Name: normothermic ex vivo kidney perfusion for the preservation of kidney grafts prior to transplantation
Uploaded: 2015-07-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
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우리는 사용자 정의 만든 신장 관류 회로와 함께 우리를 제공하는 소린 그룹 (밀라노, 이탈리아)에 감사드립니다. 또한 우리는 스틴 솔루션, BBraun AG 주사기 펌프 공​​급 (Melsungen, 독일), 및 RIEBER GmbH의 &amp; Co KG에 (로 이틀 링겐, 독일)와 함께 우리를 제공 XVIVO 관류 주식 회사 (예테보리, 스웨덴) 감사합니다.

참고 : 연구 프로토콜의 개략도는 그림 1에 제시되어있다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig1.jpg" /> 그림 1. 연구 프로토콜. 정상 체온 생체 신장 관류의이 연구 프로토콜은 돼지 모델을 기반으로합니다. 수술 신장 이식의 혈관의 해부 및 히스티딘 트립토판 - 케 토글 루타 레이트 500 ㎖ (HTK)로 세척 한 후, 이식을 검색 할 수 있습니다. 3 시간 동안 냉장 (SCS) 후, 신장 이식은 지정된 이식까지 여러 시간 동안 정상 체온 생체 (NEVKP)를 관류한다. 모든 동물은, &#39;국립 보건원 (National Institutes of Health)에 의해 출판&#39;실험 동물의 관리에 대한 가이드 &#39;의료 연구&#39;에 대한 국가 사회에 의해 공식화 &#39;&#39;실험 동물 관리의 원칙 &#39;을 준수 인도적인 치료를받은온타리오, 캐나다. 토론토 일반 연구소의 동물 관리위원회는 모든 연구를 승인했다. 1. 동물 <ol><li> 이 프로토콜에서 - (33 킬로그램 27) 남성 요크셔 돼지를 사용합니다. </li></ol> 2. 장기 검색 <ol><li> 수술 전 절차 <ol><li> 하우스 적어도 1 주간의 연구 시설에서 남성 요크 피그 스트레스 레벨을 감소시킨다. 마취 유도 전에 6 시간의 최소 돼지를 빠르게. </li><li> 케타민 (25 ㎎ / ㎏), 아트로핀 (0.04 ㎎ / ㎏)과 미다 졸람 (0.15 ㎎ / ㎏)의 근육 내 주사하여 돼지의 마취를 시작합니다. 이어서, 수술실 (OR)에 하우징 동물 시설에서 전송. </li><li> 또는 테이블에 앙와위에서 돼지를 놓습니다. 이 자발적으로 이소 플루 란의 5 % 산소의 2 패를 흡입 할 수 있습니다. 휴식 후 후두경으로 성대를 노출하고 삽관 의한 경련을 방지 할 2 % 리도카인 스프레이로. AF공기 5 ml의 - 6.5 mm의 튜브 터 삽관은 3 커프를 차단합니다. 참고 : Capnometry은 기관 튜브의 정확한 위치를 알 수있다. </li><li> 2.5 %로 이소 플루 란 가스를 낮 춥니 다. 16 호흡 / 분, 10 호흡량 - - 15 ㎖ / ㎏ 체중 (14)에 인공 호흡기를 설정합니다. 밀접하게 돼지를 모니터링합니다. 심박수 산소 포화도는 펄스 oxymetry 의해 기록된다. </li><li> 무균 조건에서 8.5 천을 소개 Seldinger 기술 (13)의 경정맥에 X 10cm 카테터. 따라서, 정맥 혈관에 구멍에 바늘을 사용합니다. 와이어를 도입 한 후, 카테터와 바늘을 교체합니다. 와이어를 제거하고 피부에 카테터를 고정합니다. 수술을 통해 시간당 링거 락 테이트 용액 200 ㎖를 관리. </li></ol></li><li> 수술 <ol><li> 소독 및 수술 분야의 적용 범위에 따라, 치골에 xyphoid에서 중간 선 절개를 수행합니다. 노출을 개선하기 위해, 수술 방법과 확장왼쪽 측면 절개. 수건 크고 작은 창자를 덮고 오른쪽 신장에 최적의 액세스를 위해 좌측에 위치. </li><li> 복부 대동맥에서 하대 정맥 (IVC)를 분리합니다. 대동맥의 뒷면에서 결찰 대동맥 가지. </li><li> 뒷면에 전체 대동맥 박리 한 후, 신장 지점에 대동맥 두개골 주위에 합자를 전달합니다. 또한, 장골 분기의 두개골이 합자를 배치합니다. 왼쪽 신장 동맥 주위에 넥타이를 놓습니다. </li><li> 그것의 부착 조직에서 오른쪽 신장을 무료로 제공됩니다. 신장 정맥, 동맥 및 요관을 해부하다. </li><li> 다이어프램을 열고 마음에 KG 기증자 중량 당 1,000 IU의 헤파린을 관리 할 수​​ 있습니다. DCD 모델의 경우, 심장 마비를 유도하기 위해 intracardially 3 분 전신 헤파린 후 KCl을 40 mval를 주입. 심정지 따뜻한 허혈 출발점으로 평가된다. </li><li> 한편, 혈액의 수집, CPDA 가방 (구연산, 인산, 덱 스트로스,의 선을 연결denosine) 왼쪽 상단 경정맥에 도입 된 카테터에. 부드러운 스핀 (브레이크없이 1,500 XG)를 수행합니다. 플라즈마 멸균 상태에서 버피 코트 (바이오 안전성 캐비닛 클래스 II)를 제거하고 수혈을 위해 적혈구를 저장합니다. </li><li> 장골 분기 이상 장기 플러시 라인 대동맥을 Cannulate. 대동맥과 왼쪽 신장 동맥에 합자를 묶어. </li><li> 100cm의 H 2 O의 압력 히스티딘 트립토판 - 케 토글 루타 레이트 (HTK) 용액으로 신장 플러시 흉부 맥을 클램프 및 경정맥 카테터를 통해 혈액을 수집합니다. 신장의 최적의 높이를 확보하기 위해 신장 정맥 아래 복부 정맥을 잘라. </li><li> 오른쪽 신장의 완전한 세척 한 후, 대동맥의 세그먼트와 이식을 검색 할 수 있습니다. 신장 정맥을 잘라 긴 요관을 둡니다. </li></ol></li><li> 관류에 대한 신장 이식의 위로 표 준비 <ol><li> 부착 조직의 신장을 무료로 제공됩니다. 넥타이와 대동맥의 두개골 일부를 닫습니다ND 1/4 &quot;X 3/8&quot;감속기와 하부를 cannulate. 대동맥에서 오는 작은 동맥의 가지를 묶어. </li><li> 직접 1/4 &quot;X 3/8&quot;감속기와 신장 정맥을 Cannulate. 8 천을와 요관을 삽관 튜브를 공급. </li><li> NEVKP의 시작 때까지 얼음에 신장을 놓습니다. </li></ol></li></ol> 3. 정상 체온 예 생체 신장 관류 (NEVKP) <ol><li> 관류 회로의 제조 관류 회로는 신생아 심폐 바이 패스 장치 (그림 2)로 구성되어 있습니다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig2.jpg" /> 관류 회로 그림 2. 개략도.이 회로는 신생아 심폐 바이 패스 기술로 구성되어 있습니다. 관류 액 혈조에서 수집된다. 원심 펌프는 산소가 풍부하고 37 ℃로 가온 형산으로 솔루션을 추진한다. PA 후신장에 신동맥 통해 80 mmHg로 - 동맥 거품 필터 ssing, 관류 60의 압력으로 구동된다. 정맥 유출 (0-3 mmHg로)는 혈조로 다시 관류을 이끌고 있습니다. 주사기와 주입 펌프는 추가 화합물과 공급을 확보. 소변은 관류를 통해 수집된다. 관류 회로 특성이 연속적으로 기록된다. 시간별 정맥 및 동맥 혈액 가스 샘플 및 신장 손상의 마커 분석된다. <ol> <li> 신장 관류 장치에 사용자 정의 만든 관류 회로를 연결합니다. </li><li> 저혈과 형산에 튜브를 연결합니다. 형산의 동맥 유출에 동맥 라인 튜브를 연결하고 홀더의 거품 필터를 배치합니다. 퍼지 라인을 연결합니다. 정맥 저수지의 입구에 정맥 라인 튜브를 연결합니다. </li><li> 재관류 동안 평가, 동맥 콘센트 온도 프로브를 연결 유량계 및 BU를 연결bble 동맥 라인 배관에 센서 및 압력 라인을 연결한다. 레벨 센서를 연결합니다. </li><li> 정맥 및 동맥 샘플 포트에 정맥과 동맥 샘플 라인을 연결합니다. </li><li> 스탠드에 장기 챔버를 놓고 준비된 구멍을 통해 정맥과 동맥 튜브를 소개합니다. 단단히 테이블과 챔버에 튜브를 고정합니다. </li><li> 롤러 펌프로 흡입 튜브를 삽입하고 유체를 수집하기 위해 챔버로 한쪽 끝을 배치합니다. </li><li> 95 % O 2 / 5 % CO 2 및 형산 함유 가스 탱크에 산소 호스를 연결한다. 형산 및 장기 챔버 가열 유닛 튜브를 연결한다. </li><li> 사용 튜브는 정맥과 동맥 유출 라인을 닫습니다 클램프. 정맥 저수지의 유출에 다른 튜브 클램프를 적용합니다. </li></ol></li><li> 관류 용액의 조제, 별도의 보충 및 회로를 프라이밍 <ol><li> 와 소변 생산을 대체 한 주입 펌프를 사용하여링거 락 테이트. </li><li> 혈조로 인슐린 (5 IU / 시간) (0.5 ㎖ / 시간, 아미노산 0.5 ㎖ / 시간 포도당) 영양을 관리하는 하나의 주사기 펌프를 사용합니다. 직접 동맥 라인에 혈관 확장제 (베라파밀, 0.25 밀리그램 / 시간)을 주입하는 제 주사기 펌프를 활용한다. </li><li> 관류 용액으로 정맥 저수지를 입력합니다. 따라서, 링거 락 테이트 (175 ㎖)로 혈조 STEEN 용액 (200 ㎖), DRO (27 ㎖), 헤파린 (1000 IU), pH를 조절하기 위해 중탄산 나트륨, 칼슘 글루코 네이트를 붓는다. 마지막으로, 세척 적혈구 (125 ml)에 추가합니다. </li><li> 심장 폐 기계 (HLM)에 전환합니다. 압력, 온도 레벨, 및 버블 센서 패널을 활성화. 관류에 걸쳐 데이터를 기록하는 데이터 관리 시스템 (DMS)를 활성화. 관류 용액을 37 ° C로 장​​기 챔버를 예열하는 가열 수단을 활성화. O 2 공급을 엽니 다. </li><li> 저혈 뒤에 튜브 클램프를 열고 centrifug 무료완전히 공기에서 알 펌프 헤드. 1,000 rpm으로 원심 펌프를 시작하고 용액 회로 통하여 추진 될 수 있도록. 동맥 필터를 우회 튜브를 클램프 및 동맥 필터에서 공기를 놓습니다. </li><li> 압력 라인을 제로. 주사기와 주입 펌프를 활성화합니다. </li></ol></li><li> 신장 이식 관류 <ol><li> 얼음에서 신장을 제거하고 장기 실에서 침대에 신장을 배치합니다. 소변 수집기에 소변 카테터를 놓습니다. 정맥 및 동맥 튜브 공기 없는지 확인한 후, 튜브에 커넥터를 연결합니다. </li><li> 동맥과 정맥 튜브 라인의 바로 가기를 닫습니다. 원심 펌프의 속도를 조절함으로써 75 mmHg의 동맥에 압력을 설정한다. </li><li> 기록 압력, 동맥 흐름, 온도 및 DMS와 지속적으로 거품의 존재. 관류에 걸쳐 신중하게 값을 준수하십시오. 재관류 동안 챔버 내로 혈액 누출이 이거는다시 저혈에 흡입 튜브를 통해 cted. </li><li> 생성 된 소변의 양을 기록한다. 시간마다 정맥 혈액과 소변 샘플을 수집합니다. 정맥 및 동맥 혈액 가스 샘플 및 아스 파르 테이트 아미노 전이 효소 (AST) 및 젖산 분석을 취함으로써 관류를 모니터링합니다. </li><li> 관류의 끝에서, 신장 동맥에서 튜브를 분리하고 정맥, 차가운 HTK와 이식을 세척하고, 이식까지 멸균 기관 가방에 얼음에 보관합니다. </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

본 연구는 적혈구 계 용액 NEVKP이 돼지 모델에서 오랜 시간 동안 우수한 결과로 수행 될 수 있다는 것을 보여준다. 10 시간 생체 관류하는 동안 신장 안정 관류 매개 변수, 활성 신장 대사, 항상성, 최소한의 신 손상을 보여 주었다. 소변 생산 및 신장 손상은 관류 액의 조성에 의존한다. 이것은 생리 학적 범위 내 oncotic 압력 관류의 삼투압을 유지하는 것이 중요하다. 특히, 낮은 oncotic 압력이 크게 신장 부종과 신장 손상의 증가 마커 비 생리 학적으로 높은 소변 생산 발생합니다. STEEN 용액 함유 알부민 oncotic 압력을 조절하고, 신장에 대한 생리 학적 조건을 시뮬레이션 모델이 선택된다. 탄산 수소 나트륨 수용액 및 글루 콘산 칼슘 pH가 생리적 값을 달성하기 위해 시스템에 추가되고, HCO 3 </suB&gt;, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 및 염화. 혈관 확장제의 선택 및 투여 량은 충분한 혈액 순환과 산소 공급을 확보하는 것이 중요하다. 정상 체온 생체 신장 관류의 기술은 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 예 생체 관류 부정적인 이상 관류 기간에 영향을 미칠 수있는 신장의 호르몬 지원과 연결되어 있지 않습니다. 또한, 새로운 기술은 현 시점에서, 비용 증가와 연관된다. 미래 향상 기술을 단순화하고 비용을 절감 할 수있다. 휴대용 신장 관류 장치의 개발은 완전히 앞으로 감기 신장 저장을 방지 할 수 있습니다. 심각하고 지속 장기 부족 한계 기관 (ECD 또는 DCD 신장 이식) (7)의 사용 증가로 이어집니다. 현재, 장기 보존 정적 냉장 또는 저체온 기계 관류를 기반으로합니다. 오랜 감기 허혈성 시간은 중요한 꼬마 도깨비가 기본표준 기준 15 한계 이식 8,9의 신장 기능의 결과에 행위, 냉장 보관을 최소화하는 새로운 보존 기술은 특히 관심을 16-19의이다. 주요 장애물은 더욱 광범위 한계 이식편을 사용하여 이식하기 전에 장기의 품질과 생존력을 평가하기 없다는 것이다. 현재와​​ 같은 기증자의 나이, 기증자 관련 질환 및 이식의 따뜻한 허혈 시간으로 만 임상 매개 변수는 장기 허용 또는 이식 거부 여부를 결정하는 데 사용됩니다. 정상 체온 조건 하에서 이식편을 보존함으로써, 그래프트 평가 관류 특성에 기초하여, 데이터가있다. 이러한 신장 혈관 유량, 압력, 신장 내 저항, 소변 생산, 산소 소비 (예 AST 및 락 테이트 등), 신장 손상 파라미터 같은 실시간 파라미터 그래프트의 가능성을 평가하는 유용한 변수로 가정된다. 되어온에서이온은 NEVKP 동안 활성 대사는 이전에 이식에 한계 신장 이식을 개선하기 위해 복구 전략의 적용을 할 수 있습니다. 예를 들어, 염증성 경로, 면역 조절, 유전자 전사뿐만 아니라 줄기 세포의 투여 억제는 보존 시간 동안 신장 이식을 수정받는 결과를 개선하기위한 미래 기술 될 수있다.

신장은 자주 장기 이식 고체이다. 투석 1-4에 비해 말기 신장 질환을 앓고있는 환자의 경우, 신장 이식 더 수명, 및 삶의 질 개선을 제공한다. 장기 지속성 부족 이식 의학 (표 1) (5)의 필드에 심각한 문제를 나타낸다. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> 미국 * </td><td> Eurotransplant 지역 ** </td></tr><tr><td> 신장 이식 대기자 명단에 환자 </td><td> 101,563 (2 월 2015) </td><td> 10,689 (12 월 2014) </td></tr><tr><td> 사망 한 기증자의 신장은 2014 년에 이식 </td><td> 10,650 </td><td> 3119 </td></tr><tr><td> 중간 (년) 사망 한 기증자 신장 이식에 대기 시간 </td><td> 최대 5 년 * </td><td> 사년까지 ** </td></tr></tbody></table> 표 1. 신장미국과 Eurotransplant 지역에 이식 부족. 신장 이식의 결과가 부정적으로 연장 6 실시 투석 환자에서 불량한 결과로, 대기 시간에 의해 영향을 받는다. 이는 같은 심장 죽음 (DCD) 후 기부 오래된 기증자로부터 신장, 여러 동반 질환을 가진 기증자 (확장 기준 기증자 (ECD), 신장 등의 추가 기증자 소스로 한계 신장 이식에 대한 관심을 촉발시키고있다.했을 한계 기증자의 신장을 과거에 거절 이제 이식 7 간주됩니다. 한계 신장 이식의 사용을위한 주요 장애물은 감기 무산소 저장 보존 기술이다. 현재 신장 이식 얼음에 정적으로 저장 또는 산소없이 4 ° C에서 관류한다. 감기 무산소 보존 기술은 신장 동안 계속 보존 그래프트 부상과 관련된 때문에 metab의 부족 그래프트 평가를 허용하지 않는다체학 소변 생산. 특히, 한계 신장 이식은 크게 신장 손상의 결과로, 제대로 냉장 보관을 허용, 지연 이식 함수 (DGF) 8,9의 높은 비율. DGF 불량 장기 이식 기능 예후 인자이다. 체외 신장 관류는 장기의 보존, 평가 및 수리를 위해 다른 방법을 나타냅니다. 돼지 모델에서 유익한 결과는 정상 체온 조건 10, 11에서 생체 신장 관류 제시했다. 확장 된 기준 기증자에서 검색 신장이 이식 (12) 직전 1 시간 동안 관류 때 2013 년에 수행 한 최초의 임상 시험이 지연 이식 기능의 낮은 비율을 보여 주었다. 이 논문은 정상 체온 생체 신장 관류 (NEVKP)의 모델을 제시한다. 본 연구의 목표는 최소로인가 냉 허혈 시간을 줄이고 NEVKP의 기간을 연장하는 것이다. NEVKP냉장 기술들에 의해 야기 될 수있는 손상을 감소시키는 것을 목표로 대체 보존 방법이다.

<table><tbody><tr><td>Neonatal cardiopulmonary bypass technology</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Canada)</td><td>Custom made</td><td>Neonatal venous reservoir D100 (500 ml, 1/16&quot; in- and outflow), neonatal oxygenator D100, centrifugal pump head (Revolution), arterial bubble filter (D130)</td></tr><tr><td>Heart lung machine, St&amp;ouml;ckert S3</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Canada)</td><td>Custom made</td><td>Centrifugal pump, roller pump, control panel (sensors for pressure, flow, temperature, bubbles, and level), oxygen blender, heater unit</td></tr><tr><td>Tubing</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Canada)</td><td>01906BPC SG XS</td><td>3/16&quot; x 1/16&quot;</td></tr><tr><td></td><td></td><td>019071PC SG XS</td><td>1/4&quot; x 1/16&quot;</td></tr><tr><td></td><td></td><td>019060PC SG XH</td><td>3/8&quot; x 1/16&quot;</td></tr><tr><td>Tubing connectors</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Canada)</td><td></td><td>Various sizes</td></tr><tr><td>STEEN solution</td><td>XVIVO (G&amp;ouml;teborg, SWE)</td><td>19004</td><td>200 ml</td></tr><tr><td>Ringer&#039;s lactate</td><td>Baxter (Mississauga, ON, CAN)</td><td>JB2324</td><td>175 ml</td></tr><tr><td>Sodium bicarbonate</td><td>Hospira (Montr&amp;eacute;al, QC, CAN)</td><td>6625050</td><td>pH-dependent</td></tr><tr><td>Calcium gluconate</td><td>Pharmaceutical Partners of Canada (Richmond Hill, ON)</td><td>C31110</td><td>Calcium-dependent</td></tr><tr><td>Heparin</td><td>Sandoz Canada Inc (Toronto, ON, CAN)</td><td>10750</td><td>1,000 IU</td></tr><tr><td>Amino acid and glucose, Travasol 10%</td><td>Baxter (Mississauga, ON, CAN)</td><td>JB6760</td><td>1 ml/hr</td></tr><tr><td>Fast acting insulin, Novorapid</td><td>Novo Nordisk Canada Inc (Mississauga, ON, CAN)</td><td>DS6H748</td><td>5 IE/hr</td></tr><tr><td>Verapamil</td><td>Sandoz Canada Inc (Quebec, QC, CAN)</td><td>52216</td><td>0.25 mg/hr</td></tr></tbody></table>

normothermic ex vivo kidney perfusion for the preservation of kidney grafts prior to transplantation

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a serious problem. Therefore, the acceptance criteria for organ donors have been extended leading to the usage of marginal kidney grafts. These marginal organs tolerate cold storage poorly resulting in increased preservation injury and higher rates of delayed graft function. To overcome the limitations of cold storage, extensive research is focused on alternative normothermic preservation methods.
Ex vivo normothermic organ perfusion is an innovative preservation technique. The first experimental and clinical trials for ex vivo lung, liver, and kidney perfusions demonstrated favorable outcomes.
In addition to the reduction of cold ischemic injury, the method of normothermic kidney storage offers the opportunity for organ assessment and repair. This manuscript provides information about kidney retrieval, organ preservation techniques, and isolated ex vivo normothermic kidney perfusion (NEVKP) in a porcine model. Surgical techniques, set up for the perfusion solution and the circuit, potential assessment options, and representative results are demonstrated.

심장 박동 신장 검색의 모델을 사용하여 여섯 실험의 결과를 다음에 나타낸다. 현장 플러시 및 신장에 검색 한 후, 이식은 적혈구가 준비하는 동안 3 시간 (SCS) 얼음에 보관 하였다. 임상 환경의 경우, 이것은 검색 및 백 테이블 작성에 필요한 시간을 시뮬레이션한다. NEVKP 10 시간 동안 수행 하였다. 생리적 조건을 유지하고 생체 신장을 위해 주변을 시뮬레이트하도록, 장기 챔버 가열 밀봉한다. 관류 소변 여분의 용액을 혈액 가스 분석 oncotic 압력 및 삼투압 생리 값을 표현한다. 현장에서 요크셔 돼지에서 얻은 정상 값 (기본 값), 각각의 그림 설명에있는 각각 (- 13 3도). NEVKP의 목적은 그래프트가 충분한 영양과 산소가 공급되는 것을 보장하는 것이다. 허혈 CA로따라서, 신장 내 저항을 증가 안정된 압력으로 일정한 흐름을 달성, 혈관 수축을 사용하는 것은 적절한 산소에 대한 좋은 지표이다. 37 ° C의 목표 그래프트 온도 SCS 후 장기 재가 온을 통해 도달 된 후, 흐름 값 및 신장 내 저항이 전체 관류에 걸쳐 약 60 ~ 80 mmHg의 일정한 생리 압력을 안정적으로 유지 (도 3 및도 4). 소변 생산 수량이 관류 액 (도 5)의 조성물에 주로 의존한다. 정맥 및 동맥 PO 2의 시간별 측정은 신장의 신진 대사 활동을 알 수있다. (도 6) 14 - 산소 소비는 식 (PO 2 VEN) × 유량 / 중량 (PO 2 기술)을 사용하여 계산 하였다. 재관류 동안의 pH, HCO 3, 전해질은 개입 (- 10도 7)를 필요로하지 않고 안정하다. 같은 실시간T 및 락트산 측정은 세포 손상을 감시하는 역할을한다. 세포 손상의 파라미터의 어떠한 증가 NEVKP 기간 (도 11 및 12) 중 검출되지 않는다. 관류 용액의 삼투압은 안정 (도 13)이다. 조직 학적 평가는 사소한 변경 (- 16 그림 14)를 보여준다. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig3.jpg" /> 표준 편차 (㎖ / 분)와도 3의 평균 동맥 흐름. 통하여 관류 흐름은 생리 학적 범위 내에서 유지된다. 현장에서 측정 된 돼지의 생리적 값은 : 예술을 의미한다. 유량 : 170 ± 57 ml / 분 (범위 83-325 ml / 분). <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig4.jpg" /> 그림 4. 신장 내 저항 (IRR), 평균과 표준 편차 (mmHg로 / </strong&gt; ㎖ / 분). 평균 동맥압 (MAP)의 60 및 80 mmHg의 사이에서 일정하게 유지된다. 신장 내 저항 끊임없이 / ㎖ / 분, 0.5 mmHg로 낮다. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig5.jpg" /> 도 5 총 배뇨량은 평균과 표준 편차 (㎖). 총 배뇨량 주로 관류 액의 조성에 따라 달라진다. 소변 생산 낮은 oncotic 압력 및 높은 삼투압. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig6.jpg" /> 도 6 산소 소비량, 평균 및 표준 편차 (ml / 분 / g). <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig7.jpg" /> 그림 7. 산도 정맥, 평균과 표준 편차. 산도 REMA중탄산염의 관리없이 생리적 범위 인 정수입니다. 현장에서 측정 된 돼지의 생리적 값 : pH가 7.46 ± 0.06 (범위 7.34-7.63). <img alt="그림 8" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig8.jpg" /> 그림 8. HCO 3 정맥, 평균과 표준 편차 (밀리몰 / L)을. HCO 3 중탄산염의 관리없이 생리적 범위에 남아 있습니다. 현장에서 측정 된 돼지의 생리적 값 : HCO 3 30.3 ± 2.4 밀리몰 / L (범위 21.6-35.8 밀리몰 / L). <img alt="그림 9" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig9.jpg" /> 그림 9. 정맥 나트륨 농도, 평균과 표준 편차 (밀리몰 / L)을. 나트륨은 생리 학적 범위에 남아 있습니다. 현장에서 측정 된 돼지의 생리적 값 : 137.1 &amp;# 177; 3.8 밀리몰 / L (범위 : 118.7-140.9 밀리몰 / L). <img alt="그림 10" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig10.jpg" /> 그림 10. 정맥 칼륨 농도, 평균과 표준 편차 (밀리몰 / L)을. 칼륨은 생리적 범위 내에서 일정하게 유지된다. 현장에서 측정 된 돼지의 생리적 값 : 3.85 ± 0.46 밀리몰 / L (범위 3.5-5.36 밀리몰 / L). <img alt="그림 11" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig11.jpg" /> 그림 11. 정맥 아스 파르 테이트 아미노 전이 효소, 평균과 표준 편차. (AST, U / L)을 생체 정상 체온 신장 관류에서, AST는 세포 손상 마커를 보여줍니다. AST 값은 관류를 통해 낮다. <img alt="그림 12" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig12.jpg" /> 그림 12 : 젖산<html> , 평균과 표준 편차 (밀리몰 / L)을. 생체 정상 체온 신장 관류에서, 젖산은 세포 손상 마커를 나타냅니다. 값은 재관류 걸쳐 안정하다. <img alt="그림 13" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig13.jpg" /> 그림 13 :. 혈청의 삼투압, 평균과 표준 편차 (mosm / L) 관류 액에 일정한 삼투압이 낮은하지만 일정한 소변 생산을 보호합니다. 현장에서 측정 된 돼지의 생리적 값 : 282 ± 1.7 mosm / L (범위 279-283 mosm / L). <img alt="그림 14" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig14.jpg" /> 그림 14 :. 조직학 (H &amp; E) 가벼운 관의 공포 화를 보여주는 피질 접합의 50X / 200X 확대. 괴사의 흔적은 없습니다.arget = &quot;_ 빈&quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 15" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig15.jpg" /> 그림 15 : 조직학 (PAS) 가벼운 관의 공포 화를 보여주는 피질 접합의 50X / 200X 확대.. 괴사의 흔적은. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52909/52909fig15large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하여 주시기 바랍니다.</a> <img alt="그림 16" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig16.jpg" /> 그림 16 :. 조직학 (TUNEL 염색) 25X / 200X 확대. 아주 가끔 핵이 세포 사멸의 매우 낮은 비율을 보여 스테인드있다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52909/52909fig16large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

심각한 장기 부족 이식 한계 신장 이식의 사용 증가 가져왔다. 한계 이식, 특히 가난하게 냉장 보관을 허용하기 때문에 이것은 다른 저장 방법에 대한 관심을 촉발했다. 정상 체온 생체 신장 관류의 기술 (NEVKP)는 이전의 이식 신장 이식을위한 새로운 보존 방법을 나타냅니다.

정상 체온<em&gt; 전의 VIVO</em&gt; 신장의 보존을위한 신장 관류는 이식 전에 이식

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Medicine

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

19.0K 조회수.  Toronto General Hospital.  심각한 장기 부족 이식 한계 신장 이식의 사용 증가 가져왔다. 한계 이식, 특히 가난하게 냉장 보관을 허용하기 때문에 이것은 다른 저장 방법에 대한 관심을 촉발했다. 정상 체온 생체 신장 관류의 기술 (NEVKP)는 이전의 이식 신장 이식을위한 새로운 보존 방법을 나타냅니다. 

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Steps for the Autologous Ex vivo Perfused Porcine Liver-kidney Experiment

The use of ex vivo perfused models can mimic the physiological conditions of the liver for short periods, but to maintain normal homeostasis for an extended perfusion period is challenging. We have added the kidney to our previous ex vivo perfused liver experiment model to reproduce a more accurate physiological state for prolonged experiments without using live animals. Five intact livers and kidneys were retrieved post-mortem from sacrificed pigs on different days and perfused for a minimum of 6 hr. Hourly arterial blood gases were obtained to analyze pH, lactate, glucose and renal parameters. The primary endpoint was to investigate the effect of adding one kidney to the model on the acid base balance, glucose, and electrolyte levels. The result of this liver-kidney experiment was compared to the results of five previous liver only perfusion models. In summary, with the addition of one kidney to the ex vivo liver circuit, hyperglycemia and metabolic acidosis were improved. In addition this model reproduces the physiological and metabolic responses of the liver sufficiently accurately to obviate the need for the use of live animals. The ex vivo liver-kidney perfusion model can be used as an alternative method in organ specific studies. It provides a disconnection from numerous systemic influences and allows specific and accurate adjustments of arterial and venous pressures and flow.

Steps for the Autologous Ex vivo Perfused Porcine Liver-kidney Experiment

Study of the animal organ physiology can be achieved by performing an experimental ex vivo perfusion system. The addition of a porcine kidney, as a homeostatic organ to our previously developed ex vivo liver perfusion model can be a principal step to achieve a better physiological environment.

The use of ex vivo perfused models can mimic the physiological conditions of the liver for short periods, but to maintain normal homeostasis for an ...

연구

의학

Technique of Subnormothermic Ex Vivo Liver Perfusion for the Storage, Assessment, and Repair of Marginal Liver Grafts

The success of liver transplantation has resulted in a dramatic organ shortage. In most transplant regions 20-30% of patients on the waiting list for liver transplantation die without receiving an organ transplant or are delisted for disease progression. One strategy to increase the donor pool is the utilization of marginal grafts, such as fatty livers, grafts from older donors, or donation after cardiac death (DCD). The current preservation technique of cold static storage is only poorly tolerated by marginal livers resulting in significant organ damage. In addition, cold static organ storage does not allow graft assessment or repair prior to transplantation.
These shortcomings of cold static preservation have triggered an interest in warm perfused organ preservation to reduce cold ischemic injury, assess liver grafts during preservation, and explore the opportunity to repair marginal livers prior to transplantation. The optimal pressure and flow conditions, perfusion temperature, composition of the perfusion solution and the need for an oxygen carrier has been controversial in the past.
In spite of promising results in several animal studies, the complexity and the costs have prevented a broader clinical application so far. Recently, with enhanced technology and a better understanding of liver physiology during ex vivo perfusion the outcome of warm liver perfusion has improved and consistently good results can be achieved.
This paper will provide information about liver retrieval, storage techniques, and isolated liver perfusion in pigs. We will illustrate a) the requirements to ensure sufficient oxygen supply to the organ, b) technical considerations about the perfusion machine and the perfusion solution, and c) biochemical aspects of isolated organs.

Technique of Subnormothermic Ex Vivo Liver Perfusion for the Storage, Assessment, and Repair of Marginal Liver Grafts

Marginal grafts, such as fatty livers, grafts from older donors, or livers retrieved after cardiac death (DCD) tolerate conventional, cold static storage only poorly. We developed a novel model of subnormothermic ex vivo liver perfusion for preservation, assessment, and repair of marginal liver grafts prior to transplantation.

Subnormothermic의 기술<em&gt; 전의 VIVO</em&gt; 간 스토리지, 평가를위한 관류 및 한계 간 이식의 수리

The success of liver transplantation has resulted in a dramatic organ shortage. In most transplant regions 20-30% of patients on the waiting list for ...

Ex Situ Normothermic Machine Perfusion of Donor Livers

In contrast to conventional static cold preservation (0-4 &#176;C), ex situ machine perfusion may provide better preservation of donor livers. Continuous perfusion of organs provides the opportunity to improve organ quality and allows ex situ viability assessment of donor livers prior to transplantation. This video article provides a step by step protocol for ex situ normothermic machine perfusion (37 &#176;C) of human donor livers using a device that provides a pressure and temperature controlled pulsatile perfusion of the hepatic artery and continuous perfusion of the portal vein. The perfusion fluid is oxygenated by two hollow fiber membrane oxygenators and the temperature can be regulated between 10 &#176;C and 37 &#176;C. During perfusion, the metabolic activity of the liver as well as the degree of injury can be assessed by biochemical analysis of samples taken from the perfusion fluid. Machine perfusion is a very promising tool to increase the number of livers that are suitable for transplantation.

Ex Situ Normothermic Machine Perfusion of Donor Livers

Here we present a protocol describing oxygenated ex situ machine perfusion of donor liver grafts. This article contains a step by step protocol to procure and prepare the liver graft for machine perfusion, prepare the perfusion fluid, prime the perfusion machine and perform oxygenated normothermic machine perfusion of the liver graft.

기증자의 간을의 현지 외 정상 체온 기계 관류

In contrast to conventional static cold preservation (0-4 &#176;C), ex situ machine perfusion may provide better preservation of donor livers. Continuous ...

Murine Kidney Transplant Technique

The first mouse kidney transplant technique was published in 19731 by the Russell laboratory. Although it took some years for other labs to become proficient in and utilize this technique, it is now widely used by many laboratories around the world. A significant refinement to the original technique using the donor aorta to form the arterial anastomosis instead of the renal artery was developed and reported in 1993 by Kalina and Mottram 2 with a further advancement coming from the same laboratory in 1999 3. While one can become proficient in this model, a search of the literature reveals that many labs still experience a high proportion of graft loss due to arterial thrombosis. We describe here a technique that was devised in our laboratory that vastly reduces the arterial thrombus reported by others 4,5. This is achieved by forming a heel-and-toe cuff of the donor infra-renal aorta that facilitates a larger anastomosis and straighter blood flow into the kidney.

The goal of this manuscript is to describe the steps required to perform a kidney transplant in a mouse, paying particular attention to the details of the arterial anastomosis.

쥐 신장 이식 기술

The first mouse kidney transplant technique was published in 19731 by the Russell laboratory. Although it took some years for other labs to become ...

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

There is a significant shortage of liver allografts available for transplantation, and in response the donor criteria have been expanded. As a result, normothermic ex vivo liver perfusion (NEVLP) has been introduced as a method to evaluate and modify organ function. NEVLP has many advantages in comparison to hypothermic and subnormothermic perfusion including reduced preservation injury, restoration of normal organ function under physiologic conditions, assessment of organ performance, and as a platform for organ repair, remodeling, and modification. Both murine and porcine NEVLP models have been described. We demonstrate a rat model of NEVLP and use this model to show one of its important applications &#8212; the use of a therapeutic molecule added to liver perfusate. Catalase is an endogenous reactive oxygen species (ROS) scavenger and has been demonstrated to decrease ischemia-reperfusion in the eye, brain, and lung. Pegylation has been shown to target catalase to the endothelium. Here, we added pegylated-catalase (PEG-CAT) to the base perfusate and demonstrated its ability to mitigate liver preservation injury. An advantage of our rodent NEVLP model is that it is inexpensive in comparison to larger animal models. A limitation of this study is that it does not currently include post-perfusion liver transplantation. Therefore, prediction of the function of the organ post-transplantation cannot be made with certainty. However, the rat liver transplant model is well established and certainly could be used in conjunction with this model. In conclusion, we have demonstrated an inexpensive, simple, easily replicable NEVLP model using rats. Applications of this model can include testing novel perfusates and perfusate additives, testing software designed for organ evaluation, and experiments designed to repair organs.

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

There is a significant liver donor shortage, and criteria for liver donors have been expanded. Normothermic ex vivo liver perfusion (NEVLP) has been developed to evaluate and modify organ function. This study demonstrates a rat model of NEVLP and tests the ability of pegylated-catalase, to mitigate liver preservation injury.

Ex Vivo Normothermic 간 관류의 작은 동물 모델

There is a significant shortage of liver allografts available for transplantation, and in response the donor criteria have been expanded. As a result, ...

Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation time and increases the risk of adverse post-transplantation outcomes. Moreover, the static nature of CS does not allow for organ evaluation or intervention during the preservation interval. Normothermic ex situ heart perfusion (ESHP) is a novel method for preservation of the donated heart that minimizes cold ischemia by providing oxygenated, nutrient-rich perfusate to the heart. ESHP has been shown to be non-inferior to CS in the preservation of standard-criteria donor hearts and has also facilitated the clinical transplantation of the hearts donated after the circulatory determination of death. Currently, the only available clinical ESHP device perfuses the heart in an unloaded, non-working state, limiting assessments of myocardial performance. Conversely, ESHP in working mode provides the opportunity for comprehensive evaluation of cardiac performance by assessment of functional and metabolic parameters under physiologic conditions. Moreover, earlier experimental studies have suggested that ESHP in working mode may result in improved functional preservation. Here, we describe the protocol for ex situ perfusion of the heart in a large mammal (porcine) model, which is reproducible for different animal models and heart sizes. The software program in this ESHP apparatus allows for real-time and automated control of the pump speed to maintain desired aortic and left atrial pressure and evaluates a variety of functional and electrophysiological parameters with minimal need for supervision/manipulation.

Normothermic ex situ heart perfusion (ESHP), preserves the heart in a beating, semi-physiologic state. When performed in a working mode, ESHP provides the opportunity to perform sophisticated assessments of donor heart function and organ viability. Here, we describe our method for myocardial performance evaluation during ESHP.

작업 모드에 Situ 심장 관류 Ex normothermic: 심장 기능 및 대사 평가

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation ...

Avoiding Ischemia Reperfusion Injury in Liver Transplantation

Currently, ex situ machine perfusion is a burgeoning technique that provides a better preservation method for donor organs than conventional static cold preservation (0&#8211;4 &#176;C). A continuous blood supply to organs using machine perfusion from procurement and preservation to implantation facilitates complete prevention of ischemia reperfusion injury and permits ex situ functional assessment of donor livers before transplantation. In this manuscript, we provide a step-by-step ischemia-free liver transplantation protocol in which an ex situ normothermic machine perfusion apparatus is used for pulsatile perfusion through the hepatic artery and continuous perfusion of the portal vein from human donor livers to recipients. In the perfusion period, biochemical analysis of the perfusate is conducted to assess the metabolic activity of the liver, and a liver biopsy is also performed to evaluate the degree of injury. Ischemia-free liver transplantation is a promising method to avoid ischemia-reperfusion injury and may potentially increase the donor pool for transplantation.

Presented here is a protocol to provide a step-by-step ischemia-free liver transplantation protocol under ex situ normothermic machine perfusion (37 &#176;C) of human livers from donors to recipients.

Currently, ex situ machine perfusion is a burgeoning technique that provides a better preservation method for donor organs than conventional static cold ...

Orthotopic Kidney Auto-Transplantation in a Porcine Model Using 24 Hours Organ Preservation And Continuous Telemetry

In the present era of organ transplantation with critical organ shortage, various strategies are employed to expand the pool of available allografts for kidney transplantation (KT). Even though, the use of allografts from extended criteria donors (ECD) could partially ease the shortage of organ donors, ECD organs carry a potentially higher risk for inferior outcomes and postoperative complications. Dynamic organ preservation techniques, modulation of ischemia-reperfusion and preservation injury, and allograft therapies are in the spotlight of scientific interest in an effort to improve allograft utilization and patient outcomes in KT.
Preclinical animal experiments are playing an essential role in translational research, especially in the medical device and drug development. The major advantage of the porcine orthotopic auto-transplantation model over ex vivo or small animal studies lies within the surgical-anatomical and physiological similarities to the clinical setting. This allows the investigation of new therapeutic methods and techniques and ensures a facilitated clinical translation of the findings. This protocol provides a comprehensive and problem-oriented description of the porcine orthotopic kidney auto-transplantation model, using a preservation time of 24 hours and telemetry monitoring. The combination of sophisticated surgical techniques with highly standardized and state-of-the-art methods of anesthesia, animal housing, perioperative follow up, and monitoring ensure the reproducibility and success of this model.

Large animal models play an essential role in preclinical transplantation research. Due to its similarities to the clinical setup, the porcine model of orthotopic kidney auto-transplantation described in this article provides an excellent in vivo setting for the testing of organ preservation techniques and therapeutic interventions.

24시간 장기 보존 및 지속적인 원격 분석을 사용하여 돼지 모델에서 직소 신장 자동 이식

In the present era of organ transplantation with critical organ shortage, various strategies are employed to expand the pool of available allografts for ...

Normothermic Ex Vivo Pancreas Perfusion for the Preservation of Pancreas Allografts before Transplantation

Pancreas transplantation (PTx) is a curative treatment for people who live with the burden of a diagnosis of diabetes mellitus (DM). However, due to organ shortages and increasing numbers of patients being listed for PTx, new strategies are needed to increase the number of available grafts for transplantation. 
Static cold storage (SCS) is considered the gold standard for standard criteria organs. However, standard criteria donors (SCD) are becoming scarce and new strategies that can increase the rate of organ acceptance from extended criteria donors (ECD) are urgently needed. 
Normothermic ex vivo perfusion (NEVP) is one of the strategies that has become increasingly popular over the past couple of decades. This preservation method has already been used successfully in other organs (liver, kidneys, and lungs) but has been minimally explored in pancreas transplantation. The few papers that describe the method for pancreas show little success, edema being one of the major issues. The following manuscript describes the successful NEVP method and setup developed by our group to perfuse swine pancreas.

Normothermic Ex Vivo Pancreas Perfusion for the Preservation of Pancreas Allografts before Transplantation

Normothermic ex vivo machine perfusion (NEVP) has scarcely been explored for the preservation of pancreas allografts. We present an innovative preservation technique for pancreas allografts before transplantation.

이식 전 췌장 동종이식의 보존을 위한 Normothermic Ex Vivo 췌장 관류

Pancreas transplantation (PTx) is a curative treatment for people who live with the burden of a diagnosis of diabetes mellitus (DM). However, due to organ ...

Kidney Procurement in a Preclinical Large Animal Model

Machine perfusion has evolved as a viable strategy for ex vivo organ assessment, monitoring, treatment, optimization, as well as to prolong preservation times. Large animal models have been paramount for the development and optimization of these technologies. However, in order to ensure graft quality and data reproducibility, standardized and clinically translatable surgical techniques for organ and tissue procurement should be followed. Thus, here, we describe an optimized protocol for kidney procurement in a preclinical swine model. Kidney recovery is performed using mixed breed (Yorkshire cross/mix) pigs. Briefly, following sterile disinfection and draping of the surgical field, a complete midline incision is performed to gain optimal access to both kidneys. The ureter, renal vein, and artery are dissected until their origin from the inferior vena cava and the aorta, respectively. After complete renal dissection, the ureter is tied and cut distally. The donor animal is then fully heparinized with 100 IU per kg/body weight. Next, the renal artery is clamped close to the aorta, and the renal vein is clamped close to the vena cava using a Satinsky vascular clamp. The kidney graft is then resected, and the renal artery is immediately cannulated back table. The kidney will then be flushed with an ice-cold preservation solution and stored on ice until either machine perfusion or transplantation. Finally, the renal artery stump is ligated with a 2-0 silk ligature, and the vena cava is closed with a 6-0 polypropylene suture. This technique recovers kidneys and simulates either a living (single kidney) or deceased (dual kidney) donor setting. The single kidney recovery offers the advantage to perform a subsequent autotransplantation. In the deceased donor model, blood can be collected prior to euthanasia by inserting blood bag needles directly into the aorta, thereby exsanguinating the animal and providing blood for ex vivo machine perfusion.

Here, we present a protocol that details a surgical model for kidney procurement in a preclinical swine model for subsequent machine perfusion or transplantation.

전임상 대형 동물 모델에서의 신장 조달

Machine perfusion has evolved as a viable strategy for ex vivo organ assessment, monitoring, treatment, optimization, as well as to prolong preservation ...

정상 체온

요약

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Steps for the Autologous Ex vivo Perfused Porcine Liver-kidney Experiment

Subnormothermic의 기술

기증자의 간을의 현지 외 정상 체온 기계 관류

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Ex Vivo Normothermic 간 관류의 작은 동물 모델

작업 모드에 Situ 심장 관류 Ex normothermic: 심장 기능 및 대사 평가

Avoiding Ischemia Reperfusion Injury in Liver Transplantation

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