Method Article
זילוח מכונת Normothermic ex vivo (NEVP) כמעט ולא נחקר לשימור אלושתלי לבלב. אנו מציגים טכניקת שימור חדשנית לאלושתלי לבלב לפני ההשתלה.
השתלת לבלב (PTx) היא טיפול מרפא לאנשים החיים עם הנטל של אבחנה של סוכרת (DM). עם זאת, בשל מחסור באיברים ומספר גדל והולך של חולים הרשומים עבור PTx, יש צורך באסטרטגיות חדשות כדי להגדיל את מספר השתלים הזמינים להשתלה.
אחסון קר סטטי (SCS) נחשב לתקן הזהב עבור איברים סטנדרטיים קריטריונים. עם זאת, תורמי קריטריונים סטנדרטיים (SCD) הופכים נדירים ויש צורך דחוף באסטרטגיות חדשות שיכולות להגדיל את שיעור קבלת האיברים מתורמי קריטריונים מורחבים (ECD).
זילוח Normothermic ex vivo (NEVP) היא אחת האסטרטגיות שהפכו פופולריות יותר ויותר במהלך שני העשורים האחרונים. שיטת שימור זו כבר שימשה בהצלחה באיברים אחרים (כבד, כליות וריאות) אך נחקרה באופן מינימלי בהשתלת לבלב. המאמרים המעטים המתארים את השיטה ללבלב מראים הצלחה מועטה, בצקת היא אחת הבעיות העיקריות. כתב היד הבא מתאר את שיטת NEVP המוצלחת ואת ההתקנה שפותחה על ידי הקבוצה שלנו כדי לנקב לבלב חזירים.
על פי הדו"ח הלאומי לסטטיסטיקה של סוכרת, סך של 28.7 מיליון אנשים בארצות הברית חיו עם אבחנה של סוכרת בשנת 2019. כ-1.8 מיליון מתוכם אובחנו עם סוכרת מסוג1. PTx הוא כיום הטיפול המרפא היעיל ביותר והיחיד לסוכרת מסובכת מסוג 1 מליטוס2, והוא הליך שגם מעלה את תוחלת החיים וגם את איכות החיים של חולים אלה3.
הלבלב הוא האיבר המושלך לרוב לאחר שליפה מתורמים שנפטרו4. עם מחסור מתמשך באיברים וזמני רשימת ההמתנה המתארכים, מרכזי השתלות משתמשים ביותר שתלי לבלב מ- ECD, כולל תרומה לאחר מוות במחזור הדם (DCD)5. יש צורך באסטרטגיות לשימור, ניקוב, הערכה ותיקון בטוחים של אלושתלים המגיעים מתורמים בעלי קריטריונים מורחבים.
NEVP הוכיח הצלחה בשימור ריאות6, כבד 7,8, והשתלות כליה 9,10. עם זאת, מספר הקבוצות העובדות על זילוח מכונה ללבלב, הן היפותרמית והן נורמותרמית, ומספר הפרסומים, הם מעטים ומוגבלים עקב בצקת השתל ופציעה11,12,13,14.
מטרת מחקר זה היא להציג פרוטוקול לזילוח לבלב נורמותרמי ex vivo (NEVPP), תוך שימוש במודל חזירי במטרה לספק בסופו של דבר פלטפורמה לשימור ממושך, הערכת איברים ותיקון לפני השתלה. זה יאפשר לקבוצות מחקר אחרות להקים מודל זילוח לחקר allografts הלבלב.
כל בעלי החיים ששימשו למחקר זה קיבלו טיפול הומני בהתאם ל"עקרונות הטיפול בחיות מעבדה" שנוסחו על ידי האגודה הלאומית למחקר רפואי ו"המדריך לטיפול בחיות מעבדה" שפורסם על ידי המכונים הלאומיים לבריאות, אונטריו, קנדה. כל המחקרים אושרו על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים של מכון המחקר הכללי של טורונטו.
הערה: פרוטוקול מחקר זה מבוסס על מודל חזירי. השתל מאוחסן בקור במשך שעתיים ולאחר מכן עובר זילוח מכונה נורמותרמית במשך 3 שעות לפני ההשתלה (איור 1).
1. בעלי חיים
2. רכישת איברים
הערה: ההליך שלפני הניתוח וחלק מההליך הכירורגי זהים למאמרים קודמים שפורסמו על ידי קבוצה15 שלנו והוא כדלקמן:
3. הליך כירורגי
4. הכנת השולחן האחורי של שתל הלבלב (איור 2A)
5. זילוח לבלב Normothermic ex vivo (NEVPP)
הערה: מעגל הזילוח עשוי מציוד מעקף לב ריאה בילוד (איור 3).
6. הכנת הפרבוסט והפריימינג של המעגל
7. זילוח שתל לבלב (איור 2B)
הנתונים הקרובים מציגים את התוצאות המייצגות של שבעה ניסויים באמצעות מודל של שאיבת לבלב תורם פועם. לאחר קנולציה של אבי העורקים, סומק עם תמיסת UW, ושליפת הלבלב, השתלים נשמרו על SCS במשך 2 שעות בזמן שתאי הדם האדומים היו מוכנים. NEVPP בוצע במודל זה במשך 3 שעות, מה שחשבנו כפרק הזמן הנמוך ביותר הדרוש לזילוח אם הערכה ותיקון השתל מיועדים בעתיד. דגימות ומדידות נרשמו בנקודות זמן לפי שעה. (0 = קו בסיס, מיד לאחר חיבור האיבר למעגל, 1 = 1 שעות, 2 = 2 שעות, 3 = 3 שעות).
שתלי לבלב הונחו על תא איבר שתוכנן במיוחד למטרה זו וכולל תנור חימום (קובץ משלים). מטרת NEVPP היא לספק סביבה פיזיולוגית קרובה לאיבר. לשם כך, לחץ העורקים נקבע להישאר בין 20-25 מ"מ כספית בכל הזילוח. הלחץ והזרימה נמדדו לאורך כל הזילוח ונשארו יציבים (איור 4). הפעילות המטבולית הוערכה על ידי חישוב צריכת החמצן של השתל באמצעות הנוסחה הבאה: [(pO 2 art-pO2ven) *זרימה / משקל] (איור 5). מדידות של pH, נתרן, סידן ו-HCO3 היו בתוך ערכים פיזיולוגיים במהלך כל הזילוח (איור 6). רמות הלקטט והאשלגן ירדו במהלך הזילוח, והשיגו ערכים קרובים לנורמליים לאחר 3 שעות (איור 7). מאחר שהמעגל הוא מערכת סגורה, רמות העמילאז והליפאז צפויות לעלות במהלך הזילוח (איור 8). עם זאת, נראה כי העלייה ברמות אינה מתואמת עם הנזק לשתל (איור 9). סולם כמותי למחצה שימש לציון נמק שומן ופרנכימה וכן לשלמות תאי איון. (0 - אין שינויים, 1 - שינויים קלים, 2 - שינויים מתונים, 3 - שינויים חמורים). זה נעשה על ידי פתולוג עיוור לקבוצות הניסוי, ולא נצפו סימנים של דלקת הלבלב.
אלושתלי לבלב נשקלו לפני ואחרי זילוח כדי להעריך בצקת (טבלה 2).
איור 1. פרוטוקול המחקר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2. לבלב לפני ואחרי זילוח. (א) לפני הזילוח. (ב) לאחר זילוח. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3. שרטוט סכמטי של מעגל הזלוף. עם שימוש בטכנולוגיית מעקף לב ריאה בילוד; את הפרפוזט שופכים לתוך המאגר הוורידי ואז מונעים בעזרת משאבה צנטריפוגלית לתוך המחמצן. לאחר עזיבת המחמצן, המעגל מתחלק לצינורות ששולחים פרבוסט לקלטת הדיאליזה ובחזרה למאגר ולצינורות שהולכים לפילטר העורקי. לאחר שעבר את מסנן הבועות העורקי, הפרפוזט מונע בלחץ של 20-25 מ"מ כספית דרך אבי העורקים לתוך הלבלב. הזרימה הוורידית מובילה את הפרבוסט חזרה למאגר הוורידי. (מעובד מ-18). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4. זרימה עורקית ממוצעת עם סטיית תקן (מ"ל/דקה). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5. צריכת חמצן ממוצעת עם סטיית תקן (מ"ל/דקה/גרם). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6. (A) ממוצע pH, (b) hco3, (C) נתרן, ו-(D) מדידות סידן עם סטיות תקן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 7. (A) ממוצע לקטט ו-(B) מדידות אשלגן עם סטיות תקן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 8. (A) ממוצע עמילאז ו-(B) מדידות ליפאז עם סטיות תקן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 9. ביופסיות ליבה לפני ואחרי זילוח. (A) פרנכימה תקינה של הלבלב לפני זילוח המכונה18. (B) ביופסיה לאחר זילוח עם שימור טוב של אסיני הלבלב ותאי איון. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
מרכיב | כמות |
לקטט של רינגר | 260 מ"ל |
פתרון Steen | 195 מ"ל |
אריתרוציטים שטופים | 162.5 מ"ל |
מי אוסמוזה הפוכה כפולה (DRO) | 35 מ"ל |
הפרין (10000 יחב"ל / 10 מ"ל) | 1.3 מ"ל |
סודיום ביקרבונט (8.4%) | 10.4 מ"ל |
סידן גלוקונאט (10%) | 1.3 מ"ל |
מטילפרדניזולון (סולו-מדרול) | 325 מ"ג |
אפרוטינין | 15 מ"ג |
טבלה 1. הרכב פרפשט.
משקל לפני | משקל אחרי | לקבל | % הבדל | |
מקרה 1 | 244 גרם | 240 גרם | -4 גרם | -1.63 |
מקרה 2 | 154 גרם | 164 גרם | 10 גרם | 6.49 |
מקרה 3 | 184 גרם | 245 גרם | 61 גרם | 33.15 |
מקרה 4 | 190 גרם | 226 גרם | 36 גרם | 18.94 |
מקרה 5 | 198 גרם | 307 גרם | 109 גרם | 55.05 |
מקרה 6 | 205 גרם | 315 גרם | 107 גרם | 51.44 |
מקרה 7 | 193 גרם | 256 גרם | 63 גרם | 32.64 |
טבלה 2. משקל לפני ואחרי זילוח.
קובץ משלים: תא לבלב בהתאמה אישית לזילוח. תוכנן בשיתוף פעולה עם חנות המכונות של התוכנית לפיזיקה רפואית - רפואת קרינה במרכז הסרטן על שם הנסיכה מרגרט. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
מחקר זה מדגים כי ניתן להשיג NEVPP יציב עבור אלושתלי לבלב עם נזק היסטולוגי מינימלי לאחר 3 שעות של זילוח עם ההתקנה שהוצגה קודם לכן. פרמטרים של זילוח כמו זרימת עורקים, לחץ, pH, HCO3 ו-Na נשארים יציבים במהלך הזילוח, וראינו ירידה וייצוב של K ולקטט.
יש חשיבות קריטית לתפעל את השתל כמה שפחות במהלך הרכש, הכנת השולחן האחורי והזילוח. כמו כן, חשוב מאוד לשמור על שליטה הדוקה של לחץ העורק. מכיוון שהלבלב הוא איבר בלחץ נמוך, עלייה בלחץ עלולה לגרום נזק בלתי הפיך לאיבר.
הכנת שולחן אחורי למחקר זה שונה מהכנת שתלים אנושיים (איור 2A). מכיוון שהלבלב היה האיבר היחיד שנרכש מהחזירים, יכולנו לקחת את החלק של אבי העורקים הכולל את גזע הצליאק ואת העורק המזנטרי העליון. באשר לווריד הפורטל, בוצעה הרחבה באמצעות וריד iliac. במקרה של שתלים אנושיים, הכנת השולחן האחורי תצטרך להיעשות באותו אופן שבו היא נעשית להשתלה, באמצעות שתלים איליאקים לשחזור עורקים והארכת שער19.
שיטה זו עשויה להיות מוגבלת על-ידי מורכבות ההתקנה. החלטנו להוסיף קלטת דיאליזה לאחר ששמנו לב לבצקת קשה של השתל כאשר נעשה בלעדיו. עבור ניסויים אלה נבנה גם תא עוגב בהתאמה אישית, שהכיל מקור חימום חיצוני שהוכח כחיוני לזילוח אופטימלי של השתלים.
ישנם מעט מחקרים המתארים זילוח לבלב נורמותרמי ex vivo . ברוב המחקרים הללו, בצקת נראית כגורם המגביל העיקרי. למיטב ידיעתנו, שיטה זו היא הדיווח היחיד על שימוש בקלטת דיאליזה להדברת בצקת.
זילוח Normothermic ex vivo ללבלב עדיין בחיתוליו בהשוואה לאיברים אחרים. הפרוטוקולים הנוכחיים מתמקדים בתורמי קריטריונים מורחבים (DCD), שיפור פרפוזטים, זמני זילוח ארוכים יותר וסמנים ביולוגיים להערכת נזק לשתל במהלך זילוח. רמות עמילאז וליפאז אינן נראות כסמנים אמינים, שכן אנו משתמשים במערכת סגורה, ולא נראה שהן מתואמות להיסטופתולוגיה20. עד כה, הקבוצה שלנו הצליחה גם להשתיל allografts לבלב לאחר זילוח עם תוצאות טובות18.
עם שיפורים מתמשכים בטכנולוגיה זו, אנו מקווים שטכנולוגיה זו תהיה ישימה להשתלות קליניות ותאפשר הערכה ותיקון של אלושתלי לבלב. יש לקוות שהתוצאה תהיה בסופו של דבר ניצול רב יותר של השתלים, קיצור זמן ההמתנה לחולים ותוצאות טובות יותר למטופלים
למחברים אין מה לחשוף.
ללא.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alburex 5 | CSL Behring AG | 187337 | 25 g of Albumin (human) in 500 mL of buffered diluent |
Aprotinin from bovine lung | Sigma-Aldrich | A1153 | |
Belzer UW Cold storage solution | Bridge to life Ltd | 4055 | |
Calcium gluconate (10%) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C360019 | |
Composelect (blood collection bags) | Fresenius Kabi Canada Ltd | PQ31555 | |
Epoprostenol | GlaxoSmithKline Inc. | 218761 | |
Heart lung machine, Stöckert S3 | Sorin Group Canada Inc. | Custom made | Centrifugal pump, roller pump, control panel (sensors for pressure, flow, temperature, bubbles, and level), oxygen blender, heater unit |
Hemoflow, Fresenius Polysulfone | Fresenius Medical Care North America | 0520165A | |
Heparin (10000 IU/10 mL) | Fresenius Kabi Canada Ltd | C504710 | |
Lactated Ringer's solution | Baxter | JB2324 | |
Neonatal cardiopulmonary bypass techonolgy | Sorin Group Canada Inc | Custom made | Dideco perfusion tubing systems, centrifugal blood pump (Revolution), arterial blood filter, microporous hollow fibre memebrane oxygenator), cannulas |
Pancreas chamber | Custom made | With external heater | |
Percutaneous Sheath Introducer Set with Integral Hemostasis Valve/side Port for use with 7-7.5 Fr Catheters | Arrow International LLC | SI-09880 | |
Sodium bicarbonate (8.4%) | Fresenius Kabi Canada Ltd | C908950 | |
Solu-Medrol | Pfizer Canada Inc. | 52246-14-2 | |
Steen | XVIVO | 19004 | |
Urethral catheter | Bard Inc | 86020 | 20 Fr, malecot model drain |
Verapamil | Sandoz Canada Inc. | 8960 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved