拡張基準ドナーモデルとしての静脈バイパスなしのブタ肝移植
Summary
このプロトコルでは、生着中に静脈-静脈バイパスを使用せずにドナー臓器を20時間静的に冷蔵した後のブタ同所性肝移植のモデルが説明されています。このアプローチでは、無肝相を最小限に抑え、体積と昇圧剤の管理を簡素化した外科的技術を使用します。
Abstract
肝移植は、さまざまな致命的な肝疾患の治療のゴールドスタンダードと見なされています。しかし、慢性移植片の失敗、進行中の臓器提供者の不足、および限界移植片の使用の増加という未解決の問題は、臓器機械灌流の実施など、現在の概念の改善を必要とします。グラフトの再調整と調節の新しい方法を評価するには、トランスレーショナルモデルが必要です。ヒトとの解剖学的および生理学的類似性および異種移植の分野における最近の進歩に関して、ブタは移植モデルで使用される主要な大型動物種となっている。1965年にGarnierらによってブタの同所性肝移植モデルが最初に導入された後、過去60年間にいくつかの変更が発表されてきました。
特定の解剖学的特徴により、無肝期の静脈バイパスは、腸のうっ血と虚血を軽減し、血行力学的不安定性と周術期死亡率を低下させるために必要であると考えられています。.ただし、バイパスを実装すると、手順の技術的およびロジスティック上の複雑さが増します。さらに、空気塞栓症、出血、および同時脾臓摘出術の必要性などの関連する合併症が以前に報告されています。
このプロトコルでは、静脈バイパスを使用しないブタの同所性肝移植のモデルについて説明します。20時間の静的冷蔵後のドナー肝臓の生着-拡張基準ドナー条件をシミュレートする-この単純化されたアプローチは、有意な血行力学的変化または術中死亡率なしに、肝機能の定期的な取り込み(胆汁産生および肝臓特異的CYP1A2代謝によって定義される)で実行できることを示しています。このアプローチの成功は、最適化された外科的技術と洗練された麻酔量および昇圧剤管理によって保証されます。
このモデルは、術直後の経過、虚血再灌流障害、関連する免疫学的メカニズム、および拡張基準ドナー臓器の再調整に焦点を当てたワークグループにとって特に興味深いはずです。
Introduction
肝移植は、急性または慢性の肝不全につながるさまざまな異なる疾患で生存する唯一のチャンスであり続けています。1963年にThomas E. Starzlによって人類で最初に成功したアプリケーション以来、肝移植の概念は、主に免疫系の理解の進歩、現代の免疫抑制の開発、周術期ケアと外科技術の最適化の結果として、世界中で適用される信頼できる治療オプションに進化しました1,2.しかし、人口の高齢化と臓器の需要の高まりにより、ドナーが不足し、拡張基準ドナーからの限界移植片の使用が増加し、過去数十年で新たな課題が出現しました。臓器機械灌流の導入と広範な実装は、移植片の再調整と調節に関してさまざまな可能性を開き、臓器不足を緩和し、待機リストの死亡率を減らすのに役立つと考えられています3,4,5,6。
これらの概念とその効果をin vivoで評価するためには、トランスレーショナル移植モデルが必要です7。1983年、Kamadaらはラットに効率的な同所性肝移植モデルを導入し、それ以来、世界中のワークグループによって大幅に変更および適用されています8,9,10,11。マウスにおける同所性肝移植モデルは、技術的により要求が厳しいが、免疫学的転移性の点でもより価値があり、1991年にQianらによって最初に報告された12。入手可能性、動物福祉、およびコストに関する利点にもかかわらず、げっ歯類モデルは臨床現場での適用性に制限があります7。したがって、大型動物モデルが必要です。
近年、ブタは人間との解剖学的および生理学的類似性のためにトランスレーショナル研究に使用される主要な動物種となっています。さらに、異種移植の分野における現在の進歩は、研究対象としてのブタの重要性をさらに高める可能性があります13,14。
Garnierらは、早くも1965年にブタの肝移植モデルを記載した15。1967年のCalneらと1971年のChalstreyらを含む数人の著者は、その後の修正を報告し、最終的には16,17,18,19,20,21に続く数十年で実験的なブタ肝移植の安全で実行可能な概念につながりました。
最近では、さまざまな作業グループが、ほぼ常に能動的または受動的な静脈静脈、すなわち門管バイパスを含む、ブタの同所性肝移植の技術を使用した肝移植における現在の問題に関するデータを提供しています19,22。この理由は、比較的大きな腸とポルトキャバルまたはカボカバルシャントが少ない(例:.、大静脈接合子の欠如)、周術期の罹患率と死亡率の増加により、肝期に下大静脈と門脈のクランプに対する種特異的な不耐性です23。代替としてヒトレシピエントに適用される大静脈下温存移植技術は、ブタ大静脈下大静脈が肝組織に包まれているため実行不可能である23。
ただし、静脈バイパスを使用すると、すでに要求の厳しい外科的処置における技術的およびロジスティックの複雑さがさらに増すため、ワークグループがモデルの実装を完全に試みることができなくなる可能性があります。バイパスの直接的な生理学的および免疫学的影響とは別に、一部の著者は、シャント留置中の失血や空気塞栓症などの重大な罹患率と、同時脾臓摘出術の必要性を指摘しており、生着後の短期および長期の結果に影響を与える可能性があります24,25。
次のプロトコルは、ドナー臓器の静的冷蔵後のブタ同所性肝移植の簡単な技術を説明しています 20時間、ドナー肝臓の調達、バックテーブルの準備、レシピエントの肝切除術、麻酔を含む、生着中の静脈バイパスを使用しない拡張基準ドナーの状態を表します術前および術中管理。
このモデルは、術直後の経過、虚血再灌流損傷、拡張基準ドナー臓器の再調整、および関連する免疫学的メカニズムに焦点を当てた外科ワークグループにとって特に興味深いはずです。
Protocol
この研究は、消費者保護と食品安全に関するニーダーザクセン州当局の承認後、ハノーバー医科大学の動物科学研究所で実施されました(Laves]; 19/3146) 1.ドナーの肝臓調達 注:肝臓ドナーは、生後4〜5か月、平均体重約50 kgの雌の家畜豚(Sus scrofa domestic us)で、手術前に少なくとも10日間動物研究施設で検疫されていました。 アト…
Representative Results
このプロトコルで提示された技術は、血行力学的安定性および手順全体の動物の生存、ならびに術後経過における移植片機能に関して、信頼性が高く再現性のある結果を提供した。 最近では、虚血再灌流障害の研究と術直後の経過における有害な影響を軽減する治療的介入の研究にモデルを適用しました。回収および20時間の静的冷蔵時に、肝移植片(平均重量983.38g)を記…
Discussion
機械灌流の導入などの最近の技術開発は、肝移植の分野に革命を起こす可能性を秘めています。移植片の再調整または修飾の概念を臨床現場に変換するには、大型動物での再現可能な移植モデルが不可欠です。
ブタの同所性肝移植の最初の導入後、何人かの著者は過去50年間にわたってこれらの技術の改善に取り組んできました。報告された外科的アプローチ内の違いは…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、ブリッタ・トラウテヴィヒ、コリーナ・レーバート、アストリッド・ディンケル、イングリッド・メダーの勤勉さと献身に感謝します。さらに、著者は絵の素材を制作してくれたトム・フィジエルに感謝します。
Materials
| 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 |
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Cite This Article
Beetz, O., Oldhafer, F., Weigle, C. A., Cammann, S., DeTemple, D., Sieg, L., Eismann, H., Palmaers, T., Vondran, F. W. R. Porcine Liver Transplantation Without Veno-Venous Bypass As an Extended Criteria Donor Model. J. Vis. Exp. (186), e64152, doi:10.3791/64152 (2022).