Name: a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat
Uploaded: 2018-10-06T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

De auteurs bedank Jens Geiling van de Instituut van Anatomie I, Jena universitair ziekenhuis, voor de productie van de schematische tekeningen van rat lever anatomie.

De behuizing en alle procedures uitgevoerd in overeenstemming waren met het welzijn van de Duitse wetgeving. Alle gaas, bekleding kleren en chirurgische instrumenten zijn gesteriliseerde met autoclaaf en bereid vóór de bewerking. Alle procedures worden uitgevoerd onder steriele omstandigheden.
1. voorbereiding van de Rat van de chirurgische ingreep.
<ol><li>Plaats de rat in een zaal van de inductie en anesthetize van de rat met 4% verdampt Isofluraan en 100% zuurstof op 0.5 L/min gedurende...

<ol>
	<li>Kim, W. R., 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=OPTN+/+SRTR+2016+Annula+Data+Report:+Liver.">OPTN / SRTR 2016 Annula Data Report: Liver.</a> American Journal of Transplantation. Suppl. 1, 172-253 (2018).</li><li>Palakkan, A. A., Hay, D. C., Anil Kumar, P. R., Kumary, T. V., Ross, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+tissue+engineering+and+cell+sources:+issues+and+challenges.">Liver tissue engineering and cell sources: issues and challenges.</a> Liver International. 33, 666-676 (2013).</li><li>Hynes, R. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+extracellular+matrix:+not+just+pretty+fibrils.">The extracellular matrix: not just pretty fibrils.</a> Science. 326, 1216-1219 (2009).</li><li>Flaim, C. J., Chien, S., Bhatia, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+extracellular+matrix+microarray+for+probing+cellular+differentiation.">An extracellular matrix microarray for probing cellular differentiation.</a> Nature Methods. 2, 119-125 (2005).</li><li>Wells, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+matrix+stiffness+in+regulating+cell+behavior.">The role of matrix stiffness in regulating cell behavior.</a> Hepatology. 47, 1394-1400 (2008).</li><li>Ren, H., 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=Evaluation+of+two+decellularization+methods+in+the+development+of+a+whole-organ+decellularized+rat+liver+scaffold.">Evaluation of two decellularization methods in the development of a whole-organ decellularized rat liver scaffold.</a> Liver International. 33, 448-458 (2013).</li><li>Yagi, H., 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=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Jiang, W. C., 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=Cryo-chemical+decellularization+of+the+whole+liver+for+mesenchymal+stem+cells-based+functional+hepatic+tissue+engineering.">Cryo-chemical decellularization of the whole liver for mesenchymal stem cells-based functional hepatic tissue engineering.</a> Biomaterials. 35, 3607-3617 (2014).</li><li>Uygun, B. 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=Organ+reengineering+through+development+of+a+transplantable+recellularized+liver+graft+using+decellularized+liver+matrix.">Organ reengineering through development of a transplantable recellularized liver graft using decellularized liver matrix.</a> Nature Medicine. 16, 814-820 (2010).</li><li>Baptista, P. 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=The+use+of+whole+organ+decellularization+for+the+generation+of+a+vascularized+liver+organoid.">The use of whole organ decellularization for the generation of a vascularized liver organoid.</a> Hepatology. 53, 604-617 (2011).</li><li>Bruinsma, B. G., Kim, Y., Berendsen, T. A., Yarmush, M. L., Uygun, B. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Layer-by-layer+heparinization+of+decellularized+liver+matrices+to+reduce+thrombogenicity+of+tissue+engineered+grafts.">Layer-by-layer heparinization of decellularized liver matrices to reduce thrombogenicity of tissue engineered grafts.</a> Journal of Clinical and Translational Research. 1 (1), (2015).</li><li>Park, K. 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=Decellularized+Liver+Extracellular+Matrix+as+Promising+Tools+for+Transplantable+Bioengineered+Liver+Promotes+Hepatic+Lineage+Commitments+of+Induced+Pluripotent+Stem+Cells.">Decellularized Liver Extracellular Matrix as Promising Tools for Transplantable Bioengineered Liver Promotes Hepatic Lineage Commitments of Induced Pluripotent Stem Cells.</a> Tissue Engineering Part A. 22, 449-460 (2014).</li><li>Ko, I. K., 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=Bioengineered+transplantable+porcine+livers+with+re-endothelialized+vasculature.">Bioengineered transplantable porcine livers with re-endothelialized vasculature.</a> Biomaterials. 40, 72-79 (2015).</li><li>Bao, J., 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=Construction+of+a+portal+implantable+functional+tissue-engineered+liver+using+perfusion-decellularized+matrix+and+hepatocytes+in+rats.">Construction of a portal implantable functional tissue-engineered liver using perfusion-decellularized matrix and hepatocytes in rats.</a> Cell Transplantation. 20, 753-766 (2011).</li><li>Pan, J., 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=In-vivo+organ+engineering:+Perfusion+of+hepatocytes+in+a+single+liver+lobe+scaffold+of+living+rats.">In-vivo organ engineering: Perfusion of hepatocytes in a single liver lobe scaffold of living rats.</a> The International Journal of Biochemistry &amp; Cell Biology. 80, 124-131 (2016).</li><li>Madrahimov, N., 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=Marginal+hepatectomy+in+the+rat:+from+anatomy+to+surgery.">Marginal hepatectomy in the rat: from anatomy to surgery.</a> Annals of Surgery. 244, 89-98 (2006).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioengineered+Livers:+A+New+Tool+for+Drug+Testing+and+a+Promising+Solution+to+Meet+the+Growing+Demand+for+Donor+Organs.">Bioengineered Livers: A New Tool for Drug Testing and a Promising Solution to Meet the Growing Demand for Donor Organs.</a> European Surgical Research. 57, 224-239 (2016).</li><li>Mussbach, F., Settmacher, U., Dirsch, O., Dahmen, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liver+engineering+as+a+new+source+of+donor+organs:+A+systematic+review.">Liver engineering as a new source of donor organs: A systematic review.</a> Der Chirurg. 87, 504-513 (2016).</li><li>Xie, C., 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=Monitoring+of+systemic+and+hepatic+hemodynamic+parameters+in+mice.">Monitoring of systemic and hepatic hemodynamic parameters in mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (92), e51955 (2014).</li><li>Zhou, P., 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=Decellularization+and+Recellularization+of+Rat+Livers+With+Hepatocytes+and+Endothelial+Progenitor+Cells.">Decellularization and Recellularization of Rat Livers With Hepatocytes and Endothelial Progenitor Cells.</a> Artificial Organs. 40, E25-E38 (2016).</li><li>Yagi, H., 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=Human-scale+whole-organ+bioengineering+for+liver+transplantation:+a+regenerative+medicine+approach.">Human-scale whole-organ bioengineering for liver transplantation: a regenerative medicine approach.</a> Cell Transplantation. 22, 231-242 (2013).</li><li>Otsuka, H., Sasaki, K., Okimura, S., Nagamura, M., Nakasone, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micropatterned+co-culture+of+hepatocyte+spheroids+layered+on+non-parenchymal+cells+to+understand+heterotypic+cellular+interactions.">Micropatterned co-culture of hepatocyte spheroids layered on non-parenchymal cells to understand heterotypic cellular interactions.</a> Science and Technology of Advanced Materials. 14, 065003 (2013).</li><li>Bale, S. 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=Long-term+coculture+strategies+for+primary+hepatocytes+and+liver+sinusoidal+endothelial+cells.">Long-term coculture strategies for primary hepatocytes and liver sinusoidal endothelial cells.</a> Tissue Engineering Part C: Methods. 21, 413-422 (2015).</li><li>Wu, Q., 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=Optimizing+perfusion-decellularization+methods+of+porcine+livers+for+clinical-scale+whole-organ+bioengineering.">Optimizing perfusion-decellularization methods of porcine livers for clinical-scale whole-organ bioengineering.</a> BioMed Research International. , 785474 (2015).</li><li>Barakat, 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=Use+of+decellularized+porcine+liver+for+engineering+humanized+liver+organ.">Use of decellularized porcine liver for engineering humanized liver organ.</a> Journal of Surgical Research. 173 (1), e11-e25 (2012).</li><li>Navarro-Tableros, V., 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=Recellularization+of+rat+liver+scaffolds+by+human+liver+stem+cells.">Recellularization of rat liver scaffolds by human liver stem cells.</a> Tissue Engineering Part A. 21 (11-12), 1929-1939 (2015).</li></ol>

Door blokkeren en cannulating de linker portal ader met een katheter als een vloeistof inlaat en de linker laterale hepatische ader met een katheter als een vloeistof outlet, we met succes hebben gemeld een in vivo vloeistof bypass binnen de linker laterale kwab, waaruit blijkt dat Hoewel de techniek zeer uitdagend vanwege de geringe omvang van de schepen voor cannulation en een hoog risico is veroorzaken bloedingen, is het haalbaar. Zelfs de ratten in een periode van lange perfusie van 4 uur overleefde ten mins...

De indicaties voor orgaantransplantatie zijn voortdurend uitbreiden. Daarentegen afneemt orgaan donatie tarieven en de algehele kwaliteit van organen, wat leidt tot een toenemende vraag naar protheses. Het aantal kandidaten die zijn toegevoegd aan de wachtlijst voor levertransplantatie blijven stijgen (bijvoorbeeldin de Verenigde Staten, 11,340 patiënten werden toegevoegd in 2016, vergeleken met 10,636 in 2015)1. Ondanks aanzienlijke inspanningen behoeften het aantal beschikbare organen niet klinische. Als gevolg van de verhoogde incidentie van leverziekte, worden veel patiënten met end--toneel lever ziekten sterven op de wachtlijst voor transplantatie voor een donororgaan beschikbaar. Om te voldoen aan de enorme vraag naar donor lever transplantaten, alternatieve benaderingen met behulp van leverweefsel engineering beginselen actief worden nagestreefd2. Tegenwoordig, kon een nieuw ontwikkelde biologische techniek lever ingenieurswetenschappen potentieel overwinnen dit tekort.
Lever engineering bestaat uit twee stappen: de generatie van een Acellulair steiger, gevolgd door een herbevolking van de steiger. Voor het verkrijgen van een biologische Acellulair lever steiger, is het transplanteren lever geperfundeerd via het vaatstelsel met Ionische of nonionic detergentia die aan het celmateriaal uit de lever verwijderen kunt. In de meeste eerdere studies, werd een biologische Acellulair lever steiger bereikt door perfusie van de lever met een combinatie van natrium dodecyl sulfaat en TritonX100. Dientengevolge, zijn alle cellen verwijderd, overwegende dat de structuur van de extracellulaire matrix werd gehandhaafd. Het orgel steigers werden reseeded met volwassen cellen, hepatocellulaire, evenals endothelial cellijnen en primaire hepatocyten met of zonder de gelijktijdige toepassing van endotheliale cellen of mesenchymale stamcellen (MSC). De meeste onderzoekers focus op ex vivo lever engineering3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14. Echter in de meeste eerdere studies, waren slechts kleine stukjes van nieuwe steiger kubussen in verschillende heterotopic implantatie sites getransplanteerd. In een paar studies, waren gedeeltelijke nieuwe steigers getransplanteerde als een ondersteunende graft. De maximale gerapporteerde overlevingstijd was echter slechts 72 h8,14. As far as we know, is orthotopic transplantatie van een nieuwe volledige lever transplantatie nog niet uitgevoerd of gepubliceerd over. De lange termijn functie en -transplantatie van gemanipuleerde organen zijn nog in de kinderschoenen. Daarom is een alternatieve aanpak ex vivo lever techniek noodzakelijk.
In vivo lever engineering kan vertegenwoordigen een alternatief voor het bestuderen van hepatische herbevolking onder fysiologische omstandigheden. De voordelen van in vivo lever engineering in vergelijking met ex vivo lever engineering zijn spruitstuk. De in vivo herbevolkt gedeeltelijke lever steiger is onderworpen aan fysiologische bloedverspreiding met de juiste temperatuur, voldoende zuurstof, voedingsstoffen en groeifactoren in tegenstelling tot ex vivo perfusie met kunstmatige kweekmedium. Daarnaast onderhoudt de resterende gedeeltelijke normale lever de lever functie, voornamelijk waardoor voortbestaan op lange termijn. Aangezien een geïmplanteerde ex vivo ontworpen lever transplantatie nog steeds niet in staat is om het voortbestaan van de proefdieren door de leverfunctie8, wij voorzien dat in vivo gedeeltelijke lever engineeringwould uiteindelijk worden een veelbelovende model de evolutie van gemanipuleerde levers met langere overleving opmerkingen dan ex vivoverder te bestuderen.
Onlangs, een onderzoeksgroep (Pan en collega's) ingediend, voor de eerste keer, een techniek van in vivo lever engineering15. Ze bereikt de geïsoleerde perfusie van het recht inferieur lever kwab bij levende ratten ondanks anatomische en technische uitdagingen. Zij rapporteerde de eerste intraoperatieve resultaten van in vivo herbevolking met behulp van een rat primaire hepatocyte cellijn. Echter het in vivo chirurgische perfusie model van Pan et al. heeft nadelen. Ze bereikt één lever kwab perfusie bij ratten ten koste van de ader van de portal en de vena cava inferior, die ernstige schade aan het dier veroorzaken kunnen volledig te blokkeren. De experimentele ratten werden opgeofferd na slechts 6 uur van intraoperatieve observatietijdstip. Daarom moet de in vivo lever kwab perfusie techniek verder worden verbeterd om postoperatieve overleven.
We ontwikkelden een roman voortbestaan model voor in vivo lever kwab perfusie, gebaseerd op eerdere studies van de hepatische anatomie van rat16, de portal vein cannulation techniek voor de hemodynamische bewaking in muizen17, en lever bioengineering 18 , 19. de belangrijkste stappen voor de procedure worden geïllustreerd in figuur 1A - 1E.
Deze techniek is geschikt voor diegenen die willen deze experimentele in vivo perfusie model voor fundamenteel onderzoek op gedeeltelijke orgel behandeling door infusie met drugs, in vivo decellularization gebruiken als een chemische resectie voor orgel ziekten (bv , leverkanker), in vivo de cultuur van de cel in een decellularized matrix vergelijken ex vivo twee-dimensionale en drie-dimensionale cel cultuur systemen20,21,22,23 , 24 , 25 , 26en in vivo lever engineering door decellularization en herbevolking.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:605px;" width="606">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Perfusion Pump</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Perfusor VI</td>
			<td colspan="2">B. Braun, Melsungen</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Catheter</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2419PX</td>
			<td>24G, 0.74&#215;19mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Versatus-W&#160; Catheter</td>
			<td>Terumo</td>
			<td>SR+DU2225PX</td>
			<td>22G, 0.9&#215;25mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro surgical instrument</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro scissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 14058-09</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro serrefine</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No.18055-05</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro clamps applicator</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 18057-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Straight micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00632-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curved micro forceps</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td>No. 00649-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">micro needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;">No. 12061-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">general surgical instruments</td>
			<td></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">standard sissors</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">mosquito clamp</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">serrated forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">teethed forcep</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">needle-holder</td>
			<td>F&#183;S&#183;L</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">suture</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 prolene</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">4-0 ETHICON*II</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">6-0 silk</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">11-0 polyamide</td>
			<td style="width:104px;">ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel surgical technique as a foundation for in vivo partial liver engineering in rat

Orgel engineering is een nieuwe strategie voor het genereren van lever orgel substituten die potentieel kunnen worden gebruikt in de transplantatie. Onlangs, in vivo lever engineering, met inbegrip van in vivo orgel decellularization gevolgd door herbevolking, heeft ontpopt als een veelbelovende aanpak over ex vivo lever engineering. Postoperatieve voortbestaan werd echter niet bereikt. Het doel van deze studie is te ontwikkelen van een nieuwe chirurgische techniek van in vivo selectieve lever kwab perfusie bij ratten als een voorwaarde voor in vivo lever engineering. We genereren een bypass circuit alleen via de linker laterale kwab. Vervolgens is de linker kwab van laterale geperfundeerd met EDTA zoutoplossing. Het experiment wordt uitgevoerd met 4 groepen (n = 3 ratten per groep) op basis van verschillende perfusie tijden van 20 min, 2 h, 3 h en 4 h. overleven, evenals het macroscopisch zichtbare verandering van kleur en het histologisch vastberaden ontbreken van bloedcellen in het Portal triade en de blokgolven, wordt beschouwd als een indicator voor de oprichting van een succesvolle model. Na selectieve perfusie van de linker laterale kwab zien we dat de linker laterale kwab, inderdaad, van rood naar flauw geel draaide. In een histologisch beoordeling zijn geen bloed cellen zichtbaar in de tak van de portal-ader, de centrale ader en de sinusoïdes. De linker laterale kwab rood na de heropening van de geblokkeerde bloedvaten. 12/12 ratten overleefde de procedure voor meer dan een week. Wij zijn de eerste om te rapporteren een chirurgische model voor in vivo één lever kwab perfusie met een periode van lange overleving van meer dan een week. In tegenstelling tot de eerder gepubliceerde verslag, is het belangrijkste voordeel van de techniek die hier gepresenteerd dat perfusie van 70% van de lever wordt gehandhaafd gedurende de hele procedure. De oprichting van deze techniek biedt een basis voor in vivo gedeeltelijke lever engineering bij ratten, met inbegrip van decellularization en recellularization.

Twaalf man (leeftijd 12 - 13 weken) Lewis ratten werden gebruikt voor het beoordelen van het effect van selectieve lever kwab perfusie. Het experiment werd uitgevoerd in vier groepen (n = 3 ratten per groep). Met behulp van verschillende perfusie periodes van 20 minuten, bereikt 2 uur, 3 uur en 4 uur, na de stappen die hierboven beschreven, we met succes in vivo één kwab perfusie.
In Vivo...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat at JoVE.com

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

Een nieuwe chirurgische techniek als een fundament voor In Vivo gedeeltelijke lever Engineering in Rat

We stellen een nieuwe chirurgische techniek voor een in vivo één lever kwab perfusie model in rat als een voorwaarde voor de verdere studie van in vivo gedeeltelijke lever techniek in de toekomst.

Organ engineering is a novel strategy to generate liver organ substitutes that can potentially be used in transplantation. Recently, in vivo liver ...

In de afgelopen jaren, lever engineering is uitgegroeid tot een hot topic over de hele wereld als gevolg van het potentieel van het genereren van transplantatie in staat levertransplantaties. Maar levensvatbare functie op lange termijn en de transplantatie van gemanipuleerde organen zijn nog steeds een visie op de toekomst. Onlangs in-vivo leverkwab overvloed is uitgegroeid tot een veelbelovende strategie om te beginnen met lever engineering.Een groot voordeel van deze techniek is dat de in-vivo herbevolkte gedeeltelijke leversteiger onderworpen scatologische bloedoverdaad. Dit voorziet het schavot van de juiste temperatuur, voldoende zuurstof, voedingsstoffen en groeifactoren in tegenstelling tot ex-vivo overvloed met kunstmatig kweekmedium. Een ander voordeel is dat de resterende lever handhaaft leverfunctie en daardoor voornamelijk laat overleven op lange termijn.Het in-vivo enkelvoudige kwab-profusiemodel is echter technisch uitdagend en de postoperatieve overleving moet nog worden bereikt. Hier gaan we een ander chirurgisch model presenteren met lange termijn overleving als basis voor verdere in-vivo enkele leverkwab engineering. Voordat we het chirurgische model demonstreren, willen we een korte introductie geven van de anatomie van rattenlevers.Om ons enkelvoudige leverkwab profusie model vast te stellen hebben we de linker laterale kwab geselecteerd. Dit is de enige leverkwab met een duidelijke vasculaire toevoer en drainage waardoor een bypass te creëren. Dit is een 3D reconstructie van het portaal veneuze systeem in rat.Onze focus ligt hier op de linker poortader die later zal dienen als de vloeibare inlaat. Dit is een 3D reconstructie van het leverveneuze systeem in rat. Hier ligt onze focus op de linker zijschepatische ader die later zal dienen als een vloeibare uitlaat.Deze illustratie van lever vasculaire anatomie benadrukt de vasculaire toegangspunten die worden gebruikt voor uit gedeeltelijke perfusie model. Deze animatie illustreert het schema van het genereren van de in-vivo linker laterale leverkwab perfusie model. Om het chirurgische model vast te stellen gaan we een circuit bypass genereren binnen de linker zijkwab.Voor dit doel moeten we de volgende vaten blokkeren de linker poortader, de linker leverslagader, de linker galbuis, de linker mediane protale ader, leverslagader en galbuis, en de linker laterale leverader. Dan moeten we de linker poortader cannuleren met een 24 gage katheter. Daarna wordt de linker laterale leverader cannulated gebruikend een 22 gage katheter.Vervolgens wordt de katheter in de linker poortader aangesloten op een perfusiepomp. Droog gaas wordt geplaatst bij de uitlaat van de katheter in de linker laterale leverader om afvalvloeistof te absorberen. Op deze manier wordt een bypass gemaakt.Dan is de linker laterale kwab geperfundeerd met gepariniseerde zoutoplossing bij een stroomsnelheid van 0,5 milliliter per minuut. Fysiologische perfusie aan de linker zijkwab wordt hersteld na het heropenen van de geblokkeerde vaten. Nu is het chirurgische perfusiemodel vastgesteld.Alle procedures die in deze video zijn aangetoond, zijn beoordeeld en goedgekeurd door de lokale autoriteiten. Het operatieveld van de buik wordt gedesinfecteerd met drie rondes jodiumtinctuur, gevolgd door twee rondes van 70%-alcohol. Steriel gaas wordt op de buik geplaatst, waardoor alleen het operatieveld wordt blootgesteld.Een dwarse incisie wordt gemaakt op de buikwand van de rat. Een 4-0 prolene hechting wordt gebruikt om de xiphoid proces vast te stellen en trek het naar het hoofd. Beide zijden van de bovenste buikwanden worden ingetrokken met behulp van twee subcoastal haken om volledige blootstelling van het orgaan te bereiken.Dan kunnen we de leverkwabben zien. Hier is de linker laterale kwab die wordt gebruikt voor selectieve perfusie. We bedekken de twaalfvingerige darm en de dunne darm in de buikholte met bevochtigd gaas tot eivormige droogheid.We stellen het hilum van de lever bloot door de mediane kwabben op te tillen met bevochtigd gaas. De rat wordt onder een steriele microscoop geplaatst. We ontleden de linker poortader.Vervolgens kruisen we de linker protale ader met een 6-0 zijden hechting. De linker leverslagader, de linker galbuis, evenals de linker mediane portaalader, de linker mediane leverslagader, en de linker mediane galbuis worden geblokkeerd met behulp van micro-klemmen. We blokkeren de linker laterale leverader met microklemmen aan de basis van de linker zijkwab.Om de vloeistofinlaat te maken, wordt de steel van de poortader doorboord met een 24 gage naald inwonende katheter. Maar de katheter wordt niet ingebracht. Vervolgens verwijderen we de naald uit de katheter en verbinden we de katheter met een perfusiepomp.Om lucht uit de buis en de katheter te verdrijven, doorsnee we met gehepariniseerde zoutoplossing voor een minuut. We zetten dan de pomp uit. Vervolgens wordt de naaldvrije katheter, die nu is aangesloten op de perfusiepomp, in de linker poortader ingebracht.Op deze manier minimaliseren we manipulaties van het gebliktuleerde vat. Hier is een blootgesteld gebied van de linker laterale hepatische ader die we gaan cannuleren op een vergelijkbare manier. Eerst creëren we een drainagegat in de linker laterale hepatische ader door het te prikken met een 22 gage of 24 gage naald woningkatheter.Wij raden aan dat de katheter iets kleiner is dan het vat. We beginnen dan de linker laterale kwab te doorgronden met gehepariniseerde zoutoplossing bij een debiet van 0,5 milliliter per minuut. De uitstromende afvalvloeistof wordt geabsorbeerd met gaas.Om intraabdominale verontreiniging met afvalvloeistof te minimaliseren, plaatsen we de naaldvrije katheter opnieuw in de linker laterale leverader. Aldus dient de cannulated linker laterale leverader als vloeibare uitlaat. We blijven de linker zijkwab doordrenken met gehepariniseerde zoutoplossing.Bloederige vloeistof kan worden gezien druipend uit de uitlaat. De pijl geeft aan dat de linker zijkwab geel werd tijdens de perfusie met gehepariniseerde zoutoplossing. Aan het einde van de perfusie worden de katheters uit de vaten gehaald.De drainage opening op de linker laterale hepatische ader is afgesloten met een enkele 11-0 pollumite hechting. De inlaatopening aan de linkerkant poort ader is gesloten met een 11-0 pollumite hechting ook. Re perfusie begint met terugstroom van de suprahepatische vena cava na het verwijderen van de klem op de linker laterale hepatische ader.Fysiologische perfusie wordt verder hersteld na het verwijderen van de klem uit de linker leverslagader en galkanaal, evenals de linker mediane vasculaire structuren. Volledige re perfusie wordt bereikt na het heropenen van de linker poortader zoals aangegeven door een kleurverandering in donkerrood. Perfusie van linker later kwab.De witte pijl in deze afbeelding geeft aan dat de doelleverkwab inderdaad selectief was geperfundeerd. Hier tonen de witte pijlen aan dat de resterende lobben, die ongeveer 70% van de lever vertegenwoordigen fysiologische perfusie door de gehele procedure behielden. Re perfusie van de linker zijkwab.Hier geeft de rode pijl aan dat de linker zijkwab fysiologisch opnieuw wordt geperfundeerd na het heropenen van de geblokkeerde vaten. De blauwe pijl laat zien dat de linker mediane kwab ischemie heeft opgelopen. De selectief geperfundeerde linker zijkwab werd histologisch onderzocht met behulp van H E-kleuring.Figuur A toont aan dat in de geperfundeerde linker laterale kwab geen bloedcellen detecteerbaar zijn in de tak van de poortader en de sinusoïden. Zoals verwacht zijn rode cellen zichtbaar in de tak van de leverslagader. In figuur B dient de inferieure caudate kwab als controle.Bloedcellen zijn duidelijk zichtbaar en de takken van de plantaardige ader en leverslagader evenals de sinusoïden. Figuur C toont aan dat er in de geperfundeerde linker zijkwab geen bloedcellen zichtbaar zijn in de centrale ader. Figuur D daarentegen toont aan dat in de controle inferieure caudate kwab bloedcellen zichtbaar zijn in de centrale ader.We bereikten een overlevingskans van 100% per week in 12 opeenvolgende procedures. We vergeleken ons in-vivo leverkwab perfusiemodel met het model van Pan en collega's. De belangrijkste verschillen in methodologie en resultaten tussen Pan en onze groep zijn: ze selecteerden de rechter inferieure kwab, terwijl we kozen voor de linker laterale kwab als doel leverkwab;ze geblokkeerd vena cava en belangrijkste portal ader leidt tot portal hypertensie.In tegenstelling tot onderhouden we portal perfusie van 70% van de lever; ze offerden de ratten inter operationeel, terwijl onze een week overlevingskans is 100%De voordelen van onze nieuwe chirurgische model zijn: dat het technisch uitdagend, maar haalbaar;en dat het goed wordt verdragen, zoals aangetoond door de 100%-overlevingskans. Maar een beperking is dat de linker mediane kwab aanhoudende ischemie als gevolg van de blokkade van de portaal ader. Mogelijke toepassingen van onze techniek zijn: dat is kan worden gebruikt voor in-vivo gedeeltelijke orgaanbehandeling door perfusie met drugs;in-vivo gedeeltelijke orgaandecellularisatie als chemische resectie;in-vivo celkweeksysteem in vergelijking met ex-vivo;en in-vivo levertechniek.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

A Novel Surgical Technique As a Foundation for In Vivo Partial Liver Engineering in Rat

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

Het creëren van twee-dimensionale Patterned Substraten voor eiwit en Cell opsluiting

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

Cellulaire vetextractie voor gerichte stabiele isotopen Verdunning vloeistofchromatografie-massaspectrometrie Analyse

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Engineering a Bilayered Hydrogel to Control ASC Differentiation

Het vervaardigen van een dubbellagige Hydrogel om ASC differentiatie Controle

Natural polymers over the years have gained more importance because of their host biocompatibility and ability to interact with cells in vitro and in ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Virale nanopartikels voor<em&gt; In vivo</em&gt; Tumor Imaging

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Density Gradient Multilayered Polymerization (DGMP): A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Density Gradient Multilayered Polymerization DGMP: A Novel Technique for Creating Multi-compartment, Customizable Scaffolds for Tissue Engineering

Dichtheidsgradiënt Meerlaagse polymerisatie (dGMP): een nieuwe techniek voor het maken van meerdere compartimenten, Aanpasbare Steigers for Tissue Engineering

Complex tissue culture matrices, in which types and concentrations of biological stimuli (e.g. growth factors, inhibitors, or small molecules) or matrix ...

Skin Tattooing As A Novel Approach For DNA Vaccine Delivery

Huid tatoeëren als een nieuwe benadering voor DNA-vaccin Levering

Nucleic acid-based vaccination is a topic of growing interest, especially plasmid DNA (pDNA) encoding immunologically important antigens. After the ...

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescence-quenching of a Liposomal-encapsulated Near-infrared Fluorophore as a Tool for In Vivo Optical Imaging

Fluorescentie-blussen van een liposomaal ingekapseld nabij-infrarood Fluorofoor als een instrument voor<em&gt; In Vivo</em&gt; Optical Imaging

Optical imaging offers a wide range of diagnostic modalities and has attracted a lot of interest as a tool for biomedical imaging. Despite the enormous ...

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Surgical Technique for the Implantation of Tissue Engineered Vascular Grafts and Subsequent In Vivo Monitoring

Chirurgische techniek voor de inplanting van Tissue Engineered vaattransplantaten en de daaropvolgende<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoring

The development of Tissue Engineered Vessels (TEVs) is advanced by the ability to routinely and effectively implant TEVs (4-5 mm in diameter) into a large ...

Production, Characterization and Potential Uses of a 3D Tissue-engineered Human Esophageal Mucosal Model

Productie, karakterisering en toepassingsmogelijkheden van een 3D Tissue-engineered Human Slokdarmkanker Mucosale Model

The incidence of both esophageal adenocarcinoma and its precursor, Barrett&#8217;s Metaplasia, are rising rapidly in the western world. Furthermore ...

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering door Intrinsic Vascularisatie in een<em&gt; In Vivo</em&gt; Tissue Engineering Chamber

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...