd under uppföljningen och offrades efter 5 dagar. Serum kreatinin och kalium värden nådde sin kulmen på POD3-4. Blodets pH har legat inom normala intervall (Figur 5). Urinproduktionen återhämtade sig till normala värden under de första fyra postoperativa dagarna. Antalet vita blodkroppar ökade något i slutet av uppföljningsperioden (figur 5). Kroppstemperatur, mätt genom kontinuerlig telemetriövervakning, visade på små fluktuationer under den postoperativa perioden.
Bild 1: Studera flödesschema och protokoll. Förkortningar som används: POD-postoperativ dag; EKG-elektrokardiografi. Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.
Figur 2: Djurbostadsanläggning med realtids- och kontinuerlig telemetriövervakning av upp till 6 djur. (A) Schematisk ritning över vår anläggning som lämpar sig för inhysnings- och telemetriövervakning av upp till 6 djur. Storleken på de enda innehavsboxarna fastställdes utifrån riktlinjerna i EU-direktivet 2010/63 och ETS 123 appendix A. Panelerna A-E visar representativa bilder av organisationen av vår anläggning. (B) Djurrum för 6 djurs bostad. (C) Observationsrum med en PC som används för kontinuerlig registrering av telemetridata. (D) Video och termiska bilder i realtid av djuren. (E) Enskild anläggning som säkerställer djurens akustiska och luktiga kontakt med sina följeslagare för att undvika social isolering. Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.
Figur 3: Orthotopic njure auto-transplantation och anatomiska variationer och möjligheter återuppbyggnad. (A,B) Stegen i den orthotopic njure auto-transplantation modell vid en "standard" vaskulär anatomi. (C) Variation 1: medan en större ven kommer med givaren njure, det finns två vener på mottagarsidan. Förvaltning: den mindre andan är stängd av en ligatur och anastomos utförs till mellan njurlymfknutor vener. (D) Variation 2: medan en större ven levereras med donatornjuren, finns det inget lämpligt mottagarkärl på kontralateralsidan (t.ex. storleksfel). Förvaltning: till sida anastomos av njurlymfknutor anda till sämre vena cava. (E) Variation 3: två liknande storlek vener på båda sidor. Förvaltning: återuppbyggnad av två venous anastomoses. (F) Variation 4: medan två liknande storlek vener levereras med givaren njure, det finns ingen lämplig mottagarkärl på kontralateralsidan. Förvaltning: till sida anastomos av renal anda till sämre vena cava i fallet med två renal vener. (G) Variation 5: en givare njure kommer med en ven som visar en tidig bifurcation, medan det finns en stor ven på kontralateralsidan. Förvaltning: till anastomos av den korta gemensamma kanalen för givaren renal anda med en stor anda på mottagarsidan. (H) Variation 6: medan givaren njure kommer med en enda njurlymfknutor ven med en tidig bifurcation, det finns ingen lämplig mottagarkärl på kontralateral sida. Förvaltning: till sida anastomos av den korta gemensamma kanalen för givaren renal anda till sämre vena cava. Denna siffra skildrar en handfull av de mer frekventa variationer och är inte statistiskt heltäckande i fråga om alla variationer möjliga i tyska landrace svin. Förkortningar som används: KG-njure transplantat; RK-höger njure; IVC-sämre vena cava; AO-aorta Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.
Figur 4: Representativ färg Doppler ultraljud bilder, direkt efter orthotopic njure auto-transplantation och buken stängning. (A) Färg Doppler ultraljud utförs direkt efter implantation av njure och buken stängning, för att säkerställa god arteriell och venös perfusion av njure transplantat och att skärmen för potentiella iatrogena vaskulära kinking. Ultraljud användes också dagligen och on-demand, baserat på den kliniska prestandan hos djuret till skärmen för olika problem. (B-E) Representativa ultraljudsbilder av ett njurtransplantat efter implantation. Bilden av njurtransplantatet med och utan färg Doppler (B,C) visar en utmärkt arteriell (D) och venös perfusion (E). Denna siffra visar representativa bilder från samma djur. Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.
Figur 5: Representativa laboratoriefynden och telemetridata av den orthotopic njure auto-transplantation modell med en kall ischemi tid på 24 h. (A) Serumkaliumvärdena (B) Serum kreatininvärden (C) pH (D) Antal vita blodkroppar (WBC) (E) Urinutgång. (F) Mean kroppstemperatur registreras genom telemetrisk övervakning under hela observationsperioden i fyra på varandra följande njurtransplantation (inga data som presenteras från den 5djur på grund av partiell transponder dysfunktion). Förkortningar som används: POD-postoperativ dag. Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.
Figur 6: Exempel på möjliga peri-avgörande komplikationer och fallgropar. (A-C) Postoperativ överbelastning av det transplanterade njurympkvisten på POD3 efter orthotopic kindey auto-transplantation. (D) Anledningen till trängseln identifierades som kateterkinking på grund av en överdragen sutur på nivån av huden. Efter omjustering suturen överbelastningen löst nästan helt i 24 h. ( E )Hären annan njure transplantat på POD2 efter orthotopic njure auto-transplantation visas. Asterix (*) visar en vätskesamling runt understången av transplantatet (blodig samling vs. lymphocele). På grund av vår teknik med stängning av bukhinnan över njuren dessa samlingar är vanligtvis själv begränsa på grund av de fördelaktiga effekterna av lokala komprimering. Djuren bör övervakas noga när det gäller det lokala fyndet, tecken på blödning eller infektion. (F) Kvalificerad färg Doppler ultraljud utförs dagligen (och på begäran) i bostäder anläggningen har, förutom sin akademiska utnyttjande (t.ex. dokumentation, registrering av arteriell resistence index), en avgörande diagnostisk roll i att erkänna potentiella komplikationer i den tidiga subkliniska fasen. Vänligen klicka här för att visa en större version av denna figur.
| Experimentell uppgift/steg | Dagar | Tid (min) | Kirurg | Veterinära officer | Veterinärtekniker | Laboratorietekniker | Doktorand | Totala |
| Nr | ||||||||
| Preopreativ vård | D-29 till D-15 | n.a. | 1 | 1 | 1 | 3 | ||
| Telemetri implantation kirurgi | D-15 | 85±5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 |
| Postoperativ vård efter telemetri implantation | D-15 till D-1 | n.a. | 1 | 1 | 1 | 3 | ||
| Hämtningskirurgi för transplantat | D-1 | 135±32 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 8 |
| Njure auto-transplantation kirurgi | D 0 | den 168 ±27 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 8 |
| Postoperativ vård efter njure auto-transplantation | D 0 till D5 | n.a. | 2 | 1 | 2 | 5 | ||
| Offra | D 5 | n.a. | 2 | 1 | 1 | 4 |
Tabell 1. Beskrivning av de nödvändiga mänskliga resurser och tid-scheman för att utföra olika experimentella steg av svin njure auto-transplantation modell.
Discussion
Den svin modell av KT möjliggör undersökning av nya terapeutiska tillvägagångssätt och medicintekniska produkter i en kliniskt relevant stora djur inställning15,17,21. De anatomiska, patofysiologiska och kirurgiska-tekniska likheterna mellan porcin och mänsklig inställning kan underlätta den kliniska tolkningen av data och den snabba översättningen av fynden och teknikerna till klinisk testning15,16,17,18,19,21.
Modellen för orthotopic njure auto-transplantation inte bara överensstämmer med 3R-principen genom att minska antalet erforderliga djur jämfört med allo-transplantation, t ex ingen separat givare djur krävs, men ger också en unik möjlighet att undersöka effekterna av IRI och bevarande skada utan de förvirrande effekterna av det immunologiska svaret och immunsuppressiva läkemedel17,21.
Smärre ändringar av protokollet tillåter modellering ett brett spektrum av kliniska situationer. För att efterlikna KT med hjälp av donation efter cirkulationsdöd (DCD) njurar, är vaskulära strukturer fastklämda för 30 till 60 min i situ före njurhämtning, medan långvarig kall ischemi gånger (24 timmar och längre) kan tillämpas för att modellera omfattande bevarande skada16,17,28,29.
Även om, den svin KT modellen är kirurgiskt mindre utmanande än solid organtransplantation modeller hos små djur (t.ex. råttor och möss)26, det finns flera tekniska aspekter och fallgropar som måste hållas i åtanke för att förbättra resultaten och undvika specifika komplikationer17.
Misslyckas med att undvika de stora lymfatiska fartyg runt sämre vena cava och aorta under transplantat hämtning eller implantation på grund av tekniska misstag eller anatomiska variationer, kan leda till en hög utgång lymfatisk fistel och post-operativa buken vätska insamling, infektion och potentiellt tekniska fel. Lymfkärl bör undvikas helt under operation eller stängas med 5-0 eller 6-0 polypropylen suturer. Det är klokt att också undvika användning av bipolär eller någon annan koagulering enhet vid lymfatiska läckor. Det leder oftast till försämring av situationen. Vid ett lågt utgångslymfaviskt läckage har vårt team en god erfarenhet av tillämpning av fibrinbaserade kollagenplåster (t.ex. Tachosil)30, dock begränsar deras höga kostnader deras tillämpning i denna inställning.
I det föreliggande protokollet vi demonstrera en transperitoneal strategi för njure hämtning och auto-transplantation. Detta är en stor teknisk skillnad jämfört med den kliniska situationen, där njurtransplantat vanligtvis implanteras i iliaca fossa med hjälp av en extraperitoneal strategi. Även om, de flesta grupper använder en transperitoneal och en orthotopic strategi i porcine modellen, heterotopic transplantation till iliaca fossa är också möjligt hosgrisar 31. Men på grund av den relativt låga diametern på den yttre höftartären i 30-40 kg svin och dess tendens att vasospasm gör det ibland svårt att utföra den end-to-side anastomos av njurartären till den yttre höftartären31. När det gäller det faktum att vi hämtar den vänstra njuren via en transperitoneal strategi för att utföra en efterföljande auto-transplantation, är det mer genomförbart att utföra implantationen genom att återuppta samma snitt och använda en straigtforward orthotopic strategi, särskilt att per-protokoll det krävs också att ta bort den infödda högra njuren för att säkerställa att djuret kommer att återhämta sig med endast en predamaged kindey. Den omfattande beskrivningen av alla möjliga tekniska variationer av modellen är utanför ramen för detta protokoll och har sammanfattats av andra i omfattande översyn artiklar31.
Luxation av den transplanterade njure moderplantor och följdriktiga kinking av de vaskulära anastomoses är en stor källa till fel i porcine KT modell, snabbt leder till Vaskulär ocklusion och fullständig misslyckandet i försöket, på grund av att en kirurgisk komplikation. För att undvika detta, efter auto-transplantation vi stänger peritoneal lagret över njure med en löpande sutur med hjälp av 3-0 polyglactin. Vidare är färg Doppler ultraljud utförs direkt efter implantation av njure och buken stängning, för att säkerställa god arteriell och venös perfusion av njure transplantat. Ultraljud används också dagligen och on-demand, baserat på den kliniska prestandan hos djuret, för att skärmen för njurperfusion, post-njurmedicinska problem (t.ex. obstruktion eller kinking av urinkateter), och vätskesamling på grund av lymfatisk fistel, blödning eller infektion (Figur 4 och figur 6).
Eftersom 24 timmars kallischemi ofta leder till funktionsnedsättning och fördröjd transplantatfunktion, kan djuren kräva medicinsk behandling på begäran om det anses nödvändigt av veterinären. Detta kan inkludera infusionsbehandling med 5% glukos och/eller Ringer-lösning som administreras via den centrala venösa linjen, furosemidbolusinjektioner (vid oliguri/anuri beroende på kliniskt tillstånd och laboratorieresultat, 60-80 mg bolusinjektioner upp till 200 mg/dag), och den orala administrering av Sodium Polystyrene Sulfonat (Resonium A) vid svår hyperkalemi32. För att undvika experimentell bias måste den veterinäransvarige som ansvarar för veterinärvården efter transplantationen förblindas för tillämpad behandling och gruppering.
Även om, anatomi njurlymfknutor gatan är ganska okomplicerad i tyska landrace svin med vanligtvis en artär att rekonstruera, det finns ett brett spektrum av anatomiska variationer av den njurlymfknutor vein grenar som kräver vissa kirurgiska kreativitet under den venous återuppbyggnaden. Ofta två (eller mer) njurlymfknutor ven grenar gå på olika nivåer mellan njure hilum och sämre vena cava. De mest iakttas oftast variationer och de möjliga återuppbyggnadsalternativ17 visas i figur 3.
Efter det första kirurgiska ingreppet (dag -15, telemetriimplantation) får alla djur en svinjacka som de bär under hela perioden av experimenten. Detta ger ett utmärkt skydd mot olycksskador och förskjutning av de implanterade katetrarna och ger utrymme för förvaring av urinuppsamlingspåsarna. Användningen av dessa jackor är också en genomförbar lösning för att eliminera behovet av metaboliska burar för bedömning av kreatininclearance som en förfiningsmetod enligt 3R-principen.
Vår bostadsanläggning integrerar användningen av telemetri och videobaserad peri-operativ övervakning. Även om dessa metoder inte kan ersätta de regelbundna besök av veterinären officer och tekniker, de underlättar snabba insatser och förbättra svårighetsgrad bedömning för att ytterligare förfina våra experimentella inställningar för framtiden. Det finns ett brett spektrum av indikationer för användning av en implanterbar telemetrianordning i stora djurmodeller33. Även om, noggrann övervakning av kliniska paramters efter större kirurgi såsom EKG, blodtryck, temperatur anses vara standard i den mänskliga kliniska inställningen av en kirurgisk intensiv- och mellanliggande vårdenhet, i experimentell kirurgi övervakning mestadels avbryts när djuret vaknar upp från anestesi33,34,35. Därför ger telemetri ett genomförbart sätt för kontinuerlig övervakning av dessa djur. Vi anser att alla dessa data bidrar till tidig upptäckt av möjliga postoperativa komplikation exakt och l.ex. hemorragisk chock, eller sepsis upptäcks genom att öka temperaturen, hypotonia och takykardi). Detta kan underlätta ingripande i rätt tid (t.ex. införande av terapeutisk antibiotikabehandling, vätskesubstitution, utsättande av antikoagulation, eller offer av djuret för att undvika lidande). Förutom dessa "realtid" övervakning aspekt, är vår grupp fokuserar för närvarande på svårighetsgraden bedömning och förfining av djurförsök36,37,38. Retrospektiv analys av en stor mängd insamlade telemetri data i dessa experiment kan tillåta oss att bättre stratifiera svårighetsgraden av denna typ av kirurgiska ingrepp och optimera perioperativ vård (t.ex., analgesi) i försöksdjur.
När det gäller implanterbar telemetri rekommenderas en period på minst 12 dagar efter implantation av mätsystemet för att säkerställa stabila och optimala mätdata (baserat på personlig kommunikation). Efter att ha diskuterat denna fråga med olika tillverkare som tillhandahåller telemetri lösningar för stora djur samt med andra forskargrupper som använder dessa system i olika experimentella inställningar, beslutade vi att integrera en 14 dagars period mellan telemetri implantation och njurtransplantation. Under de tidigare dagarna kan avvikelser fortfarande uppstå på grund av djurets rörelse eftersom ärrbildnings- och läkningsprocesserna fortfarande är oavslutade.
Trots sina fördelar har den ovan beskrivna modellen vissa begränsningar. Komplexiteten och erforderliga resurser och infrastruktur är de viktigaste begränsningarna i modellen. Det tidskrävande experimentella protokollet, komplexa tekniker och intensiv peri-operativ uppföljning kräver tillgång till en betydande bostäder och OR kapacitet och kräver medverkan av ett större team, inklusive doktorander, kirurger, veterinärer och tekniker (tabell 1). Därför, baserat på våra empiriska observationer, är det oftast omöjligt att utföra mer än två procedurer om dagen. En mer ytterligare missgynnar av svinet modellerar jämfört till litet djur modellerar är den inskränkt möjligheten av mekanistiska och molekylär-biologiska utredningar. I det föreliggande protokollet endast 5-dagar för uppföljning rapporterades. Detta var lämpligt att visa de viktigaste experimentella egenskaperna hos modellen, dock, denna relativt korta uppföljning kanske inte är tillräcklig för att besvara vissa specifika forskning fråga (t.ex. långsiktig återvinning av funktion vs. akut skada). Därför kan en projektrelaterad förlängning av uppföljningen vara nödvändig. Detta manuskript beskriver vår nuvarande "best-practice" i den experimentella inställningen av svin orthotopic njure auto-transplantation. Medan vissa steg är obligatoriska för att lyckas fastställa denna modell, mindre aspekter (t.ex. den intraoperativa användningen av en blåsa kateter, arteriell kateter placering till femorala vs. halsartären) är fakultativ och kan undvikas/ändras på utredarnas gottfinnande. Beskrivning och motivering av varje metodisk aspekt skulle vara utanför tillämpningsområdet för det föreliggande protokollet och har diskuterats på andra ställen31. Slutligen är det också svårt att replikera den exakta kliniska situationen för ECD KT i porcine modellen där äldre givare, allografts med akut njurskada och givare med flera komorbiditeter och kroniska sjukdomar såsom hypertoni, diabetes mellitus eller arterioskleros utgör en stor del av den marginella givaren pool8,9.
Trots de ovan nämnda begränsningar samt tekniska och logistiska utmaningar, denna väletablerade och reproducerbara stora djurmodell av KT ger en unik möjlighet att undersöka nya terapier och tekniker för att förbättra organ bevarande och kliniska resultat och utgör en utmärkt plattform för yngre kirurger att behärska organtransplantation tekniker i en stor djurmodell.
Disclosures
Författarna har ingen intressekonflikt att avslöja.
Acknowledgments
Författarna skulle vilja uttrycka sin tacksamhet till Pascal Paschenda, Mareike Schulz, Britta Bungardt, Anna Kümmecke för deras skickliga tekniska bistånd.
Författarna förklarar finansiering delvis från startprogrammet för medicinska fakulteten, RWTH Aachen University (#23/19 till Z.C.), från B.Braun Foundation, Melsungen, Tyskland (BBST-S-17-00240 till Z.C.), den tyska forskningsstiftelsen (Deutsche Forschungsgemeinschaft - DFG; FÖR-2591, TILL 542/5-1, TILL 542/6-1; 2016 till R.T. och SFB/TRR57, SFB/TRR219, BO3755/3-1, BO3755/6-1 till P.B.) och det tyska ministeriet för utbildning och forskning (BMBF: STOP-FSGS-01GM1901A till P.B.), utan medverkan av finansiärerna i studiedesign, datainsamling, dataanalys, manuskriptberedning eller beslut att publicera.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Anesthesia materials, drugs and medications | |||
| Aspirin 500mg i.v., powder for solution for injection | Bayer Vital AG, Leverkusen, Germany | 4324188 | antiplatelet agents |
| Atropine sulfate solution for injection, 100mg | Dr. Franz Köhler Chemie GmbH, Bensheim, Germany | 1821288 | parasympatholytic agent, premedication |
| Bepanthen ointment for eyes and nose | Bayer Vital AG, Leverkusen, Germany | 1578675 | eye ointment |
| BD Discardit II syringes, 2ml, 5ml, 10ml,20ml | Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany | 300928, 309050,309110, 300296 | syringes |
| BD Micolance 3 (20G yellow) Cannula | Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany | 305888 | venous catheter |
| BD Venflon Pro Safety (20G pink) | Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany | 4491101 | venous catheter |
| Buprenorphine (Buprenovet) | Bayer Vital AG, Leverkusen, Germany | 794-996 | analgesia |
| Cefuroxime 750mg, powder for preparing injection solution | FRESENIUS KABI Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany | J01DC02 | antibiotics |
| Covidien Hi-Contour, Endotracheal Tube 7,5 with Cuffed Murphy Eye | Covidien Deutschland GmbH,Neustadt/Donau, Germany | COV-107-75E | endotracheal Tube |
| FENTANYL 0,5 mg Rotexmedica solution for injection | Rotexmedica GmbH Arzneimittelwerk, Trittau, Germany | 4993593 | opioide analgetic agent |
| Furosemide-ratiopharm 250 mg/25 ml solution for injection | Ratiopharm GmbH, Ulm, Germany | 1479542 | loop diuretics |
| Glucose 5% solution for infusion (500ml, 250ml) | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 3705273,03705422 | infusion fluid |
| Glucose 20% solution for infusion | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 4164483 | osmotic diuresis |
| Heparin-Sodium 5000 I.E./ml | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 15782698 | anticoagulant |
| Isoflurane-Piramal (Isoflurane) | Piramal Critical Care Deutschland GmbH, Hallbergmoos, Germany | 9714675 | volatile anaesthetic agent |
| Ketamine (Ketamine hydrochloride) 10% | Medistar Arzneimittelvertrieb GmbH, Ascheberg, Germany | 0004230 | general anaestetic agent |
| MIDAZOLAM 15mg/3ml | Rotexmedica GmbH Arzneimittelwerk, Trittau, Germany | 828093 | hybnotica, sedative agent |
| NaCl 0,9% solution for infusion (500ml,1000ml) | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 864671.8779 | infusion fluid |
| Norepinephrine (Arterenol) | Sanofi-Aventis Deutschland GmbH, Frankfurt, Germany | 16180 | increase in blood pressure |
| Organ preservation solution (e.g. HTK) | Dr. Franz Köhler Chemie GmbH, Bensheim, Germany | should be decided based on preference and experimental design | organ preservation |
| Pantoprazole 40mg/solution for injection | Laboratorios Normon,Madrid, Spain | 11068 | proton pump inhibitor |
| Paveron N 25mg/ml solution for injection (Papaverine Hydrochloride) | LINDEN Arzneimittel-Vertrieb-GmbH, Heuchelheim, Germany | 2748990 | spasmolytic agent for vasodilatation |
| Pentobarbital (Narcoren) | Boehringer Ingelheim vetmedica GmbH, Ingelheim, Germany | 1,204,924,565 | used for euthanasia |
| Propofol 1% (10mg/ml) MCT Fresenius | FRESENIUS KABI Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany | 654210 | general anaesthetic agent |
| Ringer solution | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 1471411 | infusion fluid |
| Sterofundin ISO solution for infusion (1000ml) | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 1078961 | Infusion fluid |
| Stresnil (Azaperone) 40mg/ml | Elanco | 797-548 | sedative |
| Urine catheter ruffle 12CH | Wirutec Rüsch Medical Vertriebs GmbH, Sulzbach, Germany |
RÜSCH-180605-12 | transurethral urinecatheter |
| Surgical materials | |||
| Appose ULC Skin Stapler | Covidien Deutschland GmbH,Neustadt/Donau, Germany | 8886803712 | skin stapler |
| Cavafix Certo 375 | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 4153758 | central venous catheter |
| EMKA Easytel +L-EPTA Transponder | emka TECHNOLOGIES S.A.S,Paris,France | L-EEEETA 100 | telemetry transponder |
| EMKA Reciever and Data Analyzer System | emka TECHNOLOGIES S.A.S,Paris,France | Reviever | telemetry receiver |
| Feather Disposable Scapel (11)(21) | Feather, Japan | 8902305.395 | scapel |
| Prolene 2-0, blue monofil VISI-BLACK, FS needle | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7038H | skin |
| Prolene 3-0,blue monofil,FS1 needle | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7694H | skin |
| Prolene 5-0 (simply angulated, C1 needle) blue monofil VISI-BLACK | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7227H | vascular |
| Prolene 5-0 (double armed, C1 needle) 60cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | KBB5661H | vascular |
| Prolene 6-0 (double armed, C1 needle) 60cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7228H | vascular |
| Sempermed derma PF Surgical Gloves Seril Gr. 7, 7.5, 8 | Semperit investment Asia Pte Ltd, Singapore | 4200782,4200871,4200894 | surgical gloves |
| Sentinex® PRO Surgical Gowns Spunlace XL 150cm | Lohmann & Rauscher GmbH & Co. KG, Neuwied, Germany | 19302 | surgical gown |
| Tachosil | Takeda Pharma Vertrieb GmbH & Co. KG, Berlin, Germany | MAXI 9,5 x 4,8 cm | haemostasis |
| Telasorp Belly wipes (green 45x45cm) | PAUL HARTMANN AG,Heidenheim, Germany | 4542437 | abdominal towel |
| Pediatric urine catheter | Uromed Kurt Drews KG, Oststeinbeck, Germany | PZN 03280856 | used for the uretero-cutaneus stoma |
| VICRYL- 0 MH Plus | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | V324 | fascial closure |
| VICRYL - 3-0, SH1 Plus needle, 75cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | W9114 | subcutaneous suture, peritoneal suture, |
| VICRYL - 3-0, SH1 Plus needle, 4*45cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | V780 | subcutaneous suture, peritoneal suture, |
| VICRYL - ligatures Sutupak purple braided, 3-0 | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | V1215E | threats for ligature |
| 3M™ Standard Surgical Mask 1810F | 3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany | 3M-ID 7000039767 | surgical mask |
| Surgical instruments | |||
| Anatomical forceps Standard | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | PZ0260 | anatomical forceps |
| Atraumatic tweezers steel, De Bakey Tip 1,5mm 8" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | GF0840 | anatmical atraumatic forceps |
| Bipolar forceps 16 cm straight, Branch 0,30 mm pointed, universal fit | Bühler Instrumente Medizintechnik GmbH,Tuttlingen, Germany | 08/0016-A | biopolar forceps |
| Bulldog clamp atraumatic,curved, De bakey 78 mm, 3" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | GF0900 | bulldog clamps |
| DE BAKEY-SATINSKY vascular clamp 215mm | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | GF1661 | vascular clamp |
| Dissecting scissors Mayo,250 mm, 10" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC2232 | Scissors for dissection |
| Dissecting scissors Metzenbaum-Fino, 260 mm, 101/4" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC2290 | Scissors for dissection |
| Draeger CATO Anesthetic machine with PM8050 Monitor | Dräger, Drägerwerk AG & Co. KGaA, Lübeck, Germany | 106782 | Ventilation System |
| Fine Tweezers, ADSON 180 mm | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | ADSONPZ0571 | fine forceps |
| Gosset abdomenal wall spreader | CHIRU-INSTRUMENTE, Kaierstuhl,Germany | 09-621512 | abdominal retractor |
| HALSTEAD MOSQUITO,curved, surgical 125mm | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | KL2291 | mosquite clamps |
| HF surgical device ICC 300, Electrocautery | Erbe Elektromedizin Gmbh; Tübingen, Germany | 20132-043 | cautery, biopolar |
| MICRO HALSTED-MOSQUITO 100mm, curved | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | KL2187 | mosquite clamps |
| Micro steel needle holder straight 0,5mm, with spring lock | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | MN1324D | microsurgical needle holder |
| Microsurgical/watermaker tweezers LINZ 150mm 6" Ergo round handle | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | MN0087 | fine microsurgical forceps |
| needle holder Mayo-hegar,190 mm, 71/2" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | NH1255 | needle holder |
| Overhold Slimline Fig. 0 8 1/2" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | KL4400 | overholds |
| Sterile Gauze 10X10 | Paul HaRTMANN AG,Heidenheim, Germany | 401725 | sterile gauze |
| Suction tip OP-Flex Handpiece Yankauer | Pfm Medical AG, Köln, Germany | 33032182 | suction |
| surgical forceps Standard 5 3/4" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | PZ1260 | surgical forceps |
| surgical scissors standard pointed-blunt (thread/cloth scissors)175 mm, 7" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC1522 | surgical Scissors |
| Titanit vascular scissors POTTS-SMITH,185 mm, 71/4"60° | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC8562 | Pott scissors |
| Tunneling instrument | Marina Medical Instruments Inc,Davies,US | MM-TUN06025 | subcutaneous tunneling |
| Vessel loops | Medline International Germany GmbH,Kleve, Germany | VLMINB | hold and adjust the vessel |
| Wound spreaders Weitlander, Stump,110 mm, 41/4" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | WH5210 | wound care |
| Further material | |||
| Heating pad | Eickemeyer - Medizintechnik für Tierärzte KG, Tuttlingen, Germany | 648050 MHP-E1220 |
maintain body temperature during surgery |
| Laryngoscope, customized | Wittex GmbH, Simbach, Germany | 333222230 | expose the vocal cord |
| Rectal temperature probe | Asmuth Medizintechnik, Minden, Germany | ASD-RA4 | measure body temperature |
| Spray wound film | Mepro-Dr. Jaeger und Bergmann GmbH, Vechta, Germany | 2830 | keep sterile condition |
| Sterile organ bag | Raguse Gesellschaft für medizinische Produkte, Ascheberg, Germany | 800059 | organ preservation |
| swine jacket small, adult Landrasse swine 30-50kg, customized for Emka Telemetry and urinary catheterization | Lomir Biomedical Inc., United Kingdom | SS J1LAPMP | swine jackets to pretect implanted catheters and store urine bag |
| Ultrasound device, Sonosite Edge-II | FUJIFILM SonoSite GmbH, Frankfurt, Germany | V21822 | ultrasound and color Doppler |
| Urine bag 2000ml Volume | ASID BONZ GmbH, Herrenberg, Germany | 2062578 | disposable urine bag connected to the uretero-cutaneous fistula catheter |
References
- Watts, G. Joseph Murray: innovative surgeon and pioneer of transplantation. Lancet. 377 (9770), 987 (2011).
- Merion, R. M., et al. Deceased-donor characteristics and the survival benefit of kidney transplantation. Journal of the American Medical Association. 294 (21), 2726-2733 (2005).
- Jochmans, I., O'Callaghan, J. M., Pirenne, J., Ploeg, R. J. Hypothermic machine perfusion of kidneys retrieved from standard and high-risk donors. Transplant International. 28 (6), 665-676 (2015).
- Czigany, Z., et al. Machine perfusion for liver transplantation in the era of marginal organs-New kids on the block. Liver International. 39 (2), 228-249 (2018).
- Fabrizii, V., et al. Patient and graft survival in older kidney transplant recipients: does age matter. Journal of the American Soceity of Nephrology. 15 (4), 1052-1060 (2004).
- Jochmans, I., Nicholson, M. L., Hosgood, S. A. Kidney perfusion: some like it hot others prefer to keep it cool. Current Opinion in Organ Transplantation. 22 (3), 260-266 (2017).
- DSO. DSO Jahresbericht. , Available from: https://www.dso.de/SiteCollectionDocuments/DSO_Jahresbericht_2018.pdf (2018).
- Meister, F. A., et al. Hypothermic Oxygenated Machine Perfusion of Extended Criteria Kidney Allografts from Brain Dead Donors: Protocol for a Prospective Pilot Study. JMIR Research Protocols. 8 (10), 14622 (2019).
- Meister, F. A., et al. Hypothermic oxygenated machine perfusion-Preliminary experience with end-ischemic reconditioning of marginal kidney allografts. Clinical Transplantation. 33 (10), 13673 (2019).
- Siedlecki, A., Irish, W., Brennan, D. C. Delayed graft function in the kidney transplant. American Journal of Transplantation. 11 (11), 2279-2296 (2011).
- Plenter, R., Jain, S., Ruller, C. M., Nydam, T. L., Jani, A. H.
- Fabry, G., et al. Cold Preflush of Porcine Kidney Grafts Prior to Normothermic Machine Perfusion Aggravates Ischemia Reperfusion Injury. Scientific Reports. 9 (1), 13897 (2019).
- Kalenski, J., et al. Improved preservation of warm ischemia-damaged porcine kidneys after cold storage in Ecosol, a novel preservation solution. Annals of Transplantation. 20, 233-242 (2015).
- Kalenski, J., et al. Comparison of Aerobic Preservation by Venous Systemic Oxygen Persufflation or Oxygenated Machine Perfusion of Warm-Ischemia-Damaged Porcine Kidneys. European Surgical Research. 57 (1-2), 10-21 (2016).
- Kaths, J. M., et al. Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation. Journal of Visualized Experiments. (101), e52909 (2015).
- Schreinemachers, M. C., et al. Improved preservation and microcirculation with POLYSOL after transplantation in a porcine kidney autotransplantation model. Nephrology Dialysis Transplantation. 24 (3), 816-824 (2009).
- Kaths, J. M., et al. Heterotopic Renal Autotransplantation in a Porcine Model: A Step-by-Step Protocol. Journal of Visualized Experiments. (108), e53765 (2016).
- De Deken, J., et al. Postconditioning effects of argon or xenon on early graft function in a porcine model of kidney autotransplantation. British Journal of Surgery. 105 (8), 1051-1060 (2018).
- Faure, A., et al. An experimental porcine model of heterotopic renal autotransplantation. Transplantation Proceedings. 45 (2), 672-676 (2013).
- Golriz, M., et al. Do we need animal hands-on courses for transplantation surgery. Clinical Transplantation. 27, Suppl 25 6-15 (2013).
- Gallinat, A., et al. Transplantation of Cold Stored Porcine Kidneys After Controlled Oxygenated Rewarming. Artificial Organs. 42 (6), 647-654 (2018).
- Russell, W. M. S., Burch, R. L. The Principles of Humane Experimental Technique. , Methuen. (1959).
- Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. PLoS Biology. 8 (6), 1000412 (2010).
- Hagemeister, K., et al. Severity assessment in pigs after partial liver resection: evaluation of a score sheet. Laboratory Animals. 54 (3), (2019).
- Doorschodt, B. M., et al. Hypothermic machine perfusion of kidney grafts: which pressure is preferred. Annals of Biomedical Engineering. 39 (3), 1051-1059 (2011).
- Czigany, Z., et al. Improving Research Practice in Rat Orthotopic and Partial Orthotopic Liver Transplantation: A Review, Recommendation, and Publication Guide. European Surgical Research. 55 (1-2), 119-138 (2015).
- Nagai, K., Yagi, S., Uemoto, S., Tolba, R. H. Surgical procedures for a rat model of partial orthotopic liver transplantation with hepatic arterial reconstruction. Journal of Visualized Experiments. (73), e4376 (2013).
- Doorschodt, B. M., et al. Evaluation of a novel system for hypothermic oxygenated pulsatile perfusion preservation. The Internation Journal of Artificial Organs. 32 (10), 728-738 (2009).
- Kaths, J. M., et al. Continuous Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion Is Superior to Brief Normothermic Perfusion Following Static Cold Storage in Donation After Circulatory Death Pig Kidney Transplantation. American Journal of Transplantation. 17 (4), 957-969 (2017).
- Tammaro, V., et al. Prevention of fluid effusion in kidney transplantation with the use of hemostatic biomaterials. Transplantation Proceedings. 46 (7), 2203-2206 (2014).
- Golriz, M., et al. Pig kidney transplantation: an up-to-date guideline. European Surgical Research. 49 (3-4), 121-129 (2012).
- Higgins, R., et al. Hyponatraemia and hyperkalaemia are more frequent in renal transplant recipients treated with tacrolimus than with cyclosporin. Further evidence for differences between cyclosporin and tacrolimus nephrotoxicities. Nephrology Dialysis and Transplantation. 19 (2), 444-450 (2004).
- Markert, M., et al. A new telemetry-based system for assessing cardiovascular function in group-housed large animals. Taking the 3Rs to a new level with the evaluation of remote measurement via cloud data transmission. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 93, 90-97 (2018).
- Längin, M., et al. Perioperative Telemetric Monitoring in Pig-to-Baboon Heterotopic Thoracic Cardiac Xenotransplantation. Annals of Transplantation. 23, 491-499 (2018).
- Willens, S., Cox, D. M., Braue, E. H., Myers, T. M., Wegner, M. D. Novel technique for retroperitoneal implantation of telemetry transmitters for physiologic monitoring in Göttingen minipigs (Sus scrofa domesticus). Comparative Medicine. 64 (6), 464-470 (2014).
- van Dijk, R. M., et al. Design of composite measure schemes for comparative severity assessment in animal-based neuroscience research: A case study focussed on rat epilepsy models. PLoS One. 15 (5), 0230141 (2020).
- Zieglowski, L., et al. Severity assessment using three common behavioral or locomotor tests after laparotomy in rats: a pilot study. Laboratory Animals. , (2020).
- Bleich, A., Bankstahl, M., Jirkof, P., Prins, J. B., Tolba, R. H. Severity Assessment in animal based research. Laboratory Animals. 54 (1), 16 (2020).
