Negli ultimi anni, l'ingegneria del fegato è diventata un argomento caldo in tutto il mondo a causa del suo potenziale di generare innesti epatici trapiantati. Per quanto praticabile sia la funzione a lungo termine e il trapianto di organi ingegnerizzati sono ancora una visione del futuro. Recentemente la profusione di lobi epatici in vivo è diventata una strategia promettente per iniziare l'ingegneria del fegato.
Uno dei principali vantaggi di questa tecnica è che l'impalcatura epatica parziale ripopolata in vivo ha sottoposto a profusione di sangue scatologico. Ciò fornisce all'impalcatura la temperatura corretta, l'ossigeno sufficiente, i nutrienti e i fattori di crescita in contrasto con la profusione ex-vivo con mezzo di coltura artificiale. Un altro vantaggio è che il fegato rimanente mantiene la funzione epatica e quindi consente principalmente la sopravvivenza a lungo termine.
Tuttavia, il modello di profusione di lobi singoli in vivo è tecnicamente impegnativo e la sopravvivenza post operatoria deve ancora essere raggiunta. Qui presenteremo un altro modello chirurgico con sopravvivenza a lungo termine come base per un'ulteriore ingegneria del lobo epatico singolo in vivo. Prima di dimostrare il modello chirurgico, vorremmo fare una breve introduzione all'anatomia del fegato di ratto.
Per stabilire il nostro modello di profusione di lobi epatici singoli abbiamo selezionato il lobo laterale sinistro. Questo è l'unico lobo epatico con un distinto apporto vascolare e drenaggio che consente di creare un bypass. Questa è una ricostruzione 3D del sistema venoso portale nel ratto.
Il nostro focus qui è sulla vena del portale sinistro che in seguito fungerà da ingresso fluido. Questa è una ricostruzione 3D del sistema venoso epatico nel ratto. Qui il nostro focus è sulla vena epatica laterale sinistra che in seguito servirà come uscita fluida.
Questa illustrazione dell'anatomia vascolare epatica evidenzia i punti di accesso vascolari utilizzati per il modello di perfusione parziale. Questa animazione illustra lo schema di generazione del modello di perfusione del lobo epatico sinistro in vivo. Per stabilire il modello chirurgico genereremo un bypass del circuito all'interno del lobo laterale sinistro.
A questo scopo abbiamo bisogno di bloccare i seguenti vasi la vena del portale sinistro, l'arteria epatica sinistra, il condotto biliare sinistro, la vena protale mediana sinistra, l'arteria epatica e il condotto biliare e la vena epatica laterale sinistra. Quindi dobbiamo cannulate la vena del portale sinistro con un catetere da 24 gage. Successivamente la vena epatica laterale sinistra viene cannulata usando un catetere a 22 gage.
Quindi il catetere nella vena del portale sinistro è collegato a una pompa perfusione. La garza secca viene posta all'uscita del catetere nella vena epatica laterale sinistra per assorbire il fluido di scarto. In questo modo viene creato un bypass.
Quindi il lobo laterale sinistro perfuso con soluzione salina eparinizzata Ad una portata di 0,5 millilitri al minuto. La perfusione fisiologica al lobo laterale sinistro viene ripristinata dopo la riapertura dei vasi bloccati. Ora viene stabilito il modello di perfusione chirurgica.
Tutte le procedure dimostrate in questo video sono state valutate e approvate dalle autorità locali. Il campo operativo dell'addome viene disinfettato con tre cicli di tintura di iodio seguiti da due colpi di alcol al 70%. La garza sterile viene posizionata sull'addome lasciando esposto solo il campo operativo.
Un'incisione trasversale viene fatta sulla parete addominale del topo. Una sutura di prolene 4-0 viene utilizzata per fissare il processo xifoide e tirarlo verso la testa. Entrambi i lati delle pareti addominali superiori vengono retratti usando due ganci subcoastali per raggiungere la piena esposizione dell'organo.
Poi possiamo vedere i lobi del fegato. Ecco il lobo laterale sinistro che viene utilizzato per la perfusione selettiva. Copriamo il duodeno e l'intestino tenue nella cavità addominale con garza inumidita alla secchezza ovoidosa.
Esponiamo l'hilum del fegato sollevando i lobi mediani con garza inumidita. Il topo viene posto al microscopio sterile. Sezioniamo la vena del portale sinistro.
Quindi lighiamo la vena protale sinistra con una sutura di seta 6-0. L'arteria epatica sinistra, il condotto biliare sinistro, così come la vena mediana sinistra del portale, l'arteria epatica mediana sinistra e il condotto biliare mediano sinistro sono bloccati usando micro-morsetti. Blocchiamo la vena epatica laterale sinistra con micro-morsetti alla base del lobo laterale sinistro.
Per creare l'ingresso del fluido, il gambo della vena porta viene perforato con un catetere per l'abitazione dell'ago da 24 gage. Ma il catetere non è inserito. Rimuoviamo quindi l'ago dal catetere e colleghiamo il catetere a una pompa perfusione.
Per espellere l'aria dal tubo e dal catetere, perfondiamo con salina eparinata per un minuto. Accendiamo quindi la pompa. Successivamente il catetere privo di ago, che ora è collegato alla pompa perfusione, viene inserito nella vena del portale sinistro.
In questo modo riduciamo al minimo le manipolazioni del vaso cannulato. Ecco una regione esposta della vena epatica laterale sinistra che cannulateremo in modo simile. Per prima cosa creiamo un foro di drenaggio nella vena epatica laterale sinistra forandosi con un catetere per l'abitazione dell'ago da 22 gage o 24 gage.
Si consiglia che il catetere sia leggermente più piccolo della nave. Iniziamo quindi a perfondere il lobo laterale sinistro con soluzione salina eparinizzata ad una portata di 0,5 millilitri al minuto. Il fluido di scarto che scorre fuori viene assorbito con una garza.
Per ridurre al minimo la contaminazione intraabdominale con fluido di scarto reinseriamo il catetere privo di ago nella vena epatica laterale sinistra. Quindi la vena epatica laterale sinistra cannulata funge da uscita fluida. Continuiamo a perfondere il lobo laterale sinistro con soluzione salina eparinizzata.
Il liquido insanguinato può essere visto gocciolare dall'uscita. La freccia indica che il lobo laterale sinistro è diventato giallo durante la perfusione con soluzione salina eparinizzata. Al termine della perfusione i cateteri vengono portati fuori dai vasi.
L'apertura di drenaggio sulla vena epatica laterale sinistra è chiusa con una singola sutura inquinante 11-0. L'apertura dell'ingresso sulla vena del portale sinistro è chiusa anche con una sutura inquinante 11-0. La perfusione inizia con il riflusso dalla vena cava sopraepatica dopo aver rimosso il morsetto sulla vena epatica laterale sinistra.
La perfusione fisiologica viene ulteriormente ripristinata dopo aver rimosso il morsetto dall'arteria epatica sinistra e dal condotto biliare, nonché dalle strutture vascolari mediane sinistra. La rifusione completa si ottiene dopo aver riaperto la vena del portale sinistro come indicato da un cambio di colore in rosso scuro. Perfusione di lobo sinistro successivo.
La freccia bianca in questa immagine indica che il lobo epatico bersaglio è stato effettivamente perfuso selettivamente. Qui le frecce bianche mostrano che i lobi rimanenti, che rappresentano circa il 70% del fegato, hanno mantenuto la perfusione fisiologica durante l'intera procedura. Rifusione del lobo laterale sinistro.
Qui la freccia rossa indica che il lobo laterale sinistro viene fisiologicamente perfuso dopo la riapertura dei vasi bloccati. La freccia blu mostra che il lobo mediano sinistro ha sostenuto l'ischemia. Il lobo laterale sinistro perfuso selettivamente è stato esaminato istologicamente utilizzando la colorazione H E.
La figura A mostra che nel lobo laterale sinistro perfuso non sono rilevabili cellule del sangue nel ramo della vena portale e nei sinusoidi. Come previsto i globuli rossi sono visibili nel ramo dell'arteria epatica. Nella figura B il lobo caudato inferiore funge da controllo.
Le cellule del sangue sono chiaramente visibili e i rami della vena protale e dell'arteria epatica, nonché i sinusoidi. La figura C dimostra che nel lobo laterale sinistro perfuso non ci sono cellule del sangue visibili nella vena centrale. Al contrario, la figura D dimostra che nel controllo le cellule del sangue del lobo caudato inferiore sono visibili nella vena centrale.
Abbiamo raggiunto un tasso di sopravvivenza del 100% a una settimana in 12 procedure consecutive. Abbiamo confrontato il nostro modello di perfusione di lobi epatici in vivo con il modello di Pan e colleghi. Le principali differenze nella metodologia e nei risultati tra Pan e il nostro gruppo sono: hanno selezionato il lobo inferiore destro mentre abbiamo scelto il lobo laterale sinistro come lobo epatico bersaglio;hanno bloccato la vena cava e la vena porta principale che porta all'ipertensione portale.
Al contrario, abbiamo mantenuto la perfusione portale del 70% del fegato;hanno sacrificato i ratti in modo operativo mentre il nostro tasso di sopravvivenza di una settimana è del 100%I vantaggi del nostro nuovo modello chirurgico sono:che è tecnicamente impegnativo ma fattibile;e che è ben tollerato come dimostrato dal tasso di sopravvivenza al 100%. Tuttavia una limitazione è che il lobo mediano sinistro ha sostenuto l'ischemia a causa del blocco della vena porta. Le potenziali applicazioni della nostra tecnica includono:che può essere utilizzato per il trattamento parziale in vivo degli organi per perfusione con farmaci;decellularizzazione parziale in vivo degli organi come resezione chimica;sistema di coltura cellulare in vivo rispetto all'ex vivo;e ingegneria epatica in vivo.
