Summary
Die normotherme ex vivo maschinelle Perfusion (NEVP) ist für die Konservierung von Pankreasallotransplantaten bisher kaum erforscht. Wir stellen eine innovative Konservierungstechnik für Allotransplantate der Bauchspeicheldrüse vor der Transplantation vor.
Abstract
Die Pankreastransplantation (PTx) ist eine kurative Behandlung für Menschen, die mit der Diagnose Diabetes mellitus (DM) leben. Aufgrund des Organmangels und der steigenden Zahl von Patienten, die für PTx gelistet werden, sind jedoch neue Strategien erforderlich, um die Anzahl der verfügbaren Transplantate für die Transplantation zu erhöhen.
Die statische Kühllagerung (SCS) gilt als Goldstandard für Organe mit Standardkriterien. Spender mit Standardkriterien (SCD) werden jedoch knapp, und es werden dringend neue Strategien benötigt, die die Akzeptanz von Organen durch Spender mit erweiterten Kriterien (ECD) erhöhen können.
Die normotherme Ex-vivo-Perfusion (NEVP) ist eine der Strategien, die in den letzten Jahrzehnten immer beliebter geworden ist. Diese Konservierungsmethode wurde bereits erfolgreich in anderen Organen (Leber, Nieren und Lunge) eingesetzt, ist aber bei der Transplantation der Bauchspeicheldrüse nur minimal erforscht. Die wenigen Arbeiten, die die Methode für die Bauchspeicheldrüse beschreiben, zeigen wenig Erfolg, wobei Ödeme eines der Hauptprobleme sind. Das folgende Manuskript beschreibt die erfolgreiche NEVP-Methode und den Aufbau, der von unserer Gruppe entwickelt wurde, um die Bauchspeicheldrüse von Schweinen zu perfundieren.
Introduction
Laut dem National Diabetes Statistics Report lebten im Jahr 2019 insgesamt 28,7 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten mit der Diagnose Diabetes. Etwa 1,8 Millionen von ihnen hatten die Diagnose Typ-1-Diabetes1. PTx ist derzeit die wirksamste und einzige kurative Behandlung für komplizierten Diabetes mellitus2 Typ 1 und ein Verfahren, das sowohl die Lebenserwartung als auch die Lebensqualität dieser Patienten erhöht3.
Die Bauchspeicheldrüse ist das am häufigsten verworfene Organ nach der Entnahme von verstorbenen Spendern4. Angesichts des anhaltenden Organmangels und der zunehmenden Wartezeiten verwenden Transplantationszentren immer mehr Bauchspeicheldrüsentransplantate aus ECDs, einschließlich der Spende nach Kreislauftod (DCD)5. Es werden Strategien zur sicheren Konservierung, Perfusierung, Bewertung und Reparatur von Allotransplantaten benötigt, die von Spendern mit erweiterten Kriterien stammen.
NEVP hat sich bei der Konservierung von Lunge6, Leber7,8 und Nierentransplantaten 9,10 als erfolgreich erwiesen. Die Anzahl der Gruppen, die an der maschinellen Perfusion der Bauchspeicheldrüse arbeiten, sowohl unterkühlt als auch normotherm, und die Anzahl der Veröffentlichungen sind jedoch gering und aufgrund von Transplantatödemen und -verletzungenbegrenzt 11,12,13,14.
Das Ziel dieser Studie ist es, ein Protokoll für die normotherme ex vivo Pankreasperfusion (NEVPP) unter Verwendung eines Schweinemodells zu präsentieren, mit dem Ziel, schließlich eine Plattform für eine verlängerte Konservierung, Organbeurteilung und Reparatur vor der Transplantation bereitzustellen. Dies wird es anderen Forschungsgruppen ermöglichen, ein Perfusionsmodell für die Untersuchung von Pankreas-Allotransplantaten zu etablieren.
Protocol
Alle Tiere, die für diese Studie verwendet wurden, erhielten eine humane Versorgung in Übereinstimmung mit den "Principles of Laboratory Animal Care", die von der National Society for Medical Research formuliert wurden, und dem "Leitfaden für die Pflege von Labortieren", der von den National Institutes of Health, Ontario, Kanada, herausgegeben wurde. Alle Studien wurden vom Animal Care Committee des Toronto General Research Institute genehmigt.
HINWEIS: Dieses Studienprotokoll basiert auf einem Schweinemodell. Das Transplantat wird 2 h in der Kälte gelagert und dann vor der Transplantation 3 h lang einer normothermen maschinellen Perfusion unterzogen (Abbildung 1).
1. Tiere
- Verwenden Sie männliche Yorkshire-Schweine (40-50 kg).
2. Orgelbeschaffung
HINWEIS: Das präoperative Verfahren und ein Teil des chirurgischen Eingriffs sind die gleichen wie frühere Arbeiten, die von unserer Gruppe15 veröffentlicht wurden, und lauten wie folgt:
- Unterbringung der Schweine in der Forschungseinrichtung für mindestens 7 Tage, um eine Eingewöhnung zu ermöglichen und ihren Stresspegel zu reduzieren.
- Fasten Sie die Schweine mindestens 6 Stunden vor der Einleitung der Anästhesie.
- Sedieren Sie das Schwein mit einer intramuskulären (IM) Injektion von Midazolam (0,15 mg/kg), Ketamin (25 mg/kg) und Atropin (0,04 mg/kg).
HINWEIS: Dies geschieht in der Wohnanlage. - Bringen Sie das Tier aus der Stalleinrichtung in den Operationssaal, wo die Entnahme des Organs durchgeführt wird.
- Legen Sie das Schwein in Rückenlage auf den OP-Tisch und legen Sie eine Gesichtsmaske mit 2 l Sauerstoff und 5 % Isofluran, bis der Kiefer entspannt ist.
- Visualisieren Sie die Stimmbänder mit einem Laryngoskop und besprühen Sie sie mit 2% Lidocain, um Krämpfe während der Intubation zu vermeiden. Ersetzen Sie die Maske mindestens 30 Sekunden lang durch Sauerstoff und Isofluran, bevor Sie eine Intubation versuchen.
- Führen Sie einen 7-mm-Endotrachealtubus ein und blockieren Sie die Manschette mit 5 ml Luft. Verwenden Sie die Kapnometrie, um sicherzustellen, dass sich das Röhrchen in der richtigen Position befindet.
- Verringern Sie das Isofluran-Gas auf 2,5 %. Schalten Sie das Beatmungsgerät ein und stellen Sie es auf 15-20 Atemzüge/min und das Tidalvolumen auf 10-15 ml/kg Körpergewicht ein. Überwachen Sie ständig die Herzfrequenz und die Sauerstoffsättigung.
- Mit der Seldinger-Technik 16 wird ein 8,5 Fr. x10 cm großer Katheter in die Halsvene (rechts oder links) eingeführt.
- Verwenden Sie den Halsvenenkatheter, um eine Infusion von Fentanyl (2,5 ml in 500 ml Ringer) bei 250 ml/h zu starten.
- Überprüfen Sie die Muskelreflexe, um die Narkosetiefe zu bestimmen. Der Kiefertonus ist der zuverlässigste Muskelreflex 17.
HINWEIS: Wenn die Steifheit der Unterkiefermuskeln festgestellt wird, erhöhen Sie die Isofluran- und/oder Fentanyl-Infusion.
3. Chirurgischer Eingriff
- Desinfizieren und bedecken Sie das Operationsfeld. Führen Sie einen Mittellinienschnitt vom Xyphoid bis zur Schambeinfuge durch. Erweitern Sie das Operationsfeld mit einem linken seitlichen Schnitt für eine bessere Belichtung.
- Präparieren Sie die untere Hohlvene (IVC) von der Bauchschlagader. Befreien Sie die Aorta weiter vom umgebenden Gewebe und ligieren Sie die kleinen lumbalen Aortenäste. Identifizieren und platzieren Sie Ligaturen um beide Nierenarterien.
HINWEIS: Die Ligaturen dürfen zu diesem Zeitpunkt nicht gebunden werden. - Sobald die Rückseite der Aorta frei ist, führen Sie zwei Ligaturen um sie herum. Die untere Ligatur wird schließlich knapp über der Bifurkation der Beckenarterie und die obere Ligatur 5 cm über der vorherigen Bindung gebunden.
- Präpariere den Leberhilus. Binden Sie alle Arterien so nah wie möglich an die Leber heran. Identifizieren Sie den gemeinsamen Gallengang, platzieren Sie zwei Ligaturen in der Nähe der Leber und teilen Sie die Struktur.
- Präparieren Sie um die Aorta herum, aber schneiden Sie zu diesem Zeitpunkt nicht. Identifizieren und präparieren Sie den suprahepatischen Teil der Aorta und legen Sie eine Krawatte um ihn.
HINWEIS: Die Ligaturen dürfen zu diesem Zeitpunkt nicht gebunden werden. - Öffnen Sie den kleinen Beutel, damit das Eis die Bauchspeicheldrüse abkühlen kann. Mobilisieren Sie die Bauchspeicheldrüse vor der Spülung so wenig wie möglich.
- Verabreichen Sie 500 I.E. Heparin pro kg Spendergewicht über den zentralen Zugang. Warten Sie 5 Minuten und beginnen Sie mit der Blutentnahme in Citrat-, Phosphat-, Dextrose-, Kochsalzlösungs-, Adenin-, Glukose- und Mannitolbeuteln (CPD/SAG-M) mit dem Halskatheter.
- Binden Sie die untere Aortenligatur zusammen, kanulieren Sie die Aorta mit einer bündigen Linie über dem Beckengabelungsband und befestigen Sie die Kanüle mit einem oberen Kabelbinder. Ligate beide Nierenarterien.
- Binden Sie die suprahepatische Aorta (Crossclamp) ab, sobald genügend Blut entnommen wurde (600 ml). Verabreichen Sie 10 ml Kaliumchlorid zur Opferung.
- Initiieren Sie eine Spülung mit der Konservierungslösung der University of Wisconsin (UW). Schneiden Sie eine Öffnung in die Pfortader (so hoch wie möglich) und Cava zum Entlüften. Legen Sie Eis in die Bauchhöhle.
- Beurteilen Sie den Pankreasschwanz und die Zwölffingerdarm-C-Schlaufe nach dem Spülen von 1 l UW-Lösung. Bei ausreichender Spülung mit der Dissektion beginnen, die mesenterialen Gefäße identifizieren und einklemmen. Verlangsamen Sie die Spülung für den zweiten Liter UW.
- Entnahme des Bauchspeicheldrüsentransplantats und eines Abschnitts der Vena cava oder Beckenvene zur Erweiterung der Pfortader.
HINWEIS: Das Pankreastransplantat wird mit der Milz entfernt. - Legen Sie die Orgel in einen Orgelbeutel, der in ein mit Eis gefülltes Becken gestellt wird.
4. Präparation des Pankreastransplantats auf dem hinteren Tisch (Abbildung 2A)
- Entfernen Sie die bündige Linie vom distalen Teil der Aorta und schließen Sie sie mit einem Kabelbinder. Füllen Sie den Orgelbeutel mit der restlichen UW-Lösung. Befreien Sie die Bauchspeicheldrüse von anhaftendem Gewebe, einschließlich der Milz.
- Führen Sie eine Pfortadererweiterung unter Verwendung einer zuvor geborgenen Cava- oder Beckenvene mit 6-0 Prolene durch. Kannulate der Pfortader und der proximalen Aorta mit einem 1/4 Zoll x 3/8 Zoll Reduzierstück.
- Kannufixieren Sie den distalen Teil des Zwölffingerdarms mit einem Malecot-Katheter und einem Kabelbinder. Klemmen Sie das Ende des Katheters fest, um ein Verschütten des Zwölffingerdarminhalts zu vermeiden. Beaufsichtigte Mesenterialgefäße mit 4-0 Prolene.
- Registrieren Sie das Gewicht des Transplantats. Bewahren Sie das Transplantat bis zum Beginn des NEVPP in einem statischen Kühllager (SCS) auf.
5. Normotherme ex vivo Pankreasperfusion (NEVPP)
HINWEIS: Der Perfusionskreislauf besteht aus einem kardiopulmonalen Bypass-Gerät für Neugeborene (Abbildung 3).
- Befestigen Sie den entsprechenden Schlauch am Oxygenator und am venösen Reservoir sowie die arterielle Leitung am Ausfluss des Oxygenators und setzen Sie den Blasenfilter in seine Halterung ein. Schließen Sie die Spülleitung an, die vom Blasenfilter zum venösen Reservoir führt. Öffnen Sie die Blasenfilterkappe, um die gesamte Luft abzulassen.
- Verbinden Sie den Venenzugang mit dem Einlass des Venenreservoirs. Schließen Sie den Dialysefilter und den Schlauch an, in den das Dialysat infundiert werden soll. Schließen Sie den Durchflussmessersensor, die Druckleitungen und den Temperaturfühler an. Verbinden Sie die arteriellen und venösen Probenleitungen mit den Probenanschlüssen.
- Legen Sie die Pankreaskammer (Abbildung 3) auf einen Mayo-Tisch und führen Sie den arteriellen und venösen Schlauch durch die dafür vorgesehenen Löcher ein. Schließen Sie die externe Heizeinheit an und schalten Sie sie ein.
- Legen Sie den Saugschlauch in die Rollenpumpe und verbinden Sie ein Ende mit dem Schlauch, der aus der Kammer kommt, um die Flüssigkeiten aufzufangen, und das andere Ende mit dem venösen Reservoir, um alle Organverluste von Perfusat aufzufangen.
- Verbinden Sie den Sauerstoffschlauch (grün) mit dem Gastank mit dem Carbogen-Gemisch (95%O2/5% CO2) und dem Oxygenator. Verbinden Sie den Schlauch der Heizungspumpeneinheit mit dem Oxygenator.
- Klemmen Sie arterielle und venöse Abflussleitungen sowie den Abfluss des venösen Reservoirs.
6. Vorbereitung des Perfusats und Ansaugen des Stromkreises
- Füllen Sie das venöse Reservoir mit dem Perfusat (Tabelle 1).
- Verwenden Sie eine Spritzenpumpe zur kontinuierlichen Verabreichung des Vasodilatators (Epoprostenol) mit 8 ml/h in den arteriellen Zugang. Verwenden Sie eine zweite Spritzenpumpe zur kontinuierlichen Verabreichung des Enzyminhibitors direkt in das venöse Reservoir (15 mg, 10 ml/h).
- Schalten Sie die Herz-Lungen-Maschine (HLM) ein und starten Sie die Druck-, Temperatur- und Timer-Panels. Schalten Sie die Heizungspumpe ein, um die Perfusionslösung auf 38 °C zu erwärmen. Öffnen Sie dieO2/CO2 - Versorgung.
- Entfernen Sie die Schlauchschelle, die sich am Auslauf des venösen Reservoirs befindet, starten Sie die Kreiselpumpe und erhöhen Sie sie auf 1.500 U/min. Klemmen Sie den Schlauch unter Umgehung des arteriellen Filters und lassen Sie Luft aus dem arteriellen Filter ab. Nullen Sie die arteriellen und venösen Druckleitungen.
7. Perfusion des Pankreastransplantats (Abbildung 2B)
- Öffnen Sie den Organbeutel, in dem die Bauchspeicheldrüse aufbewahrt wird. Mit 200 ml Albumin durch die arterielle Kanüle spülen. Nehmen Sie die Bauchspeicheldrüse aus dem Eis und positionieren Sie sie in der Orgelkammer. Vergewissern Sie sich, dass die arteriellen und venösen Schläuche luftfrei sind.
- Lösen Sie die Klemme von der arteriellen Seite und klemmen Sie die Abkürzung zwischen dem arteriellen und dem venösen Schlauch. Sobald das Blut aus den arteriellen Schläuchen austritt, verbinden Sie die Leitung mit der arteriellen Kanüle. Stellen Sie den arteriellen Druck auf 20-25 mmHg ein, indem Sie die Drehzahl der Kreiselpumpe regulieren. Schließen Sie den Venenschlauch an, sobald Blut aus der Venenkanüle austritt.
- Verabreichen Sie eine Durchstechflasche Verapamil (2,5 mg/ml) direkt auf die arterielle Seite, wenn die Bauchspeicheldrüse vollständig verbunden ist und keine größeren Blutungen beobachtet werden.
- Zeichnen Sie den Druck, den arteriellen Fluss, die Temperatur und die Zwölffingerdarmsekretion kontinuierlich auf. Sammeln Sie Blut, zeichnen Sie stündlich die Zwölffingerdarmproduktion auf und untersuchen Sie stündlich makroskopisch auf Ödeme. Erfassen Sie die Perfusionsparameter und entnehmen Sie Proben zur Analyse (venöse und arterielle Blutgasproben sowie Proben für Amylase, Lipase und LDH).
- Trennen Sie arterielle und venöse Schläuche, wenn die Perfusion beendet ist, entfernen Sie das Transplantat aus der Organkammer, spülen Sie es mit kaltem UW und wiegen Sie es. Bewahren Sie das Transplantat bis zum Zeitpunkt der Transplantation auf Eis in einem sterilen Organbeutel auf.
Representative Results
Die kommenden Daten zeigen die repräsentativen Ergebnisse von sieben Experimenten mit einem Modell zur Entnahme von Bauchspeicheldrüsen von herzschlagenden Spendern. Nach der Kanülierung der Aorta, der Spülung mit UW-Lösung und der Entnahme der Bauchspeicheldrüse wurden die Transplantate für 2 Stunden auf SCS gehalten, während die roten Blutkörperchen präpariert wurden. Die NEVPP wurde in diesem Modell für 3 Stunden durchgeführt, was unserer Meinung nach die geringste Zeitspanne ist, die für die Perfusion erforderlich ist, wenn die Beurteilung und Reparatur des Transplantats in der Zukunft beabsichtigt ist. Proben und Messungen wurden zu stündlichen Zeitpunkten aufgezeichnet. (0 = Basislinie, direkt nach dem Anschließen der Orgel an den Stromkreis, 1 = 1 h, 2 = 2 h, 3 = 3 h).
Die Pankreastransplantate wurden auf eine speziell für diesen Zweck angefertigte Orgelkammer gelegt, die eine Heizung enthält (Supplemental File). Der Zweck von NEVPP ist es, eine nahezu physiologische Umgebung für das Organ zu schaffen. Zu diesem Zweck wurde der arterielle Druck so eingestellt, dass er bei allen Perfusionen zwischen 20-25 mmHg bleibt. Druck und Durchfluss wurden während der gesamten Perfusion gemessen und blieben stabil (Abbildung 4). Die metabolische Aktivität wurde abgeschätzt, indem der Sauerstoffverbrauch des Transplantats nach folgender Formel berechnet wurde: [(pO 2 art-pO2ven) * Fluss / Gewicht] (Abbildung 5). Die Messungen von pH-Wert, Natrium, Kalzium und HCO3 lagen während der gesamten Perfusion innerhalb der physiologischen Werte (Abbildung 6). Der Laktat- und Kaliumspiegel sank während der Perfusion und erreichte nach 3 h nahezu normale Werte (Abbildung 7). Da es sich bei dem Kreislauf um ein geschlossenes System handelt, ist zu erwarten, dass die Amylase- und Lipasespiegel während der Perfusion ansteigen (Abbildung 8). Der Anstieg der Konzentrationen scheint jedoch nicht mit der Schädigung des Transplantats zu korrelieren (Abbildung 9). Eine semiquantitative Skala wurde verwendet, um die Fett- und Parenchymnekrose sowie die Integrität der Inselzellen zu bewerten. (0 - keine Änderungen, 1 - leichte Änderungen, 2 - mäßige Änderungen, 3 - starke Änderungen). Dies wurde von einem Pathologen durchgeführt, der für die Versuchsgruppen blind war, und es wurden keine Anzeichen einer Pankreatitis beobachtet.
Pankreas-Allotransplantate wurden vor und nach der Perfusion gewogen, um Ödeme zu beurteilen (Tabelle 2).
Abbildung 1. Studienprotokoll. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 2. Bauchspeicheldrüse vor und nach der Perfusion. (A) Vor der Perfusion. (B) Nach der Perfusion. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 3. Schematische Darstellung des Perfusionskreislaufs. Mit der Verwendung der kardiopulmonalen Bypass-Technologie für Neugeborene; Das Perfusat wird in das venöse Reservoir gegossen und dann mit Hilfe einer Kreiselpumpe in den Oxygenator getrieben. Nach dem Verlassen des Oxygenators teilt sich der Kreislauf in einen Schlauch, der Perfusat zur Dialysekassette und zurück zum Reservoir sendet, und einen Schlauch, der zum arteriellen Filter führt. Nach dem Passieren des arteriellen Blasenfilters wird das Perfusat mit einem Druck von 20-25 mmHg durch die Aorta in die Bauchspeicheldrüse getrieben. Durch den venösen Abfluss wird das Perfusat zurück in das venöse Reservoir geführt. (Adaptiert von 18). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 4. Mittlerer arterieller Fluss mit Standardabweichung (ml/min). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 5. Mittlerer Sauerstoffverbrauch mit Standardabweichung (ml/min/g). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 6. (A) mittlere pH-, (B)HCO3-, (C) Natrium- und (D) Kalziummessungen mit Standardabweichungen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 7. (A) Mittlere Laktat- und (B) Kaliummessungen mit Standardabweichungen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 8. (A) Mittlere Amylase- und (B) Lipase-Messungen mit Standardabweichungen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
Abbildung 9. Stanzbiopsien vor und nach der Perfusion. (A) Normales Pankreasparenchym vor maschineller Perfusion18. (B) Biopsie nach der Perfusion mit guter Erhaltung der Bauchspeicheldrüsen-Acini und Inselzellen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.
| Bestandteil | Menge |
| Ringer-Laktat | 260 ml |
| Steen-Lösung | 195 ml |
| Gewaschene Erythrozyten | 162,5 ml |
| Doppeltes Umkehrosmosewasser (DRO) | 35 ml |
| Heparin (10000 I.E. / 10 ml) | 1,3 ml |
| Natriumbicarbonat (8,4%) | 10,4 ml |
| Calciumgluconat (10%) | 1,3 ml |
| Metylprednisolon (Solu-Medrol) | 325 mg |
| Aprotinin | 15 mg |
Tabelle 1. Zusammensetzung des Perfusats.
| Gewicht vor | Gewicht nach | Gewinnen | % Differenz | |
| Fall 1 | 244 g | 240 g | -4 g | -1.63 |
| Fall 2 | 154 g | 164 g | 10 g | 6.49 |
| Fall 3 | 184 g | 245 g | 61 g | 33.15 |
| Fall 4 | 190 g | 226 g | 36 g | 18.94 |
| Fall 5 | 198 g | 307 g | 109 g | 55.05 |
| Fall 6 | 205 g | 315 g | 107 g | 51.44 |
| Fall 7 | 193 g | 256 g | 63 g | 32.64 |
Tabelle 2. Gewicht vor und nach der Perfusion.
Ergänzende Datei: Maßgeschneiderte Pankreaskammer für die Perfusion. Entwickelt in Zusammenarbeit mit der Maschinenwerkstatt des Medical Physics - Radiation Medicine Program am Princess Margaret Cancer Centre. Bitte klicken Sie hier, um diese Datei herunterzuladen.
Discussion
Diese Studie zeigt, dass mit dem zuvor vorgestellten Setup ein stabiles NEVPP für Pankreasallotransplantate mit minimaler histologischer Schädigung nach 3 h Perfusion erreicht werden kann. Perfusionsparameter wie arterieller Fluss, Druck, pH-Wert, HCO3 und Na bleiben während der Perfusion stabil, und wir beobachteten eine Abnahme und Stabilisierung von K und Laktat.
Es ist von entscheidender Bedeutung, das Transplantat während der Beschaffung, der Vorbereitung des Hintertisches und der Perfusion so wenig wie möglich zu manipulieren. Es ist auch sehr wichtig, den arteriellen Druck genau zu kontrollieren. Da es sich bei der Bauchspeicheldrüse um ein Niederdruckorgan handelt, kann ein Druckanstieg zu irreversiblen Schäden am Organ führen.
Die Backtable-Präparation für diese Studie unterscheidet sich von der Präparation humaner Transplantate (Abbildung 2A). Da die Bauchspeicheldrüse das einzige Organ war, das von den Schweinen gewonnen wurde, konnten wir den Teil der Aorta entnehmen, der den Truncus coeliacus und die Arteria mesenterica superior umfasst. Was die Pfortader betrifft, so wurde eine Erweiterung mit der Beckenvene durchgeführt. Im Falle von humanen Transplantaten muss die Backtable-Präparation auf die gleiche Weise wie bei der Transplantation erfolgen, wobei Beckentransplantate zur arteriellen Rekonstruktion und Portalverlängerung verwendet werden19.
Diese Methode kann durch die Komplexität der Einrichtung eingeschränkt sein. Wir haben uns entschieden, eine Dialysekassette hinzuzufügen, nachdem wir ein schweres Ödem des Transplantats festgestellt hatten, wenn wir es nicht hatten. Für diese Experimente wurde auch eine speziell angefertigte Orgelkammer konstruiert, die eine externe Heizquelle enthielt, die sich als entscheidend für die optimale Perfusion der Transplantate erwies.
Es gibt nur wenige Studien, die eine normotherme ex vivo Pankreasperfusion beschreiben. In den meisten dieser Studien scheinen Ödeme der wichtigste limitierende Faktor zu sein. Unseres Wissens ist diese Methode der einzige Bericht über die Verwendung einer Dialysekassette zur Kontrolle von Ödemen.
Die normotherme ex vivo Perfusion der Bauchspeicheldrüse steckt im Vergleich zu anderen Organen noch in den Kinderschuhen. Aktuelle Protokolle konzentrieren sich auf Spender mit erweiterten Kriterien (DCD), Perfusatverbesserung, längere Perfusionszeiten und Biomarker zur Beurteilung von Transplantatschäden während der Perfusion. Amylase- und Lipasespiegel scheinen keine zuverlässigen Marker zu sein, da wir ein geschlossenes System verwenden, und scheinen nicht mit der Histopathologie zu korrelieren20. Bisher ist es unserer Gruppe auch gelungen, Allotransplantate der Bauchspeicheldrüse nach Perfusion mit guten Ergebnissen zu transplantieren18.
Wir hoffen, dass diese Technologie mit kontinuierlichen Verbesserungen dieser Technologie auf die klinische Transplantation anwendbar sein wird und die Beurteilung und Reparatur von Allotransplantaten der Bauchspeicheldrüse ermöglicht. Dies wird hoffentlich letztendlich zu einer höheren Transplantatnutzung, einer kürzeren Wartezeit für Patienten und besseren Patientenergebnissen führen
Disclosures
Die Autoren haben nichts zu verraten.
Acknowledgments
Nichts.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Alburex 5 | CSL Behring AG | 187337 | 25 g of Albumin (human) in 500 mL of buffered diluent |
| Aprotinin from bovine lung | Sigma-Aldrich | A1153 | |
| Belzer UW Cold storage solution | Bridge to life Ltd | 4055 | |
| Calcium gluconate (10%) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C360019 | |
| Composelect (blood collection bags) | Fresenius Kabi Canada Ltd | PQ31555 | |
| Epoprostenol | GlaxoSmithKline Inc. | 218761 | |
| Heart lung machine, Stöckert S3 | Sorin Group Canada Inc. | Custom made | Centrifugal pump, roller pump, control panel (sensors for pressure, flow, temperature, bubbles, and level), oxygen blender, heater unit |
| Hemoflow, Fresenius Polysulfone | Fresenius Medical Care North America | 0520165A | |
| Heparin (10000 IU/10 mL) | Fresenius Kabi Canada Ltd | C504710 | |
| Lactated Ringer's solution | Baxter | JB2324 | |
| Neonatal cardiopulmonary bypass techonolgy | Sorin Group Canada Inc | Custom made | Dideco perfusion tubing systems, centrifugal blood pump (Revolution), arterial blood filter, microporous hollow fibre memebrane oxygenator), cannulas |
| Pancreas chamber | Custom made | With external heater | |
| Percutaneous Sheath Introducer Set with Integral Hemostasis Valve/side Port for use with 7-7.5 Fr Catheters | Arrow International LLC | SI-09880 | |
| Sodium bicarbonate (8.4%) | Fresenius Kabi Canada Ltd | C908950 | |
| Solu-Medrol | Pfizer Canada Inc. | 52246-14-2 | |
| Steen | XVIVO | 19004 | |
| Urethral catheter | Bard Inc | 86020 | 20 Fr, malecot model drain |
| Verapamil | Sandoz Canada Inc. | 8960 |
References
- National Diabetes Statistics Report | Diabetes | CDC. , Available from: https://www.cdc.gov/diabetes/data/statistics-report/index.html (2022).
- Shyr, Y. M., Wang, S. E., Chen, S. C., Shyr, B. U.
- Dholakia, S., et al. Pancreas transplantation: past, present, future. American Journal of Medicine. 129 (7), 667-673 (2016).
- Johnson, P., Sharples, E., Sinha, S., Friend, P. J. Pancreas and islet transplantation: pancreas and islet transplantation in diabetes mellitus. Transplantation Surgery. , 205-217 (2021).
- Kopp, W. H., et al. Pancreas transplantation with grafts from donors deceased after circulatory death: 5 years single-center experience. Transplantation. 102 (2), 333-339 (2018).
- Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. The New England Journal of Medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).
- Nasralla, D., et al. A randomized trial of normothermic preservation in liver transplantation. Nature. 557 (7703), 50-56 (2018).
- Selzner, M., et al. Normothermic ex vivo liver perfusion using steen solution as perfusate for human liver transplantation: First North American results. Liver Transplantation: Official Publication of the American Association for the Study of Liver Diseases and the International Liver Transplantation Society. 22 (11), 1501-1508 (2016).
- Hosgood, S. A., Thompson, E., Moore, T., Wilson, C. H., Nicholson, M. L. Normothermic machine perfusion for the assessment and transplantation of declined human kidneys from donation after circulatory death donors. The British Journal of Surgery. 105 (4), 388-394 (2018).
- Urbanellis, P., et al. Normothermic ex vivo kidney perfusion improves early dcd graft function compared with hypothermic machine perfusion and static cold storage. Transplantation. 104 (5), 947-955 (2020).
- Barlow, A. D., et al. Use of ex vivo normothermic perfusion for quality assessment of discarded human donor pancreases. American Journal of Transplantation: Official Journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 15 (9), 2475-2482 (2015).
- Kumar, R., et al. Ex vivo normothermic porcine pancreas: A physiological model for preservation and transplant study. International journal of surgery. 54, London, England. 206-215 (2018).
- Hamaoui, K., et al. Development of pancreatic machine perfusion: translational steps from porcine to human models. The Journal of Surgical Research. 223, 263-274 (2018).
- Prudhomme, T., et al. Successful pancreas allotransplantations after hypothermic machine perfusion in a novel diabetic porcine model: a controlled study. Transplant International: Official Journal of the European Society for Organ Transplantation. 34 (2), 353-364 (2021).
- Kaths, J. M., et al. Normothermic ex vivo kidney perfusion for the preservation of kidney grafts prior to transplantation. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (101), e353 (2015).
- Graham, A. S., Ozment, C., Tegtmeyer, K., Lai, S., Braner, D. A. V.
- Swindle, M. M. Swine in the Laboratory Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques. , CRC Press, Taylor & Francis Group. CRC Press. (2015).
- Mazilescu, L. I., et al. Normothermic ex situ pancreas perfusion for the preservation of porcine pancreas grafts. American Journal of Transplantation. , (2022).
- Fridell, J. A., et al. Preparation of the pancreas allograft for transplantation. Clinical transplantation. 25 (2), (2011).
- Nassar, A., Liu, Q., Walsh, M., Quintini, C. Normothermic ex vivo perfusion of discarded human pancreas. Artificial Organs. 42 (3), 334-335 (2018).
