Summary
Auxiliary levertransplantatie biedt een tijdelijke ondersteuning in acuut leverfalen, tot de regeneratie van het falende lever. Heterotopisch extra levertransplantatie (HALT) met poortader arterialization (PVA) maakt voldoende leverfunctie. We ontwikkelden een analoge techniek in de rat, de invloed van de poortader arterialization de morfologie en functie van het transplantaat te onderzoeken.
Abstract
In acuut leverfalen extra levertransplantatie is een interessante alternatieve benadering. Het doel is een tijdelijke steun, totdat de defecte natieve lever geregenereerd. 1-3 De APOLT-methode, de orthotope implantatie van hulpmiddelen segments- afwendt meeste technische problemen. Deze methode vereist echter uitgebreide resecties van zowel de natieve lever en de graft. 4 In 1998, Erhard ontwikkelde de heterotope extra levertransplantatie (HALT) gebruik poortader arterialization (PVA) (figuur 1). Deze techniek bleek veelbelovende eerste klinische resultaten. 5-6 We ontwikkelden een HALT-techniek fluxgeregelde PVA in de rat de invloed van fluxgeregelde PVA op graft morfologie en functie (figuur 2) te onderzoeken.
Een lever transplantaat verminderd tot 30% van de oorspronkelijke grootte is heterotoop geïmplanteerd in de rechter nier gebied van de ontvanger na explantatie van de rechter nier.60; De infra-lever vena cava van het transplantaat werd geanastomoseerd met de infrahepatic vena cava van de ontvanger. De arterialization van poortader van de donor werd uitgevoerd via de ontvanger recht nierslagader met de stent techniek uitgevoerd. De bloedstroom regulatie van de gearterialiseerde poortader werd bereikt met het gebruik van een stent met een inwendige diameter van 0,3 mm. De coeliakie stam van het transplantaat was end-to-side anastomose met de aorta van de ontvanger en het galkanaal werd geïmplanteerd in het duodenum. Een subtotale resectie van de natieve lever uitgevoerd om acuut leverfalen veroorzaken. 7
Op deze wijze werden 112 transplantaties uitgevoerd. De perioperatieve overleving was 90% en de 6-weekse overleving was 80%. Zes weken na de operatie, de inheemse lever geregenereerd, tonen een toename in gewicht van 2,3 ± 0,8 g tot 9,8 ± 1 g. Op dit moment, het gewicht van de transplantaat daalde van 3,3 ± 0,8 g 2,3 ± 0,8 g. We waren in staat om veelbelovende resultaten op lange termijn te behalen in termen van graft morfologie en functie. HALT met de fluxgeregelde PVA betrouwbaar overbrugt acuut leverfalen tot de inheemse lever regenereert.
Introduction
Acuut leverfalen vormt een ernstig probleem in de klinische geneeskunde leidt tot een mortaliteit van 60-80%. 8 In acuut leverfalen, extra levertransplantatie is een veelbelovende alternatieve behandeling voor de acute fase overbruggen. De inheemse lever wordt overgelaten om te regenereren en volgende voor de regeneratie van de immunosuppressie drugs kan worden gestaakt. Bijgevolg het transplantaat atrofische wordt. Maar de operatietechniek voor extra levertransplantatie wordt nog besproken. 1-3 In deze context, Terpstra meldde het gebrek aan ruimte voor het transplantaat, het portaal bloed stelen fenomeen en het probleem van veneuze congestie en drainage. 9-10 poortader van de donor werd geanastomoseerd end-to-side op de poortader van de ontvanger. Dit resulteerde in het portaal stroom concurrentie tussen het transplantaat en de inheemse lever en in de poortader trombose. De meeste van deze technische problemen kunnen worden vermeden met behulp van de APOLT-methode (orthotopic inplanting van extra segmenten). 4 van deze methode vergt echter uitgebreide resecties van zowel de inheemse lever en de graft. 4 In 1998, Erhard en zijn team ontwikkelde de heterotopische extra levertransplantatie (HALT) gebruik te maken van de poortader arterialization (PVA) (Figuur 1 ). De navel en de poortader van de lever natieve worden genomen met behulp van deze methode. Dat spaart de ontvanger van ongewenste neveneffecten, zoals portal veneuze trombose en portaal bloed stelen fenomeen, dat inheemse lever herstel zouden kunnen verstoren. Bovendien, geen uitgebreide leverresecties van de natieve lever en geënte vereist voor deze methode, met dus minder bloeden en nog resterende leverparenchymcellen massa te overbruggen (graft) en regeneratie (native lever). Deze techniek toonde veelbelovende eerste klinische resultaten. 5-6 Het doel van dit experimentele werk was de ontwikkeling van een HALT-techniek met poortader arterialization inde rat voor onderzoeksdoeleinden (figuur 2). In de inleidende experimenten hebben we geen ader rekening houden met de bloedstroom regeling van de gearterialiseerde portal, waardoor verstopping van de getransplanteerde graft na reperfusie en massale bloeden uit de lever capsule. 11 Sindsdien is de bloedstroom in de gearterialiseerde poortader werd gereguleerd door een stent met een binnendiameter van 0,3 mm en een lengte van 8 mm. Pilot experimenten was gebleken dat een stent diameter van 0,3 mm levert een gemiddelde bloedstroom in de gearterialiseerde poortader dat binnen het bovenste fysiologisch bereik (1,7 +/- 0,4 ml / min / g levergewicht). 12 Onze resultaten zonder bloed debietregeling correleren met de resultaten van Hong, die HALT. 13 In zijn experimenten uitgevoerd met PVA via de iliacale slagader van de ontvanger zonder bloed debietregeling massieve goed en sinusoïde opstoppingen plaatsgevonden.
Het doel van onze video is demonstrate stap voor stap deze ne.w experimentele operatietechniek bij de rat. Op de lange termijn kan de voorgestelde techniek gebruikt worden bij de studie van de lever regeneratie en inter-lever concurrentie en poortader arterialization, poortader hyperperfusie en portal bloedstroom regelgeving.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1 Proefdieren
- Het verkrijgen van een goedkeuring Lokale Ethische Commissie voor alle experimenten die zal worden uitgevoerd in overeenstemming met de bescherming van dieren FELASA richtlijnen (K 40, 17/99).
- Gebruik mannelijke Lewis ratten beschikbaar te kopen bij een commerciële kweker (bijvoorbeeld Charles River Wiga GmbH, Sulzfeld, Duitsland). Hier, 224 dieren (112 donors, ontvangers 112) werden gebruikt om 112 transplantaties uitgevoerd. De ontvangers werden opgeofferd op 6 weken na de operatie. Op het moment van de operatie, moeten de dieren 250-350 g wegen.
- Houd de dieren in klimaatkamers met vrije toegang tot voedsel en water.
2 Anesthesie en Operative Voorbereiding
- Plaats de rat in een plexiglas doos verbonden met de anesthesie machine met een zuurstof stroomsnelheid van 1 l / min en een isofluorane vaporizer met 5% verdoving gas anesthesie. Onderhouden anesthesie op 1,5% isofluorane.
- Plaats de ratten inrugligging op een warmhoudplaat.
- Verwijder de vacht van het abdomen met een ontharing crème.
- Bereid een steriele chirurgische veld als volgt: Gebruik een ontsmettingsmiddel om de stationaire reinigen. Voor het desinfecteren van de incisie gebruik Chloorhexidine eerste, tweede en alcohol tenslotte een scrub oplossing (bijvoorbeeld chloorhexidine en 70% isopropyl alcohol). Draag een disposable chirurgische toga en chirurgische handschoenen.
- Gebruik steriele instrumenten voor microchirurgie.
- Gebruik een operatie microscoop in 12-20-voudige vergroting.
3 chirurgische ingreep
- Donoroperatie
Voorbereiding- Voer een mediane laparotomie en resectie van de linker laterale lob en de mediaan kwab van het transplantaat zoals beschreven door Higgins. 14
- Maak vervolgens de hepatoduodenale ligament. Eerste afbinden de galwegen om congestie en verwijding van de kleine galwegen veroorzaken. Dan afbinden en doorsnijden de gastroduodenal ader en slagader. Daarna, isoleren van de coeliakie stam en de gemeenschappelijke leverslagader en doorsnijden de linker maag arterie en de milt slagader. Incise de overbelaste galwegen, en de invoering van een 20-G stent in. De positionering van de stent moet zorgen voor de afvoer van het gehele hilair galweg systeem. Doorsnijden de galwegen distaal van de stent.
- Isoleer de infrahepatic segment van de vena cava recht boven de rechter nierader.
Perfusie - Na ligatie van de aorta boven de coeliakie stam, klem de poortader en de incisie het. Introduceren de perfusie katheter (14 G) in de poortader, en het uitvoeren van de perfusie met 30 ml van histidine-tryptofaan-ketoglutarate (HTK)-oplossing (12 cm H2O, 4 ° C).
- Knip het membraan en suprahepatic vena cava om het perfusaat te stromen.
- Accijnzen de coeliakie stam samen met een aorta-patch en spoel het met histidine-tryptofaan-ketoglutarate oplossing.
Explantatie - Doorsnijden de infrahepatic vena cava recht boven de rechter nierader.
- Plaats dan een stent met een diameter van 0,3 mm in de poortader en zet deze vast met een ligatuur. Tijdens de volgende bewerking, wordt de poortader gearterialiseerde via de rechter nierslagader. Doorsnijden de poortader distaal aan de stent.
- Na ligatie van de suprahepatic vena cava, doorsnijden het samen met een manchet van het middenrif.
- Explanteer het transplantaat en opslaan in histidine-tryptofaan-ketoglutarate (HTK)-oplossing bij 4 ° C in een plastic zak op het ijs. Plaats hoek hechtingen (8-0 Ethilon) in de infrahepatic vena cava.
- Ontvanger operatie
- Voer een mediane laparotomie en bereiden de infrahepatic vena cava. Dan isoleer de juiste nierslagader en de urineleider, afbinden van de urineleider en doorsnijden het. Klem de rechter nierslagader bij zijn oorsprong, dan afbinden van de juiste nierader. Dan na doorsnijding van beide renal schepen, voer dan de nefrectomie. Vervolgens, verkorten de juiste nierslagader, spoel het met heparine zoutoplossing (40 UI heparine / ml zoutoplossing).
- Doorsnijden rechts renale ader proximaal aan de ligatuur na proximale en distale klemming van de infrahepatic vena cava van een ovaal lumen creëren infrahepatic de vena cava. Spoel de vena cava met heparine zoutoplossing. Implanteer het implantaat in de juiste renale gebied van de buik van de ontvanger.
- Anastomose van de donor infrahepatic vena cava end-to-side op de recipient`s vena cava met een 8-0 Ethilon loopt hechtdraad.
- Na spoelen met heparine / zoutoplossing, voeren de stent in de poortader in de rechter nierslagader (figuur 3). Sluit de poortader en de nierslagader met 2 steken (8-0 Ethilon). Fix het koppelen van stent in de nierslagader met een ligatuur (gevlochten zijde zwart 7-0).
- Reperfusie mogelijk eerst de arteriële klem te verwijderen, zowel toenveneuze klemmen (Figuur 4).
- Bereid de infrarenale aorta, plaats dan een proximale en distale microclamp en incisie de aorta precies tussen beide klemmen. Voer een end-to-side anastomose tussen de aorta en truncus coeliacus de donor, met een aorta pleister, met een 10-0 Ethilon actief hechtdraad.
- Steek de galwegen in de twaalfvingerige darm: Breng een pursestring hechtdraad in de twaalfvingerige darm wand, maakt een kleine incisie in de twaalfvingerige muur in het midden van de pursestring. Introduceer de stent galwegen in de twaalfvingerige darm, en draai de pursestring hechtdraad. Tenslotte houdt het duodenum en galwegen nauw samen met twee steken (Ethilon 8-0) (figuur 5).
- Voer vervolgens een subtotale resectie van de inheemse lever, voor het eerst beschreven door Emond et al. acuut leverfalen nabootsen. 7
- Bevestig de suprahepatic vena cava van het transplantaat samen met een manchet van diafragma, de laterale buikwand van de regeadres- seerde met 4-0 Vicryl hechtdraad. Spoel de buik met zoutoplossing (figuur 6).
- Voor de spierlaag gebruik een 4-0 Vicryl loopt hechtdraad en voor de cutane een 3-0 Vicryl loopt hechtdraad.
4 Herstel en postoperatieve behandeling
- Laat de dieren herstellen van narcose onder een infrarode verwarmende lamp.
- Injecteer buprenorfine in een dosis van 0,03-0,05 mg / kg sc elke 8-12 uur gedurende 2 dagen.
- Onderzoekt de dieren over de algemene toestand en tekenen van ziekte of infecties.
5 Berekening van de Eerste Inheemse Lever Gewicht
Bereken de oorspronkelijke natieve levergewicht op de volgende wijze: aftrekken van het gewicht van de gereseceerd leverlobben van een totale gewicht van de lever (2,66% van het lichaamsgewicht (deze waarde met een standaardafwijking van +/- 0,49% werd bepaald in eerdere experimenten met n = 80 dieren van dezelfde stam en eenge)). 15
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De gemiddelde duur van de transplantatie was ongeveer 150 minuten. De koude ischemie bedroeg 64 +/- 7 min, de warme ischemie tijd minder dan 25 minuten.
De perioperatieve overleving was 90% en de 6-weekse overleving was 80%. Het verlies 20% het gevolg van peritonitis door dislocatie en biliaire stent lekkage (vier dieren) tijdens de eerste postoperatieve week en vanwege longontsteking, intra-abdominale abcessen, ileus (zeven dieren) gedurende de volgende vijf weken. De overlevende dieren waren in uitstekende algemene conditie.
De parameters van lever-synthese (Quick waarde: 110 +/- 7.8%, AT III: 104 +/- 6%) waren in het normale bereik zes weken na operatie.
Op dat tijdstip had de inheemse lever geregenereerd, die een gewichtstoename van 2,3 ± 0,8 g tot 9,8 ± 1 g (P: 0.0065). Gewicht van het transplantaat daalde van 3,3 ± 0,8 g tot 2,3 ± 0,8 g (P: 0,06). The totale gewicht van beide levers was binnen de fysiologische verhouding van levergewicht / lichaamsgewicht (figuur 7).
In de histologische vlek van de enten met hematoxyline-eosine 6 weken na HALT werden regelmatig hepatocyten waargenomen met geen oedeem of vervetting (figuur 8). Alle transplantaten vertoonden geringe toename van gal ductuli en cholangitis door slibvorming (figuur 8). Low-grade intra-parenchymateuze hepatocellulaire necrose waargenomen kon worden in slechts twee transplantaten. Na zes weken van de histologie van de inheemse lever toonde geen veranderingen.
Figuur 1 Schematische weergave van de heterotopische extra levertransplantatie (HALT) met poortader arterialization (PVA) bij de mens. De porTal ader (3) wordt gearterialiseerde via een iliacale slagader bifurcatie tussenplaatsing graft (5) die ook het vaartuig feeder van de leverslagader (6).
Figuur 2 Schematische voorstelling van de heterotope extra levertransplantatie (HALT) met poortader arterialization (PVA) in de rat. De poortader (a) wordt gearterialiseerde via de rechter nierslagader (e) van een stent.
Figuur 3 poortader arterialization tijdens HALT met PVA in de rat. (A) De stent in de poortader wordt ingebracht in de rechter nierslagader. (B) De por Tal ader en de juiste nierslagader neemt met twee hechtingen. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 4 Situs na transplantaat reperfusie via de gearterialiseerde poortader in de rat. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
pg "width =" 500 "/>
Figuur 5 Choledocho-duodenostomy tijdens HALT bij de rat. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 6 Situs na HALT met PVA in de rat. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 7 Grafische presentatie van het gewicht van de lever (gr) van inheemse lever, graft entotale lever, op tijdstip van de operatie en na zes weken.
Figuur 8 histologische sectie van het transplantaat na zes weken, gekleurd met Hematoxylin-Eosine (HE) (vergroting x100 (A) en x400 (B)). Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De eerste heterotope extra rat levertransplantatie beschreven door Lee et al., 16 in 1966 gevolgd door Hess. 17 de poortader van de transplantaat anastomose met de poortader van de ontvanger. Tijdens deze procedure wordt de portal veneuze bloedtoevoer naar de inheemse lever aangetast.
In 1991 speelde Hong HALT met PVA via de iliacale slagader van de ontvanger. 13 Zonder bloedtoevoer regelgeving massale portal en sinusoïde congesties opgetreden.
Verder Aguirrezabalaga et al., Uitgevoerd HALT met PVA, toch zonder het betalen van de nodige aandacht aan de bloedstroom regelgeving in de gearterialiseerde poortader. 18
Het gebruik van een stent met een binnendiameter van 0,3 mm en een lengte van 8 mm levert een gemiddelde goed bloedstroom na reperfusie van de gearterialiseerde poortader dat binnen het bovenste fysiologische range. 12
De biliaire drainage is de achilleshiel van levertransplantatie. De ontvanger dieren zijn in gevaar om te sterven als gevolg van de gal lekkage en peritonitis. Hiervoor gebruikten we een stent om de choledocho-duodenostomy voeren. Daarnaast pasten wij een pursestring hechtdraad met een paar extra hechtingen om lekkage en afgesloten worden. Bijgevolg zijn de biliaire complicaties verlaagd tot 4%.
In de huidige studie, een subtotale resectie van de natieve lever werd uitgevoerd acuut leverfalen veroorzaken. Deze techniek werd eerst beschreven door Emond is gestandaardiseerd wijst neveneffecten op andere orgaansystemen of het transplantaat. 7
In 2002 publiceerde Palmes APOLT techniek de rat met een overlevingskans van 70-80% werden de dieren gedood na twee weken. 19 In dit model de linker kwab van het transplantaat werd getransplanteerd na resectie van de linker kwab van de native lever. Poortader Het transplantaat werd anastomose end-to-end links segmentale poortader van de ontvanger, hetgeen resulteert in chirurgische moeilijk om de bewerking uit te voeren, aangezien het lumen van de vaten zeer klein.
Unlike orthotope levertransplantatie tijdens heterotope levertransplantatie geen anhepatische fase. De anastomosen kan worden uitgevoerd zonder enige tijdsdruk. Bovendien, in de heterotope positie er geen interferentie door bewegende membraan. Bovendien wordt poortader van de ontvanger niet geklemd, waardoor veneuze congestie van de dunne darm, milt, alvleesklier en maag voorkomen.
We verkregen goede resultaten op lange termijn met betrekking tot graft microcirculatie, morfologie en functie. 20 HALT met stroom geregeld PVA betrouwbaar kan een acuut leverfalen fase te overbruggen, terwijl de inheemse lever regenereert. 15
HALT met stroom geregeld PVA is eenn innovatieve techniek relatief eenvoudig vast te stellen. Met dit model kunnen toekomstige studies over de lever regeneratie en inter-lever concurrentie en poortader arterialization, poortader hyperperfusie en portal bloedstroom regelgeving. 20, 21
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle auteurs verklaard geen conflicterende belangen.
Acknowledgments
Deze studie werd gefinancierd door de "Deutsche Forschungsgemeinschaft" (DFG). K. Schleimer werd gesteund door de Lise Meitner Fellowship van het ministerie van Wetenschap en Onderzoek van NRW. We willen graag mevrouw Mary-Joan Blümich bedanken voor haar uitstekende editing hulp. Dr Maria Kokozidou werd gefinancierd uit Fresenius 2011_A61.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Braided Silk black 7-0 | Ethicon Products | 892100 | |
| Vicryl 3-0 | Ethicon Products | J285G | |
| Vicryl 4-0 | Ethicon Products | J284G | |
| Ethilon 8-0 | Ethicon Products | 1714G | |
| Ethilon 10-0 | Ethicon Products | 7770G | |
| Vasofix safety 14G | B Braun | 2758853 | |
| Vasofix safety 20G | B Braun | 2758818 | |
| 2 French (0.012”/0.3 mm ID x 0.025”/0.6 mm OD) x 24”/60 cm polyurethane catheter | Access technologies a division of Norfolk Medical, Inc., Illinois, USA | CNC-2P | |
| HTK solution, Custodiol | Dr. Franz Köhler Chemie GmbH, Alsbach-Hähnlein, Germany | ||
| Isofluorane 5 % | Any genericon | ||
| Heparin | Any genericon | ||
| 0.9% saline | Any genericon | ||
| Buprenorphine | Any genericon |
References
- Boudjema, K., et al. Auxiliary liver transplantation for fulminant and subfulminant hepatic failure. Transplantation. 59, 218-223 (1995).
- Boudjema, K., Jaeck, D., Siméoni, U., Bientz, J., Chenard, M. P., Brunot, P. Temporary auxiliary liver transplantation for subacute liver failure in a child. The Lancet. 342, 778-779 (1993).
- Chenard-Neu, M. P., et al. Auxiliary liver transplantation: Regeneration of the native liver and outcome in 30 patients with fulminant hepatic failure - a multicenter European study. Hepatology. 23, 1119-1127 (1996).
- Gubernatis, G., Pichlmayr, R., Kemnitz, J., Gratz, K. Auxiliary partial orthotopic liver–transplantation (APOLT) for fulminant hepatic failure: first successful case report. World J Surg. 15, 660-666 (1991).
- Erhard, J., Lange, R., Giebler, R., Rauen, U., de Groot, H., Eigler, F. W. Arterialization of the portal vein in orthotopic and auxiliary liver transplantation. Transplantation. 60, 877-879 (1995).
- Erhard, J., et al. Auxiliary liver transplantation with arterialization of the portal vein for acute hepatic failure. Transpl Int. 11, 266-271 (1998).
- Emond, J., Capron-Laudereau, M., Meriggi, F., Bernuau, J., Reynes, M., Houssin, D.
- Mas, A., Rode`s, J.
- Terpstra, O. T. Auxiliary liver grafting: a new concept in liver transplantation. The Lancet. 342, 758 (1993).
- Terpstra, O. T., Reuvers, C. B., Schalm, S. W.
- Schleimer, K., Lange, R., Rauen, U., Erhard, J. Auxiliary liver transplantation in acute liver failure in the rat - an illustrated description of a new surgical approach. Langenbecks Arch Surg. 384 (2), 204-208 (1999).
- Schleimer, K., et al. Physiologic microcirculation of the heterotopically transplanted rat liver with portal vein arterialization depending on optimal stent diameter. Med Sci Monit. 28 (BR140-145), (2006).
- Hong, H. Q., et al. Study of portal arterialization with auxiliary liver in rats. Hiroshima J. Med. Sci. 40, 29-33 (1991).
- Higgins, G. M., Anderson, R. M. Experimental pathology of the liver. I--Restoration of the liver of the white rat following partial surgical removal. Arch. Path. 12, 186-202 (1931).
- Schleimer, K., et al. Auxiliary liver transplantation with flow-regulated portal vein arterialization offers a successful therapeutic option in acute hepatic failure--investigations in heterotopic auxiliary rat liver transplantation. Transpl Int. 19 (7), 581-588 (2006).
- Lee, S., Edgington, T. S.
- Hess, F., Willemen, A., Jerusalem, C. Auxiliary liver transplantation in the rat, influence of the condition of the recipient's liver on the fate of the graft. Eur. Surg. Res. 9, 270-279 (1977).
- Aguirrezabalaga, J., Arnal, F., Marini, M., Centeno, A., Fernandez-Selles, C., Rey, I., Gomez, M. Auxiliary liver transplantation with portal arterialization in the rat: description of a new model. Microsurgery. 22, 21-26 (2002).
- Palmes, D., Dietl, K. H., Drews, G., Holzen, J. P., Spiegel, H. U. Auxiliary partial orthotopic liver transplantation: treatment of acute liver failure in a new rat model. Langenbecks Arch Surg. (386), 534-541 (2002).
- Schleimer, K., et al. Improved microcirculation of a liver graft by controlled portal vein arterialization. J Surg Res. 116 (2), 202-210 (2004).
- Schleimer, K., et al. Portal hyperperfusion causes disturbance of microcirculation and increased rate of hepatocellular apoptosis: investigations in heterotopic rat liver transplantation with portal vein arterialization. Transplant Proc. 38 (3), 725-729 (2006).
