Method Article
Normothermic ex vivo makine perfüzyonu (NEVP), pankreas allogreftlerinin korunması için henüz araştırılmamıştır. Bu yazıda pankreas allogreftleri için transplantasyon öncesi yenilikçi bir koruma tekniği sunulmaktadır.
Pankreas transplantasyonu (PTx), diabetes mellitus (DM) tanısı yükü ile yaşayan insanlar için iyileştirici bir tedavidir. Bununla birlikte, organ kıtlığı ve PTx için listelenen hasta sayısının artması nedeniyle, transplantasyon için mevcut greft sayısını artırmak için yeni stratejilere ihtiyaç vardır.
Statik soğuk hava deposu (SCS), standart kriter organlar için altın standart olarak kabul edilir. Bununla birlikte, standart kriterli donörler (SCD) giderek azalmaktadır ve genişletilmiş kriterli donörlerden (ECD) organ kabul oranını artırabilecek yeni stratejilere acilen ihtiyaç duyulmaktadır.
Normothermic ex vivo perfüzyon (NEVP), son birkaç on yılda giderek daha popüler hale gelen stratejilerden biridir. Bu koruma yöntemi diğer organlarda (karaciğer, böbrekler ve akciğerler) başarıyla kullanılmıştır, ancak pankreas transplantasyonunda minimal olarak araştırılmıştır. Pankreas yöntemini tanımlayan birkaç makale çok az başarı göstermektedir, ödem en önemli sorunlardan biridir. Aşağıdaki yazıda grubumuzun domuz pankreasını perfüze etmek için geliştirdiği başarılı NEVP yöntemi ve kurulumu anlatılmaktadır.
Ulusal Diyabet İstatistikleri Raporu'na göre, 2019 yılında Amerika Birleşik Devletleri'nde toplam 28,7 milyon kişi diyabet tanısı ile yaşıyordu. Bunların yaklaşık 1,8 milyonunda tip 1 diyabet1 tanısı vardı. PTx şu anda komplike tip 1 diabetes mellitus2 için en etkili ve tek küratif tedavidir ve bu hastaların hem yaşam beklentisini hem de yaşam kalitesini artıran bir prosedürdür3.
Pankreas, ölen donörlerden alındıktan sonra en sık atılan organdır4. Devam eden organ kıtlığı ve artan bekleme listesi süreleri ile nakil merkezleri, dolaşım ölümünden sonra bağış (DCD) de dahil olmak üzere ECD'lerden daha fazla pankreas grefti kullanmaktadır5. Genişletilmiş kriterli donörlerden gelen allogreftleri güvenli bir şekilde korumak, perfüzyon yapmak, değerlendirmek ve onarmak için stratejilere ihtiyaç vardır.
NEVP'in akciğer6, karaciğer 7,8 ve böbrek greftlerinin 9,10 korunmasında başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Bununla birlikte, hem hipotermik hem de normotermik pankreas için makine perfüzyonu üzerinde çalışan grup sayısı ve yayın sayısı, greft ödemi ve yaralanması nedeniyle az ve sınırlıdır11,12,13,14.
Bu çalışmanın amacı, transplantasyon öncesi uzun süreli koruma, organ değerlendirmesi ve onarımı için bir platform sağlamak amacıyla bir domuz modeli kullanarak normotermik ex vivo pankreas perfüzyonu (NEVPP) için bir protokol sunmaktır. Bu, diğer araştırma gruplarının pankreas allogreftlerinin incelenmesi için bir perfüzyon modeli oluşturmasına izin verecektir.
Bu çalışma için kullanılan tüm hayvanlar, Ulusal Tıbbi Araştırma Derneği tarafından formüle edilen "Laboratuvar Hayvanları Bakımı İlkeleri" ve Ontario, Kanada Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan "Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı İçin Kılavuz" uyarınca insancıl bakım almıştır. Tüm çalışmalar Toronto Genel Araştırma Enstitüsü Hayvan Bakım Komitesi tarafından onaylanmıştır.
NOT: Bu çalışma protokolü domuz modeline dayanmaktadır. Greft soğukta 2 saat bekletildikten sonra transplantasyondan önce 3 saat boyunca normotermik makine perfüzyonuna tabi tutulur (Şekil 1).
1. Hayvanlar
2. Organ temini
NOT: Preoperatif prosedür ve cerrahi işlemin bir kısmı, grubumuz15 tarafından yayınlanan önceki makalelerle aynıdır ve aşağıdaki gibidir:
3. Cerrahi prosedür
4. Pankreas greftinin arka tabla hazırlanması (Şekil 2A)
5. Normothermic ex vivo pankreas perfüzyonu (NEVPP)
NOT: Perfüzyon devresi yenidoğan kardiyopulmoner bypass ekipmanından yapılmıştır (Şekil 3).
6. Perfüzyonun hazırlanması ve devrenin astarlanması
7. Pankreas greft perfüzyonu (Şekil 2B)
Yaklaşan veriler, kalp atışı donör pankreas alımı modelini kullanan yedi deneyin temsili sonuçlarını göstermektedir. Aortun kanülasyonu, UW çözeltisi ile yıkanması ve pankreasın geri alınmasından sonra, kırmızı kan hücreleri hazırlanırken greftler 2 saat boyunca SCS'de tutuldu. NEVPP bu modelde 3 saat boyunca uygulandı, gelecekte greft değerlendirmesi ve onarımı amaçlanıyorsa perfüzyon için gerekli olan en az süreyi düşündük. Numuneler ve ölçümler saatlik zaman noktalarında kaydedildi. (0 = taban çizgisi, organ devreye bağlandıktan hemen sonra, 1 = 1 h, 2 = 2 h, 3 = 3 h).
Pankreas greftleri, bu amaç için özel olarak tasarlanmış ve bir ısıtıcı (Ek Dosya) içeren bir organ odasına yerleştirildi. NEVPP'nin amacı, organ için yakın fizyolojik bir ortam sağlamaktır. Bu amaçla tüm perfüzyonlarda arteriyel basınç 20-25 mmHg arasında kalacak şekilde ayarlandı. Basınç ve akış tüm perfüzyon boyunca ölçüldü ve sabit kaldı (Şekil 4). Aşağıdaki formül kullanılarak greftin oksijen tüketimi hesaplanarak metabolik aktivite tahmin edildi: [(pO 2 art-pO2ven) * akış /ağırlık] (Şekil 5). Tüm perfüzyon sırasında pH, sodyum, kalsiyum ve HCO3 ölçümleri fizyolojik değerler dahilindeydi (Şekil 6). Perfüzyon sırasında laktat ve potasyum seviyeleri azaldı ve 3 saatte normale yakın değerlere ulaştı (Şekil 7). Devre kapalı bir sistem olduğu için perfüzyon sırasında amilaz ve lipaz düzeylerinin artması beklenmektedir (Şekil 8). Bununla birlikte, seviyelerdeki artışın greftteki hasarla ilişkili görünmemektedir (Şekil 9). Adacık hücre bütünlüğünün yanı sıra yağ ve parankim nekrozunu skorlamak için yarı kantitatif bir ölçek kullanıldı. (0 - değişiklik yok, 1 - hafif değişiklikler, 2 - orta dereceli değişiklikler, 3 - ciddi değişiklikler). Bu, deney gruplarına kör olmuş bir patolog tarafından yapıldı ve pankreatit belirtileri gözlenmedi.
Pankreas allogreftleri perfüzyon öncesi ve sonrası tartımlanarak ödem değerlendirildi (Tablo 2).
Şekil 1. Çalışma protokolü. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2. Perfüzyondan önce ve sonra pankreas. (A) Perfüzyondan önce. (B) Perfüzyondan sonra. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3. Perfüzyon devresinin şematik çizimi. Yenidoğan kardiyopulmoner bypass teknolojisinin kullanımı ile; Perfüzyonat venöz rezervuara dökülür ve daha sonra oksijenatöre santrifüjlü bir pompa yardımıyla itilir. Oksijenatörden ayrıldıktan sonra, devre diyaliz kasetine perfüzyon gönderen ve arteriyel filtreye giden rezervuara ve boruya geri dönen boruya bölünür. Arteriyel kabarcık filtresini geçtikten sonra, perfüzyonat aorttan pankreasa 20-25 mmHg'lik bir basınçla sürülür. Venöz çıkış, perfüzyonu venöz rezervuara geri götürür. ( 18'den uyarlanmıştır). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4. Standart sapma ile ortalama arteriyel akım (mL/dak). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5. Standart sapma ile ortalama oksijen tüketimi (mL/dak/g). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6. (A) Standart sapmalarla ortalama pH, (B)HCO 3, (C) sodyum ve (D) kalsiyum ölçümleri. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 7. (A) Ortalama laktat ve (B) standart sapmalarla potasyum ölçümleri. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 8. (A) Ortalama amilaz ve (B) standart sapmalarla lipaz ölçümleri. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 9. Perfüzyon öncesi ve sonrası çekirdek biyopsileri. (A) Makine perfüzyonundan önce normal pankreas parankimleri18. (B) Pankreas asini ve adacık hücrelerinin iyi korunması ile perfüzyon sonrası biyopsi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Malzeme | Miktar |
Ringer laktatı | 260 mL |
Steen Çözümü | 195 milyon L |
Yıkanmış eritrositler | 162,5 milyon litre |
Çift Ters Ozmoz Suyu (DRO) | 35 mL |
Heparin (10000 IU / 10 mL) | 1,3 milyon L |
Sodyum bikarbonat (%8.4) | 10,4 milyon L |
Kalsiyum glukonat (%10) | 1,3 milyon L |
Metilprednizolon (Solu-Medrol) | 325 mg |
Aprotinin | 15 mg |
Tablo 1. Perfüzyon kompozisyonu.
Ağırlık öncesi | Ağırlık sonrası | Kazanç | % fark | |
Vaka 1 | 244 gr | 240 gr | -4 gr | -1.63 |
Vaka 2 | 154 gr | 164 gr | 10 gr | 6.49 |
Vaka 3 | 184 gr | 245 gr | 61 gr | 33.15 |
Vaka 4 | 190 gr | 226 gr | 36 gr | 18.94 |
Vaka 5 | 198 gr | 307 gr | 109 gr | 55.05 |
Vaka 6 | 205 gr | 315 gr | 107 gr | 51.44 |
Vaka 7 | 193 gr | 256 gr | 63 gr | 32.64 |
Tablo 2. Perfüzyon öncesi ve sonrası ağırlık.
Ek Dosya: Perfüzyon için özel yapım pankreas odası. Prenses Margaret Kanser Merkezi'ndeki Tıbbi Fizik - Radyasyon Tıbbı Programı Makine Atölyesi ile işbirliği içinde tasarlanmıştır. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Bu çalışma, daha önce sunulan kurulum ile perfüzyondan 3 saat sonra minimal histolojik hasarı olan pankreas allogreftlerinde stabil NEVPP'nin elde edilebileceğini göstermektedir. Arteriyel akım, basınç, pH, HCO3 ve Na gibi perfüzyon parametreleri perfüzyon sırasında stabil kalır ve K ve laktatta azalma ve stabilizasyon gözlemledik.
Greftin tedarik, arka masa hazırlığı ve perfüzyon sırasında mümkün olduğunca az manipüle edilmesi kritik öneme sahiptir. Arteriyel basıncın sıkı kontrolünü sağlamak da çok önemlidir. Pankreas düşük basınçlı bir organ olduğundan, basınçtaki bir artış organda geri dönüşü olmayan hasara neden olabilir.
Bu çalışma için arka masa hazırlığı insan greftlerinin hazırlanmasından farklıdır (Şekil 2A). Pankreas domuzlardan temin edilen tek organ olduğu için aortun çölyak gövdesi ve superior mezenterik arteri içeren kısmını alabildik. Portal ven ise iliak ven kullanılarak uzatma yapıldı. İnsan greftleri söz konusu olduğunda, arka masa hazırlığının, transplantasyon için yapıldığı gibi, arteriyel rekonstrüksiyon ve portal uzatma için iliak greftler kullanılarak yapılması gerekecektir19.
Bu yöntem, kurulumun karmaşıklığı ile sınırlı olabilir. Greftsiz yapıldığında greftin şiddetli ödemini fark ettikten sonra diyaliz kaseti eklemeye karar verdik. Bu deneyler için, greftlerin optimal perfüzyonu için etkili olduğu kanıtlanan harici bir ısıtma kaynağı içeren ısmarlama bir organ odası da inşa edildi.
Normotermik ex vivo pankreas perfüzyonunu tanımlayan az sayıda çalışma vardır. Bu çalışmaların çoğunda, ödem ana sınırlayıcı faktör gibi görünmektedir. Bildiğimiz kadarıyla, bu yöntem ödemi kontrol etmek için diyaliz kaseti kullanmanın tek raporudur.
Pankreas için normothermic ex vivo perfüzyon, diğer organlara kıyasla henüz emekleme aşamasındadır. Mevcut protokoller, perfüzyon sırasında greft hasarını değerlendirmek için genişletilmiş kriter donörlerine (DCD), perfüzyon iyileşmesine, daha uzun perfüzyon sürelerine ve biyobelirteçlere odaklanmaktadır. Amilaz ve lipaz seviyeleri güvenilir belirteçler gibi görünmemektedir, çünkü kapalı bir sistem kullanıyoruz ve histopatoloji20 ile ilişkili görünmüyor. Şimdiye kadar grubumuz perfüzyon sonrası pankreas allogreftlerini de nakletmeyi başarmış ve iyi sonuçlar almıştır18.
Bu teknolojideki sürekli gelişmelerle birlikte, bu teknolojinin klinik transplantasyona uygulanabilir olacağını ve pankreas allogreftlerinin değerlendirilmesine ve onarımına izin vereceğini umuyoruz. Bu, umarım sonuçta daha fazla greft kullanımına, hastalar için bekleme süresinin azalmasına ve daha iyi hasta sonuçlarına neden olur
Yazarların açıklayacak bir şeyleri yoktur.
Hiç kimse.
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır