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.
동소 이식 간 이식 (OLTx)는 말기 간 질환 또는 고급 간암 환자 만 치료 방법이다. 지난 25 년 동안, 대기리스트에 후보들의 수는 점차 증가하고 지금까지 가능한 이식편의 수를 초과하고있다. 대부분의 이식 지역에서는 간 이식 대기자 명단에 환자의 20-30%는 장기 이식을받지 않고 사망 또는 인해 질병의 진행에 상장 폐지된다. 전략 따라서, 가능한 이식편의 수, 절실히 요구되는, 도너 풀을 증가시키고있다. 확장 기준 기관 할당, 장기 이식 보존 및 면역 관용의 유도는 여전히 주요 임상 과제 1-3을 나타냅니다. 따라서, 실험 OLTx 연구는 임상 OLTx 연습을 최적화하기 위해 중요한 것입니다.
돼지 OLTx는 L을 포함하여 여러 가지 방법으로 인간의 OLTx 유사한 잘 확립 된 실험 모델이버 크기, 해부학, 생리학 4-6. 따라서, 이러한 수술 기법, 생리학, 면역학, 보존, 및 허혈 재관류 손상으로 연구 분야에서 표준 실험 방법이되었다. 이식 조달,받는 사람 간절하고, 특히, 혈관 재건의 수많은 기술 문헌 5에 기재되어있다. 적절한 기술의 선택은 연구자의 선호 및 기술 능력에 따라 달라집니다.
인간 시나리오와 대조적으로, anhepatic 단계에서 내장의 정체 돼지 OLTx에서 중요한 문제를 나타낸다. 후속 창자 허혈 및 울혈 혈관 손상, 즉, 실험 7-9의 성공을 돼지 생존을 위태롭게 심한 혈역학 적 불안정성을 야기하고있다. 따라서, 충분한 장 압축 해제는 특히 덜 기술적으로 세련된 실험 설정에서, 필수입니다.
우리anhepatic 단계의 기간 동안 활성 포르토 – 대정맥 – 경정맥 션트를 보내고하는 것은 장내 혼잡을 피하기 위해 신뢰할 수있는 옵션입니다. 시스템은 초기 재관류 실험뿐 아니라 장기 생존율 시나리오에 사용될 수있다. 다음 프로토콜은 간 절제술 및 엔드 – 투 – 엔드 혈관 재건 기술 및 수술 후 관리를 포함하여 기증자 간 조달,받는 사람 연산 포함 돼지 안정적이고 재현성 간 이식 모델에 대한 모든 정보가 포함되어 있습니다.
실험 돼지 OLTx은 임상 시나리오의 집중 치료 자원이없는 연구 설정에 대한 도전적인 절차입니다. 가능한 합병증은 혈역학 적 불안정, 출혈, 장기 허혈, 저체온증, 대사뿐만 아니라 호흡기, 부전을 포함한다. 어떤 연구 군의 경우, 수술 기법 5뿐만 아니라 돼지 마취 14,15 충분한 절차 훈련 대표 재현 가능한 결과를 달성하기 위해 필수적이다.
많은 기술적 미묘 특히 혈관 재구성 단계 5에 관한 문헌에 기재되어있다. 위에서 설명한 OLTx 프로토콜은 인간의 OLTx을 닮은 맥 – 대체 모델에 대한 필요한 정보를 제공합니다. 제공된 결과는 모두 HBD 및 DCD 모델에서 신뢰할 수있는 동물의 생존과 이식 복구를 보여줍니다. 프로토콜은 그래프트 expe의 재관류에 사용 단기 생존 시나리오에서 적용될 수있다riments, 예를 들면,뿐만 아니라 내성 연구 장기 생존 모델.
돼지 OLTx 하나의 큰 장애물은 정맥과 문맥 크로스 클램핑의 상대적으로 가난한 허용합니다. anhepatic 단계에서 내장의 정체도 장기 재관류 7 후 돌이킬 수없는 충격의 점에 큰 장 허혈 및 혈역학 적 불안정을 초래할 수 정맥 고혈압과 모세 혈관에 손상을 일으킴. 대정맥 완전히 간 실질에 매립되어 있기 때문에, 카바 보존 피기 백 절차는 가능하지 않다. 정맥 재건 단계에서 대정맥의 총 폐색은 돼지의 혈역학 적 안정성을 손상. 몇몇 보고서 돼지 OLTx 미만 25 분 (16, 17)의 총 정맥과 간문맥 폐색 동안 달성 될 수 있음을 보여준다하더라도, 혈관 재구성 시간 포르토 카바 – 경정맥 바이 패스 기술은 더욱 안전하고 실용적인 옵션 7- 인 9,18. 일에전자 저자의 경험은, 수동적 인 포르토 – 경정맥 바이 패스는 anhepatic 단계에서 안정 돼지 혈역학을 유지하는 최적 없습니다. infrahepatic 정맥과 문맥 모두의 활성 압축 해제를 포함한 바이 패스 모델은, 예기치 못한 합병증도 확장 클램핑 시간 suprahepatic 대정맥과 포털 문합 진정 재건 단계에 있습니다. 포털 우회 카테터가 제거 될 때 초기 리포트 7과는 달리, 비장 절제술은 필수 아니다. 모두 비장 동맥과 정맥은 비장의 길이가 충분히 관류 근위 반을 떠나 함께 중간에 대해 닫혀있다. 때문에 바이 패스 분리에 출혈이나 공기 색전증 등의 합병증은 바이 패스 신중하게 배치하고 적절하게 고정하도록함으로써 피할 수 있습니다.
장기 생존 OLTx 실험에서, 담관 문합으로 인해 높은 합병증 (19)에 약점으로 간주됩니다. 담즙의 조직은 매우 깨지기 및 북동입니다EDS 특별한주의가 때 처리되고. 많은 다른 문합 5,19 기법을 설명 하였다. 엔드 – 투 – 엔드 문합 기술적 쉽고 최소한 19 합병증과 관련된다. peribiliary 결합 조직의 큰 부분을 포함하여 비 절삭 바늘로 연속 봉합이 중단 된 봉합 우수한 것으로 보인다. 단속 봉합 스티치 단일 매듭이 때 담관 불필요한 장력하에 배치된다. 이 조직의 눈물과 연속 담즙 누출의 원인이 될 수 있습니다. 봉합사 – 흡수성 또는 비 흡수성은 – 돼지가 종료 될 때까지 그 수명이 제한을 주어, 일반적으로 중요하지 않다. 몇 개월 이상 장기 생존 모델의 경우, 흡수성 봉합사 – 인간 OLTx에 등이 -이 바람직하다.
특정 치료는 수술 후 추적 관찰에주의해야합니다. 충분한 영양과 유체 공급, 신뢰할 수있는 통증 완화 프로토콜, 그리고 적절한 면역 억제정권은 필수입니다. 장기간 실험을 위해, 면역 억제제는 특히 중요 나타난다. 다른 포유류에 비해 돼지는 OLTx (20, 21) 이후 놀라 울 정도로 낮은 면역 거부 반응 속도를 보여줍니다. 라운드 셀 침투는 이식 후 두 번째 주 동안 최대이며, 심지어 면역 억제하지 않고 자발적으로 감소. 거부는 거의 돼지 OLTx 22 후 사망의 원인입니다. 그러나, 면역 억제 프로토콜이 여기에 언급 관리 스테로이드 IV 및 칼시 뉴린 억제제 포를 포함하여, 이식 거부는 OLTx 후 약 4 일째부터 트랜스 아미나의 온화한 증가에 의해 표시되며 명백한 포털 필드 라운드 세포의 침윤에 의해 확인. 칼시 뉴린 억제제들 중 PO 23,24 또는 25,26 IV 될 수있다; 두 방법 모두 단점이있다. 심지어 구두 응용 프로그램 보조기구, 위장관에 도달하는 실제 금액은 애매 남아있다. 한편, 연속적인 정맥 주입에활성 동물 돼지 펜 어렵다. 따라서, IV 응용 프로그램은 잠재적 인 독성 효과와 함께 높은 약물 농도 피크 결과 러스로 수행해야합니다. 그럼에도 불구하고, 어플리케이션의 두 방법은 장기간의 생존을 허용하도록 나타난다.
임상 환경과 유사하게, 수술 후 스트레스 궤양 예방하는 것이 좋습니다. 소화성 궤양 수술후 출혈 빈번한 문제이며 손상된 간 기능 (27)에 관련 될 수있다. 모두 OLTx 그룹의 위장관 출혈의 몇 가지 경우 후, 저자는 판토 프라 졸과 정기적 인 예방을 시작했고, 그 이후로 어떤 위장관 출혈을 경험하지 않았다.
임상 수술실의 조건에 비해 수술 중 무균 조건, 및 그에 따른 예방 적 항생제의 엄격한 유지 보수, 감염성 합병증의 위험을 감소시킨다.
결론적으로,이 문서에 Provides 연구 환경에서 돼지 OLTx 프로그램을 설정하기위한 실질적인 정보를 제공합니다. 충분한 헌신, 관행 및 팀워크 위해서는, 학습 기간을 감소시키는 신뢰성있는 결과를 생성하기 위해, 비용 및 연구 동물의 수를 줄이기 위해 중요하다.
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 |