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방법 논문

마우스의 Normothermic Ex Vivo 간 기계 관류

5.1K 조회수

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DOI:

10.3791/65363

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2023년 9월 25일

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이 논문에서

요약

정상 체온 생체 외 간 관류(NEVLP) 시스템이 마우스 간을 위해 만들어졌습니다. 이 시스템은 미세 수술에 대한 경험이 필요하지만 재현 가능한 관류 결과를 허용합니다. 마우스 간을 활용하는 능력은 새로운 관류액 첨가제를 식별하기 위한 분자 경로의 조사를 용이하게 하고 장기 복구에 중점을 둔 실험의 실행을 가능하게 합니다.

초록

이 프로토콜은 마우스 간을 사용하여 최적화된 적혈구가 없는 NEVLP 시스템을 제공합니다. 마우스 간의 생체 외 보존은 변형된 캐뉼라와 기존의 상업용 생체 외 관류 장비에서 채택된 기술을 사용하여 달성되었습니다. 이 시스템은 12시간의 관류 후 보존 결과를 평가하는 데 활용되었습니다. C57BL/6J 마우스를 간 기증자로 사용하였고, 간을 문맥(PV)과 담관(BD)에 캐뉼라(cannul)시킨 후, 따뜻한(37°C) 헤파린화된 식염수로 장기를 세척하여 이식하였다. 이어서, 이식된 간을 관류실로 옮기고 정상 체온 산소화 기계 관류(NEVLP)를 실시했습니다. 관류액 분석을 위해 입구 및 출구 관류액 샘플을 3시간 간격으로 수집했습니다. 관류가 완료되면 조직학적 분석을 위해 간 샘플을 얻었고, Hematoxylin-Eosin(HE) 염색을 통해 변형된 Suzuki-Score를 사용하여 형태학적 완전성을 평가했습니다. 최적화 실험은 다음과 같은 결과를 산출했다 : (1) 30 g 이상의 마우스는 담관 (BD)의 크기가 더 크기 때문에 실험에 더 적합한 것으로 간주되었다. (2) 2 Fr (외경 = 0.66 mm) 폴리우레탄 캐뉼라는 폴리프로필렌 캐뉼라와 비교할 때 문맥 캐뉼라(PV)를 캐뉼레이팅하는 데 더 적합하였다. 이는 폴리우레탄 소재의 향상된 그립감으로 인해 신체에서 장기 챔버로 이동하는 동안 카테터 미끄러짐이 감소했기 때문입니다. (3) 담관(BD)의 캐뉼라의 경우, 1 Fr(외경 = 0.33 mm) 폴리우레탄 캐뉼라가 폴리프로필렌 UT-03(외경 = 0.30 mm) 캐뉼라에 비해 더 효과적인 것으로 나타났다. 이 최적화된 프로토콜을 사용하여 마우스 간은 조직학적 구조에 큰 영향을 미치지 않고 12시간 동안 성공적으로 보존되었습니다. 헤마톡실린-에오신(HE) 염색은 간에서 잘 보존된 형태학적 구조를 나타냈으며, 이는 명확하게 보이는 핵과 간 정현파의 경미한 확장을 가진 주로 생존 가능한 간세포를 특징으로 합니다.

서론

간 이식은 말기 간 질환이 있는 개인을 위한 황금 표준 치료법입니다. 유감스럽게도 기증자 장기에 대한 수요가 가용 공급을 초과하여 심각한 부족 현상이 발생합니다. 2021년에는 약 24,936명의 환자가 간 이식 대기자 명단에 올랐고 9,234건의 이식만이 성공적으로 수행되었습니다1. 간 이식편의 수요와 공급 사이의 상당한 격차는 기증자 풀을 넓히고 간 이식편의 접근성을 향상시키기 위한 대체 전략을 조사해야 할 시급한 필요성을 강조합니다. 기증자 풀을 확장하는 한 가지 방법은 한계 기증자를 사용하는 것입니다2. 한계 기증자에는 고령, 중등도 또는 중증 지방증이 있는 사람이 포함됩니다. 한계 장기의 이식이 유리한 결과를 가져올 수 있지만 전반적인 결과는 차선책으로 남아 있습니다. 결과적으로, 한계 기증자의 기능을 향상시키기위한 치료 전략의 개발이 현재 진행 중이다 3,4.

전략 중 하나는 기계 관류, 특히 정상 체온 산소 기계 관류를 사용하여 이러한 변연 기관의 기능을 향상시키는 것입니다5. 그러나 정상 체온 산소....

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프로토콜

동물 실험은 동물 복지에 대한 현행 독일 규정 및 지침과 동물 연구 보고를 위한 ARRIVE 지침에 따라 수행되었습니다. 동물 실험 프로토콜은 독일 튀링겐의 Thüringer Landesamt für Verbraucherschutz에 의해 승인되었습니다(승인 번호: UKJ - 17 - 106).

참고: 체중이 34± 4g인 수컷 C57BL/6J 마우스(평균 ± 표준 오차[SEM])를 간 기증자로 사용했습니다. 그들은 통제된 환경 조건(50% 습도 및 18 - 23 °C)에서 표준 마우스 차우와 물에 자유롭게 접근할 수 있도록 유지되었습니다. 수술 과정 내내 60회/분 이상의 호흡수를 유지하고, 체온을 34°C 이상으로 유지하였다.

1. 준비

  1. 작업 테이블 설정
    1. 멸균 목적으로 모든 수술 기구와 소모품을 고압증기멸균합니다.
    2. 온난화 보드 및 전기 응고를 포함한 모든 장비를 켭니다.
    3. 따뜻한 인큐베이터(37°C)에 25mL 헤파린화(2,500U/L) 식염수가 담긴 50mL 주사기 1개를 넣습니다.
    4. 수술 도구, 6 - 0 실크 봉합사, 멸균 소형 면 어플....

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결과

외과 절차의 확립
이 실험에는 총 17마리의 동물이 활용되었다: 14마리의 마우스는 문맥(PV) 및 담관(BD)의 캐뉼라 삽입을 포함하여 장기 조달 과정을 최적화하기 위해 사용되었고, 3마리의 마우스는 절차를 검증하는 데 사용되었다(표 1). 조직학적 결과(도 3)는 최적의 관류 조건의 식별을 용이하게 하기 위해 비교되었다.

관류액의 선택
이전에 활용된 간세포 배양 배지를 본 연구를 위해 선택하였다10,11. 윌리엄스 E 배지는 처음에 윌리엄스와 건에 의해 성숙한 쥐 간 상피 세포의 장기간 시험관 내 배양을 위한 혈청 환원 배지로 설계되었다12. 그럼에도 불구하고,.......

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토론

프로토콜의 중요한 단계
간 이식의 두 가지 중요한 단계는 문맥의 캐뉼라 삽입(PV)과 후속 담관 캐뉼라(BD)입니다. 이러한 단계는 성공적인 장기 회수 및 후속 관류 또는 이식 절차를 보장하는 데 가장 중요합니다.

도전과 해결책
PV 캐뉼러는 혈관벽의 손상, 카테터의 변위 및 삽입 과정의 실행 가능성이라는 세 가지 문제를 제시합니다. PV 혈관 벽의 섬세한 특성으로 인해 캐뉼러 삽입 중에 조심스럽게 다루지 않으면 구멍이 뚫리고 출혈이 발생하기 쉽습니다. 또한 PV로 인한 혈액 손실은 문맥압을 감소시켜 PV 캐뉼라 삽입을 더 어렵게 만듭니다. 또한, 문맥 정맥벽의 손상은 간내 혈관계에 공기 색전을 도입할 수 있습니다. 따라서 PV 캐뉼라 생성 과정에서 정밀하고 주의를 기울이는 것은 합병증의 위험을 최소화하는 데 중요합니다.

PV 캐뉼러 삽입 중에 카테터 변위 위.......

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공개 사항

공개할 재정적 이해 상충이 없습니다.

감사의 글

이 논문을 쓰는 동안 나는 많은 지원과 도움을 받았다. 특히 제 수술 중 훌륭한 협력과 환자 지원에 대해 팀 동료 XinPei Chen에게 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
0.5 ml 마이크로 튜브 PPSarstedt72699
1 Fr 고무 캐뉼라Vygon샘플 캐뉼라
10 &마이크로; L 마이크로 주사기해밀턴701N
2 fr 고무 캐뉼라Vygon샘플 캐뉼라
24g 버터플라이 캐뉼라테루모SR+OF2419
26G 버터플라이 캐뉼라테루모SR+DU2619WX
30g 피하 주사 바늘스테리칸100246
50ml 주사기 펌프브라운110356
6-0 Perma-Hand SeideEthicon639H
동맥 클립BraunBH014R
오토클레이브 가능한 촉촉한 챔버Hugo Sachs Elektronik73-4733
큰 면 애플리케이터 NOBA Verbandmittel Danz GmbH974018
버블 트랩Hugo-Sachs-ElektronikV83163
Buprenovet (0.3 mg / ml)Elanco/
CIDEX OPA 용액 (2 L)Cilag GmbH20391
단극 절단용 전기 수술 장치 VIO® 50 CERBE/
Fetal Bovine Serum(500 ml) Sigma-AldrichF7524-500ML
가스 혼합물 (95 % 산소 및 5 % 이산화탄소)주택 공급/
난방 순환 욕조Harvard-Apparatus75-0310
Heparin 5000 (IE / 5 ml)Braun1708.00.00
Hydrocortisone (100 mg / 2 ml)Pfizer15427276
Insulin(100 IE / ml)SigmaI0516-5ML
홍채 가위 Fine Science Instruments15000-03
Isofluran (250 ml)Cp-Pharma1214
막 산소공급기Hugo Sachs ElektronikT18728
미세수술 현미경 LeicaM60
마우스 리트랙터 세트 Carfil 품질180000056
NanoZoomer 2.0 HT하마마츠/
비짠 스폰지 Kompressen866110
페니실린 스트렙토 마이신 (1 mg / ml) C.C.ProZ-13-M
관류 연장 튜브 (30 cm)Braun4256000
연동 펌프Harvard-ApparatusP-70
Petri Dishc 100x15 mmVWR®391-0578
Povidon-Jod (Vet-Sep 스프레이)Livisto799-416
압력 변환기 시뮬레이터UTAH Medical Products650-950
재사용 가능한 혈압 변환기AD 기기MLT-0380/D
S & T Vessel 캐뉼레이션 펜치파인 사이언스 기구00608-11
스몰 코튼 애플리케이터NOBA Verbandmittel Danz GmbH974116
직선 펜치 10 cm Fine Science Instruments00632-11
봉합사 묶는 집Fine Science Instruments11063-07
주사기 50ml Original PerfusorBraun8728810F-06
UT - 03 CannulaUnique Medical, Japan/
Vannas Spring ScissorsFine Science Instruments15018-10
Veterinary Saline (500 ml)WDT18X1807
워터 재킷 리저버  2 LHarvard-Apparatus73-3441
William's E Medium (500 ML)Thermofischer ScientificA1217601
게

참고문헌

  1. Kwong, A. J., et al. OPTN/SRTR 2021 Annual data report: liver. American Journal of Transplantation. 23 (2), S178-S263 (2023).
  2. Linares, I., Hamar, M., Selzner, N., Selzner, M. Steatosis in Liver Transplantation: Current Limitations and Future Strategies. <....

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