En los últimos años, la ingeniería hepática se ha convertido en un tema candente en todo el mundo debido a su potencial de generar injertos de hígado capaces de trasplante. Sin embargo, la función viable a largo plazo y el trasplante de órganos de ingeniería siguen siendo una visión del futuro. Recientemente la profusión del lóbulo hepático in-vivo se ha convertido en una estrategia prometedora para iniciar la ingeniería hepática.
Una de las principales ventajas de esta técnica es que el andamio hepático parcial repoblado in vivo somete a profusión de sangre escatológica. Esto proporciona al andamio la temperatura adecuada, suficiente oxígeno, nutrientes y factores de crecimiento en contraste con la profusión ex-vivo con medio de cultivo artificial. Otra ventaja es que el hígado restante mantiene la función hepática y por lo tanto permite principalmente la supervivencia a largo plazo.
Sin embargo, el modelo de profusión de lóbulo único en vivo es técnicamente difícil y aún no se ha logrado la supervivencia postoperatoria. Aquí vamos a presentar otro modelo quirúrgico con supervivencia a largo plazo como base para la ingeniería de lóbulos hepáticos individuales in vivo. Antes de demostrar el modelo quirúrgico, nos gustaría dar una breve introducción a la anatomía del hígado de rata.
Para establecer nuestro modelo de profusión de lóbulo hepático único seleccionamos el lóbulo lateral izquierdo. Este es el único lóbulo hepático con un suministro vascular distinto y drenaje que permite crear un bypass. Esta es una reconstrucción tridimensional del sistema venoso portal en rata.
Nuestro enfoque aquí está en la vena porta izquierda que más tarde servirá como la entrada de líquido. Esta es una reconstrucción tridimensional del sistema venoso hepático en rata. Aquí nuestro enfoque está en la vena hepática lateral izquierda que más tarde servirá como una salida de fluido.
Esta ilustración de la anatomía vascular hepática destaca los puntos de acceso vascular utilizados para el modelo de perfusión parcial. Esta animación ilustra el esquema de generar el modelo de perfusión del lóbulo hepático lateral izquierdo in vivo. Para establecer el modelo quirúrgico vamos a generar un bypass de circuito dentro del lóbulo lateral izquierdo.
Para ello necesitamos bloquear los siguientes vasos la vena porta izquierda, la arteria hepática izquierda, el conducto biliar izquierdo, la vena protal mediana izquierda, la arteria hepática y el conducto biliar, y la vena hepática lateral izquierda. Entonces necesitamos cánular la vena porta izquierda con un catéter de 24 gage. Después, la vena hepática lateral izquierda se canula con un catéter de 22 gages.
A continuación, el catéter en la vena porta izquierda se conecta a una bomba de perfusión. La gasa seca se coloca en la salida del catéter en la vena hepática lateral izquierda para absorber el líquido de desecho. De esta manera se crea un bypass.
A continuación, el lóbulo lateral izquierdo se perfunde con solución salina heparinizada a un caudal de 0,5 mililitros por minuto. La perfusión fisiológica al lóbulo lateral izquierdo se restaura después de reabrir los vasos bloqueados. Ahora se establece el modelo de perfusión quirúrgica.
Todos los procedimientos demostrados en este video fueron evaluados y aprobados por las autoridades locales. El campo de operación del abdomen se desinfecta con tres rondas de tintura de yodo seguidas de dos rondas de 70%alcohol. La gasa estéril se coloca en el abdomen dejando solo expuesto el campo de operación.
Se realiza una incisión transversal en la pared abdominal de la rata. Una sutura de proleno 4-0 se utiliza para fijar el proceso de xifoide y tirar de él hacia la cabeza. Ambos lados de las paredes abdominales superiores se retraen utilizando dos ganchos subcostales para alcanzar la exposición completa del órgano.
Entonces podemos ver los lóbulos hepáticos. Aquí está el lóbulo lateral izquierdo que se utiliza para la perfusión selectiva. Cubrimos el duodeno y el intestino delgado en la cavidad abdominal con gasa humedecida a sequedad ovoide.
Exponemos el hilum del hígado levantando los lóbulos medios con gasa humedecida. La rata se coloca bajo un microscopio estéril. Diseccionamos la vena porta izquierda.
Luego ligamos la vena protal izquierda con una sutura de seda 6-0. La arteria hepática izquierda, el conducto biliar izquierdo, así como la vena mediana izquierda del porta, la arteria hepática mediana izquierda y el conducto biliar mediano izquierdo se bloquean mediante micro-pinzas. Bloqueamos la vena hepática lateral izquierda con micro-pinzas en la base del lóbulo lateral izquierdo.
Para crear la entrada de líquido, el tallo de la vena porta se perfora con un catéter de aguja de 24 medidores. Pero el catéter no está insertado. Luego retiramos la aguja del catéter y conectamos el catéter a una bomba de perfusión.
Para expulsar aire del tubo y el catéter, perfumamos con solución salina heparinizada durante un minuto. Luego apagamos la bomba. A continuación, el catéter libre de agujas, que ahora está conectado a la bomba de perfusión, se inserta en la vena porta izquierda.
De esta manera minimizamos las manipulaciones del recipiente canulado. Aquí hay una región expuesta de la vena hepática lateral izquierda que vamos a cannular de una manera similar. Primero creamos un orificio de drenaje en la vena hepática lateral izquierda punturándola con un catéter de 22 o 24 agujas de 24 gage.
Recomendamos que el catéter sea ligeramente más pequeño que el recipiente. A continuación, comenzamos a perfumar el lóbulo lateral izquierdo con solución salina heparinizada a un caudal de 0,5 mililitros por minuto. El fluido de desecho que fluye se absorbe con gasa.
Para minimizar la contaminación intraabdominal con el líquido de desecho, reinsertamos el catéter libre de agujas en la vena hepática lateral izquierda. Por lo tanto, la vena hepática lateral izquierda cannulada sirve como salida de fluido. Seguimos perfundiendo el lóbulo lateral izquierdo con solución salina heparinizada.
Se puede ver líquido sangriento goteando de la salida. La flecha indica que el lóbulo lateral izquierdo se volvió amarillo durante la perfusión con solución salina heparinizada. Al final de la perfusión los catéteres son sacados de los vasos.
La abertura de drenaje en la vena hepática lateral izquierda se cierra con una sola sutura de poliumita 11-0. La abertura de entrada en la vena porta izquierda también se cierra con una sutura de 11-0 poliguitas. La perfusión comienza con el contraflujo de la vena cava suprahepática después de quitar la abrazadera de la vena hepática lateral izquierda.
La perfusión fisiológica se restaura aún más después de extraer la abrazadera de la arteria hepática izquierda y del conducto biliar, así como de las estructuras vasculares medianas izquierdas. La refusión completa se logra después de volver a abrir la vena porta izquierda como se indica mediante un cambio de color a rojo oscuro. Perfusión del lóbulo izquierdo posterior.
La flecha blanca de esta imagen indica que el lóbulo hepático objetivo se perfundió selectivamente. Aquí las flechas blancas muestran que los lóbulos restantes, que representan alrededor del 70% del hígado retuvo la perfusión fisiológica durante todo el procedimiento. Perfusión del lóbulo lateral izquierdo.
Aquí la flecha roja indica que el lóbulo lateral izquierdo se refunde fisiológicamente después de reabrir los vasos bloqueados. La flecha azul muestra que la isquemia sostenida del lóbulo medio izquierdo. El lóbulo lateral izquierdo, entrefundado selectivamente, se examinó histológicamente mediante tinción H E.
La Figura A muestra que en el lóbulo lateral izquierdo perfundido no se pueden detectar células sanguíneas en la rama de la vena porta y los sinusoides. Como se esperaba, los glóbulos rojos son visibles en la rama de la arteria hepática. En la figura B el lóbulo caudado inferior sirve como control.
Las células sanguíneas son claramente visibles y las ramas de la vena protal y la arteria hepática, así como los sinusoides. La figura C demuestra que en el lóbulo lateral izquierdo perfundido no hay células sanguíneas visibles en la vena central. Por el contrario, la figura D demuestra que en el control las células sanguíneas del lóbulo caudado inferior son visibles en la vena central.
Logramos una tasa de supervivencia del 100% de una semana en 12 procedimientos consecutivos. Comparamos nuestro modelo de perfusión de lóbulos hepáticos in vivo con el modelo de Pan y colegas. Las principales diferencias en metodología y resultados entre Pan y nuestro grupo son: seleccionaron el lóbulo inferior derecho mientras elegimos el lóbulo lateral izquierdo como lóbulo hepático objetivo;bloquearon la vena cava y la vena porta principal que conduce a la hipertensión portal.
Por el contrario, mantuvimos la perfusión del portal del 70% del hígado;sacrificaron a las ratas interoperatoriamente mientras que nuestra tasa de supervivencia de una semana es del 100% las ventajas de nuestro nuevo modelo quirúrgico son: que es técnicamente difícil pero factible; y que es bien tolerado como lo demuestra la tasa de supervivencia del 100%. Sin embargo, una limitación es que la isquemia sostenida del lóbulo medio izquierdo sostuvo isquemia debido a la obstrucción de la vena porta. Las posibles aplicaciones de nuestra técnica incluyen: que se puede utilizar para el tratamiento de órganos parciales in vivo por perfusión con fármacos;descelularización parcial de órganos in-vivo como resección química;sistema de cultivo celular in-vivo en comparación con la ingeniería hepática ex-vivo;y in vivo.
