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

Gli autori vorrei ringraziare Jens Geiling dall'Istituto di anatomia I, ospedale universitario di Jena, per produrre i disegni schematici di anatomia del fegato del ratto.

L'alloggiamento e tutte le procedure effettuate erano in conformità con la legislazione tedesca sul benessere degli animali. Tutte le garze, rivestimento vestiti e strumenti chirurgici sono sterilizzati in autoclave e preparati prima dell'operazione. Tutte le procedure vengono eseguite in condizioni sterili.
1. preparazione del ratto per la procedura chirurgica
<ol><li>Posizionare il ratto in una camera di induzione e anestetizzare il topo con isoflurano vaporizzato il 4% e 100% ossigeno a ...

<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>

Bloccando e incannulamento sinistro della vena con un catetere come un fluido in entrata e la vena epatica laterale sinistra con un altro catetere come un fluido in uscita, abbiamo generato con successo un bypass in vivo fluido all'interno del lobo laterale sinistro, che indica che anche se la tecnica è altamente impegnativa a causa le piccole dimensioni dei vasi per inserimento di una canula e un elevato rischio di sanguinamento, è fattibile. Perfino i ratti sottoposti a un periodo lungo di aspersione di 4 or...

Le indicazioni per trapianto dell'organo sono in continua espansione. Al contrario, tassi di donazione di organi e la qualità complessiva degli organi sono in declino, che conduce ad una crescente domanda per gli innesti. Il numero di candidati aggiunto alla lista d'attesa di trapianto di fegato ha continuato ad aumentare (ad es., negli Stati Uniti, 11.340 pazienti sono stati aggiunti nel 2016, confrontato con 10.636 nel 2015)1. Nonostante i notevoli sforzi, il numero di organi disponibili non soddisfa le esigenze cliniche. A causa dell'incidenza aumentata di malattia epatica, molti pazienti con stadio finale muore di malattie del fegato in lista d'attesa di trapianto prima di un organo del donatore diventa disponibile. Per soddisfare l'enorme richiesta di innesti di fegato da donatore, approcci alternativi usando il tessuto del fegato, principi di ingegneria sono stati attivamente perseguito2. Al giorno d'oggi, una nuova concezione tecnica biologica di ingegneria del fegato potrebbe potenzialmente superare questa carenza.
Ingegneria del fegato è costituito da due passaggi: la generazione di un'impalcatura acellulare, seguita da un ripopolamento dell'impalcatura. Per ottenere un'impalcatura del fegato acellulare biologica, il fegato espiantato è irrorato tramite il sistema vascolare con detergenti ionici e non ionici, in grado di rimuovere il materiale cellulare dal fegato. Nella maggior parte degli studi precedente, un'impalcatura di fegato acellulare biologica è stata realizzata tramite aspersione del fegato con una combinazione di solfato dodecilico di sodio e TritonX100. Di conseguenza, tutte le cellule sono state rimosse, mentre è stata mantenuta la struttura della matrice extracellulare. I ponteggi di organo erano reseeding con cellule mature, danno epatocellulare, nonché linee di cellule endoteliali ed epatociti primari con o senza l'applicazione simultanea di cellule endoteliali o cellule staminali mesenchimali (MSC). Maggior parte dei focus di ricercatori sulla ex vivo del fegato ingegneria3,4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14. Tuttavia, nella maggior parte degli studi precedente, solo piccoli pezzi di cubi ripopolato patibolo sono stati trapiantati in siti di impianto heterotopic differenti. In alcuni studi, impalcature ripopolate parziale sono state trapiantate come un innesto ausiliario. Tuttavia, il tempo di sopravvivenza massima segnalata era solo 72 h8,14. Per quanto ne sappiamo, trapianto ortotopico di un innesto completo del fegato ripopolato non ancora è stato eseguito o pubblicato su. La funzione a lungo termine e il trapianto di organi ingegnerizzati sono ancora nella loro infanzia. Pertanto, è necessario un approccio alternativo all'ingegneria ex vivo del fegato.
In vivo del fegato ingegneria può rappresentare un'alternativa per lo studio di ripopolamento epatico in condizioni fisiologiche. I vantaggi dell'ingegneria in vivo del fegato rispetto all' ex vivo del fegato ingegneria sono molteplici. L'impalcatura parziale del fegato in vivo ripopolata è sottoposto alla perfusione fisiologico del sangue con temperatura adeguata, sufficiente ossigeno, sostanze nutritive e fattori di crescita in contrasto con ex vivo aspersione con terreno di coltura artificiale. Inoltre, il rimanente fegato normale parziale mantiene la funzione epatica, principalmente permettendo la sopravvivenza a lungo termine. Poiché un impiantato ex vivo progettato dell'innesto del fegato è ancora incapace di sostenere la sopravvivenza a lungo termine degli animali da esperimento tramite la funzione epatica8, immaginiamo che in vivo parziale del fegato engineeringwould diventare in definitiva un modello promettente per approfondire ulteriormente l'evoluzione dei fegati ingegnerizzati con osservazioni di sopravvivenza più lunghe rispetto ex vivo.
Recentemente, un gruppo di ricerca (Pan e colleghi) ha presentato, per la prima volta, una tecnica di fegato in vivo 15di ingegneria. Hanno raggiunto l'aspersione isolata del lobo inferiore di destra del fegato in ratti viventi nonostante sfide Anatomiche e tecniche. Hanno riferito i primi risultati intraoperative di ripopolamento in vivo utilizzando una linea cellulare degli epatociti primari di ratto. Tuttavia, il modello di aspersione chirurgica in vivo di Pan et al. ha svantaggi. Hanno raggiunto la perfusione di singolo lobo del fegato in ratti a scapito di bloccare completamente la vena portale e la vena cava inferiore, che può causare gravi danni all'animale. I ratti sperimentali sono stati sacrificati dopo solo 6 ore di tempo di osservazione intraoperatoria. Pertanto, la tecnica di aspersione del lobo del fegato in vivo ha bisogno di ulteriore miglioramento ai fini della sopravvivenza postoperatoria.
Abbiamo sviluppato un modello di sopravvivenza romanzo per in vivo di aspersione lobo del fegato, sulla base di precedenti studi di anatomia epatica del ratto16, la tecnica di inserimento di una canula della vena portale per il monitoraggio emodinamico in topi17e Bioingegneria del fegato 18 , 19. i passaggi principali per la procedura sono illustrati in Figura 1A - 1E.
Questa tecnica è adatta per chi desidera utilizzare questo modello sperimentale in vivo di aspersione per ricerca di base sul trattamento parziale dell'organo da infusione con le droghe, in vivo decellularizzazione come una resezione chimica per le malattie dell'organo (per esempio. , cancro del fegato), in vivo coltura cellulare in una matrice decellularizzata confrontando ex vivo bidimensionale e tridimensionale delle cellule cultura sistemi20,21,22,23 , 24 , 25 , 26e in vivo del fegato di ingegneria di decellularizzazione e ripopolamento.

<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

Ingegneria dell'organo è una nuova strategia per generare sostituti di organo del fegato che possono essere potenzialmente utilizzati nel trapianto. Recentemente, in vivo del fegato di ingegneria, compreso in vivo decellularizzazione organo seguita da ripopolamento, è emerso come un promettente approccio sopra ingegneria ex vivo del fegato. Tuttavia, la sopravvivenza postoperatoria non è stata realizzata. Lo scopo di questo studio è quello di sviluppare una nuova tecnica chirurgica di in vivo aspersione selettiva lobo del fegato in ratti come prerequisito per l'ingegneria in vivo del fegato. Generiamo un circuito di bypass solo attraverso il lobo laterale sinistro. Quindi, lobo laterale sinistra è irrorato con soluzione fisiologica eparinizzata. L'esperimento è eseguito con 4 gruppi (n = 3 ratti per gruppo) basato su tempi diversi aspersione di 20 min, 2h, 3h e 4h. sopravvivenza, come pure il cambiamento in modo macroscopico visibile di colore e istologicamente determinato assenza di cellule del sangue nella triade portale e i sinusoids, è considerato un indicatore per una struttura di modello di successo. Dopo aspersione selettiva del lobo laterale sinistro, osserviamo che il lobo laterale sinistra, infatti, trasformato da rosso a giallo debole. In una valutazione istologica, non le cellule del sangue sono visibili nel ramo della vena portale, la vena centrale e sinusoidi. Il lobo laterale sinistro diventa rosso dopo la riapertura dei vasi bloccati. 12/12 ratti è sopravvissuto la procedura per più di una settimana. Siamo i primi a segnalare un modello chirurgico per in vivo di aspersione singolo lobo del fegato con un periodo di sopravvivenza lunga di più di una settimana. In contrasto con il rapporto precedentemente pubblicato, il vantaggio più importante della tecnica presentata qui è che l'aspersione del 70% del fegato è mantenuto durante tutta la procedura. L'istituzione di questa tecnica fornisce una base per in vivo parziale ingegneria del fegato in ratti, tra cui decellularizzazione e ricellularizzazione.

Maschio di dodici (all'età di 12 - 13 settimane) Lewis ratti sono stati usati per valutare l'effetto della perfusione selettiva lobo del fegato. L'esperimento è stato effettuato in quattro gruppi (n = 3 ratti per gruppo). Utilizzando perfusione diversi periodi di 20 minuti, 2 ore, 3 ore e 4 ore, seguendo la procedura descritta sopra, abbiamo realizzato con successo in vivo di aspersione singolo lobo.
<str...

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

Una nuova tecnica chirurgica come una Fondazione per In Vivo parziale ingegneria del fegato nel ratto

Stabiliamo una nuova tecnica chirurgica per un modello di aspersione del singolo lobo del fegato in vivo nel ratto come prerequisito per ulteriormente lo Studio in vivo fegato parziale Ingegneria in futuro.

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

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

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

La creazione di substrati Patterned bidimensionali per confinamento di proteine ​​e cellule

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

Ricerca

Bioingegneria

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

Estrazione dei lipidi cellulari per analisi mirate Stabile diluizione isotopica cromatografia liquida-spettrometria di massa

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

Progettazione di un Hydrogel doppo strato di controllo differenziazione ASC

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

Nanoparticelle virali per<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging Tumore

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

Gradiente di densità multistrato polimerizzazione (DGMP): una tecnica innovativa per la creazione di comparti multipli, Ponteggi personalizzabili per l&#39;ingegneria tissutale

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

Pelle tatuaggio come un nuovo approccio per la consegna del DNA vaccino

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

Fluorescenza tempra di un vicino infrarosso Fluoroforo incapsulata all&#39;interno di liposomi come strumento per<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

Tecnica chirurgica per l&#39;impianto di ingegneria tessutale vascolari Innesti e successive<em&gt; In Vivo</em&gt; Monitoraggio

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

Produzione, caratterizzazione e possibilità di utilizzo di un 3D tissutale umano esofageo mucose Modello

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

Ingegneria dei tessuti da parte intrinseca Vascolarizzazione in un<em&gt; In Vivo</em&gt; Camera ingegneria dei tessuti

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