Name: normothermic ex vivo kidney perfusion for the preservation of kidney grafts prior to transplantation
Uploaded: 2015-07-15T14:00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation at JoVE.com

Vi vil gerne takke Sorin Group (Milano, Italien) for at give os specialfremstillede nyre perfusion kredsløb. Derudover takker vi XVIVO Perfusion Inc. (Göteborg, Sverige) for at give os Steen løsning, BBraun AG (Melsungen, Tyskland) om levering med sprøjtepumper, og Rieber GmbH &amp; Co KG (Reutlingen, Tyskland).

Bemærk: En skematisk oversigt over undersøgelsesprotokollen er præsenteret i figur 1. <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig1.jpg" /> Figur 1. Undersøgelse protokol. Denne undersøgelse protokol normotermisk ex vivo nyre perfusion er baseret på et porcint model. Efter kirurgisk dissektion af skibene i nyrerne graft og skylning med 500 ml histidin-tryptophan-ketoglutarat (HTK), kan transplantatet hentes. Efter fryselager (SCS) i 3 timer, er nyrerne graft perfunderet normotermisk ex vivo (NEVKP) til flere timer, indtil den udpegede transplantation. Alle dyr fik human måde i overensstemmelse med de &#39;&#39; Principles of Laboratory Animal Care &#39;&#39; formuleret af den nationale Society for Medical Research og &#39;&#39; Guide til pleje af forsøgsdyr &#39;&#39; udgivet af National Institutes of Health,Ontario, Canada. Animal Care Komité Toronto General Research Institute godkendt alle undersøgelser. 1. Dyr <ol><li> Brug mandlige Yorkshire grise (27-33 kg) i denne protokol. </li></ol> 2. Organ Retrieval <ol><li> Præoperativ Procedure <ol><li> Hus de mandlige Yorkshire svin i et forskningscenter i mindst en uge til at reducere deres stress-niveau. Fast svinene i mindst 6 timer før induktion af anæstesi. </li><li> Initiere bedøvelse af svin ved en intramuskulær injektion af ketamin (25 mg / kg), atropin (0,04 mg / kg), og midazolam (0,15 mg / kg). Efterfølgende transportere dyret fra huset facilitet til operationsstuen (OR). </li><li> Placer katten i liggende stilling på eller bord. Lad det trække vejret 2 L af ilt med 5% af isofluran spontant. Efter afslapning, udsætte stemmebånd med en laryngoskop og spray dem med 2% lidocain at forhindre en krampe forårsaget af intubation. After intubation med en 6,5 mm rør, blokere manchetten med 3-5 ml luft. Bemærk: Capnometry afslører den korrekte position luftrørsslangen. </li><li> Sænk isofluran gas til 2,5%. Sæt ventilatoren til 14-16 vejrtrækninger / min og tidalvolumen til 10 - 15 ml / kg legemsvægt. Overvåg grisen nøje. Puls og iltmætning registreres af puls oxymetri. </li><li> Under sterile forhold indføre en 8,5 Fr. x 10 cm kateter i halsvenen i Seldinger-teknik 13. Brug derfor en nål til at punktere den venøse kar. Efter indføring af en ledning, erstat nålen med et kateter. Fjerne wiren og fiksere kateteret til huden. Administrere 200 ml Ringer laktat timen hele operationen. </li></ol></li><li> Kirurgisk Procedure <ol><li> Efter desinfektion og dækning af kirurgiske område, udføre en midtlinjeincision fra Xyphoid til skambenssammenføjning. Til forbedring eksponeringen, forlænge den kirurgiske tilgang meden venstre lateral incision. Dække de store og små tarme med et håndklæde og placere dem til venstre side for optimal adgang til den højre nyre. </li><li> Adskil inferior vena cava (IVC) fra den abdominale aorta. Afsnøre aorta grene fra bagsiden af ​​aorta. </li><li> Efter fuldstændig aortadissektion til ryggen, passerer en ligatur omkring aorta kraniale til de renale grene. Derudover placere to ligaturer craniale af bækkenforgreningen. Placer en uafgjort omkring venstre renale arterie. </li><li> Frigøre den højre nyre fra dens vedhængende væv. Dissekere renale vene, arterie, og ureter. </li><li> Åbn mellemgulvet og administrere 1.000 IE heparin per kg donor vægt ind i hjertet. For en DCD model, injicere 40 mval af KCl intrakardial 3 min efter systemisk heparinisering at fremkalde hjertestop. Den hjertestop er værdsat som udgangspunkt varm iskæmi. </li><li> I mellemtiden, til opsamling af blod, forbinde linjer CPDA poser (citrat, fosfat, dextrose, endenosine) til kateteret indføres i den øverste venstre halsvene. Udfør en soft centrifugering (1.500 xg uden bremse). Fjern plasma og buffy coat under steril tilstand (biosikkerhed kabinet klasse II) og gemme erytrocytterne til transfusion. </li><li> Kanyle aorta med et orgel flush linje over bækkenforgreningen. Binde ligaturer på aorta og den venstre renale arterie. </li><li> Skylle nyrerne med histidin-tryptophan-ketoglutarat (HTK) opløsning med et tryk på 100 cm H 2 O. Klemme bryst cava og indsamle blodet via jugularis kateter. Skær den abdominale cava under den renale vene til at sikre en optimal tømning af nyren. </li><li> Efter en fuldstændig tømning af den højre nyre, hente implantatet med et segment af aorta. Skær den renale vene og efterlade ureter lang. </li></ol></li><li> Tilbage Tabel Forberedelse af Nyre Graft for Perfusion <ol><li> Befri nyrerne fra vedhængende væv. Luk craniale del af aorta med et slips ennd kanyle den nederste del med en 1/4 &quot;x 3/8&quot; reducer. Bind off mindre arterielle grene fra aorta. </li><li> Kanyle den renale vene med en 1/4 &quot;x 3/8&quot; reducering direkte. Intubere ureter med en 8 Fr. påfyldningsrør. </li><li> Placer nyre på is indtil starten af ​​NEVKP. </li></ol></li></ol> 3. normotermisk Ex vivo Nyre Perfusion (NEVKP) <ol><li> Fremstilling af perfusionskredsløbet Perfusionskredsløbet består af neonatal kardiopulmonær bypass udstyr (figur 2). <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig2.jpg" /> Figur 2. Skematisk tegning af perfusionskredsløbet. Kredsløbet består af neonatal kardiopulmonær bypass-teknologi. Perfusionsopløsningen opsamles i det venøse reservoir. En centrifugalpumpe driver opløsningen i oxygenatoren, hvor det er beriget med oxygen og opvarmet til 37 ° C. Efter passing arterielle boble filter, perfusatet drives med et tryk på 60-80 mmHg gennem den renale arterie ind i nyren. Den venøse udstrømning (0 - 3 mmHg) fører perfusatet tilbage i den venøse reservoir. Sprøjte og infusionspumper sikre forsyningen med yderligere forbindelser. Urinen opsamles i hele perfusion. Perfusionskredsløb karakteristika registreres kontinuerligt. Timeløn venøs og arteriel blod gasprøver og nyre skade markører analyseres. <ol> <li> Tilslut specialfremstillede perfusionskredsløbet til nyren perfusion enhed. </li><li> Tilslut slangen til den venøse reservoir og oxygenator. Tilslut den arterielle linje slangen til den arterielle udstrømning af oxygenatoren og placere boble filter i holderen. Tilslut udrensning linje. Forbind venekateter slange til indløbet af det venøse reservoir. </li><li> For vurdering under perfusion, skal du sætte temperaturen sonden i den arterielle stikkontakten, tilslut flowmeteret og bubble sensor til den arterielle linje slanger, og tilslut trykledninger. Tilslut niveausensor. </li><li> Tilslut venøse og arterielle prøve linjer til de venøse og arterielle prøve porte. </li><li> Placer orglet kammer på et stativ og introducere den venøse og arterielle slanger gennem de præparerede huller. Fastgør slangen til bordet og kammeret fast. </li><li> Sæt sugeslangen i valsen pumpen og positionere den ene ende ind i kammeret til at indsamle fluider. </li><li> Tilslut ilt slangen til gas tank indeholdende 95% O2 / 5% CO2 og oxygenatoren. Slut varmeenheden slangen til oxygenatoren og orglet kammer. </li><li> Brug slange klemmer at lukke venøse og arterielle udstrømning linjer. Anvende en anden slange klemme til udstrømningen af ​​det venøse reservoir. </li></ol></li><li> Udarbejdelse af Perfusion Solution, yderligere tillæg, og Priming Circuit <ol><li> Brug en infusionspumpe at erstatte den producerede urin medRingers lactat. </li><li> Brug en sprøjtepumpe at administrere ernæring (glucose 0,5 ml / time, aminosyrer 0,5 ml / time) og insulin (5 IU / time) ind i den venøse reservoir. Udnytte en anden sprøjte pumpe til infusion af en vasodilatator (verapamil, 0,25 mg / time) direkte i den arterielle linje. </li><li> Fyld venøs reservoir med perfusionsopløsningen. Derfor, hæld Ringers lactat (175 ml), Steen opløsning (200 ml), DRO (27 ml), heparin (1.000 IE), natriumbicarbonat for at indstille pH, og calciumgluconat i den venøse reservoir. Tilsæt til sidst vaskede erythrocytter (125 ml). </li><li> Tænd for hjerte-lunge-maskine (HLM). Aktiver tryk, temperatur, niveau, og boble sensor paneler. Aktiver Data Management System (DMS) til at registrere data i hele perfusion. Aktivere varmeenheden at varme perfusionsopløsningen og organkammerenheden til 37 ° C. Åbne udbud O 2. </li><li> Åbne slangeklemme bag den venøse reservoir og befri centrifugal pumpe hovedet fra luften helt. Start centrifugalpumpen ved 1.000 rpm og lad opløsningen fremdrives hele kredsløbet. Klemme slangen uden om arterielle filter og frigive luft fra det arterielle filter. </li><li> Nul trykket linjer. Aktiver sprøjten og infusionspumper. </li></ol></li><li> Nyregraft Perfusion <ol><li> Fjern nyre fra isen, og placer nyrerne på sengelinned på orglet kammer. Placer urin kateter i urinen samler. Efter at have sikret, at den venøse og arterielle slanger er fri for luft, plug stikkene til slangen. </li><li> Luk genvej mellem det arterielle og venøse slanger linjer. Indstil det arterielle tryk til 75 mmHg ved at regulere hastigheden af ​​centrifugalpumpe. </li><li> Optag pres, arteriel flow, temperatur og tilstedeværelse af bobler kontinuerligt med DMS. Overholde værdierne omhyggeligt hele perfusion. Under perfusion, blod lækker ind i kammeret er colleCTED via sugeslangen tilbage i den venøse reservoir. </li><li> Registrere den mængde urin produceres. Saml venøse blod og urinprøver hver time. Overvåg perfusionen ved at tage venøse og gasprøver arterielle blod og aspartat-aminotransferase (AST), og laktat analyse. </li><li> Ved slutningen af ​​perfusion, afbryde slangen fra den renale arterie og vene, skylle transplantatet med kold HTK, og gemme det på is i en steril orgel pose indtil transplantation. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Wolfe, R. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+mortality+in+all+patients+on+dialysis,+patients+on+dialysis+awaiting+transplantation,+and+recipients+of+a+first+cadaveric+transplant.">Comparison of mortality in all patients on dialysis, patients on dialysis awaiting transplantation, and recipients of a first cadaveric transplant.</a> The New England journal of medicine. 341 (23), 1725-1730 (1999).</li><li>Rabbat, C. G., Thorpe, K. E., Russell, J. D., Churchill, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+mortality+risk+for+dialysis+patients+and+cadaveric+first+renal+transplant+recipients+in+Ontario,+Canada.">Comparison of mortality risk for dialysis patients and cadaveric first renal transplant recipients in Ontario, Canada.</a> Journal of the American Society of Nephrology : JASN. 11 (5), 917-922 (2000).</li><li>Fuquay, R., Teitelbaum, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transplant+outcomes+and+dialysis+modality.">Transplant outcomes and dialysis modality.</a> Contributions to nephrology. 178, 251-257 (2012).</li><li>Ingsathit, A., Kamanamool, N., Thakkinstian, A., Sumethkul, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+advantage+of+kidney+transplantation+over+dialysis+in+patients+with+hepatitis+C:+a+systematic+review+and+meta-analysis.">Survival advantage of kidney transplantation over dialysis in patients with hepatitis C: a systematic review and meta-analysis.</a> Transplantation. 95 (7), 943-948 (2013).</li><li>Davis, A. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extent+and+predictors+of+waiting+time+geographic+disparity+in+kidney+transplantation+in+the+United+States.">The extent and predictors of waiting time geographic disparity in kidney transplantation in the United States.</a> Transplantation. 97 (10), 1049-1057 (2014).</li><li>Perico, N., Cattaneo, D., Sayegh, M. H., Remuzzi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delayed+graft+function+in+kidney+transplantation.">Delayed graft function in kidney transplantation.</a> Lancet. 364 (9447), 1814-1827 (2004).</li><li>Maggiore, U., Cravedi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+marginal+kidney+donor.">The marginal kidney donor.</a> Current opinion in organ transplantation. 19 (4), 372-380 (2014).</li><li>Dittrich, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+cold+storage+on+renal+ischemia+reperfusion+injury+after+non-heart-beating+donor+explantation.">Influence of cold storage on renal ischemia reperfusion injury after non-heart-beating donor explantation.</a> Nephron. Experimental nephrology. 96 (3), e97-e102 (2004).</li><li>Summers, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+donor+age+and+cold+storage+time+on+outcome+in+recipients+of+kidneys+donated+after+circulatory+death+in+the+UK:+a+cohort+study.">Effect of donor age and cold storage time on outcome in recipients of kidneys donated after circulatory death in the UK: a cohort study.</a> Lancet. 381 (9868), 727-734 (2013).</li><li>Hosgood, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=et+al.+pilot+study+assessing+the+feasibility+of+a+short+period+of+normothermic+preservation+in+an+experimental+model+of+non+heart+beating+donor+kidneys.">et al. pilot study assessing the feasibility of a short period of normothermic preservation in an experimental model of non heart beating donor kidneys.</a> The Journal of surgical research. 171 (1), 283-290 (2011).</li><li>Hosgood, S. A., Patel, M., Nicholson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+conditioning+effect+of+ex+normothermic+perfusion+in+an+experimental+kidney+model.">The conditioning effect of ex normothermic perfusion in an experimental kidney model.</a> The Journal of surgical research. 182 (1), 153-160 (2013).</li><li>Nicholson, M. L., Hosgood, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Renal+transplantation+after+ex+vivo+normothermic+perfusion:+the+first+clinical+study.+American+journal+of+transplantation.">Renal transplantation after ex vivo normothermic perfusion: the first clinical study. American journal of transplantation.</a> official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 13 (5), 1246-1252 (2013).</li><li>Seldinger, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Catheter+replacement+of+the+needle+in+percutaneous+arteriography;+a+new+technique.">Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography; a new technique.</a> Acta radiologica. 39 (5), 368-376 (1953).</li><li>Stubenitsky, B. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exsanguinous+metabolic+support+perfusion--a+new+strategy+to+improve+graft+function+after+kidney+transplantation.">Exsanguinous metabolic support perfusion--a new strategy to improve graft function after kidney transplantation.</a> Transplantation. 70 (8), 1254-1258 (2000).</li><li>Delpech, P. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+warm+ischaemia+combined+with+cold+preservation+on+the+hypoxia-inducible+factor+1&#945;+pathway+in+an+experimental+renal+autotransplantation+model.">Effects of warm ischaemia combined with cold preservation on the hypoxia-inducible factor 1&#945; pathway in an experimental renal autotransplantation model.</a> The British journal of surgery. , (1002).</li><li>Cypel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Normothermic+ex+vivo+lung+perfusion+in+clinical+lung+transplantation.">Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation.</a> The New England journal of medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).</li><li>Knaak, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subnormothermic+Ex+vivo+liver+perfusion+reduces+endothelial+cell+and+bile+duct+injury+after+DCD+pig+liver+transplantation.">Subnormothermic Ex vivo liver perfusion reduces endothelial cell and bile duct injury after DCD pig liver transplantation.</a> Liver transplantation : official publication of the American Association for the Study of Liver Diseases and the International Liver Transplantation Society. , (2014).</li><li>Hosgood, S. A., Nicholson, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+normothermic+perfusion+of+declined+human+kidneys+after+inadequate+in+situ+perfusion.">Ex vivo normothermic perfusion of declined human kidneys after inadequate in situ perfusion.</a> American journal of transplantation official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 14 (2), 490-491 (2014).</li><li>Op den Dries, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+normothermic+machine+perfusion+and+viability+testing+of+discarded+human+donor+livers.">Ex vivo normothermic machine perfusion and viability testing of discarded human donor livers.</a> American journal of transplantation official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 13 (5), 1327-1335 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Denne undersøgelse viser, at NEVKP med en erythrocyt-baseret løsning kan udføres med fremragende resultater for en lang tidsperiode i en porcin model. I løbet af de 10 timer ex vivo perfusion nyrerne viste stabile perfusion parametre, aktiv renal stofskifte, homeostase og minimal nyreskade. Urinproduktion og nyreskade afhænge af sammensætningen af ​​perfusionsopløsningen. Det er vigtigt at holde onkotisk tryk og osmolaritet perfusatet inden for et fysiologisk område. Især vil et lavt onkotisk tryk resultere i en ufysiologisk høj urinproduktion med betydelig nyre ødem og stigende markører for nyreskade. STEEN opløsning indeholdende albumin er valgt i denne model til at regulere onkotisk tryk og for at simulere fysiologiske betingelser for nyrerne. Natriumbicarbonat og calciumgluconat sættes til systemet for at opnå fysiologiske pH-værdier, HCO 3 </sub&gt;, natrium, kalium, calcium og chlorid. Udvælgelsen og dosering af vasodilatoren er vigtigt at sikre tilstrækkelig blodgennemstrømning og iltforsyning. Teknikken med normotermisk ex vivo nyre perfusion har flere begrænsninger. Ex vivo perfusion er ikke forbundet med hormonal støtte i nyren, hvilket negativt kan påvirke længere perfusion perioder. Hertil kommer, at ny teknologi, på nuværende tidspunkt, er forbundet med forøgede omkostninger. Fremtidige forbedringer kunne forenkle teknologi og reducere omkostningerne. Udviklingen af ​​en bærbar nyre perfusion enhed kan gøre det muligt at helt at undgå kold nyre lagring i fremtiden. Den alvorlige og vedvarende organmangel fører til øget brug af marginale organer (ECD eller DCD nyre podekviste) 7. I øjeblikket er organbevarelse baseret på statiske nedfrysning eller hypotermisk maskine perfusion. Som en forlænget kold iskæmisk tid har en betydelig imphandle om resultatet af nyrefunktionen af standard kriterier 15 og marginale transplantater 8,9, nye konserveringsteknikker minimerer kølerum er af særlig interesse 16-19. En væsentlig hindring for at bruge marginale transplantater mere udførligt er den manglende evne til at vurdere kvaliteten og levedygtighed af organer før transplantation. I øjeblikket er kun kliniske parametre som donor alder, donor sygdomme, og varm iskæmi tid af transplantater anvendes til beslutningen om, hvorvidt et organ er accepteret eller afvist til transplantation. Ved at bevare transplantatet under normotermiske betingelser, graft vurdering baseret på perfusion egenskaber og data er mulig. Real-time parametre såsom renal vaskulær flow, tryk, intrarenal modstand, urinproduktion, iltforbrug, og nyre skade parametre (såsom ASAT og laktat) formodes at være nyttige parametre for at vurdere levedygtigheden af ​​transplantatet. I Addition, det aktive stofskifte under NEVKP tillader anvendelsen af ​​reparation strategier til at forbedre marginale nyre transplantater forud for transplantation. For eksempel kunne inhibering af proinflammatoriske veje, immunmodulation, genoverførsel, samt stamceller indgivelse være fremtidige teknikker til at ændre nyre transplantater under præserveringsperioden tid og forbedre modtager resultatet.

Nyre er de hyppigst transplanterede faste organer. For patienter, der lider af slutstadiet nyresygdom, nyretransplantation giver bedre levetid og forbedret livskvalitet sammenlignet med dialyse 1-4. Den vedvarende organmangel udgør et alvorligt problem inden for transplantation medicin (tabel 1) 5. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> Forenede Stater * </td><td> Eurotransplant region ** </td></tr><tr><td> Patienter på nyretransplantation venteliste </td><td> 101563 (februar 2015) </td><td> 10.689 (december, 2014) </td></tr><tr><td> Afdøde donor nyrer transplanteret i 2014 </td><td> 10.650 </td><td> 3119 </td></tr><tr><td> Median ventetid til afdød donor nyretransplantation (i år) </td><td> Op til 5 år * </td><td> Op til 4 År ** </td></tr></tbody></table> Tabel 1. NyreGraft Mangel i USA og Eurotransplant Region. Resultatet af nyretransplantation er negativt påvirket af ventetiden, med dårligere resultat for patienter, der udsættes for langvarig dialyse 6. Dette har udløst interesse i marginale nyre transplantater som en yderligere donor kilde, såsom nyrer fra ældre donorer, donorer med flere co-morbiditet (udvidede kriterier donorer (ECD) og nyrer doneret efter hjertedød (DCD). Marginal donor nyrer der ville have været faldet i fortiden betragtes nu til transplantation 7. En væsentlig hindring for anvendelsen af ​​marginale nyre transplantater er bevarelsen teknikken med kold anoxisk opbevaring. I øjeblikket er nyre transplantater opbevaret statisk på is eller perfunderet ved 4 ° C uden ilt. Den kolde anoxiske konservering teknik er forbundet med løbende graft skade i nyre konservering og tillader ikke graft vurdering på grund af den manglende Metabolism og urin produktion. Især marginale nyre transplantater tåle kølerum dårligt, hvilket resulterer i betydelige nyreskade, og høje forsinket transplantatfunktion (DGF) 8,9. DGF er en prognostisk faktor for dårlig langvarig transplantatfunktion. Ekstrakorporal nyre perfusion repræsenterer en alternativ metode til bevaring, vurdering og reparation af organer. I et svin model blev gavnlige resultater præsenteres for nyrer perfusionerede ex vivo under normotermiske betingelser 10,11. Den første kliniske forsøg udført i 2013 viste en lavere forsinket transplantatfunktion når nyrer hentet fra udvidede kriterier donorer blev perfunderet i 1 time umiddelbart før transplantationen 12. Denne artikel præsenterer en model af normotermisk ex vivo nyre perfusion (NEVKP). Målet med denne undersøgelse er at reducere den anvendte kolde iskæmi tid til et minimum og forlænge NEVKP. NEVKPer en alternativ konservering metode, der sigter mod at reducere de skader, der kan være forårsaget af fryselager teknikker.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Neonatal cardiopulmonary bypass technology</td>
			<td>SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada)</td>
			<td>Custom made</td>
			<td>Neonatal venous reservoir D100 (500 mL, 1/16&#34; in- and outflow), neonatal oxygenator D100, centrifugal pump head (Revolution), arterial bubble filter (D130)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heart lung machine, St&#246;ckert S3</td>
			<td>SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, 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 rowspan="3">Tubing</td>
			<td>SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada)</td>
			<td>01906BPC SG XS</td>
			<td>3/16&#34;x 1/16&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>019071PC SG XS</td>
			<td>1/4&#34;x 1/16&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>019060PC SG XH</td>
			<td>3/8&#34;x 1/16&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tubing connectors</td>
			<td>SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada)</td>
			<td></td>
			<td>Various sizes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>STEEN solution</td>
			<td>XVIVO (G&#246;teborg, SWE)</td>
			<td>19004</td>
			<td>200 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ringer&#39;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&#233;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>1000 IU</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amino acid and glucose, Travasol 10%</td>
			<td>Baxter (Mississauga, ON, CAN)</td>
			<td>JB6760</td>
			<td>1 mL/h</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast acting insulin, Novorapid</td>
			<td>Novo Nordisk Canada Inc (Mississauga, ON, CAN)</td>
			<td>DS6H748</td>
			<td>5 IE/h</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Verapamil</td>
			<td>Sandoz Canada Inc (Quebec, QC, CAN)</td>
			<td>52216</td>
			<td>0,25 mg/h</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.

I det følgende resultaterne af seks forsøg med en model af hjerte-bankende nyre hentning præsenteres. Efter in situ flush og nyre selektion, blev transplantaterne opbevaret på is i 3 timer (SCS), mens erytrocytterne blev fremstillet. For det kliniske miljø, det simulerer den tid, der kræves til genvindingen og bagsiden tabel forberedelse. NEVKP blev udført i 10 timer. At opretholde fysiologiske betingelser og simulere en in vivo omgivelser for nyrerne, bør organkammerenheden være opvarmet og forseglet. Perfusion og urin udskiftning løsning bør repræsentere fysiologiske værdier for blodgasanalyse, onkotisk pres, og osmolaritet. Normale værdier (baseline værdier) opnået fra Yorkshire svin in situ, er placeret i hver figur beskrivelse, henholdsvis (fig 3-13). Formålet med NEVKP er at sikre, at transplantatet er forsynet med tilstrækkelig ilt og ernæring. Som iskæmi cabruger vasokonstriktion, hvilket øger intrarenal modstand, der giver et konstant flow med et stabilt tryk er en god indikator for tilstrækkelig iltning. Efter målet graft temperatur på 37 ° C er nået via rewarming af organet efter SCS, flowværdierne og intrarenal modstand forbliver stabile med en konstant fysiologisk tryk på omkring 60-80 mmHg i hele perfusion (figur 3 og 4). Mængden af urin produktion afhænger hovedsagelig af sammensætningen af perfusion opløsning (figur 5). Hver time målinger af venøs og arteriel pO 2 viser den metaboliske aktivitet i nyren. Forbruget oxygen blev beregnet ved anvendelse af ligningen ((PO 2 art - pO 2 ven) x flow / vægt) (figur 6) 14. Under perfusion pH, HCO 3 og elektrolytter er stabile uden at kræve indgreb (figur 7-10). Real-time AST og lactat-målinger tjene til at overvåge cellulære skader. Der ikke detekteres nogen stigning af parametre for celle skade i NEVKP periode (figur 11 og 12). Osmolariteten af den perfusion opløsning er stabil (figur 13). Histologisk vurdering viser mindre ændringer (figur 14-16). <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig3.jpg" /> Figur 3. gennemsnitlige arterielle flow med standardafvigelse (ml / min). I hele perfusionen forbliver strømningen i et fysiologisk område. Svin fysiologiske værdier, målt på stedet: betyder kunst. flow: 170 ± 57 ml / min (interval 83-325 ml / min). <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig4.jpg" /> Figur 4. intrarenal modstand (IRR), gennemsnit og standardafvigelse (mmHg / </strong&gt; Ml / min). Den gennemsnitlige arterielle tryk (MAP) forbliver konstant mellem 60 og 80 mmHg. Den intrarenal modstand er under 0,5 mmHg / ml / min konstant. <img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig5.jpg" /> Figur 5. Samlet urinvolumen, middelværdi og standardafvigelse (ml). Det samlede urinmængde hovedsagelig afhænger af sammensætningen af perfusionsopløsningen. Jo højere onkotiske tryk, og osmolariteten, jo lavere urin produktion. <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig6.jpg" /> Figur 6. Oxygenforbrug, middelværdi og standardafvigelse (ml / min / g). <img alt="Figur 7" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig7.jpg" /> Figur 7. pH venøst ​​middelværdi og standardafvigelse. PH remains konstant i et fysiologisk område uden administration af bicarbonater. Svin fysiologiske værdier, målt på stedet: pH 7,46 ± 0,06 (interval 7,34-7,63). <img alt="Figur 8" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig8.jpg" /> Figur 8. HCO 3 venøs, gennemsnit og standardafvigelse (mmol / l). Den HCO 3 forbliver i en fysiologiske område uden administration af bicarbonater. Porcine fysiologiske værdier, målt in situ: HCO 3 30,3 ± 2,4 mmol / l (interval 21,6-35,8 mmol / l). <img alt="Figur 9" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig9.jpg" /> Figur 9. Venøs natriumkoncentrationen, middelværdi og standardafvigelse (mmol / L). Natrium forbliver i en fysiologisk område. Svin fysiologiske værdier, målt på stedet: 137,1 &amp;# 177; 3,8 mmol / l (interval 118,7-140,9 mmol / l). <img alt="Figur 10" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig10.jpg" /> Figur 10. Venøs kaliumkoncentration, middelværdi og standardafvigelse (mmol / L). The kalium forbliver konstant i en fysiologisk område. Porcine fysiologiske værdier, målt in situ: 3,85 ± 0,46 mmol / L (interval fra 3,5 til 5,36 mmol / l). <img alt="Figur 11" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig11.jpg" /> Figur 11. Venøs aspartataminotransferase, gennemsnit og standardafvigelse. (AST, U / L) I ex vivo normotermisk nyre perfusion, AST demonstrerer en celle skade markør. AST værdier er lave i hele perfusion. <img alt="Figur 12" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig12.jpg" /> Figur 12: laktat<html> , Middelværdi og standardafvigelse (mmol / l). I ex vivo normotermisk nyre perfusion, laktat repræsenterer en celle skade markør. Værdierne er stabile i hele perfusion. <img alt="Figur 13" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig13.jpg" /> Figur 13:. Osmolaritet serum, gennemsnit og standardafvigelse (mosm / l) En konstant osmolaritet i perfusionsopløsningen sikrer lav, men konstant urin produktion. Porcine fysiologiske værdier, målt in situ: 282 ± 1,7 mosm / L (interval 279-283 mosm / l). <img alt="Figur 14" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig14.jpg" /> Figur 14:. Histologi (H &amp; E) 50X / 200X forstørrelse af corticomedullary vejkryds viser mild rørformet vakuolisering. Ingen tegn på nekrose.Arget = &quot;_ blank&quot;&gt; Klik her for at se en større version af dette tal. <img alt="Figur 15" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig15.jpg" /> Figur 15: Histologi (PAS) 50X / 200X forstørrelse af corticomedullary vejkryds viser mild rørformet vakuolisering.. Ingen tegn på nekrose. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52909/52909fig15large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a> <img alt="Figur 16" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig16.jpg" /> Figur 16:. Histologi (TUNEL farvning) 25X / 200X forstørrelse. Meget lejlighedsvis kerner farves demonstrerer meget lave satser for apoptose. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52909/52909fig16large.jpg" target="_blank">Klik her for at se en større version af dette tal.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation at JoVE.com

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

Den alvorlige organmangel har resulteret i øget brug af marginale nyre transplantater til transplantation. Dette har udløst interesse for alternative lagringsmetoder, da marginale transplantater især tåle kølerum dårligt. Teknikken med normotermisk ex vivo nyre perfusion (NEVKP) repræsenterer en hidtil ukendt fremgangsmåde til konservering nyre transplantater forud for transplantation.

Normotermisk<em&gt; Ex vivo</em&gt; Nyre Perfusion for Bevarelse af Nyre grafts før Transplantation

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

A Method for Murine Islet Isolation and Subcapsular Kidney Transplantation

Since the early pioneering work of Ballinger and Reckard demonstrating that transplantation of islets of Langerhans into diabetic rodents could normalize ...

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

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 ...

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

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

Teknik Subnormothermic<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lever Perfusionen til opbevaring, vurdering og reparation af marginale Liver transplantater

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 ...

Mouse Kidney Transplantation: Models of Allograft Rejection

Mus nyretransplantation: modeller af allotransplantatafstødning

Rejection of the transplanted kidney in humans is still a major cause of morbidity and mortality. The mouse model of renal transplantation closely ...

Ex Situ Normothermic Machine Perfusion of Donor Livers

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 ...

Functional Human Liver Preservation and Recovery by Means of Subnormothermic Machine Perfusion

Funktionel Human Liver Beskyttelse og inddrivelse af beløb ved Subnormothermic Machine Perfusion

There is currently a severe shortage of liver grafts available for transplantation.  Novel organ preservation techniques are needed to expand the pool of ...

Murine Kidney Transplant Technique

Murine nyretransplantation Teknik

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

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

En lille dyremodel af Ex Vivo Normothermic lever Perfusion

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

Optical Clearing and Imaging of Immunolabeled Kidney Tissue

Optisk clearing og billeddannelse af Immunolabeled nyre væv

Optical clearing techniques render tissue transparent by equilibrating the refractive index throughout a sample for subsequent three-dimensional (3-D) ...

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

Ortopisk nyre auto-transplantation i en porcine model ved hjælp af 24 timers organbevarelse og kontinuerlig telemetri

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