JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
עברית

Automatically Generated
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicine

Normothermic<em> Ex Vivo</em> זלוף כליות לשימור הכליה שתלים לפני השתלה

Published: July 15, 2015
doi:
10.3791/52909
, , , , , , , , , , , , ,
1Multi Organ Transplant Program, Department of Surgery,Toronto General Hospital, 2Division of Nephrology,The Hospital for Sick Children, Toronto, 3Department of General, Visceral & Transplant Surgery,University Medical Center Mainz, 4Department of Abdominal, Vascular & Transplant Surgery,Merheim Medical Center Cologne, 5Laboratory Medicine & Pathobiology,Toronto General Hospital, 6Departments of Surgery (Urology) & Physiology,The Hospital for Sick Children, Toronto, 7Developmental & Stem Cell Biology,The Hospital for Sick Children, Toronto

Summary

המחסור החמור האיבר הביא שימוש מוגבר של שתלים בכליות שוליים להשתלה. זה מופעל על עניין בשיטות אחסון חלופיים, מאז שתלי שוליים במיוחד לסבול אחסון קר גרוע. הטכניקה של normothermic לשעבר vivo זלוף כליות (NEVKP) מייצגת שיטת שימור רומן לשתלי כליה לפני ההשתלה.

Abstract

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a serious problem. Therefore, the acceptance criteria for organ donors have been extended leading to the usage of marginal kidney grafts. These marginal organs tolerate cold storage poorly resulting in increased preservation injury and higher rates of delayed graft function. To overcome the limitations of cold storage, extensive research is focused on alternative normothermic preservation methods.

Ex vivo normothermic organ perfusion is an innovative preservation technique. The first experimental and clinical trials for ex vivo lung, liver, and kidney perfusions demonstrated favorable outcomes.

In addition to the reduction of cold ischemic injury, the method of normothermic kidney storage offers the opportunity for organ assessment and repair. This manuscript provides information about kidney retrieval, organ preservation techniques, and isolated ex vivo normothermic kidney perfusion (NEVKP) in a porcine model. Surgical techniques, set up for the perfusion solution and the circuit, potential assessment options, and representative results are demonstrated.

Introduction

כליות הן האיברים מוצקים הנפוצה ביותר המושתלים. לחולים הסובלים ממחלת כליות סופנית, השתלת הכליה מציעה תוחלת חיים טובה יותר, ושיפור איכות חיים בהשוואה לדיאליזה 1-4. מחסור האיברים מתמיד מהווה בעיה חמורה בתחום רפואת השתלה (טבלת 1) 5.

ארצות הברית * אזור Eurotransplant **
חולים ברשימת ההמתנה להשתלת הכליה 101563 (פברואר, 2015) 10689 (בדצמבר 2014)
כליות תורם שנפטרו הושתלו בשנת 2014 10650 3,119
חציון זמן המתנה להשתלת כליה תורם שנפטרה (בשנים) עד 5 שנים * עד 4 שנים **

כליות 1. טבלהמחסור שתל בארה"ב וEurotransplant האזור.

התוצאה של השתלת כליה מושפעת לרעה מזמן ההמתנה, עם תוצאה פחות טובה לחולי דיאליזה ממושכת נתון 6. זה מופעל על עניין בשתלים שוליים כליות כמקור תורם נוסף, כגון כליות מתורמים מבוגרים, תורמים עם מחלות רקע מרובים (תורמי קריטריונים מורחבים (ECD), וכליות נתרמו לאחר מוות לבבי (DCD). כליות תורמות שוליות שהיו סרב בעבר נחשב כיום להשתלה 7.

מכשול עיקרי לשימוש בשתלים בכליות שוליים הוא טכניקת השימור של שטח אחסון anoxic הקר. נכון לעכשיו, שתלי כליות מאוחסנים באופן סטטי על קרח או perfused ב 4 ° C ללא חמצן. טכניקת שימור anoxic הקרה קשורה עם פגיעה מתמשכת בשתל שימור כליות ואינה מאפשרת הערכת שתל בגלל חוסר metabolism וייצור שתן. בפרט, שתלי כליות שוליים לסבול אחסון קר גרוע, וכתוצאה מכך לפגיעה בכליות משמעותית, ושיעור גבוה של תפקוד מתעכב שתל (DGF) 8,9. DGF הוא גורם מנבא לתפקוד שתל ארוך טווח עני.

זלוף כליות חוץ מייצג שיטה חלופית לשימור, ההערכה והתיקון של איברים. במודל חזירי, תוצאות מועילות הוצגו לכליות perfused vivo לשעבר בתנאי normothermic 10,11. הניסוי הקליני הראשון שבוצע בשנת 2013 הפגין שיעור נמוך יותר של תפקוד שתל מתעכב כאשר כליות אחזור מתורמי קריטריונים מורחבים היו perfused עבור שעה 1 מייד לפני ההשתלה 12.

מאמר זה מציג מודל של normothermic לשעבר vivo זלוף הכליות (NEVKP). מטרתו של מחקר זה היא לצמצם את זמן איסכמיה הקרה מיושם עד למינימום ולהאריך את תקופת NEVKP. NEVKPהיא שיטת שימור חלופית שמטרתו להפחית את הנזקים שיכולים להיגרם על ידי טכניקות אחסון קרות.

Protocol

הערה: סקירה סכמטי של פרוטוקול המחקר מוצגת באיור 1. פרוטוקול איור 1. מחקר. פרוטוקול מחקר זה של normothermic לשעבר vivo זלוף הכליות מבוסס על מודל חזירי. לאחר נתיחה כירורגית של כלי השיט של שתל הכליה ושטיפה עם 500 מיליליטר של היסטידין-טריפטופן-ketoglutarate (HTK), ניתן לאחזר את השתל. לאחר הקירור (SCS) במשך 3 שעות, שתל הכליה perfused normothermic vivo לשעבר (NEVKP) במשך שעות מרובות עד ההשתלה המיועדת. כל בעלי החיים קיבלו טיפול הומני בעמידה ב'העקרונות של מעבדה טיפול בבעלי חיים '' 'שגובשו על ידי האגודה הלאומית למחקר רפואי ו'' המדריך לטיפול בחי מעבדה '' שפורסם על ידי המכון הלאומי לבריאות,אונטריו, קנדה. ועדת הטיפול בבעלי חיים של טורונטו הכללית מכון המחקר אישרה את כל המחקרים. 1. בעלי חיים השתמש חזירי הזכר יורקשייר (27-33 קילוגרם) בפרוטוקול זה. 2. איברים אחזור נוהל לפני ניתוח בית חזירי יורקשייר זכר במתקן מחקר בשבוע אחד לפחות כדי להפחית את רמת הלחץ שלהם. לצום חזירים למינימום של 6 שעות לפני האינדוקציה של ההרדמה. ליזום הרדמה של החזיר על ידי זריקה תוך שרירית של קטמין (25 מ"ג / קילוגרם), אטרופין (0.04 מ"ג / קילוגרם), וmidazolam (0.15 מ"ג / קילוגרם). בהמשך לכך, להעביר את בעלי החיים ממתקן הדיור לחדר הניתוח (OR). מניחים את החזיר במצב שכיבה על השולחן או. תן לו לנשום 2 ליטר של חמצן עם 5% מisoflurane באופן ספונטני. לאחר רגיעה, לחשוף את מיתרי קול עם לרינגוסקופ ולרסס אותם עם לידוקאין 2% כדי למנוע התכווצות נגרמת על ידי אינטובציה. אפאינטובציה ter עם צינור 6.5 מ"מ, לחסום את השרוול עם 3-5 מיליליטר של אוויר. הערה: Capnometry חושף את המיקום הנכון של הצינור לקנה הנשימה. מנמיכים את הגז isoflurane ל -2.5%. הגדר את הנשמה ל14-16 נשימות / דקה והנפח של גאות ושפל עד 10 – 15 מיליליטר / קילוגרם משקל גוף. לפקח מקרוב החזיר. קצב לב וריווי חמצן נרשמים על ידי oxymetry דופק. בתנאים סטריליים, להציג 8.5 האב x 10 סנטימטר צנתר לתוך וריד הצוואר בSeldinger טכניקה 13. לכן, שימוש במחט לנקב את כלי הוורידים. לאחר החדרת תיל, להחליף את המחט עם קטטר. לחסל את החוט ולתקן את הצנתר לעור. נהל 200 מיליליטר של תמיסת חומצת החלב של רינגר לשעה בכל הניתוח. הליך כירורגי בעקבות חיטוי וכיסוי של שדה הניתוח, לבצע חתך קו האמצע מxyphoid לאגן. כדי לטשטש את החשיפה, להאריך את הגישה הניתוחית עםחתך לרוחב עזב. מכסה את המעיים קטנים והגדולים במגבת ולמקם אותם בצד השמאל לגישה אופטימלית לכליה הימנית. הפרד את נחות הווריד הנבוב (IVC) מאב העורקים בבטן. סניפים של אב העורקים ולקשור מחלק האחורי של אב העורקים. לאחר נתיחת אב העורקים מלאה לחלק האחורי, לעבור קשירה סביב גולגולת אב העורקים לסניפי הכליות. בנוסף, הנח שני חיבורי אותיות גולגולת של הסתעפות הכסל. מניחים עניבה סביב עורק הכליה השמאלי. לשחרר את הכליה הימנית מהרקמה חסיד שלה. לנתח את הווריד, עורק, ושופכן כליה. פתח את הסרעפת ולנהל 1,000 הפרין IU למשקל תורם קילוגרם ללב. למודל DCD, להזריק 40 mval של KCl intracardially 3 דקות לאחר heparinization המערכתי כדי לגרום לדום לב. דום הלב מוערך כנקודת התחלת איסכמיה חמה. בינתיים, לאוסף של דם, לחבר את הקווים של שקיות CPDA (ציטראט, פוספט, דקסטרוז,denosine) לקטטר הציג לוריד הצוואר השמאלי העליון. בצע רך ספין (1500 XG ללא בלם). הסר פלזמה ומעיל באפי בתנאים סטריליים (בטיחות ביולוגית ממשלת כיתה השנייה) ולאחסן את אריתרוציטים לעירוי. Cannulate אב העורקים עם קו סומק איבר מעל הסתעפות הכסל. לקשור את חיבורי האותיות באב העורקים ועורק הכליה השמאלי. לשטוף את הכליות עם היסטידין-טריפטופן-ketoglutarate פתרון (HTK) עם לחץ של 100 סנטימטר H 2 O. הצמד את הווריד בחזה ולאסוף את הדם באמצעות צנתר הצוואר. חותך את וריד הבטן מתחת לוריד הכליה כדי לאבטח סומק אופטימלי של הכליה. לאחר סומק מלא של הכליה הימנית, לאחזר את השתל עם קטע של אב העורקים. חותך את וריד הכליה ולהשאיר את השופכן ארוך. חזור הכנת הטבלה של שתל הכליה לזלוף לשחרר את הכליות מהרקמה חסיד. סגור את חלק הגולגולת של אב העורקים עם עניבהND cannulate את החלק התחתון עם מפחית "x 3/8" 1/4. לקשור את ענפי עורקים קטנים יותר המגיעים מאב העורקים. Cannulate וריד הכליה עם מפחית 1/4 "x 3/8" ישירות. צנרר השופכן עם האב 8 האכלת צינור. מניחים את הכליות על קרח עד תחילת NEVKP. 3. Ex vivo זלוף כליות Normothermic (NEVKP) הכנת מעגל זלוף מעגל זלוף מורכב של ילוד ציוד לב-ריאה עוקפת (איור 2). איור 2. סכמטי ציור של מעגל זלוף. המעגל מורכב מיילודי טכנולוגית מעקף לב-ריאה. פתרון זלוף נאסף במאגר הוורידים. משאבה צנטריפוגלית מניעה את הפתרון לoxygenator, שבו הוא מועשר בחמצן וחימם עד 37 מעלות צלזיוס. לאחר הרשות הפלסטיניתssing מסנן בועת עורקים, perfusate מונע עם לחץ של 60-80 מ"מ כספית דרך עורק הכליה לכליה. יצוא הוורידים (0-3 מ"מ כספית) מוביל את perfusate חזרה למאגר הוורידים. משאבות מזרק והעירוי להבטיח את האספקה ​​עם תרכובות נוספות. השתן שנאסף ברחבי זלוף. מאפייני מעגל זלוף נרשמים ברציפות. דגימות לפי שעה גז ורידים ועורקי דם, וסמני פגיעה בכליות מנותחות. חבר את מעגל זלוף המותאם אישית שנעשה במכשיר זלוף הכליות. חבר את צינורות למאגר וoxygenator ורידים. חבר את צינורות קו עורקים ליצוא העורקים של oxygenator ולמקם את מסנן הבועה במחזיק בה. חבר את קו הטיהור. חבר את צינורות קו ורידים לכניסה של מאגר הוורידים. להערכה במהלך זלוף, חבר את הבדיקה הטמפרטורה לשקע עורקים, לחבר את מד הזרימה וbuחיישן bble לצינורות קו עורקים, ולחבר את קווי לחץ. חבר את חיישן הרמה. חבר את קווי מדגם ורידים ועורקים ליציאות מדגם ורידים ועורקות. מקם את תא האיבר על דוכן ולהציג את צינורות ורידים ועורקים דרך החורים מוכנים. לתקן את הצינור לשולחן וקאמריים בתקיפות. הכנס את צינור היניקה למשאבה ההרים ולמקם קצה אחד לתא כדי לאסוף את הנוזלים. חבר את צינור החמצן למכל הדלק המכיל 95% O 2/5% CO 2 וoxygenator. חבר את צינורות הסקה לoxygenator ותא האיבר. צינורות שימוש מלחציים כדי לסגור את קווי יצוא ורידים ועורקים. החל מהדק צינור נוסף ליצוא של מאגר הוורידים. הכנת זלוף הפתרון, תוספי נוספים, ואחול במעגל השתמש משאבת עירוי אחד להחליף את השתן מיוצר עםלקטט רינגר. השתמש משאבת מזרק אחד לניהול תזונה (גלוקוז 0.5 מיליליטר / שעה, חומצות אמינו 0.5 מיליליטר / שעה) ואינסולין (5 IU / שעה) לתוך מאגר הוורידים. לנצל משאבת מזרק שנייה להחדיר vasodilator (verapamil, 0.25 מ"ג / שעה) ישירות לתוך הקו העורק. מלא את מאגר הוורידים עם פתרון זלוף. , לכן לשפוך חומצת חלב רינגר (175 מיליליטר), פתרון Steen (200 מיליליטר), DRO (27 מיליליטר), הפרין (1,000 IU), סודיום ביקרבונט כדי להתאים את ה- pH, וגלוקונאט סידן לתוך מאגר הוורידים. לבסוף, להוסיף אריתרוציטים שטופים (125 מיליליטר). הפעל את המכונה הריאה לב (HLM). הפעל את לוחות לחץ, טמפרטורה, רמה, וחיישן בועה. הפעל את מערכת ניהול נתונים (DMS) כדי להקליט את הנתונים לאורך זלוף. הפעל את יחידת החימום כדי לחמם את פתרון זלוף ותא האיבר עד 37 מעלות צלזיוס. פתח את אספקת O 2. פתח את מהדק הצינור מאחורי מאגר הוורידים ולשחרר את centrifugראש משאבת אל מאוויר לחלוטין. התחל המשאבה צנטריפוגלית ב 1000 סל"ד, ולאפשר הפתרון להיות מונע לאורך כל המעגל. הצמד את צינורות עוקפים את מסנן העורקים ולשחרר אוויר ממסנן העורקים. אפס קווי לחץ. הפעל את משאבות מזרק ועירוי. כליות השתל זלוף הסר את הכליות מהקרח, ולמקם את הכליה על מצעים בתא האיבר. מניחים את הצנתר שתן לאספן השתן. לאחר שווידאת כי הוורידים והעורקים צינורות חופשיים של אוויר, לחבר את המחברים לצינורות. סגור את קיצור הדרך בין העורקים וורידי קווי צינורות. הגדר את לחץ הדם 75 מ"מ כספית על ידי המסדיר את המהירות של המשאבה צנטריפוגלית. לחצי שיא, זרימת דם, טמפרטורה, ונוכחות של בועות ברציפות עם DMS. שימו לב לערכים בזהירות לאורך זלוף. במהלך זלוף, דליפת דם לתוך התא הוא Collected באמצעות צינורות היניקה בחזרה למאגר הוורידים. רשום את כמות השתן המיוצר. לאסוף דגימות דם ושתן ורידים לשעה. צג זלוף על ידי לקיחת ורידים ודגימות גז דם העורקים וaminotransferase aspartate (AST), וניתוח חומצת החלב. בסופו של זלוף, נתק את צינורות מעורק הכליה ווריד, לשטוף את השתל עם HTK הקר, ולאחסן אותו על קרח בשקית איבר סטרילי עד להשתלה.

Representative Results

בבעקבות התוצאות של שישה ניסויים תוך שימוש במודל של אחזור כליות מכות-לב מוצגים. לאחר בסומק באתר ואחזור בכליות, שתלי אוחסנו על קרח 3 שעות (SCS) תוך אריתרוציטים הוכנו. להגדרה הקלינית, זה מדמה את הזמן הנדרש לאחזור והכנת השולחן בחזרה. NEVKP בוצע במשך 10 שעות. כדי לשמור על תנאים פיסיולוגיים ולדמות in vivo מסביב לכליה, קאמרי האיבר צריך להיות מחומם ואטום. זלוף ופתרון החלפת שתן צריך לייצג ערכים פיסיולוגיים לניתוח גז בדם, לחץ oncotic, וosmolarity. ערכים נורמלים (ערכי בסיס) המתקבלים מחזירי יורקשייר באתר, נמצאים בכל תיאור דמות, בהתאמה (איורים 3-13). המטרה של NEVKP היא להבטיח כי השתל מסופק עם חמצן ותזונה מספקים. כCA איסכמיהמשתמש התכווצות כלי דם, ובכך להגדיל התנגדות intrarenal, השגת זרימה מתמדת עם לחץ יציב הוא אינדיקטור טוב לחמצון נאות. לאחר טמפרטורת שתל היעד של 37 מעלות צלזיוס הוא הגיע באמצעות חימום מחדש של האיברים לאחר SCS, זרימת ערכים והתנגדות intrarenal להישאר יציבים עם לחץ פיסיולוגי קבוע של כ 60-80 מ"מ כספית לאורך כל זלוף (איורים 3 ו -4). כמות ייצור שתן תלויה בעיקר בהרכב של פתרון זלוף (איור 5). מדידות לפי שעה של ורידים והעורקים PO 2 לחשוף את הפעילות המטבולית של הכליות. צריכת החמצן חושב באמצעות המשוואה ((PO אמנות 2 – PO Ven 2) זרימת x / משקל) (איור 6) 14. במהלך pH זלוף, 3 HCO, ואלקטרוליטים יציבים ללא צורך בהתערבויות (איורים 7-10). בזמן אמת AST ומדידות לקטט ישמשו לניטור נזק לתאים. אין גידול של פרמטרים של פציעת תא מזוהה בתקופת NEVKP (איורים 11 ו -12). Osmolarity של פתרון זלוף היא יציב (איור 13). הערכה היסטולוגית מגלה שינויים קלים (איור 14 – 16). איור זרימת דם 3. ממוצעת עם סטיית תקן (מיליליטר / דקה). במהלך זלוף הזרימה נשארת בטווח פיסיולוגי. ערכים חזירי פיסיולוגיים, נמדדו באתר: מתכוונים אמנות. זרימה: 170 ± 57 מיליליטר / דקה (טווח 83-325 מיליליטר / דקה). 4. התנגדות איור Intrarenal (IRR), אומר וסטיית תקן (מ"מ כספית / </strong> מיליליטר / דקה). הלחץ הממוצע בעורקים (MAP) נשארת קבוע בין 60 ל 80 מ"מ כספית. התנגדות intrarenal היא מתחת ל -0.5 מ"מ כספית / מיליליטר / דקה כל הזמן. איור 5. סה"כ נפח שתן, אומר וסטיית תקן (מיליליטר). סך הכל נפח השתן בעיקר תלוי בהרכב של פתרון זלוף. לחץ oncotic וosmolarity גבוה יותר, נמוך יותר ייצור השתן. צריכת איור 6. חמצן, סטייה ממוצעת וסטנדרטית (/ דקות / g מיליליטר). איור 7. ורידי pH, סטייה ממוצעת וסטנדרטית. הרמ"א pHקבוע תוספות בטווח פיסיולוגי ללא ממשל של bicarbonates. ערכים חזירי פיסיולוגיים, נמדדו באתר: pH 7.46 ± 0.06 (טווח 7.34-7.63). איור ורידי 8. HCO 3, אומר וסטיית תקן (mmol / L). HCO 3 נשאר בטווח פיסיולוגי ללא ממשל של bicarbonates. ערכים חזירי פיסיולוגיים, נמדדו באתר: HCO 3 30.3 ± 2.4 mmol / L (טווח 21.6-35.8 mmol / L). 9. ריכוז איור ורידי נתרן, סטייה ממוצעת וסטנדרטית (mmol / L). נתרן נשאר בטווח פיסיולוגי. ערכים חזירי פיסיולוגיים, נמדדו באתר: 137.1 &177 #; 3.8 mmol / L (טווח 118.7-140.9 mmol / L). 10. ריכוז איור ורידי אשלגן, סטייה ממוצעת וסטנדרטית (mmol / L). אשלגן נשאר קבוע בטווח פיסיולוגי. ערכים חזירי פיסיולוגיים, נמדדו באתר: 3.85 ± 0.46 mmol / L (טווח 3.5-5.36 mmol / L). איור 11. aminotransferase aspartate ורידים, אומר וסטיית תקן. (AST; U / L) בזלוף כליות normothermic vivo לשעבר, AST מדגים סמן פציעת תא. ערכי AST הם נמוכים לאורך זלוף. איור 12: קטט , סטייה ממוצעת וסטנדרטית (mmol / L). בזלוף כליות normothermic vivo לשעבר, חומצת החלב מייצג סמן פציעת תא. הערכים הם יציבים לאורך זלוף. איור 13:. Osmolarity של הסרום, אומר וסטיית תקן (mOsm / L) osmolarity קבועה בפתרון זלוף מאבטחת ייצור שתן נמוך אך קבוע. ערכים חזירי פיסיולוגיים, נמדדו באתר: 282 ± 1.7 mOsm / L (טווח 279-283 mOsm / L). איור 14:. היסטולוגיה (H & E) 50X / 200X הגדלה של צומת corticomedullary מראה vacuolization צינור קל. אין סימנים של נמק.arget = "_ blank"> לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. איור 15: היסטולוגיה (PAS) 50X / 200X הגדלה של צומת corticomedullary מראה vacuolization צינור קל.. אין סימנים של נמק. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו. איור 16:. היסטולוגיה (צביעת TUNEL) 25x הגדלה / 200X. לעתים רחוקות גרעינים מוכתמים מפגינים שיעורים נמוכים מאוד של אפופטוזיס. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

Discussion

מחקר זה מוכיח כי NEVKP עם פתרון המבוסס על כדורית אדומה יכול להתבצע עם תוצאות מצוינות לתקופה ממושכת של זמן במודל חזירי. במהלך 10 שעות זלוף vivo לשעבר הכליות הפגינו פרמטרים יציבים זלוף, חילוף חומרים כליות פעילים, הומאוסטזיס, ופגיעת כלייתית מינימאלית.

ייצור שתן ופגיעה בכליות תלויה בהרכב של פתרון זלוף. חשוב לשמור על לחץ וosmolarity של perfusate oncotic בטווח פיסיולוגי. בפרט, לחץ oncotic נמוך יגרום לייצור שתן גבוה unphysiologically עם בצקת כליות משמעותית וסמנים גוברים של פגיעה בכליות. אלבומין פתרון Steen מכיל נבחר במודל זה כדי לווסת את לחץ oncotic וכדי לדמות תנאים פיסיולוגיים לכליות. סודיום ביקרבונט וגלוקונאט סידן מתווספים למערכת כדי להשיג ערכים פיסיולוגיים של pH, HCO 3 </sub>, נתרן, אשלגן, סידן, וכלוריד. הבחירה והמינון של vasodilator חשוב כדי להבטיח את זרימת דם מספקת ואספקת חמצן.

יש הטכניקה של normothermic לשעבר vivo זלוף כליות מספר מגבלות. זלוף Ex vivo אינו קשור לתמיכה הורמונלית של הכליות, שעלולים להשפיע באופן שלילי זלוף תקופות ארוכות יותר. בנוסף, הטכנולוגיה החדשה, בנקודת זמן זו, קשורה לעלויות מוגברות. שיפורים עתידיים עשויים לפשט את הטכנולוגיה ולהפחית את העלויות. הפיתוח של מכשיר זלוף כליות נייד עשוי לאפשר להימנע מאחסון כליות קר בעתיד לחלוטין.

המחסור החמור האיבר ומתמיד מוביל לעלייה בשימוש באיברים שוליים (תלי ECD או כליות DCD) 7. נכון לעכשיו, שימור איברים מבוסס על קירור סטטי או זלוף מכונה היפותרמיה. כזמן איסכמי קר ממושך יש שד משמעותימעשה על התוצאה של תפקוד כליות של קריטריונים סטנדרטיים 15 ושתלים שוליים 8,9, טכניקות שימור חדשות מזעור אחסון קר הם בעלי עניין מיוחד 16-19.

מכשול עיקרי לשימוש בשתלים שוליים יותר בהרחבה הוא חוסר היכולת להעריך את האיכות ויכולת הקיום של איברים לפני ההשתלה. נכון לעכשיו, רק פרמטרים קליניים כגון גיל תורם, מחלות תורם קשור, וזמן איסכמיה החם של השתלים המשמשים להחלטת אם איבר מקובל או סרב להשתלה. על ידי שמירה על השתל בתנאי normothermic, הערכת שתל המבוססת על מאפייני זלוף ונתונים אפשרי. פרמטרים בזמן אמת כגון זרימת כליות וכלי דם, יתר לחץ, התנגדות intrarenal, ייצור שתן, צריכת חמצן, ופרמטרי פגיעה בכליות (כגון AST וחומצת חלב) אמורים להיות פרמטרים שימושיים כדי להעריך את הכדאיות של השתל.

בadditיון, חילוף החומרים הפעילים במהלך NEVKP מאפשר היישום של אסטרטגיות תיקון כדי לשפר את שתלי כליות שוליים לפני ההשתלה. לדוגמא, עיכוב של מסלולים הפרו-דלקתיים, משפר תפקוד מערכת חיסון, העברת גנים, כמו גם ממשל בתאי גזע יכול להיות טכניקות עתיד לשנות שתלי כליות בזמן השימור ולשפר את תוצאת נמען.

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

אנחנו רוצים להודות לקבוצת סורין (מילאנו, איטליה) שספק לנו מעגלי זלוף הכליות בהתאמה אישיים. יתר על כן אנו מודים XVIVO זלוף Inc (גטבורג, שוודיה) שספק לנו פתרון Steen, BBraun AG (Melsungen, גרמניה) לאספקה ​​עם משאבות מזרק, וריבר GmbH & Co KG (Reutlingen, גרמניה).

Materials

Neonatal cardiopulmonary bypass technology SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) Custom made Neonatal venous reservoir D100 (500 mL, 1/16" in- and outflow), neonatal oxygenator D100, centrifugal pump head (Revolution), arterial bubble filter (D130)
Heart lung machine, Stöckert S3 SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) Custom made Centrifugal pump, roller pump, control panel (sensors for pressure, flow, temperature, bubbles, and level), oxygen blender, heater unit
Tubing SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) 01906BPC SG XS 3/16"x 1/16"
019071PC SG XS 1/4"x 1/16"
019060PC SG XH 3/8"x 1/16"
Tubing connectors SORIN GROUP Canada Inc (Markhan, Canada) Various sizes
STEEN solution XVIVO (Göteborg, SWE) 19004 200 mL
Ringer's lactate Baxter (Mississauga, ON, CAN) JB2324 175 mL
Sodium bicarbonate Hospira (Montréal, QC, CAN) 6625050 pH dependent
Calcium gluconate Pharmaceutical Partners of Canada (Richmond Hill, ON) C31110 Calcium dependent
Heparin Sandoz Canada Inc (Toronto, ON, CAN) 10750 1000 IU
Amino acid and glucose, Travasol 10% Baxter (Mississauga, ON, CAN) JB6760 1 mL/h
Fast acting insulin, Novorapid Novo Nordisk Canada Inc (Mississauga, ON, CAN) DS6H748 5 IE/h
Verapamil Sandoz Canada Inc (Quebec, QC, CAN) 52216 0,25 mg/h
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Kidney TransplantOrgan PreservationNormothermic Ex Vivo PerfusionDelayed Graft FunctionMarginal Kidney GraftsCold Ischemic InjuryOrgan AssessmentPorcine ModelOrgan Retrieval

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Kaths, J. M., Spetzler, V. N., Goldaracena, N., Echeverri, J., Louis, K. S., Foltys, D. B., Strempel, M., Yip, P., John, R., Mucsi, I., Ghanekar, A., Bagli, D., Robinson, L., Selzner, M. Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation. J. Vis. Exp. (101), e52909, doi:10.3791/52909 (2015).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image