Summary
Store dyremodeller spiller en afgørende rolle i præklinisk transplantationsforskning. På grund af dens ligheder med den kliniske opsætning, svinet model af ortopisk nyre auto-transplantation beskrevet i denne artikel giver en fremragende in vivo indstilling til test af organ konservering teknikker og terapeutiske indgreb.
Abstract
I den nuværende æra af organtransplantation med kritisk organmangel, er forskellige strategier ansat til at udvide puljen af tilgængelige allografts for nyretransplantation (KT). Selv om brugen af allografter fra udvidede kriterier donorer (ECD) delvist kunne afhjælpe manglen på organdonorer, ECD organer bære en potentielt højere risiko for ringere resultater og postoperative komplikationer. Dynamiske organ konserveringsteknikker, modulering af iskæmi-reperfusion og konservering skade, og allograft behandlinger er i søgelyset af videnskabelig interesse i et forsøg på at forbedre allograft udnyttelse og patient resultater i KT.
Prækliniske dyreforsøg spiller en afgørende rolle i translationel forskning, især i medicinsk udstyr og udvikling af lægemidler. Den største fordel ved svinetototopisk auto-transplantation model over ex vivo eller små dyreforsøg ligger inden for den kirurgisk-anatomiske og fysiologiske ligheder med den kliniske indstilling. Dette gør det muligt at undersøge nye terapeutiske metoder og teknikker og sikrer en lettere klinisk oversættelse af resultaterne. Denne protokol giver en omfattende og problemorienteret beskrivelse af den ortopiske nyreretotransplantationsmodel for svin ved hjælp af en konserveringstid på 24 timer og overvågning af telemetri. Kombinationen af avancerede kirurgiske teknikker med højt standardiserede og state-of-the-art metoder til anæstesi, dyreopbeboering, perioperativ opfølgning, og overvågning sikre reproducerbarhed og succes af denne model.
Introduction
Siden den første vellykkede menneskelige nyretransplantation mellem identiske tvillinger i 1954, udført af den banebrydende gruppe af Nobelprismodtageren kirurg Joseph Murray1, nyretransplantation (KT) har udviklet sig som grundpillen i behandlingen af patienter med slutstadiet nyresygdom (ESRD)2. KT viser overlegne langsigtede kliniske resultater og livskvalitet sammenlignet med dialyse2. Kort- og langsigtet overlevelsesrater efter KT forbedret kontinuerligt, på grund af fremskridt inden for kirurgiske teknikker, organbevarelse, immunsuppressiv behandling, og kritisk pleje, og dermed KT blev bredt tilgængelige på globalt plan2,3,4.
På grund af kritisk organmangel er der en stadig større kløft mellem allograft udbud og efterspørgsel3,5,6. I 2018 ventede ca. 12.031 patienter på KT i Tyskland, men kun mindre end 20 % (2.291 patienter) kunne få en donornyre på grund af den ekstreme mangel på organer til transplantation7. Desværre er ikke kun det absolutte antal organdonorer, men også den generelle kvalitet af de allografter, der tilbydes til transplantation, faldet i deseneste årtier 8,9. Der blev observeret en stigende tendens i antallet af præfabrikerede eller "marginale" nyrer, der skulle accepteres til transplantation10. Brugen af ECD allografts kan reducere ventetid og venteliste sygelighed og dødelighed, er det dog forbundet med en øget forekomst af graft-relaterede komplikationer såsom primær graft non-function (PNF) og / eller forsinket graft funktion (DGF)8,9,10. Yderligere forskning er afgørende for at optimere allograft udnyttelse, udvide donorpuljen og beskytte og istandsætte marginale allografters som i sidste ende kan forbedre patientensresultater 3,6.
På grund af de store dyretransplantationsmodellers ressourcekrævende og komplekse karakter udføres et stort antal undersøgelser ved hjælp af små dyr eller i ex vivo-indstillinger11,12,13,14,15. Selv om disse modeller kan levere vigtige videnskabelige data, er oversættelsen af disse resultater til den kliniske indstilling ofte begrænset. Den svin model af ortopisk nyre auto-transplantation er en veletableret og reproducerbar model, der gør det muligt at teste nye innovative behandlingsmetoder i en klinisk relevant in vivo indstilling, med potentielt længere opfølgning perioder og rigelige muligheder for gentagne prøve indsamling16,17. Ud over fordelen ved den sammenlignelige størrelse, som giver mulighed for relativt direkte oversættelse til den kliniske indstilling (især for medicinsk udstyr udvikling og lægemiddeldosering), den kirurgisk-anatomiske og fysiologiske ligheder i form af iskæmi-reperfusion skade (IRI) respons og nyreskader, støtte brugen af denne model i translationel forskning17,18,19. Denne model giver også en glimrende uddannelsesmulighed for at forberede unge transplantationskirurger på de tekniske udfordringer ved klinisk organtransplantation20.
Der er også flere forskelle i forhold til den menneskelige indstilling og forskellige tekniske ændringer af modellen kan findes ilitteraturen 16,17,19,20,21. Denne artikel udførligt beskriver tekniske detaljer, faldgruber, og anbefalinger, som kan støtte til at etablere den model af svin ortotopisk nyre auto-transplantation. Den beskrevne telemetri- og videoovervågningsmetode samt vores specielt designede boligfacilitet muliggør en nøjestingsvurdering og klinisk observation af dyrene. Anvendelsen af et perkutant urinkateter og udpegede svineveste giver mulighed for en detaljeret vurdering af nyrefunktionen uden brug af metaboliske bure. Disse tekniske ændringer beskrives som mulige løsninger til at overholde de moderne udfordringer i 3R-princippet (Erstatning, Reduktion og Raffinement) og forbedre dyreforsøg ved hjælp af store dyremodeller22.
Protocol
Denne undersøgelse er udformet i overensstemmelse med principperne i retningslinjerne for "Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments"23. Der blev udført forsøg i overensstemmelse med de institutionelle retningslinjer og den tyske forbundslov om dyrebeskyttelse. Det fulde etiske forslag blev godkendt af de ansvarlige myndigheder (Det statslige udvalg for dyrepleje og -anvendelse, LANUV NRW - "Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen", Recklinghausen, Tyskland, Protokol-id: 81-02.04.2018.A051). Alle dyr i denne undersøgelse modtog human pleje i henhold til principperne i "Vejledning om pleje og anvendelse af laboratoriedyr" (8. udgave, NIH-publikation, 2011, USA) og direktiv 2010/63/EU om beskyttelse af dyr, der anvendes til videnskabelige formål (Den Europæiske Unions Tidende, 2010). Kvindelige tyske landrace svin blev fremstillet fra en hygiejnisk optimeret barriere avl facilitet (Heinrichs GbR, Heinsberg, Nordrhein-Westfalen). Figur 1 viser sammenfatning af den beskrevne forsøgsprotokol.
1. Dyr og opboing
- Brug kvindelige tyske landrace svin (eller sammenlignelige) for denne protokol. Levere dyrene til forskningsfaciliteten 14 dage før den første operation (telemetriimplantatation) til akklimatisering og huse dem i et temperatur- og fugtighedsstyret barrieremiljø med en 12 timers lys og mørk cyklus ( Figur 2).
- Monter to telemetrimodtagere på loftet i rummet, som gør det muligt at overføre de registrerede data direkte til en pc i observationsrummet. Sørg for, at dyrene observeres visuelt under veterinærofficerernes og den ansvarlige dyreplejers regelmæssige besøg (hver 8. og on-demand).
BEMÆRK: Desuden blev der i dette eksperiment brugt en realtidskameraoptagelse med integreret termisk billedbehandling forbundet til det lokale netværk. Nærmere oplysninger om det boliganlæg , der anvendes i denne undersøgelse, er vist i figur 2.
2. Grundlæggende teknikker og fælles procedurer
- Hurtigt dyrene natten over før operationen.
- Præmedicinere ved en indledende intramuskulær injektion af azaperon (4 mg/kg) og atropin (0,1 mg/kg), efterfulgt af en injektion af ketamin (15 mg/kg) 10 min senere.
- Efter præmedicinering vejes dyret, og det overføres direkte fra huset til det centrale OR-anlægsforberedelsesrum.
- Kanyler en af de store ørevener ved hjælp af et 18 G perifert venekateter. Monitorer dyret ved hjælp af en standard EKG og puls oxymetri.
- Start anæstesi med propofol (3 mg/kg).
- Udsæt stemmebåndet med et laryngoscope, og indsæt et 7,5 mm endotrakealt rør. Manchetten er blokeret med luft i henhold til producentens anbefalinger.
- Indsæt en oro-gastrisk drænrør til at fjerne væske og luft fra maven.
- Sæt et urinkateter ind via urinrøret.
- Trim derefter huden i området af det kirurgiske snit.
- Påfør øjens salve for at forhindre tørring af hornhinden under operationen.
- Efter orotracheal intubation opretholdes anæstesi med isofluran (endelige udløbsdygning 1,45-2,0 Vol.%) og fentanyl (3 -7,5 μg/kg/h).
- Sørg for aktiv intraoperativ temperaturkontrol af dyret ved hjælp af en varmepude og ved hjælp af varm luft. Sæt en rektal sonde ind for at overvåge kropstemperaturen (måltemperatur 36,5 °C - 37,5 °C).
- Der administreres antibiotisk profylakse med cefuroxime (35 mg/kg i.v.). Indgyde Ringer opløsning ved 4 ml / kg / h og stige til 8 ml / kg / h efter hud snit. Administrere en profylaktisk dosis pantoprazol (40 mg i.v.) over ørevene adgang.
- Udfør alle kirurgiske procedurer under sterile forhold i henhold til de generelle principper for kirurgisk asepsis og antisepsis. Desinficere det kirurgiske område med povidone-jod opløsning og dække med kirurgiske gardiner.
3. Telemetriimplantatering
- Forbered dyret til operation efter de trin, der er beskrevet i afsnit 2 i protokollen og bekræfte korrekt anæstesi ved en faldende puls og en mangel på bevidst bevægelse af dyret.
- Indsamle blod og urin prøver til at bestemme individuelle baseline lab værdier.
- Marker indsnitsstederne ved hjælp af en permanent markør.
- For at implantere arteriel sensor af telemetri transponder, udføre en 3-4 cm snit i lysken. Udsæt og disseker arterien på en 360° måde.
- Ved hjælp af en Overholt klemme trække gennem to-fartøj sløjfer under arterien og fastgør dem med myg klemmer.
- Efter at en arteriel ved hjælp #11 en klinge skalpel, indsætte arteriel sensor. Luk arterieomien ved hjælp af 5-0 polypropylensutur med enkelte knudesuturer og fastgør arteriel sensor ved hjælp af en af disse suturer.
- Lav et 3-4 cm stort snit på dyrets venstre flanke og lav en subkutan pose til transponderen ved stump dissektion.
- Tunnel telemetri transponderen til flanken og fastgør det til musklen fascia (3-0 polypropylen, enkelt knude). Tunnel de røde og hvide EKG elektroder til højre og venstre side af brystkassen. Lav to 1 cm snit og fastgør elektroderne i muskelvævet for at sikre et godt EKG-signal med enkelte knudesuturer (3-0 polyglactin).
- Påbegynde registrering af telemetri data og kontrollere de forskellige signaler (f.eks kropstemperatur registreret af transponder kroppen selv, arteriel blodtryk, og EKG-signaler).
- Luk snittene i lysken, på venstre flanke og de to små thoracal snit ved hjælp af muskel og subkutane suturer (3-0 polyglactin) og luk huden ved hjælp af en ikke-absorberbar monofilament sutur (f.eks 2-0 Prolene).
- Brug en spray film dressing til at forsegle indsnit steder.
- På dette tidspunkt forberede dyret til at bære en udpeget svin jakke, som dyret bærer for resten af undersøgelsen periode. Udskift jakker med en ren jakke efter hvert kirurgisk indgreb.
BEMÆRK: For at registrere stabile baseline data, telemetri transpondere implanteres 14 dage før indekset kirurgi (venstre nephrectomy, se også Diskussion).
4. Nephrectomy og genfinding af nyretransplantat
- Forbered dyret til transplantatudtagningskirurgi efter de procedurer, der er beskrevet i afsnit 2.
- Efter induktion af anæstesi, cannulate den eksterne halspulsåre. Efter den sterile desinfektion af det kirurgiske felt, en 4 cm snit er lavet på højre side i halspulsåren.
- Disseker subkutan væv og muskler til at afsløre den eksterne halspulsåre.
- Udsæt og disseker venen på en 360° måde.
- Ved hjælp af en Overholt klemme trække gennem to-kar sløjfer under venen og sikre dem med myg klemmer.
- Tunnel halspulsåren kateter til bagsiden af dyret. Til dette, placere grisen på sin venstre side. Brug Seldinger-metoden til at indsætte halskatetret.
- Luk åbningen på venen og fastgør kateteret med 5-0 polypropylensutur.
- Snittet lukkes i to lag (f.eks. 3-0 polyglactin til musklen og subkutan og 2-0 polypropylen til huden).
- Fastgør kateteret til huden med flere suturer (2-0 polypropylen).
- Test halspulsårekateteret for fri aspiration og injektion. Skift derefter den intravenøse linje fra ørevene kanylen til den centrale venøse linje.
- Efter kirurgisk desinfektion og drapering, udføre en median laparotomi at åbne maven (25-30 cm). Brug en standard abdominal retractor til at afsløre det kirurgiske område.
- Brug våde og varme abdominal håndklæder til at dække tyktarmen og tyndtarmen. Spørg den anden assistent til at holde tarmen til retningen af højre hemi-abdomen udsætter nyrerne og dens vaskulære strukturer.
- Åbn bughulen lag og dissekere venstre nyre og ureter fra enhver tilhænger væv ved hjælp af monopolar cautery, bipolar kraftafslag, og fine saks.
- Ligte og divider den venstre ureter (3-0 polyglactin) forlader en mindst 10 til 12 cm lang segment.
- Gennemfør dissektion af venstre nyrevene og arterie til deres oprindelse fra ringere vena cava og aorta, henholdsvis.
BEMÆRK: Undgå personskade og åbning af de store lymfekar i denne anatomiske region. Også være opmærksom på en potentiel skade på azygo-lænde vene forbinder til nyrevene tæt på sin oprindelse fra vena cava. - Dissekere og ligate azygo-lændeven mellem to ligaturer (3-0 polyglactin).
- Forbered dig på bagbordsdissektion ved hjælp af en skål is og et sterilt dæksel.
- For at hente graft nyre, klemme nyrearterien og nyrevene tæt på aorta og vena cava med vaskulære klemmer. Fjern nyretransplantatet ved at skære karrene med en saks tæt på klemmerne og vend derefter nyrerne over til bagbordsholdet.
- Luk stumpen af nyrearterien ved hjælp af en 5-0 polypropylen sutur. Luk nyrevenen ved hjælp af en to-lags kontinuerlig sutur med 5-0 polypropylen. Fjern de vaskulære klemmer.
- Efter kontrol af området for blødning eller lymfelkage, lukke maven i 4 lag.
BEMÆRK: Peritoneum: 3-0 polyglactin kørende sutur; fascia: 0 polyglactin kørende sutur; subkutan lag: 3-0 polyglactin kørende sutur; hud: hudhæftemaskiner efter nyreudtagningskirurgi for at lette genåbning af maven den følgende dag og 2-0 polypropylensednudesuturer efter transplantationsproceduren for endelig lukning. - Efter påføring steril sårbandage returneres dyret til husets anlæg, og det skal komme sig efter endotrakeal extubation. For postoperativ analgesi anvendes buprenorphin (0,05 - 0,1 mg/kg) intramuskulært hver 8 timer indtil automatisk transplantation.
5. Bagbords- og orgelbevaring
- Efter podning af transplantat kan nyrearterien straks cannulate med et standard 14 G (orange) perifert kateter og fastgør det ved hjælp af en årepresse fremstillet af 3-0 polyglactin.
- Skyl nyrerne med kold organbeskyttelsesopløsning.
- Efter skylning med 500 ml organbeskyttelsesopløsning fjernes arteriel kanyle, nyretransplantatet pakkes ind i sterile organposer, og der opbevares i organbeskyttelsesopløsning med en målkold iskæmisk tid (CIT) på 24 timer ved 4 °C ved hjælp af et computerstyret kølekredsløb.
BEMÆRK: En kort plan over det efter konservering anbefales at bruge 500 ml normal saltvandsopløsning på 4 °C.
6. Kontralateral nephrectomy og ortopisk nyre automatisk transplantation
- Under recipientoperationen tilpasses præmedicinering og indledende anæstesi til det begrænsede nyrestofskiftet, og brugen af ketamin undgås. Induktion udføres med propofol (3-5 mg/kg i.v.), midazolam (0,25 mg/kg i.v.) og atropin (0,1 mg/kg i.m.). Derefter er præoperative præoperative præparater identiske med de procedurer, der er beskrevet i afsnit 2.
- Anæstesi med isofluran (endelig eksentering 1,45-2,0 Vol.%) og fentanyl (3 - 7,5 μg/kg/h) og propofol (2 - 4 mg/kg/h).
- Kontroller og konstant overvågning af EKG, pulsoximetri, rektal temperatur og funktionen af telemetritransponderen.
BEMÆRK: Streng anæstesi og blodtrykskontrol er af afgørende betydning under implantationsproceduren. - I sjældne tilfælde, hvor det arterielt blodtrykssignal, der er registreret over telemetritransponderen, ikke er tilfredsstillende på grund af dyrets liggende position, skal der placeres endnu et arterielt kateter i højre lårpulsåre ved hjælp af perkutan punktering og Seldinger-teknikken.
- Efter steril drapering, genåbne median laparotomi og udsætte det kirurgiske felt ved hjælp af abdominal retractor. Tyktarmen og tyndtarmen er placeret til venstre side af maven for at afsløre den intakte højre nyre.
- I lighed med donorproceduren dissekerer den kontra laterale nyre og dens kar fra det omgivende væv. Disseker den højre nyrevene og nyrearterie i retning af nyre hilum at sikre tilstrækkelig karlængde for anastomose.
- 5 min før vaskulær fastspænding, injicere natrium-heparin intravenøst (100 I.U./ kg).
- Klem den rigtige nyrearterie og højre nyrevene ved hjælp af vaskulære klemmer. Højre nyre er fjernet. Fartøjerne kontrolleres for integritet, før anastomoses påbegyndes.
- Placer den bevarede graft nyre i maven og starte venøse og arterielle anastomoses.
- Fra dette punkt og fremefter, holde den gennemsnitlige arterielt tryk over 80-90 mm Hg for at sikre en god tidlig perfusion af nyretransplantatet efter reperfusion. Opnå dette delvist ved tilstrækkelig volumenstyring og delvis ved administration af noradrenalin (0,1 - 1,0 μg/kg/min. som en kontinuerlig infusion ved hjælp af det gennemsnitlige arterielt blodtryk og puls til overvågning af effektiviteten).
- Udfør end-to-end anastomose af nyrevene:
- Efter at have placeret to hjørnesømme ved hjælp af 5-0 polypropylen, sutur bagvæggen i en kontinuerlig måde.
- Bind kraniehjørnes søm og bind den sammen med den tråd, der bruges til bagvæggen.
- Efter endt bagvæg, skal du bruge kraniehjørne søm til sutur forvæggen i en kranio-caudal retning. Skyl venen med ahepariniseret saltvandsopløsning (100 I.U./mL). Bind halehjørnet.
BEMÆRK: I tilfælde af et størrelsesuoverensstemmelse mellem donor- og modtagersiden kan der anvendes en lille vækstfaktor til at sikre en bred og tilstrækkelig anastomose. Der er mange mulige variationer af svinenuven grene. I tilfælde af kompleks venøs anatomi er det nødvendigt med en modificeret anastomosetilgang (se figur 3).
- Udfør end-to-end anastomose af nyrearterien:
- Brug en 6-0 polypropylen kraniel hjørne søm til at udføre arteriel anastomose. Placering af en yderligere hale, støtte hjørne søm, som senere fjernes, er valgfri.
- Sutur bagvæggen i en kontinuerlig måde ved hjælp af faldskærm teknik. Efter ankomsten til caudal hjørne fjerne det andet hjørne søm (hvis relevant).
- Sutur forvæggen med den anden ende af dobbelt-bevæbnede 6-0 polypropylen sutur. Skyl arterien med en hepariniseret saltvandsopløsning (100 I.U./mL). Bind de to tråde i halehjørnet.
- Optag den nødvendige tid til at udføre begge anastomoses med et mål varm iskæmi tid på <40 min.
- Reperfuse nyrerne ved at åbne venøse vaskulære klemme og efterfølgende arteriel klemme. Kontroller for betydelig blødning.
- Hvis der ikke observeres signifikant blødning fra anastomoses, skal du pakke nyretransplantatet ud og hælde varm normal saltvandsopløsning i maven, der dækker det reperfunderede transplantat.
- Hvis det er nødvendigt, skal transplantatet flyttes for at sikre en homogen reperfusion, og undgå overbelastning.
- Administrere papaverin topisk til ydersiden af nyrearterien og arterien anastomose (5 ml ufortyndet).
- Efter reperfusion, indgyde 250 ml 20% glukoseopløsning at fremkalde osmotisk dieresis efterfulgt af administration af en enkelt dosis på 80 mg furosemide.
BEMÆRK: Efter dette kan den indledende urinproduktion observeres. - For at sikre urindræning, passere en 12 fransk pædiatrisk urin kateter gennem bugvæggen af højre flanke af dyret, retroperitoneally.
- Fastgør kateteret i ureteren ved hjælp af ligaturer (2-0 polyglactin), og bloker kateteret med 2 ml saltvand. Yderligere suturer bruges til at tilpasse og fastgøre ureter til bughinden af bugvæggen (2-0 polypropylen). Kateteret er også fastgjort til huden med mindst to enkelt knudesuturer (2-0 polypropylen).
- Luk bughindelaget over nyrerne for at forhindre dislokation af nyretransplantatet og knækning af de vaskulære anastomoses (3-0 polyglactin).
- Luk maven i en lignende 4-lags måde som beskrevet tidligere for graft hentning.
- Efter abdominal lukning, opretholde normotermi på OR bordet.
BEMÆRK: Gennemsnitligt arterielt blodtryk skal opretholdes over 80 mm Hg, indtil dyret er vågen og er i en udsat position. - Efter abdominal lukning, bruge farve Doppler ultralyd for at sikre tilstrækkelig arteriel og venøs perfusion af nyretransplantation (Figur 4). Overvåg dyret nøje, indtil det er helt vågen og kan gå og drikke spontant. Dyrene får 1 L ringer opløsning under genvindingsfasen.
- Derefter returneres dyret til sin kasse i huset facilitet.
7. Opfølgning, stikprøve og dataindsamling
- Giv dyrene vand ad libitum, så snart de kan drikke spontant. Giv fast føde fra postoperativ dag 1.
- For postoperativ analgesi administreres buprenorphin (0,05 - 0,1 mg/kg) intramuskulært hver 8 timer i 72 timer, giv pantozol (40 mg i.v.) en gang om dagen i 72 timer. Giver antibiotikabehandling (cefuroxime 35 mg/kg i.v. 2x dagligt) og profylakseprofylakse (500 mg acetylsalicylicsyre fra postoperativ dag 1) i hele observationsperioden indtil forsøgets afslutning.
BEMÆRK: Hvis der opstår blødningskomplikationer, afbrydes aspirinen. - Registrer kontinuerlige telemetridata i hele observationsperioden. Sørg for, at dyrene besøges mindst hver 8.
BEMÆRK: Disse såkaldte humane endepunktskriterier defineres som beskrevet tidligere24. - Udfør daglig prøvetagning ved hjælp af den centrale venøse linje og det perkutane urin kateter. Skift urinposer (2.000 ml) 2x dagligt.
- Efter prøvetagning eller administration af væsker eller lægemidler, blokere den centrale venekateter med heparinized saltvandsopløsning (100 I.U./mL) mellem enhver brug for at undgå okklusion og dække det med en ny steril hætte.
- Efter den tilsvarende observationsperiode på 5 til 7 dage ofres dyrene i dyb anæstesi efter relaparotomi, prøveindsamling og explantation af nyretransplantatet. Ofringen udføres ved hjælp af en enkelt injektion af pentobarbital (50 - 60 mg/kg i.v.).
BEMÆRK: I overensstemmelse med 3R-princippet kan de resterende organer og væv i de afofrede dyr anvendes til forskellige ex vivo-forsknings- og uddannelsesmæssige formål i interne institutter.
Representative Results
Vores gruppe har flere års erfaring med solid organtransplantation modeller i små og store dyr og udnyttede svin ortopisk nyre auto-transplantation model, opnå reproducerbare resultater i forskellige eksperimentelleindstillinger 16,25,26,27. Afhængigt af den eksperimentelle opsætning anbefaler vi at udføre 3 til 5 auto-transplantationer som indledende eksperimenter, der sikrer en tilstrækkelig indlæringskurve af hele forsøgsholdet. I den nuværende indstilling 5 transplantationer var forpligtet til at uddanne en kirurg, med 8 års tidligere eksperimentel- og 5 års klinisk kirurgisk erfaring inden for transplantation kirurgi, i udførelsen af disse eksperimenter. Dette kan variere afhængigt af kirurgens tidligere eksponering for disse teknikker.
Inden for rammerne af denne protokol, resultaterne af et sæt af 5 svin ortotopisk nyre auto-transplantation eksperimenter er påvist. Transponderimplantatationen var vellykket hos hvert dyr med tilstrækkelige telemetrisignaler i hele observationsperioden (undtagen et dyr med delvis transponderdysfunktion). Kniv-til-hud-interval for transponderimplantatationen var 85 min ± 5 min (tabel 1). Efter podning genvundet alle dyr godt i huset facilitet. Kniv-til-hud interval for hentning kirurgi var 135 min ± 32 min (herunder ca 30-45 min for indsættelse, tunneling og sikring af halspulsåren kateter). Den venstre nyre blev opbevaret i et koldt vandbad med et mål kold iskæmi tid på 24 h (24 h ± 30 min). Den følgende dag, efter anæstesi induktion og relaparotomi, den kontralaterale (højre) nyre blev fjernet efterfulgt af ortotopisk auto-transplantation af den kolde lagrede venstre nyretransplant som beskrevet tidligere. Kniv-til-hud interval for auto-transplantation kirurgi var 168 min ± 27 min (herunder explantation af højre nyre). Varm iskæmi tid var 34 minutter ± 7 minutter. Hver implanteret nyretransplantation havde en minimal, men direkte urinproduktion efter reperfusion. Efter abdominal lukning, farve Doppler ultralyd viste tilfredsstillende arteriel og venøs perfusion af nyrerne i alle tilfælde (Figur 4). Alle dyr, der blev fundet efter bedøvelsen, og der blev ikke observeret væsentlige komplikationer i hele observationsperioden. Der blev indsamlet daglige blod- og urinprøver. Alle svin var i god klinisk stand under opfølgningen og blev ofret efter 5 dage. Serum kreatinin og kaliumværdier toppede på POD3-4. BlodpH-trykket har ligget inden for normalområdet (figur 5). Urinproduktionen genvundet til normale værdier i løbet af de første fire postoperative dage. Antallet af hvide blodlegemer steg en smule ved afslutningen af opfølgningsperioden (figur 5). Kropstemperaturen, målt ved kontinuerlig telemetriovervågning, viste små udsving i den postoperative periode.
Figur 1: Studieredskab og protokol. Anvendte forkortelser: POD-postoperativ dag; EKG-elektrokardiografi. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2: Dyreopstaldningsanlæg med overvågning i realtid og løbende telemetri af op til 6 dyr. (A) Skematisk plan for vores anlæg, der er egnet til opstaldning og telemetriovervågning af op til 6 dyr. Størrelsen af enkeltholdskasserne blev fastlagt på grundlag af retningslinjerne i EU-direktiv 2010/63 og ETS 123 Tillæg A. Panel A-E viser repræsentative billeder af tilrettelæggelsen af vores facilitet. b) Dyrerum til opboering af 6 dyr. c) Observationsrum med en pc, der anvendes til kontinuerlig registrering af telemetridata. (D) Video- og termiske optagelser af dyrene i realtid. e) Individuel bedrift, der sikrer dyrenes akustiske og lugtende kontakt med deres ledsagere for at undgå social isolation. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: Ortotopisk nyre automatisk transplantation og anatomiske variationer og rekonstruktion muligheder. (A,B) Trinene i ortopisk nyre auto-transplantation model i tilfælde af en "standard" vaskulær anatomi. (C)Variation 1: mens en større vene kommer med donornyren, er der to vener på modtagersiden. Management: den mindre vene er lukket af en ligatur og anastomose udføres ende til ende mellem nyrevener. D) Variation 2: Mens en større vene kommer med donornyren, er der ingen egnet modtagerbeholder på kontralateral side (f.eks. størrelsesuoverensstemmelse). Ledelse: ende til side anastomose af nyrevene til ringere vena cava. (E) Variation 3: to vener af samme størrelse på begge sider. Ledelse: rekonstruktion af to venøse anastomoses. (F)Variation 4: Mens to vener af samme størrelse kommer med donornyren, er der ingen egnet modtagerbeholder på den kontralaterale side. Ledelse: ende til side anastomose af nyrevene til ringere vena cava i tilfælde af to nyreårer. (G)Variation 5: En donor nyre kommer med en vene viser en tidlig bifurcation, mens der er en stor vene på den kontralaterale side. Ledelse: end to end anastomose af den korte fælles kanal donor nyrevene med en stor vene på modtagersiden. (H) Variation 6: Mens donornyren leveres med en enkelt nyrevene med en tidlig bifurcation, er der ingen egnet modtagerbeholder på kontralateral side. Management: end to side anastomose af den korte fælles kanal donor nyrevene til ringere vena cava. Dette tal viser en håndfuld af de hyppigere variationer og er ikke statistisk omfattende med hensyn til alle variationer muligt i tyske landrace svin. Anvendte forkortelser: KG-nyretransplant; RK-højre nyre; IVC-ringere vena cava; AO-aorta Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4: Repræsentative farve Doppler ultralyd billeder, direkte efter ortopisk nyre auto-transplantation og abdominal lukning. (A)Color Doppler ultralyd udføres direkte efter implantation af nyre og abdominal lukning, for at sikre god arteriel og venøs perfusion af nyretransplantation og til at screene for potentielle iatrogen vaskulær kinking. Ultralyd blev også brugt dagligt og on-demand, baseret på den kliniske ydeevne af dyret til at screene for forskellige problemer. (B-E) Repræsentative ultralydsbilleder af et nyretransplantat efter implantation. Billedet af nyretransplantatet med og uden farve Doppler (B,C) viser en fremragende arteriel (D) og venøs perfusion (E). Denne figur viser repræsentative billeder fra det samme dyr. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 5: Repræsentative laboratorie findings og telemetri data af ortotopisk nyre auto-transplantation model med en kold iskæmi tid på 24 timer. a) Serumkalumværdier (B) Serumcreatininværdier (C) pH ( D )Hvidtblodcelletal (WBC) (E) Urinproduktion. f) Gennemsnitlig kropstemperatur, der er registreret ved telemetrisk overvågning i hele observationsperioden i fire på hinanden følgende nyretransplantationer (ingen data fra det femtedyr på grund af delvis transponderdysfunktion). Anvendte forkortelser: POD-postoperativ dag. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6: Eksempler på mulige perioperative komplikationer og faldgruber. (A-C) Postoperativ overbelastning af det transplanterede nyretransplantat på POD3 efter ortopisk kindey-autotransplantation. D) Årsagen til overbelastningen blev identificeret som kateter kinking på grund af en overtænt sutur på hudens niveau. Efter justering af suturen forsvandt overbelastningen næsten helt i 24 timer ( E )Hervises en anden nyretransplantation på POD2 efter ortopisk nyreselv-transplantation. Asterix (*) viser en væskesamling omkring understangen af transplantatet (blodig indsamling vs lymfocy). På grund af vores teknik med lukning af bughinden over nyrerne disse samlinger er normalt selvbegrænsende på grund af de fordelagtige virkninger af lokal kompression. Dyrene bør overvåges nøje med hensyn til lokal fund, tegn på blødning eller infektion. (F)Kvalificeret farve Doppler ultralyd udføres dagligt (og on demand) i boligfaciliteten har, ud over sin akademiske udnyttelse (f.eks dokumentation, registrering af arteriel modstand indekser), en afgørende diagnostisk rolle i erkendelse af potentielle komplikationer i den tidlige subkliniske fase. Klik her for at se en større version af dette tal.
| Eksperimentel opgave/trin | Dage | Tid (min) | Kirurg | Veterinærmedarbejder | Veterinærtekniker | Laborant | Ph.d.-studerende | Samlede |
| Nr. | ||||||||
| Præopreativ pleje | D-29 til D-15 | N.a. | 1 | 1 | 1 | 3 | ||
| Telemetri implantation kirurgi | D-15 | 85±5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 |
| Postoperativ pleje efter telemetriimplantatation | D-15 til D-1 | N.a. | 1 | 1 | 1 | 3 | ||
| Graft hentning kirurgi | D-1 | 135±32. | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 8 |
| Nyre auto-transplantation kirurgi | kr. | 168 ±27 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 8 |
| Postoperativ pleje efter nyre auto-transplantation | D 0 til D5 | N.a. | 2 | 1 | 2 | 5 | ||
| Ofre | D 5 | N.a. | 2 | 1 | 1 | 4 |
Tabel 1. Beskrivelse af de nødvendige menneskelige ressourcer og tidsplaner for udførelse af forskellige eksperimentelle trin i svinenyrens autotransplantationsmodel.
Discussion
Svinemodellen for KT gør det muligt at undersøge nye terapeutiske tilgange og medicinsk udstyr i et klinisk relevant stortdyr,derer 15,17,21. De anatomiske, patofysiologiske og kirurgisk-tekniske ligheder mellem svinet og den menneskelige indstilling kan lette den kliniske fortolkning af data og den hurtige omsættelse af resultaterne og teknikkerne til klinisk afprøvning15,16,17,18,19,21.
Modellen med ortopisk nyre-automatisk transplantation er ikke kun i overensstemmelse med 3R-princippet ved at reducere antallet af nødvendige dyr i forhold til allo-transplantation, f.eks.
Mindre ændringer af protokollen giver mulighed for modellering af et bredt spektrum af kliniske situationer. At efterligne KT ved hjælp af donation efter kredsløbsdød (DCD) nyrer, vaskulære strukturer er fastspændt i 30 til 60 min in situ før nyreudtagning, mens langvarig kold iskæmi gange (24 timer og længere) kan anvendes til model omfattende bevarelse skade16,17,28,29.
Selv om svinet KT-modellen er kirurgisk mindre udfordrende end solide organtransplantationsmodeller hos små dyr (f.eks. rotter og mus)26, er der flere tekniske aspekter og faldgruber, som skal holdes for øje for at forbedre resultaterne og undgå specifikke komplikationer17.
Undlade at undgå de store lymfekar omkring ringere vena cava og aorta under graft hentning eller implantation på grund af tekniske fejl eller anatomiske variationer, kan føre til en høj effekt lymfe fistel og post-operative abdominal væske indsamling, infektion, og potentielt tekniske fejl. Lymfekar bør helt undgås under operationen eller lukkes med 5-0 eller 6-0 polypropylensuturer. Det er klogt også at undgå brug af bipolar eller enhver anden koagulationsanordning i tilfælde af lymfelækager. Det fører normalt til en forværring af situationen. I tilfælde af en lav udgang lymfelkage, vores team har en god erfaring med anvendelsen af fibrin-baserede kollagen patches (f.eks Tachosil)30,men deres høje omkostninger begrænser deres anvendelse i denne indstilling.
I denne protokol viser vi en transperitoneal tilgang til nyreudtagning og automatisk transplantation. Dette er en stor teknisk forskel i forhold til den kliniske situation, hvor nyretransplantater normalt implanteres i iliaca-fossa ved hjælp af en ekstraperitoneal tilgang. Selv om de fleste grupper bruger en transperitoneal og en ortotopisk tilgang i svinemodellen, er hetotoptransplantation til iliaca fossa også mulig hos svin31. Men på grund af den relativt lave diameter af den eksterne iliaca arterie i 30-40 kg svin og dens tendens til vasospasme gør det undertiden vanskeligt at udføre end-to-side anastomose af nyrearterien til den eksterne iliaca arterie31. Med hensyn til det faktum, at vi henter den venstre nyre via en transperitoneal tilgang til at udføre en efterfølgende auto-transplantation, er det mere muligt at udføre implantationen ved at genåbne det samme snit og ved hjælp af en straigtforward orthotopic tilgang, især at per-protokol er det også nødvendigt at fjerne den indfødte højre nyre for at sikre, at dyret vil komme sig med kun én forudbestemt kindey. Den omfattende beskrivelse af alle mulige tekniske variationer af modellen ligger uden for denne protokols anvendelsesområde og er blevet opsummeret af andre i omfattende revisionsartikler31.
Dislokation af den transplanterede nyretransplantation og følgedybsekting af de vaskulære anastomoses er en væsentlig kilde til svigt i svinet KT-modellen, hvilket hurtigt fører til vaskulær okklusion og fuldstændig svigt af forsøget på grund af en kirurgisk komplikation. For at undgå dette, efter auto-transplantation vi lukke bughindelaget over nyrerne med en kørende sutur ved hjælp af 3-0 polyglactin. Endvidere, farve Doppler ultralyd udføres direkte efter implantation af nyre og abdominal lukning, for at sikre god arteriel og venøs perfusion af nyretransplantation. Ultralyd anvendes også dagligt og on-demand, baseret på dyrets kliniske ydeevne, til at screene for nyreperfusion, post-nyreproblemer (f.eks. obstruktion eller knækning af urinkatetret) og væskeopsamling på grund af lymfe fistel, blødning eller infektion (Figur 4 og Figur 6).
Da 24 timers kold iskæmi ofte fører til funktionsnedsættelse og forsinket graftfunktion, kan dyrene kræve on-demand medicinsk behandling, hvis det anses for nødvendigt af veterinærofficeren. Dette kan omfatte infusionsbehandling med 5% glukose og/eller ringeopløsning administreret via den centrale venøse linje, furosemide bolusinjekt injektioner (i tilfælde af oligurier/anuria afhængigt af den kliniske tilstand og laboratorieresultater, 60-80 mg bolus injektioner op til 200 mg/dag) og oral administration af natriumpo polystyren sulfonat (Resonium A) i tilfælde af svær hyperkalæmi32. For at undgå forsøgsbias skal den veterinæransvarlige, der er ansvarlig for veterinærplejen efter transplantationen af dyrene, blændes for den anvendte behandling og gruppering.
Selv om anatomi af nyrearterien er temmelig ligetil i tyske landrace svin med normalt en arterie til at rekonstruere, der er et bredt spektrum af anatomiske variationer af nyre vene grene, som kræver visse kirurgiske kreativitet under venøs genopbygning. Ofte to (eller flere) nyre vene grene deltage på forskellige niveauer mellem nyre hilum og ringere vena cava. De hyppigst observerede variationer og de mulige rekonstruktionsmuligheder17 er vist i figur 3.
Efter det første kirurgiske indgreb (dag -15, telemetriimplantatation) får alle dyr en svinejakke, som de bærer i hele forsøgsperioden. Dette giver fremragende beskyttelse mod utilsigtede skader og dislokation af de implanterede katetre og giver plads til opbevaring af urinopsamlingsposerne. Brugen af disse jakker er også en mulig løsning til at fjerne behovet for metaboliske bure til vurdering af kreatinin clearance som en raffinering metode i henhold til 3R-princippet.
Vores boligfacilitet integrerer brugen af telemetri og videobaseret perioperativ overvågning. Selv om disse metoder ikke kan erstatte veterinærmedarbejderens og teknikerenes regelmæssige besøg, fremmer de hurtige indgreb og forbedrer vurdering af sværhedsgraden for yderligere at forbedre vores eksperimentelle indstillinger for fremtiden. Der er et bredt spektrum af indikationer for anvendelse af en implantabel telemetrienhed i store dyremodeller33. Selv om, nøje overvågning af kliniske paramters efter større kirurgi såsom EKG, blodtryk, temperatur anses for at være standard i den menneskelige kliniske indstilling af en kirurgisk intensiv- og mellemliggende plejeenhed, i eksperimentel kirurgi overvågning er for det meste afbrydes, når dyret vågner op fra anæstesi33,34,35. Telemetri er derfor en mulig måde for løbende overvågning af disse dyr. Vi mener, at alle disse data bidrager til tidlig påvisning af mulig postoperativ komplikation præcist og rettidigt (f.eks hæmoragisk chok eller sepsis opdaget ved stigende temperatur, hypotoni og takykardi). Dette kan lette rettidig intervention (f.eks indførelsen af terapeutisk antibiotikabehandling, væskesubstitution, seponering af antikoagulation eller ofring af dyret for at undgå lidelse). Ud over disse "real-time" overvågning aspekt, er vores gruppe i øjeblikket fokuserer på sværhedsgraden vurdering og raffinement af dyreforsøg36,37,38. Retrospektiv analyse af en stor mængde indsamlede telemetridata i disse forsøg kan give os mulighed for bedre at stratificere sværhedsgraden af denne form for kirurgiske indgreb og optimere perioperativ pleje (f.eks. analgesi) hos forsøgsdyr.
Med hensyn til implantabel telemetri anbefales en periode på mindst 12 dage efter implantation af målesystemet for at sikre stabile og optimale måledata (baseret på personlig kommunikation). Efter at have drøftet dette spørgsmål med forskellige producenter, der leverer telemetriløsninger til store dyr samt med andre forskergrupper, der bruger disse systemer i forskellige eksperimentelle miljøer, besluttede vi at integrere en 14 dages periode mellem telemetriimplantatation og nyretransplantation. I løbet af de tidligere dage, afvigelser kan stadig forekomme på grund af flytning af dyret som ardannelse og helbredende processer er stadig ufuldkomne.
På trods af sine fordele har den ovenfor beskrevne model visse begrænsninger. Kompleksiteten og de nødvendige ressourcer og infrastruktur er de vigtigste begrænsninger i modellen. Den tidskrævende eksperimentelle protokol, komplekse teknikker og intens perioperativ opfølgning kræver, at der er en betydelig bolig- og OR-kapacitet til rådighed, og at der skal inddrages et større team, herunder ph.d.-stipendiater, kirurger, dyrlæger og teknikere (tabel 1). Derfor, baseret på vores empiriske observationer, er det normalt umuligt at udføre mere end to procedurer om dagen. En yderligere ulempe ved svinemodellen i forhold til små dyremodeller er den begrænsede mulighed for mekanistiske og molekylærbiologiske undersøgelser. I denne protokol blev der kun rapporteret om 5 dages opfølgning. Dette var egnet til at påvise modellens vigtigste eksperimentelle karakteristika, men denne relativt korte opfølgning er måske ikke tilstrækkelig til at besvare visse specifikke forskningsspørgsmål (f.eks. langsigtet genindvinding af funktion vs. akutte skader). Det kan derfor være nødvendigt med en projektrelateret udvidelse af opfølgningen. Dette manuskript beskriver vores nuværende "bedste praksis" i den eksperimentelle indstilling af svin ortopisk nyre auto-transplantation. Mens visse trin er obligatoriske for at kunne etablere denne model, er mindre aspekter (f.eks. intraoperativ brug af et blærekateter, arteriel kateterplacering på lårbånd vs. halspulsåren) fakultetsative og kan undgås/ændres efter efterforskernes skøn. Beskrivelsen og begrundelsen for hvert eneste metodiske aspekt ville være uden for denne protokols anvendelsesområde og er blevet drøftetandetsteds 31. Endelig er det også vanskeligt at kopiere den nøjagtige kliniske situation for ECD KT i svinemodellen, hvor ældre donorer, allografter med akut nyreskade og donorer med flere samtidige sygdomme og kroniske sygdomme som hypertension, diabetes mellitus eller åreforkalkning udgør en stor del af den marginale donorpulje8,9.
På trods af ovennævnte begrænsninger samt tekniske og logistiske udfordringer giver denne veletablerede og reproducerbare store dyremodel af KT en enestående mulighed for at undersøge nye behandlingsformer og teknikker til forbedring af organbeskyttelse og kliniske resultater og udgør en fremragende platform for yngre kirurger til at mestre organtransplantationsteknikker i en stor dyremodel.
Disclosures
Forfatterne har ingen interessekonflikt at afsløre.
Acknowledgments
Forfatterne vil gerne udtrykke deres taknemmelighed over for Pascal Paschenda, Mareike Schulz, Britta Bungardt, Anna Kümmecke for deres dygtige tekniske bistand.
Forfatterne erklærer finansiering delvist fra START-programmet for Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet, RWTH Aachen Universitet (#23/19 til Z.C.), fra B.Braun Foundation, Melsungen, Tyskland (BBST-S-17-00240 til Z.C.), den tyske forskningsfond (Deutsche Forschungsgemeinschaft - DFG; FOR-2591, TIL 542/5-1, TIL 542/6-1; 2016 til R.T. og SFB/TRR57, SFB/TRR219, BO3755/3-1, BO3755/6-1 til P.B.) og det tyske undervisnings- og forskningsministerium (BMBF: STOP-FSGS-01GM1901A til P.B.), uden at finansieringskilderne er involveret i studiedesign, dataindsamling, dataanalyse, manuskriptforberedelse eller beslutning om at offentliggøre.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Anesthesia materials, drugs and medications | |||
| Aspirin 500mg i.v., powder for solution for injection | Bayer Vital AG, Leverkusen, Germany | 4324188 | antiplatelet agents |
| Atropine sulfate solution for injection, 100mg | Dr. Franz Köhler Chemie GmbH, Bensheim, Germany | 1821288 | parasympatholytic agent, premedication |
| Bepanthen ointment for eyes and nose | Bayer Vital AG, Leverkusen, Germany | 1578675 | eye ointment |
| BD Discardit II syringes, 2ml, 5ml, 10ml,20ml | Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany | 300928, 309050,309110, 300296 | syringes |
| BD Micolance 3 (20G yellow) Cannula | Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany | 305888 | venous catheter |
| BD Venflon Pro Safety (20G pink) | Becton Dickinson GmbH, Heidelberg, Germany | 4491101 | venous catheter |
| Buprenorphine (Buprenovet) | Bayer Vital AG, Leverkusen, Germany | 794-996 | analgesia |
| Cefuroxime 750mg, powder for preparing injection solution | FRESENIUS KABI Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany | J01DC02 | antibiotics |
| Covidien Hi-Contour, Endotracheal Tube 7,5 with Cuffed Murphy Eye | Covidien Deutschland GmbH,Neustadt/Donau, Germany | COV-107-75E | endotracheal Tube |
| FENTANYL 0,5 mg Rotexmedica solution for injection | Rotexmedica GmbH Arzneimittelwerk, Trittau, Germany | 4993593 | opioide analgetic agent |
| Furosemide-ratiopharm 250 mg/25 ml solution for injection | Ratiopharm GmbH, Ulm, Germany | 1479542 | loop diuretics |
| Glucose 5% solution for infusion (500ml, 250ml) | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 3705273,03705422 | infusion fluid |
| Glucose 20% solution for infusion | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 4164483 | osmotic diuresis |
| Heparin-Sodium 5000 I.E./ml | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 15782698 | anticoagulant |
| Isoflurane-Piramal (Isoflurane) | Piramal Critical Care Deutschland GmbH, Hallbergmoos, Germany | 9714675 | volatile anaesthetic agent |
| Ketamine (Ketamine hydrochloride) 10% | Medistar Arzneimittelvertrieb GmbH, Ascheberg, Germany | 0004230 | general anaestetic agent |
| MIDAZOLAM 15mg/3ml | Rotexmedica GmbH Arzneimittelwerk, Trittau, Germany | 828093 | hybnotica, sedative agent |
| NaCl 0,9% solution for infusion (500ml,1000ml) | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 864671.8779 | infusion fluid |
| Norepinephrine (Arterenol) | Sanofi-Aventis Deutschland GmbH, Frankfurt, Germany | 16180 | increase in blood pressure |
| Organ preservation solution (e.g. HTK) | Dr. Franz Köhler Chemie GmbH, Bensheim, Germany | should be decided based on preference and experimental design | organ preservation |
| Pantoprazole 40mg/solution for injection | Laboratorios Normon,Madrid, Spain | 11068 | proton pump inhibitor |
| Paveron N 25mg/ml solution for injection (Papaverine Hydrochloride) | LINDEN Arzneimittel-Vertrieb-GmbH, Heuchelheim, Germany | 2748990 | spasmolytic agent for vasodilatation |
| Pentobarbital (Narcoren) | Boehringer Ingelheim vetmedica GmbH, Ingelheim, Germany | 1,204,924,565 | used for euthanasia |
| Propofol 1% (10mg/ml) MCT Fresenius | FRESENIUS KABI Deutschland GmbH, Bad Homburg, Germany | 654210 | general anaesthetic agent |
| Ringer solution | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 1471411 | infusion fluid |
| Sterofundin ISO solution for infusion (1000ml) | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 1078961 | Infusion fluid |
| Stresnil (Azaperone) 40mg/ml | Elanco | 797-548 | sedative |
| Urine catheter ruffle 12CH | Wirutec Rüsch Medical Vertriebs GmbH, Sulzbach, Germany |
RÜSCH-180605-12 | transurethral urinecatheter |
| Surgical materials | |||
| Appose ULC Skin Stapler | Covidien Deutschland GmbH,Neustadt/Donau, Germany | 8886803712 | skin stapler |
| Cavafix Certo 375 | B. Braun Deutschland GmbH & Co. KG, Melsungen, Germany | 4153758 | central venous catheter |
| EMKA Easytel +L-EPTA Transponder | emka TECHNOLOGIES S.A.S,Paris,France | L-EEEETA 100 | telemetry transponder |
| EMKA Reciever and Data Analyzer System | emka TECHNOLOGIES S.A.S,Paris,France | Reviever | telemetry receiver |
| Feather Disposable Scapel (11)(21) | Feather, Japan | 8902305.395 | scapel |
| Prolene 2-0, blue monofil VISI-BLACK, FS needle | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7038H | skin |
| Prolene 3-0,blue monofil,FS1 needle | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7694H | skin |
| Prolene 5-0 (simply angulated, C1 needle) blue monofil VISI-BLACK | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7227H | vascular |
| Prolene 5-0 (double armed, C1 needle) 60cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | KBB5661H | vascular |
| Prolene 6-0 (double armed, C1 needle) 60cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | EH7228H | vascular |
| Sempermed derma PF Surgical Gloves Seril Gr. 7, 7.5, 8 | Semperit investment Asia Pte Ltd, Singapore | 4200782,4200871,4200894 | surgical gloves |
| Sentinex® PRO Surgical Gowns Spunlace XL 150cm | Lohmann & Rauscher GmbH & Co. KG, Neuwied, Germany | 19302 | surgical gown |
| Tachosil | Takeda Pharma Vertrieb GmbH & Co. KG, Berlin, Germany | MAXI 9,5 x 4,8 cm | haemostasis |
| Telasorp Belly wipes (green 45x45cm) | PAUL HARTMANN AG,Heidenheim, Germany | 4542437 | abdominal towel |
| Pediatric urine catheter | Uromed Kurt Drews KG, Oststeinbeck, Germany | PZN 03280856 | used for the uretero-cutaneus stoma |
| VICRYL- 0 MH Plus | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | V324 | fascial closure |
| VICRYL - 3-0, SH1 Plus needle, 75cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | W9114 | subcutaneous suture, peritoneal suture, |
| VICRYL - 3-0, SH1 Plus needle, 4*45cm | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | V780 | subcutaneous suture, peritoneal suture, |
| VICRYL - ligatures Sutupak purple braided, 3-0 | Johnson & Johnson Medical GmbH - Ethicon Deutschland, Norderstedt, Germany | V1215E | threats for ligature |
| 3M™ Standard Surgical Mask 1810F | 3M Deutschland GmbH, Neuss, Germany | 3M-ID 7000039767 | surgical mask |
| Surgical instruments | |||
| Anatomical forceps Standard | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | PZ0260 | anatomical forceps |
| Atraumatic tweezers steel, De Bakey Tip 1,5mm 8" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | GF0840 | anatmical atraumatic forceps |
| Bipolar forceps 16 cm straight, Branch 0,30 mm pointed, universal fit | Bühler Instrumente Medizintechnik GmbH,Tuttlingen, Germany | 08/0016-A | biopolar forceps |
| Bulldog clamp atraumatic,curved, De bakey 78 mm, 3" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | GF0900 | bulldog clamps |
| DE BAKEY-SATINSKY vascular clamp 215mm | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | GF1661 | vascular clamp |
| Dissecting scissors Mayo,250 mm, 10" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC2232 | Scissors for dissection |
| Dissecting scissors Metzenbaum-Fino, 260 mm, 101/4" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC2290 | Scissors for dissection |
| Draeger CATO Anesthetic machine with PM8050 Monitor | Dräger, Drägerwerk AG & Co. KGaA, Lübeck, Germany | 106782 | Ventilation System |
| Fine Tweezers, ADSON 180 mm | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | ADSONPZ0571 | fine forceps |
| Gosset abdomenal wall spreader | CHIRU-INSTRUMENTE, Kaierstuhl,Germany | 09-621512 | abdominal retractor |
| HALSTEAD MOSQUITO,curved, surgical 125mm | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | KL2291 | mosquite clamps |
| HF surgical device ICC 300, Electrocautery | Erbe Elektromedizin Gmbh; Tübingen, Germany | 20132-043 | cautery, biopolar |
| MICRO HALSTED-MOSQUITO 100mm, curved | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | KL2187 | mosquite clamps |
| Micro steel needle holder straight 0,5mm, with spring lock | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | MN1324D | microsurgical needle holder |
| Microsurgical/watermaker tweezers LINZ 150mm 6" Ergo round handle | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | MN0087 | fine microsurgical forceps |
| needle holder Mayo-hegar,190 mm, 71/2" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | NH1255 | needle holder |
| Overhold Slimline Fig. 0 8 1/2" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | KL4400 | overholds |
| Sterile Gauze 10X10 | Paul HaRTMANN AG,Heidenheim, Germany | 401725 | sterile gauze |
| Suction tip OP-Flex Handpiece Yankauer | Pfm Medical AG, Köln, Germany | 33032182 | suction |
| surgical forceps Standard 5 3/4" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | PZ1260 | surgical forceps |
| surgical scissors standard pointed-blunt (thread/cloth scissors)175 mm, 7" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC1522 | surgical Scissors |
| Titanit vascular scissors POTTS-SMITH,185 mm, 71/4"60° | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | SC8562 | Pott scissors |
| Tunneling instrument | Marina Medical Instruments Inc,Davies,US | MM-TUN06025 | subcutaneous tunneling |
| Vessel loops | Medline International Germany GmbH,Kleve, Germany | VLMINB | hold and adjust the vessel |
| Wound spreaders Weitlander, Stump,110 mm, 41/4" | ASANUS Medizintechnik GmbH, Tuttlingen, Germany | WH5210 | wound care |
| Further material | |||
| Heating pad | Eickemeyer - Medizintechnik für Tierärzte KG, Tuttlingen, Germany | 648050 MHP-E1220 |
maintain body temperature during surgery |
| Laryngoscope, customized | Wittex GmbH, Simbach, Germany | 333222230 | expose the vocal cord |
| Rectal temperature probe | Asmuth Medizintechnik, Minden, Germany | ASD-RA4 | measure body temperature |
| Spray wound film | Mepro-Dr. Jaeger und Bergmann GmbH, Vechta, Germany | 2830 | keep sterile condition |
| Sterile organ bag | Raguse Gesellschaft für medizinische Produkte, Ascheberg, Germany | 800059 | organ preservation |
| swine jacket small, adult Landrasse swine 30-50kg, customized for Emka Telemetry and urinary catheterization | Lomir Biomedical Inc., United Kingdom | SS J1LAPMP | swine jackets to pretect implanted catheters and store urine bag |
| Ultrasound device, Sonosite Edge-II | FUJIFILM SonoSite GmbH, Frankfurt, Germany | V21822 | ultrasound and color Doppler |
| Urine bag 2000ml Volume | ASID BONZ GmbH, Herrenberg, Germany | 2062578 | disposable urine bag connected to the uretero-cutaneous fistula catheter |
References
- Watts, G. Joseph Murray: innovative surgeon and pioneer of transplantation. Lancet. 377 (9770), 987 (2011).
- Merion, R. M., et al. Deceased-donor characteristics and the survival benefit of kidney transplantation. Journal of the American Medical Association. 294 (21), 2726-2733 (2005).
- Jochmans, I., O'Callaghan, J. M., Pirenne, J., Ploeg, R. J. Hypothermic machine perfusion of kidneys retrieved from standard and high-risk donors. Transplant International. 28 (6), 665-676 (2015).
- Czigany, Z., et al. Machine perfusion for liver transplantation in the era of marginal organs-New kids on the block. Liver International. 39 (2), 228-249 (2018).
- Fabrizii, V., et al. Patient and graft survival in older kidney transplant recipients: does age matter. Journal of the American Soceity of Nephrology. 15 (4), 1052-1060 (2004).
- Jochmans, I., Nicholson, M. L., Hosgood, S. A. Kidney perfusion: some like it hot others prefer to keep it cool. Current Opinion in Organ Transplantation. 22 (3), 260-266 (2017).
- DSO. DSO Jahresbericht. , Available from: https://www.dso.de/SiteCollectionDocuments/DSO_Jahresbericht_2018.pdf (2018).
- Meister, F. A., et al. Hypothermic Oxygenated Machine Perfusion of Extended Criteria Kidney Allografts from Brain Dead Donors: Protocol for a Prospective Pilot Study. JMIR Research Protocols. 8 (10), 14622 (2019).
- Meister, F. A., et al. Hypothermic oxygenated machine perfusion-Preliminary experience with end-ischemic reconditioning of marginal kidney allografts. Clinical Transplantation. 33 (10), 13673 (2019).
- Siedlecki, A., Irish, W., Brennan, D. C. Delayed graft function in the kidney transplant. American Journal of Transplantation. 11 (11), 2279-2296 (2011).
- Plenter, R., Jain, S., Ruller, C. M., Nydam, T. L., Jani, A. H.
- Fabry, G., et al. Cold Preflush of Porcine Kidney Grafts Prior to Normothermic Machine Perfusion Aggravates Ischemia Reperfusion Injury. Scientific Reports. 9 (1), 13897 (2019).
- Kalenski, J., et al. Improved preservation of warm ischemia-damaged porcine kidneys after cold storage in Ecosol, a novel preservation solution. Annals of Transplantation. 20, 233-242 (2015).
- Kalenski, J., et al. Comparison of Aerobic Preservation by Venous Systemic Oxygen Persufflation or Oxygenated Machine Perfusion of Warm-Ischemia-Damaged Porcine Kidneys. European Surgical Research. 57 (1-2), 10-21 (2016).
- Kaths, J. M., et al. Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation. Journal of Visualized Experiments. (101), e52909 (2015).
- Schreinemachers, M. C., et al. Improved preservation and microcirculation with POLYSOL after transplantation in a porcine kidney autotransplantation model. Nephrology Dialysis Transplantation. 24 (3), 816-824 (2009).
- Kaths, J. M., et al. Heterotopic Renal Autotransplantation in a Porcine Model: A Step-by-Step Protocol. Journal of Visualized Experiments. (108), e53765 (2016).
- De Deken, J., et al. Postconditioning effects of argon or xenon on early graft function in a porcine model of kidney autotransplantation. British Journal of Surgery. 105 (8), 1051-1060 (2018).
- Faure, A., et al. An experimental porcine model of heterotopic renal autotransplantation. Transplantation Proceedings. 45 (2), 672-676 (2013).
- Golriz, M., et al. Do we need animal hands-on courses for transplantation surgery. Clinical Transplantation. 27, Suppl 25 6-15 (2013).
- Gallinat, A., et al. Transplantation of Cold Stored Porcine Kidneys After Controlled Oxygenated Rewarming. Artificial Organs. 42 (6), 647-654 (2018).
- Russell, W. M. S., Burch, R. L. The Principles of Humane Experimental Technique. , Methuen. (1959).
- Kilkenny, C., Browne, W. J., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. Improving bioscience research reporting: the ARRIVE guidelines for reporting animal research. PLoS Biology. 8 (6), 1000412 (2010).
- Hagemeister, K., et al. Severity assessment in pigs after partial liver resection: evaluation of a score sheet. Laboratory Animals. 54 (3), (2019).
- Doorschodt, B. M., et al. Hypothermic machine perfusion of kidney grafts: which pressure is preferred. Annals of Biomedical Engineering. 39 (3), 1051-1059 (2011).
- Czigany, Z., et al. Improving Research Practice in Rat Orthotopic and Partial Orthotopic Liver Transplantation: A Review, Recommendation, and Publication Guide. European Surgical Research. 55 (1-2), 119-138 (2015).
- Nagai, K., Yagi, S., Uemoto, S., Tolba, R. H. Surgical procedures for a rat model of partial orthotopic liver transplantation with hepatic arterial reconstruction. Journal of Visualized Experiments. (73), e4376 (2013).
- Doorschodt, B. M., et al. Evaluation of a novel system for hypothermic oxygenated pulsatile perfusion preservation. The Internation Journal of Artificial Organs. 32 (10), 728-738 (2009).
- Kaths, J. M., et al. Continuous Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion Is Superior to Brief Normothermic Perfusion Following Static Cold Storage in Donation After Circulatory Death Pig Kidney Transplantation. American Journal of Transplantation. 17 (4), 957-969 (2017).
- Tammaro, V., et al. Prevention of fluid effusion in kidney transplantation with the use of hemostatic biomaterials. Transplantation Proceedings. 46 (7), 2203-2206 (2014).
- Golriz, M., et al. Pig kidney transplantation: an up-to-date guideline. European Surgical Research. 49 (3-4), 121-129 (2012).
- Higgins, R., et al. Hyponatraemia and hyperkalaemia are more frequent in renal transplant recipients treated with tacrolimus than with cyclosporin. Further evidence for differences between cyclosporin and tacrolimus nephrotoxicities. Nephrology Dialysis and Transplantation. 19 (2), 444-450 (2004).
- Markert, M., et al. A new telemetry-based system for assessing cardiovascular function in group-housed large animals. Taking the 3Rs to a new level with the evaluation of remote measurement via cloud data transmission. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 93, 90-97 (2018).
- Längin, M., et al. Perioperative Telemetric Monitoring in Pig-to-Baboon Heterotopic Thoracic Cardiac Xenotransplantation. Annals of Transplantation. 23, 491-499 (2018).
- Willens, S., Cox, D. M., Braue, E. H., Myers, T. M., Wegner, M. D. Novel technique for retroperitoneal implantation of telemetry transmitters for physiologic monitoring in Göttingen minipigs (Sus scrofa domesticus). Comparative Medicine. 64 (6), 464-470 (2014).
- van Dijk, R. M., et al. Design of composite measure schemes for comparative severity assessment in animal-based neuroscience research: A case study focussed on rat epilepsy models. PLoS One. 15 (5), 0230141 (2020).
- Zieglowski, L., et al. Severity assessment using three common behavioral or locomotor tests after laparotomy in rats: a pilot study. Laboratory Animals. , (2020).
- Bleich, A., Bankstahl, M., Jirkof, P., Prins, J. B., Tolba, R. H. Severity Assessment in animal based research. Laboratory Animals. 54 (1), 16 (2020).
