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Method Article
此处描述的猪肝脏常温机器灌注 (NMP) 模型可以成功地用于研究 NMP 作为保存策略、活力评估工具和器官修复平台。它具有很高的转化价值,但它在技术上具有挑战性且劳动密集型。
肝脏 异位 常温机器灌注 (NMP) 的猪模型越来越多地用于移植研究。与啮齿动物相反,猪肝在解剖学和生理学上与人类相似,器官大小和胆汁组成相似。NMP 通过肝血管系统再循环温暖、含氧且营养丰富的红细胞灌注液,在接近生理条件下保留肝移植物。NMP 可用于研究缺血再灌注损伤,移植前 原位 保留肝脏,植入前评估肝脏功能,并为器官修复和再生提供平台。或者,可以使用带有全血灌注液的 NMP 来模拟移植。然而,这种模式是劳动密集型的,在技术上具有挑战性,并且财务成本很高。
在这个猪 NMP 模型中,我们使用温缺血受损的肝脏(对应于循环死亡后的捐赠)。首先,开始全身麻醉和机械通气,然后通过夹住胸主动脉 60 分钟诱导热缺血。插入腹主动脉和门静脉的插管允许用保冷溶液冲洗肝脏。冲洗出的血液用细胞保存器清洗以获得浓缩的红细胞。肝切除术后,将插管插入门静脉、肝动脉和肝下腔静脉,并连接到由血浆扩容器和红细胞启动的封闭灌注回路。回路中包括一个中空纤维氧合器,并与热交换器耦合,以在 38 °C 时保持 70-100 mmHg 的 pO2。NMP 是通过直接通过动脉的连续流动和 通过 门静脉的静脉储液器实现的。持续监测流量、压力和血气值。为了评估肝损伤,在预定的时间点对灌注液和组织进行取样; 胆汁通过 胆总管中的套管收集。
肝移植是终末期肝衰竭的唯一确定性治疗方法;然而,它的成功受到等待名单上的患者与潜在供体器官可用性之间持续不平衡的限制1。为了增加供体库,在过去十年中,供体标准逐渐扩大,包括供体年龄较大、肝脂肪变性和循环死亡后捐献 (DCD) 2,3。在 DCD 手术期间,肝脏在停止维持生命治疗、宣布死亡和原位冷却和保存之间总是会经历一段热缺血期,从而加重缺血再灌注损伤 (IRI)4。因此,DCD 肝脏与早期同种异体移植物功能障碍和胆道并发症的发生率增加有关 5,6。
对于这些高危供体肝脏,静态冷藏的常规保存并不能提供足够的 IRI 保护。迄今为止,常温机器灌注 (NMP) 等替代保存策略已获得相当大的关注。在常温机器灌注期间,肝脏 异位 连接到一个孤立的回路,并在体温下灌注含氧和营养丰富的灌注液。临床试验表明,NMP 可减少肝细胞损伤,这反映在转氨酶峰值释放减少和早期同种异体移植物功能障碍上7。然而,人们对 NMP8 期间的肝细胞生物学知之甚少。
动物模型在肝移植的进化中起着关键作用。与啮齿动物模型相比,猪被认为具有更高的翻译价值,因为猪肝在解剖学和生理学上与人类接近,器官大小和胆汁组成相似。然而,猪肝移植模型是劳动密集型的,难以标准化,并且财务成本要高得多。
猪肝 NMP 可用于不同的目的。当使用基于全血的灌注液时,它可以应用于模拟异位移植,使用白细胞耗尽的红细胞灌注液将供体肝脏保存在保护环境中,评估移植前异位预测肝功能的潜在生物标志物,或作为研究再生疗法的平台 9,10,11。
猪肝 NMP 模型的采用具有挑战性,而手术和灌注相关的技术方面几乎没有描述。在我们的研究实验室中,我们采用了 Butler 等人最初描述的 NMP 设置12 来开发和验证 24 小时猪 非原位 分离肝脏灌注模型,该模型可用于保存肝移植物以进行移植和模拟移植。在这里,我们描述了一个分步协议;方法框架和潜在陷阱在别处公布9.
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所有实验均在鲁汶大学动物护理委员会批准后进行,并符合欧洲指南。
1. 动物信息
注意:本研究方案使用雄性 TOPIGS TN70 猪,年龄为 3 个月大,体重约为 30 公斤,肝脏重量为 600-700 克。
2. 灌注装置的准备
3. 麻醉诱导
4. 手术
5. 正常机器灌注
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提出的灌注方案利用肝脏血流的自我调节来实现长达 24 小时的稳定血流动力学条件,并模拟门静脉和肝动脉中血流的生理分布。 图 1 显示了灌注回路的示意图。 图 2A 显示了血流的一致分布,门静脉和肝动脉分别贡献了大约 75% 和 25% 的总肝流量(在下腔静脉水平测量)。 图 2B 显示稳定的肝内血管阻力?...
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在这里,我们详细介绍了我们在猪肝 NMP 方面的经验。该技术的优点包括高翻译价值和多功能性。猪肝 NMP 可用于研究和增加对这种增强保存技术的理解,或者用于模拟移植。这种设置允许手动控制灌注的各个方面,从而能够以各种方式调整门静脉和动脉压力和流量。
为了尽可能接近地模拟临床实践,猪肝切除术的进行方式与人类供体类似,这意味着...
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作者没有什么可披露的。
作者要感谢鲁汶大学医学院所有参与这些实验的研究生。
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alaris GH Plus syringe pump | BD Care Fusion | 80023 UN 01-G | |
Anesthesia device | Dräger | Titus | |
Arterial catheter Cavafix Certo | Braun, Melsungen, Germany | BRAU4152557 | |
Blood gas analyzer | Radiometer | ABL815 | |
Calcium gluconate 10% | Braun, Melsungen, Germany | 570/13596667/1214 | |
Capnograph | Dräger | Scio | |
Cell saver | Medtronic | AutoLog | |
Centrifugal pump Biomedicus | Medtronic | 85315 REV 3.0 | |
Centrifuge Rotina 420R Hettich | VWR | 521-1156 | |
Custom made perfusion circuit | Medtronic | M323901C | |
Disposable set cell saver | Medtronic | ATLS24 | |
DLP Single stage venous cannula, straight 20F | Medtronic | 66120 | |
Epoprostenol | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | Flolan | |
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL | Janssen | HK-08700 | |
Flow sensor BioPro TT | Em-Tec | 12271 | |
Formaldehyde 4% | VWR | VWRK4078.9005 | |
Freezer -80 °C | New Brunswick Scientific | U570-86 | |
Fridge | Liebherr | CUP 3513 | |
Geloplasma | Fresenius-Kabi, Bad Homburg, Germany | freeflex | |
Heater cooler | Stöckert-Shiley, Sorin group | 16-02-1950 | |
Heparin 5000 IE/mL | Leo Pharma, Ballerup, Denmark | HeparinLeo | |
Hepatic artery canula | Medtronic | BIO-MEDICUS 12F | |
IGL-1 organ preservation solution | Institut Georges Lopez | IGL-1/1000/D | |
In-line blood gas analyzer | TERUMO | Calibrator 3MCDI 540/CDI 500 | |
Insulin 200 IU Actrapid | Novo Nordisk, Dagsvaerd, Denmark | MEDI-00018 | |
Isoflurane 1000 mg/g Inhalation vapour | Chanelle Pharma | Iso-Vet | |
IV catheter BD Insyte-W 20 G | BD | 381334 | |
Liquid nitrogen tank | KGW Isotherm | S22 | |
Mersilene 250CM M3 USP2/0 non needled ligapak | JNJ medical | F4503 | |
Mersilene 250CM M3.5 USP0 non needled ligapak | JNJ medical | F4504 | |
Mersilene 5X70CM M3.5 USP0 non needled | JNJ medical | EH6935H | |
Mersilene 6X45CM M3 USP2/0 non needled | JNJ medical | EH6734H | |
Micro pipettes 1000 µL | Socorex | 82,51,000 | |
Monitoring | Siemens | SC 8000 | |
Plasmalyte Viaflo | Baxter | Plasmalyte Viaflo | |
Portal vein canula | CALMED LABS | 18F RV-40018 | |
Pressure sensor | Stöckert-Shiley, Sorin group | 22-06-2000 | |
Pressure servo regulator | Medtronic | BM 9505-2 | |
Prolene 4-0 | JNJ medical | EH7151H | |
Roller pump | Cobe Century USA | 468048-000 REV C | |
Sodium bicarbonate 8.4% | Braun, Melsungen, Germany | 362 2339 | |
Sodium taurocholate | Sigma Aldrich, Burlington, USA | 86339 | |
Surgical scalpel nr 24 | Swann Morton | 0211 | |
Venous catheter, 3-lumen; 12FR | ARROW | AK-12123-F | |
Vicryl Vio 250CM M2 USP3/0 non needled gigapak | JNJ medical | V1205G | |
Xylazine 2% | VMD Livestock pharma | XYL-M 2% | |
Zinacef Cefuroxime 750 mg | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | NDC 0173-0353-32 | |
Zoletil 100 | Virbac | Zoletil 100 |
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