Name: reduced complications after arterial reconnection in a rat model of orthotopic liver transplantation
Uploaded: 2020-11-07T13:00:00
Duration: 8 min 39 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reduced Complications after Arterial Reconnection in a Rat Model of Orthotopic Liver Transplantation at JoVE.com

Denne forskningen ble finansiert gjennom midler fra Multi-Organ transplantasjon programmet ved UHN og støtte fra Toronto General og Toronto Western Foundation.

Forfatterne har ingenting å avsløre.

Små levertransplantasjonsmodeller for dyr er viktige for å forstå transplantasjonsimmunitet og identifisere nye terapeutiske strategier32. Den ideelle lille levertransplantasjonsmodellen for dyr replikerer alle trinnene i den menneskelige prosedyren, inkludert arteriell anastomose. Det kan være utfordrende å tolke resultater fra rotte OLT-modellen, da de fleste versjoner ikke inneholder et HA-anastomosetrinn, noe som fører til høyere forekomst av komplikasjoner og sykelighet42. Noen rekonstruksjonsprosedyrer har brukt nyrearterien, som krever fjerning avnyrene 27. Denne protokollen unngår organfjerning, da det er utover det som skjer i den menneskelige prosedyren.
Arterielle rekonstruksjoner kan også utføres ved å manipulere rotte aorta31. Imidlertid krever disse metodene omfattende disseksjon og klemming av aorta. Hvis klemmetiden forlenges, vil mottakerrotten ha dårlige resultater knyttet til distal iskemi43. Hos mennesker innebærer en LT kirurgisk teknikk ligation og delingen av mottakeren gastroduodenal arterie (GDA). Imidlertid gjør de fysiologiske og anatomiske egenskapene til gnagere transplantasjon ved hjelp av denne teknikken mer fysiologisk utfordrende og kan føre til komplikasjoner (det vil si nekrose i bukspyttkjertelen oggallegangen 35 og gallelekkasje44). Den arterielle tilkoblingen i denne protokollen er ment å omgå denne utfordringen, opprettholde kanalblodstrømmen og forbedre mottakerutfallet.
Bruk av ermet og stenting teknikk for rekonstruksjon av rotte HA har blitt beskrevet tidligere27. I denne teknikken brukes en stent som guide, og arterien rekonstrueres fra donorcøliakistammen til mottakeren vanlig HA. Mottakeren felles HA blir deretter dissekert ut, og mottakeren GDA er bundet av27. Som et resultat kan blodtilførselen til den nedre delen av mottakeren BD og hodet av bukspyttkjertelen bli kompromittert. Det antas at sikkerhetssirkulasjonen til dette området ofte gir utilstrekkelig blodstrøm til gallekanalen. Denne protokollen tester for eksempel mottakeren GDA først med et mikrovaskulært klips, og deler deretter mottakerenS BD. Med GDA fastklemt blør ikke den delte BD-en. Etter fjerning av GDA-klemmen observeres rask blødning fra BD. Denne protokollen, som opprettholder god flyt til delt mottaker galle kanal, beskytter fysiologien til mottakeren levervev ved å gi tilstrekkelig leverblod perfusjon og hindre post-OLT hypoksisk leverskade.
På donorsiden settes HA-stenten inn i cøliakistammen under podepreparatet med letthet ved å lage en fra cøliakistammen, venstre magearterie og miltarterie. Stenten kan settes inn gjennom den brede åpningen, noe som er mindre vanskelig enn å prøve å sette stenten inn i cøliakistammen alene. Det har blitt funnet at 24 G er en ideell størrelse å bruke for HA-stenten. Lengden på stenten skal være 1,0-1,5 mm lang, fordi den fungerer som en åpen port for å la mottakerens riktige HA lett trekkes inn i giverens felles HA. Med nøye oppmerksomhet til hvor 10-0 ethilon suturen er plassert, vil blod som strømmer gjennom denne forbindelsen aldri berøre stenten direkte, og mottakerens riktige HA vil skjerme den fra innsiden, noe som reduserer risikoen for komplikasjoner. Viktigere, donorens HA er aldri klemt for å unngå vasospasme. Suksessen med arteriell rekonstruksjon evalueres ved å la donoren GDA være åpen. Vellykket anastomose resulterer i god blodstrøm fra donor GDA når rekonstruksjonen er fullført.
I denne protokollen, lik andre, shvc reconnection er det tregeste trinnet og til slutt dikterer varigheten av anhepatisk fase. Etter hvert som varigheten av anhepatisk tid øker, øker risikoen iskemisk skade og leverdysfunksjon45. En annen kritisk komponent i OLT rottemodeller er størrelsen på transplantatet, stentene og mansjetter. Hvis transplantatet er for lite, kan transplantatet vri eller vende, noe som hindrer de vaskulære forbindelsene. Størrelsen på stenter og mansjetter kan kreve justeringer i henhold til alder, kjønn, vekt og belastning av rotten. Størrelsen på mansjettene som brukes her ble valgt som tidligere beskrevet28, og en mansjettstørrelse som kontrolleres for rottestørrelse ble brukt. Det var ingen tegn på nød eller komplikasjoner (det vil si leveroverbelastning, ødem, ascites eller splenomegali) i oppfølgingsperioden (til dags dato: median = 133 dager etter operasjonen, minimum = 115 dager etter operasjonen, maksimum = 161 dager etter operasjonen). Videre studier for å bestemme passende størrelse på PV og IHVC for ulike rottestammer som står for både alder og kjønn er berettiget.
Denne modifiserte ROTTE-OLT-protokollen bruker 3D-trykte mansjetter for PV og IHVC, som beskrevettidligere 39,40. Eksisterende metoder for tilkobling av PV og IHVC inkluderer en mikrosutur teknikk32,mansjettteknikk 46,og mikrosutur-midlertidig skinne teknikk47. Den 3D-trykte mansjettteknikken ble valgt, siden den gjør at størrelsen på mansjetten kan standardiseres i henhold til rottestamme og er enkel å forberede og bruke. Store mengder mansjetter med samme dimensjoner kan skrives ut samtidig. Den ytre overflaten av mansjetten har to spor for å hjelpe med å feste bånd og hindre glidning. En hale er også innlemmet i mansjetten design for å tillate enklere manipulering av mansjetten. Samlet sett antas det at å innlemme 3D-trykte mansjetter fører til høye suksessrater og reproduserbarhet av OLT-prosedyren ved å forkorte anhepatisk tid. Det er fastslått at denne teknikken også forkorter den kirurgiske læringskurven.
Til slutt etablerte den beskrevne protokollen en modell som ligner mer på menneskelig levertransplantasjon ved å innlemme et arteriell tilkoblingstrinn. Denne protokollen kan tilpasses for å studere mange immunologiske og kirurgiske aspekter ved levertransplantasjon og kan tjene som en modell for å teste nye terapeutiske inngrep som er relevante for transplantasjon.

Den globale byrden av leversykdom fortsetter å øke, med en 30% økning i leversykdomsrelaterte dødsfall fra 2005 til 20131,2. Levertransplantasjon er ofte den eneste regressen for pasienter med end-stage leversykdom. Leveren er det nest hyppigst transplanterte faste organet, og antall levertransplantasjoner utført globalt økte med 7,25% fra 2015 til 20161,2. Til tross for utbredelsen har overlevelsesraten etter transplantasjon blittstagnert 3,4,5. Den 15 år lange overlevelsesraten for pasienter rapporteres å være 53 %, og den 20-årige pasientoverlevelsesraten kan være så lav som 21 %3,5. Mens det er spennende nye immunbiologiske initiativer som kan føre til nye behandlinger og forbedrede kliniske resultater, er det ennå ikke en pålitelig liten dyremodell for å teste dem.
Rotte OLT modellen har vært mye brukt i undersøkelsen av levertransplantasjon, inkludert avvisning6,7,8,,9,10, immuntoleranse11, transplantasjon iskemi-reperfusjon skade12, immunosuppression13, og galletre skade14,15,16,17. En ulempe med modellen i sin nåværende form er imidlertid dens høye postoperative sykelighet ogdødelighet 18,19. Dette er en alvorlig ulempe som er på kant med den menneskelige operasjonen, og det kompromitterer evnen til å trekke klinisk relevante konklusjoner fra modellen20.
I tillegg kan en stor andel av denne sykelighet tilskrives en fraværende eller ufullkommen leverarterie (HA) reconnection18. Selv om et kritisk skritt i menneskelig levertransplantasjon, har tekniske vanskeligheter en tendens til å kompromittere HA-tilkobling i rotte-OLT-modellen. Som et resultat er gallekanal (BD) anastomose fast og resulterer i høye hastigheter på gallelekkasje og BD-nekrose21. Utover den høye forekomsten av gallekomplikasjoner22, endrer fravær av arteriell tilsig fysiologien til graftleveren ettertransplantasjon 23, med hypoksi i donorlevertransplantatet24 og leverskade observert i betente fliker19,25,26. Rotte OLT uten arteriell tilkobling har også en tendens til å fremme fibrose27. Rotte-OLT-protokollen beskrevet nedenfor løser disse problemene ved å innlemme et enkelt HA-rekonstruksjonstrinn med en tidligere publisert rotte-OLT-metode28, noe som resulterer i bevaring av leverparenchyma og forbedret overlevelse.
Levertransplantasjon har tre faser: (1) ekstraksjon av levertransplantaten fra donoren, (2) fremstilling av donorlevertransplantatet, og (3) utskifting av mottakerleveren med levertransplantatet. Prosedyren innebærer manipulering av fem anatomiske strukturer: suprahepatic inferior vena cava (SHVC), portal vene (PV), infrahepatisk dårligere vena cava (IHVC), leverarterie (HA) og gallegang (BD).
OLT i rotten ble først introdusert av Lee et al. ved hjelp av mikrosutur anastomose av SHVC, PV og IHVC, og en pull-through teknikk for BD29. Denne modellen ble senere forbedret gjennom bruk av to-cuff teknikken i 197930. Siden da har flere alternative teknikker blitt foreslått, med flertallet som fokuserer på venøs anastomose og bruker en to-mansjettteknikk med noen modifikasjoner31. Selv om HA anastomose har blitt beskrevet tidligere i rotte OLT-modellen ved hjelp av teknikker som mikrosutur, mansjett og intraluminale ermer26,,31,,32,,33,,34, krever disse teknikkene ofte høyt utdannede mikrokirurgiske ferdigheter, endrer rottefysiologi betydelig og hindrers av trombose og / eller gallekomplikasjoner27,35.
Videre kan valget av kirurgisk prosedyre også påvirke den anhepatiske tiden (tid fra PV-klemming til reperfusjon av graft gjennom rekonstituert PV), noe som er avgjørende for suksessen til rottelevertransplantasjon. Spesielt observeres høye overlevelsesrater med anhepatiske tider på 15-20 min36,og 30 min er den øvre grensen for suksess37,38. Derfor er målet med denne metoden å implementere en mindre invasiv og lettere adopterbar kirurgisk rotte OLT-modell som er i stand til å koble til leverarterien igjen, fremme effektiv perfusjon av den transplanterte leveren, opprettholde flyten til mottakeren gallegang, og bevare mottakerens fysiologiske tilstand.
Detaljert her er alle trinnene i denne reviderte protokollen, inkludert manipulering av cøliakistammen i donorleveren, samt bruk av 1) en 1,5 mm stent for å utføre en ekstraluminal ermet forbindelse med mottakeren riktig HA, 2) en løpende sutur for SHVC rekonstruksjon, 3) to 3D-trykte plast mansjetter for PV og IHVC rekonstruksjon39,,40, 4) en mikrovaskulær ermet reconnection for HA18,27,41 og 5) en tidligere beskrevet BD stenting teknikk28. To ekstra trinn er også inkludert: en kald spyling via PV, og et antibiotikaregime som er basert på tidligere funn17. Denne optimaliserte OLT-protokollen minimerer perioperative komplikasjoner og sykelighet og modellerer nærmere den kirurgiske driftsprosedyren som brukes i menneskelig levertransplantasjon.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10-0 Ethilon</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>2830G</td>
			<td>10-0 Ethilon Black 1X5&#34; BV100-4 Taper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10mL Syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>B302995</td>
			<td>Luer-Lok Tip, Sterile, Disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1mL Syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>B309628</td>
			<td>Luer-Lok Tip, Sterile, Disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20mL Syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>B301031</td>
			<td>Luer-Lok Tip, Sterile, Disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printed Cuff for IHVC</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printed Cuff for PV</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printed Holder for IHVC</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3D Printed Holder for PV</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3mL Syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>B309657</td>
			<td>Luer-Lok Tip, Sterile, Disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 Sofsilk</td>
			<td>Coviden</td>
			<td>GS-835</td>
			<td>Wx coded braided silk, 30&#34;, Suture 1-Needle 26 mm Length 1/2 Circle Taper Point Needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 Monocryl</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>Y433H</td>
			<td>Undyed Monofilament 1X27&#34; TF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5mL Syringe</td>
			<td>BD</td>
			<td>B309646</td>
			<td>Luer-Lok Tip, Sterile, Disposable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7-0 Silk</td>
			<td>Teleflex Medical</td>
			<td>103-S</td>
			<td>Black</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8-0 Prolene</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>2775G</td>
			<td>8-0 Prolene Blue 1X24&#34; BV130-5 EVP Double Armed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barraquer Micro Needle Holder Without Catch</td>
			<td>Aesculap Surgical Instruments</td>
			<td>FD231R</td>
			<td>Curved 120 mm, 4 3/4&#8243;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barraquer Needle Holder, Extra Fine Jaws 8.0mm, Curved With Out Lock</td>
			<td>Rumex International Co.</td>
			<td>8-025T</td>
			<td>Small Size, Titanium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Barraquer Needle Holder, Fine Jaws 12.0mm, Curved With Out Lock</td>
			<td>Rumex International Co.</td>
			<td>8-021T</td>
			<td>Small Size, Titanium</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Insyte Autoguard BC 22 GA x 1.00 IN</td>
			<td>BD Angiocath / Autoguard</td>
			<td>382523</td>
			<td>22 G x 1.00&#34; (0.9 mm x 25 mm) Wingless catheter, 37 mL/min</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BDPrecisionGlide Single-use Needles: Regular Bevel - Regular Wall.</td>
			<td>BD</td>
			<td>B305106</td>
			<td>PrecisionGlide stainless-steel needles with translucent, color-coded, polypropylene hubs. 22 G</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Precisionglide Syringe Needle 21G</td>
			<td>BD</td>
			<td>305167</td>
			<td>Gauge 21, length 1.5 inch, hypodermic needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD Precisionglide Syringe Needle 30G</td>
			<td>BD</td>
			<td>305128</td>
			<td>Gauge 30, length 1 inch, hypodermic needle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine Solution by Purdue Products LP</td>
			<td>Purdue Products Lp</td>
			<td>67618-150-17</td>
			<td>10% povidone&#8211;iodine topical solution USP</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bupivacaine Injection BP 0.5%</td>
			<td>SteriMax Inc.</td>
			<td>DIN:02443694</td>
			<td>0.5% (100mg/20mL)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved Tying Forceps</td>
			<td>Duckworth &#38; Kent</td>
			<td>2-501E</td>
			<td>6mm tying platforms, straight shafts, flat handle, length 88mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DC Temperature Controller</td>
			<td>FHC Inc.</td>
			<td>40-90-8D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DK Iris Scissors (Curved)</td>
			<td>Duckworth &#38; Kent</td>
			<td>1-211B</td>
			<td>Blunt tips, cut length 4mm, tip to pivot length 11mm, round handle, length 107mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, 200 proof (100%), USP, Decon Labs</td>
			<td>Decon Labs, Inc.</td>
			<td>2716</td>
			<td>Dilute to 70% with d2H2O</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Adjustable Wire Retractor</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>17004-05</td>
			<td>Maximum spread: 3.5cm, Depth 5cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harvard Apparatus Isoflurane Funnel-Fill Vaporizer</td>
			<td>Harvard Appartus Limited</td>
			<td>34-1040SV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin LEO(heparin sodium)</td>
			<td>LEO Pharma Inc.</td>
			<td>DIN:00453811</td>
			<td>10,000 i.u./10 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice-Pak</td>
			<td>Cryopak</td>
			<td>FIP88016</td>
			<td>4.00 in. x 7.00 in., thickness 1.50 inch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane United States Pharmacopeia (USP) 99.9%</td>
			<td>Piramal Healthcare Limited</td>
			<td>DIN: 02231929</td>
			<td>250 mL, Inhalation Anesthetic, NDC 66794-017-25</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Khaw Transconjunctival Adjustable Suture Control Forceps</td>
			<td>Duckworth &#38; Kent</td>
			<td>2-502N</td>
			<td>5mm highly polished tying platforms, straight shafts, flat handle, length 84mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lactate Ringer&#39;s Injected USP, 1000mL</td>
			<td>Baxter Co.</td>
			<td>DIN: 00061085</td>
			<td>JB2324</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>McPherson Tying Forceps</td>
			<td>Duckworth &#38; Kent</td>
			<td>2-500E</td>
			<td>6mm tying platforms, straight shafts, flat handle, length 90mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metzenbaum Scissors - 14.5 cm</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14024-14</td>
			<td>Straight Sharp/Blunt</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Kitzmiller Clamp</td>
			<td>Scanlan</td>
			<td>3003-630</td>
			<td>Jaw length 23mm, Length 11cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope-Leica M525 F20</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td></td>
			<td>No catalog number</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-woven Gauze Sponges</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>22-028-556</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olsen-Hegar with Suture Cutter</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12002-14</td>
			<td>15 mm cutting edge, 2mm jaw surface - 14cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OptixCare Eye Lube, 25gm</td>
			<td>OptixCare</td>
			<td>ES-KE8O-69U1</td>
			<td>Formerly Optixcare Surgical Eye Lubricant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Piperacillin sodium salt</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P8396</td>
			<td>Penicillin analog</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puritan 3&#34; Standard Cotton Swab w/Wooden Handle</td>
			<td>Puritan Medical Products Company LLC</td>
			<td>803-WC</td>
			<td>Regular Cotton Tipped Applicator with Wooden Handle</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round Handled Needle Holder Straight w/ Lock</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12075-12</td>
			<td>Round handles allow easy fingertip adjustments - 12.5cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shea Scissors Curved Blunt</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14105-12</td>
			<td>Transplant scissors with light and delicate pattern - 12cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Micro Serrefines Curved - 4mm</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18055-06</td>
			<td>Jaw length 4mm, Jaw width 0.75mm, Total length 16mm, Jaw pressure 125g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Micro Serrefines Curved - 6mm</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18055-05</td>
			<td>Jaw length 6mm, Jaw width 1mm, Total length 17mm, Jaw pressure 100g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Micro Serrefines Straight - 6mm</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18055-03</td>
			<td>Jaw length 6mm, Jaw width 1mm, Total length 15mm, Jaw pressure 100g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Platform</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Custom, magnetic</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SurgiVet Vaporstick Anesthesia Machine</td>
			<td>General Anesthetic Services, Inc</td>
			<td>V7015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T/Pump Localized Therapy</td>
			<td>Stryker</td>
			<td></td>
			<td>TP700 Series</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum-Pressure Pump</td>
			<td>Barnant Co.</td>
			<td>400-1901</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas Scissors with Microserrations Straight</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>15070-08</td>
			<td>Cutting edge: 5mm, Tip diameter: 0.1mm - 8.5cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vetergesic Buprenorphine</td>
			<td>Ceva Animal Health Ltd</td>
			<td>NAC No.:12380352</td>
			<td>0.324 mg/ml buprenorphine hydochloride Solution for Injection for Dogs and Cats</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vetroson V-10 Bipolar Electrosurgical Unit</td>
			<td>Summit Hill Laboratories</td>
			<td></td>
			<td>No catalog number</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reduced complications after arterial reconnection in a rat model of orthotopic liver transplantation

Rat ortotopisk levertransplantasjon (OLT) modellen er et kraftig verktøy for å studere akutt og kronisk avvisning. Det er imidlertid ikke en fullstendig representasjon av menneskelig levertransplantasjon på grunn av fravær av arteriell tilkobling. Beskrevet her er en modifisert transplantasjon prosedyre som inkluderer inkorporering av leverarterie (HA) reconnection, fører til en markert forbedring i transplantasjon utfall. Med en gjennomsnittlig levertid på 12 min og 14 s, resulterer HA-tilkobling i forbedret perfusjon av den transplanterte leveren og en økning i langsiktig mottakeroverlevelse fra 37,5% til 88,2%. Denne protokollen inkluderer bruk av 3D-trykte mansjetter og holdere for å koble portalvenen og infrarød inferior vena cava. Det kan implementeres for å studere flere aspekter av levertransplantasjon, fra immunrespons og infeksjon til tekniske aspekter av prosedyren. Ved å innlemme en enkel og praktisk metode for arteriell tilkobling ved hjelp av en mikrovaskulær teknikk, etterligner denne modifiserte rotte OLT-protokollen nøye aspekter ved menneskelig levertransplantasjon og vil tjene som en verdifull og klinisk relevant forskningsmodell.

Mens vi etablerte en ikke-HA anastomose rotte OLT-modell ved hjelp av en tidligere beskrevetprotokoll 28,observerte teamet vårt henholdsvis 50% og 37,5% overlevelse ved henholdsvis 21 dager og 60 dager etter operasjonen. Selv om høye forekomster av langsiktig overlevelse uten HA-anastomose er rapportert av enkeltegrupper 28,fremhever disse tidlige resultatene ulempene ved ikke å ha arteriell tilsig. Til sammenligning økte den optimaliserte HA-tilkoblingsprosedyren betydelig langsiktig overlevelse fra 37,5 % til 88,2 % (p = 0,015) (figur 6).
Histologisk analyse av en representativ undergruppe av transplanterte dyr uten HA-tilkobling (på dag 6 og 13 etter operasjonen) viste tegn på hypoksisk leverskade med centrilobular nekrose (figur 7). Omfattende levernekrose var forbundet med enormt forhøyede nivåer av alaninaminotransferase (ALAT) og aspartataminotransferase (ASAT) hos disse dyrene (figur 7). I motsetning viste transplanterte rotter med HA-tilkobling ingen tegn på leverskade, og histologisk analyse viste en normal leverparenchymastruktur med organisert acini, lobules (f.eks. sentrale vene- og portaltriader med levervene), arterier og gallegang (figur 7).
Selv om gjennomsnittlig levertid i løpet av 23 separate operasjoner var akseptabelt (12 min og 14 s [± 78 s]), er det fortsatt mulig at overlevelse i ikke-HA-tilkoblingsmodellen til slutt kan forbedres med økt praksis. Det er imidlertid verdt å legge til grunn at tre av de fire dyrene som ble transplantert uten HA-tilkobling (som ble fulgt for langsiktig overlevelse) ble eutanisert på grunn av nød på dag 56, 96 og 111 etter operasjonen. I tillegg viste histologisk analyse av leverene reaktive endringer etter hypoksisk leverskade, inkludert markert gallegangsproliferasjon, periportal fibrose og betennelse, og forvrengt leverparenchyma (supplerende figur 2). Tilstedeværelsen av morfologiske trekk ved hypoksisk leverskade bekrefter funnene om at HA-tilkobling er viktig for effektiv leverperfusjon og normal funksjon.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60628/60628fig1.jpg"> Figur 1: Skjematisk representasjon av den 3D-trykte mansjettdesignen for portalvene og infrarød inferior vena cava. Det første slipset er strammet i sporet (ii) nærmest håndtaket (iii), og det andre slipset strammes i sporet (i) lengst bort fra håndtaket. De ytre diameterne er (iv) 2,38 mm for portalvenen (PV) og 2,15 mm for infrahepatisk dårligere vena cava (IHVC). Innvendig diameter er (v) 1,74 mm for PV og 1,38 mm for IHVC. Lengdene er (vi) 2,60 mm for PV og 2,15 mm for IHVC (eksakte spesifikasjoner for alle 3D-trykte materialer finnes i supplerende materialer). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628fig1large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60628/60628fig2.jpg"> Figur 2: Hepatisk arterie stent innsetting i graft. (A)Åpningsenden av cøliakistammen (i) utvides ved å kutte miltarterien til venstre magearterie, som eksponerer bifurcation av den vanlige HA. (ii) BD-stenten er bundet før ekstraksjon av donorrotteleveren. (iii) PV-mansjetten og (iv) IHVC-mansjetten settes inn og knyttes ved å brette endene av karene over mansjetten. (B) (i) For å sette inn HA-stenten, strekkes den eksponerte felles HA flere ganger med tang. (C) (i) HA-stenten er plassert sikkert i felles HA og bundet med 8-0 prolene. (D) (i) HA-stenten skylles med (ii) Ringers laktatoppløsning (BD = gallegang, IHVC = infrahepatisk dårligere vena cava, HA = leverarterie). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628fig2large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60628/60628fig3.jpg"> Figur 3: Infrahepatic inferior vena cava-tilkobling ved hjelp av 3D-trykt holder. (A) (i) PV er koblet til med samme teknikk som IHVC-tilkoblingen. Transplantatet er (ii) klemt over (iii) IHVC-mansjetten. Mottakerens IHVC-åpning er (iv) suturert på sidene av åpningen til en 3D-trykt holder for å holde den strukket åpen. En løs (v) 7-0 silke er bundet rundt mottakeren IHVC. (B) Mansjetten på transplantatet IHVC er (i) satt inn i mottakerenS IHVC. Det løse slipset er nå strammet. Klemmenfjernes, og (i) 3D-skriverholderen er løsrevet med saks. (D) En ekstra (i) 7-0 silke er bundet rundt tilkoblingen hvis den ikke er sikker, men vanligvis er ett slips tilstrekkelig (PV = portalvene, IHVC = infrahepatisk dårligere vena cava). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628fig3large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60628/60628fig4.jpg"> Figur 4: Mikrovaskulær ermet tilkobling av leverarterien. (A) (i) BD-stenten er ikke koblet til mottakeren. (ii) HA-stenten er plassert i pode, som er knyttet til (iv) mottakerens riktige HA. (iii) PV er koblet til. (B) 10-0 ethilon med en (i) buet nål trekkes gjennom HA-stenten til sidene av mottakeren HA åpningsende. (C) 10-0 ethilon trekkes tilbake gjennom HA-stenten; Derfor trekkes mottakerens riktige HA gjennom stenten som en hylse. (D) (i) Et slips med 10-0 ethilon er laget når mottakerens riktige HA trekkes inn i stenten til den delen som først går gjennom HA-stenten. (E) Vist her er en skjematisk av HA anastomosis beskrevet i (B), (C) og (D) (BD = gallegang, HA = leverarterie, PV = portal vene). *Åpningsenden av cøliakistammen utvides ved å kutte miltarterien til venstre magearterie. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628fig4large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60628/60628fig5.jpg"> Figur 5: Gallekanaltilkobling ved hjelp av to stenter. (A) (i) Graft BD-stent settes inn i mottaker-BD ved hjelp av (ii) stenten løst bundet ved åpningen av mottakerens BD. (iii) PV er koblet før BD-tilkoblingen, som ligger bak BD. (B) Stenten på slutten av mottakerens BD fjernes og brukes som en utvidet åpning til (i) sett inn BD-stenten som er bundet til graftet. (C) Slipset som er løst sikring av mottakerstenten brukes nå til å knytte forbindelsen, og (i) ytterligere 7-0 silke brukes til å holde stenten på plass for å unngå å skli eller vristen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628fig5large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60628/60628fig6.jpg"> Figur 6: Transplantasjon prosent overlevelse. Ortotopisk levertransplantasjon av rotte uten HA-tilkobling (n = 8) og med HA-tilkobling (n = 17). Dyr følges nøye etter transplantasjon for tegn på leversvikt og/eller infeksjon i minst 60 dager. Rotter som ikke viste komplikasjoner etter operasjonen ble ansett som overlevende (*p = 0,015, som beregnet av Kaplan-Meier estimering [lang rang test]). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628fig6large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60628/60628fig7.jpg"> Figur 7: Lever histopatologisk vurdering. Representative hematoksylin- og eosinfargede seksjoner hos dyr (A) uten og (B) med leverarterie (HA) tilkobling på dag 6 og 13 etter levertransplantasjon (LTx). (C) Normal leverparenchyma viser portal triade (portal vene, arterie, og gallegang), lobules inkludert sentral vene, og acini. Hepatocytes ved siden av portaltriaden er sone 1 hepatocytter; hepatocytter ved siden av den sentrale venen i lobules er sone 3 hepatocytter; og hepatocytter mellom soner 1 og 3 er sone 2 hepatocytter (ALAT = alanin aminotransferase, ASAT = aspartata aminotransferase, CV = sentral vene). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628fig7large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Supplementary Figure 1" src="/files/ftp_upload/60628/60628suppfig1.jpg"> Tilleggsfigur 1: Stent- og mansjettdimensjoner. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628suppfig1large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Supplementary Figure 2" src="/files/ftp_upload/60628/60628suppfig2.jpg"> Supplerende figur 2: Lever histopatologisk vurdering som viser forstyrrelse av leverparenchyma. Representative hematoksylin og eosin-farget seksjoner i dyr uten HA-tilkobling på dag 54, 96 og 111 etter LTx. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/60628suppfig2large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
Tilleggsmateriale 1: Porta mansjett 200g - støtte 2.0. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary1.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 2: Cava mansjett 200g - støtte 2.0. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary2.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 3: Levertraktor 200g. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary3.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 4: Bakholder - 1.2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary4.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 5: Cava 150g - 2.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary5.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 6: Porta 1.4.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary6.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 7: Holder arm McGil. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary7.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 8: Holder mini arm LAB. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary8.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 9: Holder og arm myk del 1.3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary9.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>
Tilleggsmateriale 10: Holder base - 3.1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60628/supplementary10.stl" target="_blank">Vennligst klikk her for å se denne filen (Høyreklikk for å laste ned).</a>

Watch this Scientific Journal Video about Reduced Complications after Arterial Reconnection in a Rat Model of Orthotopic Liver Transplantation at JoVE.com

Reduced Complications after Arterial Reconnection in a Rat Model of Orthotopic Liver Transplantation

Målet med denne studien er å endre rotte ortotopisk levertransplantasjon modell for å bedre representere menneskelig levertransplantasjon og forbedre mottaker overlevelse. Den presenterte metoden gjenoppretter leverarterial tilstrømning ved å koble donorleverens vanlige leverarterie til mottakerleverens riktige leverarterie.

Reduserte komplikasjoner etter arteriell gjentilkobling i en rottemodell av ortotopisk levertransplantasjon

The rat orthotopic liver transplantation (OLT) model is a powerful tool to study acute and chronic rejection. However, it is not a complete representation ...

Rotte ortotopisk levertransplantasjon modell er et kraftig verktøy for å studere flere aspekter av levertransplantasjon. Fra en immunrespons på infeksjonen, til tekniske aspekter ved prosedyren. De viktigste fordelene med denne teknikken er at det kan redusere komplikasjoner, bedre representerer komisk levertransplantasjon, og forbedre mottakerens overlevelse.Denne modifiserte rotte ortotopiske levertransplantasjonsprotokollen etterligner nøye aspekter ved menneskelig levertransplantasjon og vil tjene som variabel og klinisk relevant forskningsmodell. Det er vårt håp at seerne gjennom den visuelle demonstrasjonen kan lære alle detaljene og forkorte læringskurven for å mestre mikrokirurgiferdigheten som kreves for denne teknikken. Etter å ha injisert 300 internasjonale enheter av heparinnatrium i intrahepatisk dårligere vena cava av en bedøvet 12 til 14 uker gammel rotte, gjør en fem millimeter snitt under gallekanalen bifurcation, og sett gallekanalen stent inn i den vanlige gallekanalen.Sikre stenten med en 7-0 silke ligatur, en millimeter over snittet, og en ligatur 10 millimeter under bifurcation. Klipp gallekanalen mellom de to båndene og utsett riktig leverarterie. Del gastroduodenalarterien mellom to 7-0 silkeligaturer, og utsett venstre magearterie, miltarterie og cøliakistamme.Deretter kutter venstre magearterie, miltarterie og cøliakistamme mellom arteriebåndene. Bruk en 20 milliliter sprøyte utstyrt med en 21,5 gauge nål for å injisere sakte 20 milliliter på fire grader Celsius Ringers laktatoppløsning i portalvenen. For å forberede donorleveren, kutt åpne bifurcation av cøliakistammen, miltarterien og venstre magearterie for å danne en større arteriell ermet mansjett og sett inn 1,5 millimeter lengde 24 gauge arteriell stent i donor vanlig leverarterie via mansjetten.Fest deretter stenten med en 8-0 polypropylen ligatur og skyll stenten med Ringers laktatløsning. Etter å ha avslørt portalvenen til en 12 til 14 uker gammel rottemottaker, del mottakeren gallegang på 0,5 centimeter under en flisleggerbifurcation, og sett inn en gallekanalstent i den distale felles gallekanalen. Eksponer venstre, midten og høyre leverarterier og bind karene distale til leverarteriebifurcation.Skjær arteriene nær leveren over båndene og legg et langt tynt stykke gasbind bak super hepatisk dårligere vena cava. Plasser en 3D-trykt intrahepatisk vena cava holder bak intrahepatisk vena cava og bruk en Tenno ikke-absorberbar monofilament sutur for å sy endene av 3D trykt håndtak sammen. Bind en 7-0 silkeligatur løst under både 3D-trykt holderen mellom intrahepatisk vena cava og portalvenen, og klem den intrahepatiske vena cava like over høyre nyrevene under 3D-trykt cavaholderen.Klem portalvenen like over pylorisk vene og under 3D-trykt PV-holder. Bruk en tre milliliter sprøyte med en 27 gauge nål festet, skyll to milliliter på 37 grader Celsius Ringers laktatløsning via bifurcation av portalvenen, og klemme super hepatic vena cava over leveren med en Kitzmiller klemme. Klipp deretter under klemmen så nær leveren som mulig og kutt over 3D-trykte holdere for både portalvenen og den inter lever vena cava for å fjerne mottakerleveren.For donor levertransplantasjon, nøye orientere donor leveren i mottakerens kroppshulrom på en slik måte at en øvre brostein anastomose kan opprettes. Sett portalvenemansjetten fra donoren inn i mottakerportalven og stram 7-0 silkeslipset. Fjern den atraumatiske klemmen fra super hepatisk vena cava og fjern mikrovaskulær klemme for portalvenen.Etter å ha sammenlignet leveren med varmt blod igjen, sett donor intrahepatisk vena cava cuff inn i mottakeren intrahepatisk vena cava og fest fartøyet med 7-0 silkeslips. Fjern deretter donor intrahepatisk vena cava klipp før du fjerner mottakerklemmen. For å utføre en arteriell anastomose, kutt av den delen av cøliakistammen fra donoren som strekker seg utover stenten, og klemmer riktig leverarterie av mottakeren.Klipp av slipset på slutten og eventuell ekstra vev rundt fartøyet. Og bruk Ringers laktatløsning til å skylle lumen til både donor- og mottakerfartøyets ender. Bruk en buet nål, plasser en 10-0 ethilon sutur gjennom venstre aspekt av donor hepatisk arterie, 2,5 millimeter over den distale åpningen av stenten, og ut gjennom enden av stenten.Transfix mottakeren riktig leverarterie 0,5 millimeter under fartøyets åpning fra venstre side av fartøyet, til høyre side av arterien. Plasser neste sutur gjennom høyre vegg av donor hepatisk arterie fra innsiden til utsiden, i en avstand fra stentåpningen identisk med den opprinnelige sømmen, og trekk opp på de to endene av 10-0 ikke-absorberbar monofilament for å skli mottakeren riktig leverarterie opp, og inn i leverarteriestenten. Deretter knytter 10-0 ikke-absorberbar monofilament med seg selv over donor hepatisk arterie.Skyll både mottaker og donor gallekanaler, og sett donorgallekanalene stent inn i mottakeren gallegang. Stram deretter slipset som tidligere ble plassert rundt mottakerens gallekanal. I dette representative eksperimentet viste den ikke-leverarterien anastomose rotte ortotopisk levertransplantasjonsmodell henholdsvis 50 og 37,5 %overlevelse, ved henholdsvis 21 dager og 60 dager etter operasjonen.Derimot økte den optimaliserte leverarterietilkoblingsprosedyren betydelig den langsiktige overlevelsen. Histologisk analyse av en representativ undergruppe av transplanterte dyr uten leverarterietilkobling viste tegn på hypoksisk leverskade med sentral lobular nekrose, på dag seks og tretten etter transplantasjon. Omfattende levernekrose var forbundet med enormt forhøyede nivåer av alaninimmunooverføringer og aspartatamininotransferase hos disse dyrene.I motsetning viste transplanterte rotter med leverarterietilkobling ingen tegn på leverskade og histoologisk analyse viste en normal leverparenchymastruktur, med organisert acini, lobules, arterier og gallekanaler. I tillegg viste histologisk analyse av leverene fra ikke hepatisk arterietilkobling modell rotter reaktive endringer etter hypoksisk leverskade. Inkludert markedet galle duct spredning, peri portal fibrose og betennelse, og forvrengt leverparenchyma.Denne protokollen kan tilpasses for å studere mange immunologiske og kirurgiske aspekter ved levertransplantasjon og kan tjene som en modell for testing av nye terapeutiske inngrep som er relevante for transplantasjon.

Research

JoVE Journal

Medicine

Orthotopic Aortic Transplantation: A Rat Model to Study the Development of Chronic Vasculopathy

Research models of chronic rejection are essential to investigate pathobiological and pathophysiological processes during the development of transplant ...

Development of Obliterative Bronchiolitis in a Murine Model of Orthotopic Lung Transplantation

Utvikling av obliterans Bronkiolitt i en murine modell av Orthotopic lungetransplantasjon

Orthotopic lung transplantation in rats was first reported by Asimacopoulos and colleagues in 1971 1. Currently, this method is well accepted and ...

Orthotopic Liver Transplantation in Rats

Orthotopic levertransplantasjon i Rats

Clinical progress in the field of liver transplantation has been largely supported by animal models1,2. Since the publication of the first orthotopic rat ...

Surgical Procedures for a Rat Model of Partial Orthotopic Liver Transplantation with Hepatic Arterial Reconstruction

Kirurgiske prosedyrer for en rotte modell av delvis Orthotopic levertransplantasjon med nedsatt arteriell Reconstruction

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats using a whole or partial graft is an indispensable experimental model for transplantation research, such as ...

A Rat Model of Orthotopic Liver Transplantation Using a Novel Magnetic Anastomosis Technique for Suprahepatic Vena Cava Reconstruction

En rotte modell av Orthotopic levertransplantasjon bruker en roman magnetiske anastomose teknikk Suprahepatic Vena Cava gjenoppbygging

The rat model of orthotopic liver transplantation (OLT) is essential for transplant research. It is a very sophisticated animal model and requires a steep ...

Transplantation of Adipose Tissue-Derived Stem Cell Sheet to Reduce Leakage After Partial Colectomy in A Rat Model

Transplantasjon av fettvev-avledet stilk cellen ark å redusere lekkasje etter delvis Colectomy i en rotte modell

Anastomotic leakage is a disastrous complication after colorectal surgery. Although current methods for leakage prevention have different levels of ...

A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation

En pre-klinisk svin modell av Orthotopic hjertet transplantasjon

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart ...

Orthotopic Rat Kidney Transplantation: A Novel and Simplified Surgical Approach

Orthotopic Rat nyre transplantasjon: en roman og forenklet kirurgisk tilnærming

Kidney transplantation offers increased survival rates and improved quality of life for patients with end-stage renal disease, as compared to any type of ...

Organ Ischemia-Reperfusion Injury by Simulating Hemodynamic Changes in Rat Liver Transplant Model

Organ iskemi-reperfusjon skade ved å simulere hemoodynamiske endringer i rotte levertransplantasjon modell

Orthotopic liver transplantation (OLT) in rats is a tried and proven animal model used for preoperative, intraoperative, and postoperative studies, ...

Left Lung Orthotopic Transplantation in a Juvenile Porcine Model for ESLP

Ortotopisk transplantasjon av venstre lunge i en modell av juvenil svin for ESLP

Lung transplantation is the gold-standard treatment for end-stage lung disease, with over 4,600 lung transplantations performed worldwide annually. ...