Experimental animal research plays a pivotal role in the development of clinical transplantation practice. The porcine orthotopic liver transplantation model (OLTx) closely resembles human conditions and is frequently used in clinically oriented research. The following protocol contains all information for a reliable porcine OLTx model using an active porto-caval-jugular shunt.
The success of liver transplantation has resulted in a dramatic organ shortage. Each year, a considerable number of patients on the liver transplantation waiting list die without receiving an organ transplant or are delisted due to disease progression. Even after a successful transplantation, rejection and side effects of immunosuppression remain major concerns for graft survival and patient morbidity.
Experimental animal research has been essential to the success of liver transplantation and still plays a pivotal role in the development of clinical transplantation practice. In particular, the porcine orthotopic liver transplantation model (OLTx) is optimal for clinically oriented research for its close resemblance to human size, anatomy, and physiology.
Decompression of intestinal congestion during the anhepatic phase of porcine OLTx is important to guarantee reliable animal survival. The use of an active porto-caval-jugular shunt achieves excellent intestinal decompression. The system can be used for short-term as well as long-term survival experiments. The following protocol contains all technical information for a stable and reproducible liver transplantation model in pigs including post-operative animal care.
Lebertransplantation (OLTx) ist die einzige Behandlungsoption für Patienten im Endstadium einer Lebererkrankung oder fortgeschrittenem Leberzellkarzinom. In den letzten 25 Jahren hat sich die Zahl der Kandidaten auf der Warteliste nach und nach erhöht und jetzt weit die Anzahl der verfügbaren Transplantate überschreitet. In den meisten Regionen der Transplantation, 20 bis 30% der Patienten auf der Warteliste für eine Lebertransplantation sterben, ohne eine Organtransplantation oder durch Fortschreiten der Krankheit ausgelistet. Strategien, um die Spenderpool zu erhöhen und damit die Anzahl der verfügbaren Transplantate, werden dringend benötigt. Erweiterte Kriterien Organzuteilung, verlängerte Transplantaterhaltung, und die Induktion von Immuntoleranz noch stellen eine große klinische Herausforderung 1-3. Daher ist experimentelle OLTx Forschung entscheidende, um klinische OLTx Praxis zu optimieren.
Porcine OLTx ist ein gut etabliertes experimentellen Modell, das menschliche OLTx in vielerlei Hinsicht einschließlich l ähneltiver Größe, Anatomie und Physiologie 4-6. So hat es sich zu einem Standard experimentelle Methode in Forschungsbereichen wie Operationstechniken, Physiologie, Immunologie, Erhaltung und Ischämie-Reperfusionsschaden. Zahlreiche Techniken der Transplantat Beschaffung Empfänger Hepatektomie, und insbesondere eine Gefäßrekonstruktion, wurden in der Literatur 5 beschrieben. Die Wahl der geeigneten Technik variiert je nach Präferenz des Forschers und technische Leistungsfähigkeit.
Im Gegensatz zum menschlichen Szenario splanchnic Staus während des anhepatischen Phase repräsentiert ein wichtiges Problem in porcine OLTx. Nachfolgende Darmischämie und kongestive Gefäßschäden kann schwere hämodynamische Instabilität verursachen, zu gefährden das Schwein Überleben und damit den Erfolg des Experiments 7-9. Daher ist eine ausreichende Darm Dekompression verpflichtend, vor allem in weniger technisch verfeinert experimentellen Einstellungen.
Unsing eine aktive porto-Kava-Halsschlag Shunt für die Dauer des anhepatischen Phase ist eine zuverlässige Möglichkeit, Darm-Staus zu vermeiden. Das System kann für frühen Reperfusion Experimenten als auch langfristige Überleben Szenarien verwendet werden. Das folgende Protokoll enthält alle Informationen für eine stabile und reproduzierbare Lebertransplantationsmodell in Schweinen, einschließlich Spenderleber Beschaffung, Empfängerbetrieb einschließlich Hepatektomie und End-to-End-Schiff Rekonstruktionstechniken und postoperative Pflege.
Experimental Schweine OLTx ist ein anspruchsvolles Verfahren für ein Forschungs Einstellung ohne die Intensiv Ressourcen eines klinischen Szenario. Mögliche Komplikationen sind hämodynamische Instabilität, Blutungen, Organ Ischämie, Hypothermie, und Stoffwechsel sowie der Atemwege, Dekompensation. Für jede Arbeitsgruppe, genügt Verfahrens Ausbildung der Operationstechnik 5 als auch das Schwein Anästhesie 14,15 um repräsentative und reproduzierbare Ergebnisse zu erhalten obligatorisch.
Vielen technischen Feinheiten sind in der Literatur beschrieben worden, insbesondere in Bezug auf die Gefäßrekonstruktion Phase 5. Die oben beschriebene OLTx Protokoll bietet die erforderlichen Informationen für einen Sekt-Austausch-Modell ähnelt menschlichen OLTx. Die zur Verfügung gestellten Ergebnisse zeigen zuverlässig das Überleben der Tiere und Graft Erholung in beiden HBD und DCD-Modelle. Das Protokoll ist in kurzfristige Überleben Szenarien in Graft Reperfusion expe gebraucht wird,riments zum Beispiel als auch in Langzeitüberleben Modelle wie Toleranzstudien.
Ein großes Hindernis von Schweine OLTx ist die relativ schlechte Toleranz Cava und Pfortader Querspann. Splanchnischen Staus während der anhepatischen Phase verursacht venösen Bluthochdruck und Kapillare Schäden, die zu den wichtigsten Darmischämie und hämodynamische Instabilität auf den Punkt eines irreversiblen Schock auch nach Organ Reperfusion 7 führen kann. Da die Hohlvene vollständig in Leberparenchym eingebettet, ist ein Cava erhaltHuckepackVerfahren nicht durchführbar. Die Gesamt Okklusion der Vena Cava im Cava Wiederaufbauphase beeinträchtigt die hämodynamische Stabilität des Schweins. Obwohl einige Berichte zeigen, dass Schweine OLTx während insgesamt Cava und Pfortader Okklusion von weniger als 25 min 16,17 erreicht werden, ist eine porto-cava-Halsschlag Bypass Technik zum Zeitpunkt der Gefäßrekonstruktion der sicherer und praktischer Option 7- 9,18. In thErfahrung e Autoren, ist eine passive porto-Halsschlag Bypass nicht optimal, das Schwein hämodynamisch während der anhepatischen Phase stabil zu halten. Die Bypass-Modell, einschließlich der aktiven Druckverlust beider infrahepatische Cava und Pfortader, ermöglicht ein ruhiges Wiederaufbauphase der suprahepatischen caval und Portal Anastomosen sogar mit erweiterten Klemmzeit aufgrund unvorhergesehener Komplikationen. Im Gegensatz zu früheren Berichten 7 eine Splenektomie nicht zwingend erforderlich, wenn das Portal Bypasskatheter wird entfernt. Sowohl Milz Arterie und Vene sind etwa auf halbem Weg entlang der Länge der Milz Verlassen der proximalen Hälfte ausreichend durchblutet geschlossen. Komplikationen wie Blutungen oder Luftembolie durch Bypass-Abschaltung sind vermeidbar, indem sichergestellt wird, dass der Bypass wird sorgfältig platziert und ordnungsgemäß gesichert.
In langfristige Überleben OLTx Experimenten wird die Gallenganganastomose aufgrund seiner hohen Komplikationsrate 19 als eine Schwachstelle. Die Gallengewebe ist sehr zerbrechlich und needs besondere Sorgfalt bei der Handhabung. Viele verschiedene Anastomose Techniken wurden beschrieben 5,19. Eine End-zu-End-Anastomose ist technisch einfach und mit minimalem Komplikationen 19 verbunden. Eine fortlaufende Naht mit einer nicht-schneidenden Nadel darunter große Abschnitte peribiliären Bindegewebe erscheint überlegen einer unterbrochenen Naht. Der Gallengang wird unter unnötige Spannung gesetzt, wenn die einzelnen Maschen der Knopfnaht verknotet werden. Dies kann in Gewebe Tränen und in Folge Galle Lecks führen. Das Nahtmaterial – resorbierbar oder nicht resorbierbar – ist in der Regel nicht von Bedeutung, da ihre begrenzte Lebensdauer, bis das Schwein wird beendet. Für langfristige Überleben Modelle über mehrere Monate, resorbierbares Nahtmaterial – bevorzugt – wie in der menschlichen OLTx.
Besondere Sorgfalt muss mit der postoperativen Follow-up genommen werden. Ausreichende Ernährung und Flüssigkeitszufuhr, eine zuverlässige Schmerzlinderung Protokoll und eine richtige ImmunsuppressionRegime sind obligatorisch. Für Langzeitversuche, erscheint Immunsuppression besonders wichtig. Im Vergleich zu anderen Säugetieren, Schweine zeigen eine überraschend geringe immunologische Abstoßung Rate nach OLTx 20,21. Knopfzelle Infiltrationen sind in der zweiten Woche nach der Transplantation maximale und verringern spontan auch ohne Immunsuppression. Die Ablehnung ist nur selten die Todesursache nach Schweine OLTx 22. Aber auch bei der Immunsuppression Protokoll mit der Verwaltung hier genannten Steroide iv und po Calcineurin-Inhibitoren, Transplantatabstoßung wird durch eine leichte Erhöhung der Transaminasen ab etwa 4 Tage nach OLTx angegeben und durch scheinbare Portal Feldrundzellinfiltration bestätigt. Calcineurin-Inhibitoren gegeben entweder po oder iv 23,24 25,26 werden; Beide Methoden haben Nachteile. Auch bei oraler Applikationshilfen, bleibt die tatsächliche Menge Erreichen des Gastrointestinaltraktes schwer fassbar. Auf der anderen Seite, kontinuierlichen iv-Infusion inein Schweinestall mit einer aktiven Tier ist schwierig. Daher muß der iv Applikation in Form eines Bolus, der in hohen Wirkstoffkonzentrationsspitzen zusammen mit potentiellen toxischen Wirkungen führt geführt werden. Dennoch beide Anwendungsverfahren anscheinend langfristige Überleben zu ermöglichen.
Ähnlich wie bei einer klinischen Umgebung, wird postoperativen Stress-Ulkus-Prophylaxe empfohlen. Postoperative Blutungen aus Magengeschwüren ist ein häufiges Problem und kann zu einer Leberfunktions 27 bezogen werden. Nach ein paar Fälle von Magen-Darm-Blutungen in beiden OLTx Gruppen begannen die Autoren regelmäßige Prophylaxe mit Pantoprazol und keine gastrointestinalen Blutungen seitdem erleben.
Strikte Aufrechterhaltung steriler Bedingungen, intraoperativ, vergleichbar mit den Verhältnissen in einer klinischen Operationsraum und folglich Antibiotikaprophylaxe, verringert das Risiko von infektiösen Komplikationen.
Zusammenfassend diesem Artikel provides praktische Informationen für den Aufbau einer Schweine OLTx Programm in einem Forschungs Einstellung. Ausreichend Engagement, Praxis und Teamarbeit ist, um die Lernphase zu verringern, um zuverlässige Ergebnisse zu erzeugen, und um die Kosten und die Anzahl der Versuchstiere zu reduzieren wichtig.
The authors have nothing to disclose.
The study was supported by research grants from the Roche Organ Transplant Research Foundation (ROTRF) and Astellas. Markus Selzner was supported by an ASTS Career Development Award. Matthias Knaak was supported by the Astellas Research Scholarship. We thank Uwe Mummenhoff and the Birmingham family for their generous support.
Atropine Sulphate 15mg/30mL | Rafter 8 Products | 238481 | |
Buprenorphine 0.3mg/mL | RB Pharmaceuticals LDT | N/A | |
Cefazolin 1g | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | 2237138 | |
Cyclosporin Oral Solution 5000mg/50mL | Novartis Pharmaceuticals Canada Inc. | 2150697 | |
Fentanyl Citrate 0.25mg/5mL | Sandoz Canada Inc. | 2240434 | |
Heparin 10,000iU/10mL | Leo Pharma A/S | 453811 | |
Isoflurane 99.9%, 250mL | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | 2231929 | |
Ketamine Hydrochloride 5000mg/50mL | Bimeda-MTC Animal Health Inc. | 612316 | |
Lactated Ringer’s + 5% Dextrose, 0.5L | Baxter Corporation | 61131 | |
Lacteted Ringer’s, 1L | Baxter Corporation | 61085 | |
Metronidazole 500mg/100mL | Baxter Corporation | 870420 | |
Midazolame 50mg/10mL | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | 2242905 | |
Pantoprazole 40mg | Sandoz Canada Inc. | 2306727 | |
Potassium Chloride 40mEq/20mL | Hospira Healthcare Corporation | 37869 | |
Propofol 1000mg/100mL | Pharmascience Inc. | 2244379 | |
Protamine Sulfate 50mg/5mL | Pharmaceutical Partners of Canada Inc. | 2139537 | |
Saline 0.9%, 1L | Baxter Corporation | 60208 | |
Sodium Bicarbonate 50 mEq/50mL | Hospira Healthcare Corporation | 261998 | |
Solu-Medrol 500mg | Pfizer Canada Inc. | 2367963 | |
Tranexamic Acid 1000mg/10mL | Pfizer Canada Inc. | 2064413 | |
University of Wisconsin Solution, SPS-1 | Organ Recovery Systms | SPS-1 | |
Xylocaine Endotracheal 10mg/50mL | AstraZeneca | 2003767 | |
Appose ULC 35W skin stapler | Covidien Canada | 803712 | |
Maxon, 1 | Covidien Canada | 606173 | |
Sofsilk, 0 | Covidien Canada | S606 | |
Sofsilk, 2-0 | Covidien Canada | S405 | |
Sofsilk, 3-0 | Covidien Canada | S404 | |
Surgipro II, 4-0 | Covidien Canada | VP581X | |
Surgipro II, 5-0 | Covidien Canada | VP725X | |
Surgipro II, 6-0 | Covidien Canada | VP733X | |
Catheter i.v, 18 G | BD Canada | 381147 | |
Cook TPN catheter, 9.5Fr | Cook Medical Company | C-TPNS-9.5-90 | |
PSI Kit for sheath catheter, 8.5Fr | Arrow International | ASK-09803-UHN | |
Infusion Pump Line | Smith Medical ASD Inc. | 21-0442-25 | |
Liver Admin Set (flush line) | CardioMed Supplies Inc | 17175 | |
Mallinckrodt, Tracheal Tube, 6.5mm | Covidien Canada | 86449 | |
Med-Rx Suction Connecting Tube | Benlan Inc. | 70-8120 | |
Organ Bag | CardioMed Supplies Inc | 2990 | |
Suction Tip | Tyco Healthcare Group LP | 8888501023 | |
Valleylab, Cautery Pencil | Covidien Canada | E2515H | |
Valleylab, Patient Return Electrode | Covidien Canada | E7507 | |
Bypass Connector 3/8” x 1/4“ | Raumedic AG | 955083-001 | |
Bypass Connector 3/8” x 3/8” Luer Lock | Raumedic AG | 955163-001 | |
Bypass Connector Y 3/8” x 3/8” x 1/4” | Raumedic AG | 961360-002 | |
Bypass Tubing 1/4” x 1/16” | Raumedic AG | 039505-010 | |
Bypass Tubing 3/8” x 3/32” | Raumedic AG | 039535-005 | |
Rotaflow Cenrtifugal Pump | Maquet-Dynamed | HC 2821 | |
Stainless Steel Hose Clamp Ring, 5mm | Oetiker | 16700007 | |
Abdominal Retractor | Medite GmbH | N/A | |
De Bakey – Beck, Infrahepatic Cava Clamp | Aesculap Inc. | FB519R | |
Diethrich, Atraumaitc Clamp (Portal Vein) | Aesculap Inc. | FB525R | |
Gregory Bull Dog Clamp, curved | Aesculap Inc. | FB382R | |
Gregory Bull Dog Clamp, straight | Aesculap Inc. | FB381R | |
Potts – De Martel, Scissors | Aesculap Inc. | BC648R | |
Satinsky, Suprahepatic Cava Clamp | Aesculap Inc. | FB605R | |
Symetrical Tubing Clamp | Codman Instruments | 198010 | |
Anesthesia Machine, Optimax | Moduflex Anesthesia Equipment | SN5180 | |
Bypass Flow meter, HT 110 | Transonic Systems Inc. | HT110B11106 | |
Flow meter probe, H6XL | Transonic Systems Inc. | H6Xl689 | |
Heat Therapy Pump, T/Pump | Gaymar Industries Inc | TP500-G89D19 | |
Infusion Pump 3000 | SIMS Graseby LTD. | SN300050447 | |
Isoflurane Vapor 19.1 | Draeger Medical Canada Inc. | N/A | |
Monitor, Datex AS 3 | Instrumentarium Corp./ Hitachi | D-VHC14-23-02 | |
Rotaflow Centrifugal Drive Unit | Marquet-Dynamed | 952301 | |
Rotaflow Console | Marquet-Dynamed | 706035 | |
Temperature Therapy Pad | Gaymar Industries Inc | TP26E | |
Valleylab Force Tx | Valleylab Inc. | 216151480 | |
Ventilator, AV 800 | DRE Medical Equipment | 40800AVV | |
Warm Touch, Patient Warming System | Nellcor/ Covidien Canada | 5015300A |