Orthotopic Left Lung Transplantation in Rats

Hailin Liao; Xiaohua Wang; Yi Lu; Wenshan Zhong; Jiang Shi; Xihui Huang; Xu Chen; Guilin Li; Penghui Yang; Chunrong Ju

doi:10.3791/68106

زرع الرئة اليسرى تقويم العظام في الفئران

JoVE Journal
Medicine

This content is Free Access.

JoVE Journal Medicine

Orthotopic Left Lung Transplantation in Rats

زرع الرئة اليسرى تقويم العظام في الفئران

Full Text

835 Views

08:22 min

July 3, 2025

DOI: 10.3791/68106-v

Hailin Liao*¹, Xiaohua Wang*^1,2, Yi Lu*¹, Wenshan Zhong¹, Jiang Shi¹, Xihui Huang¹, Xu Chen¹, Guilin Li¹, Penghui Yang², Chunrong Ju^1,2

¹State Key Laboratory of Respiratory Diseases, National Clinical Research Center for Respiratory Diseases, Guangzhou Institute of Respiratory Health,the First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, ²Department of Organ Transplantation,the First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This protocol describes an improved technique for orthotopic left lung transplantation in rats, focusing on reducing operational difficulty and improving survival rates. The standardized model allows for better investigation of post-transplant complications, particularly chronic rejection.

Key Study Components

Area of Science

Neuroscience
Transplantation Biology
Experimental Surgery

Background

Chronic rejection is a significant barrier to long-term graft survival.
Existing techniques for lung transplantation can be complex and difficult to reproduce.
A standardized model can facilitate research into post-transplant complications.
Improving operational efficiency can enhance survival rates in animal models.

Purpose of Study

To develop a reproducible left lung transplantation model.
To investigate mechanisms driving long-term graft failure.
To improve understanding of chronic rejection in lung transplants.

Methods Used

Preparation of donor lung using specific surgical techniques.
Use of intravenous catheters for lung transplantation.
Heparinization to prevent clot formation during surgery.
Post-operative monitoring of lung function via CT imaging.

Main Results

Successful transplantation with preserved lung function observed at six months.
No significant pathological changes in transplanted lungs compared to sham group.
Standardized model showed higher reproducibility and shorter learning curve.
Transplanted lungs maintained normal alveolar structures and absence of inflammation.

Conclusions

The improved technique enhances the feasibility of lung transplantation studies.
Standardization can lead to better understanding of chronic rejection.
This model can accelerate translational research for lung transplant recipients.

Frequently Asked Questions

What is the main focus of this study?

The study focuses on developing a standardized technique for left lung transplantation in rats to investigate post-transplant complications.

How does this technique improve upon existing methods?

It offers a shorter learning curve, single operational capability, and higher reproducibility.

What are the key findings regarding lung function post-transplant?

CT imaging showed that the ventilation of transplanted lungs was comparable to the sham group, indicating preserved lung function.

What surgical preparations are required for the donor lung?

The donor lung requires careful harvesting, heparinization, and preservation in saline until implantation.

What future research directions does this study suggest?

Future research will focus on studying chronic rejection to improve long-term survival rates of lung transplant recipients.

يصف هذا البروتوكول تقنية محسنة لزراعة الرئة اليسرى في الفئران ، مع التركيز على تقليل الصعوبة التشغيلية وتحسين معدلات البقاء على قيد الحياة.

ركز بحثي على تطوير نموذج موحد وقابل للتكرار لزراعة الرئة اليسرى للتحقيق في مضاعفات ما بعد الزرع ، وخاصة الرفض المزمن ، وفهم أفضل للآلية التي تؤدي إلى فشل الكسب غير المشروع على المدى الطويل. يوفر بروتوكولنا منحنى تعليمي أقصر وقدرة تشغيلية واحدة وقابلية استنساخ أعلى مقارنة بالتقنيات الحالية. يوفر نموذج زراعة الرئة المباشر القياسي الخاص بنا منصة موثوقة لدراسة المضاعفات بعد زراعة الرئة ويمكن أن يسرع البحث الانتقالي لتحسين بقاء الكسب غير المشروع.

في المستقبل ، سيركز مختبرنا على دراسة الرفض المزمن بعد زراعة الرئة من أجل تحسين معدل البقاء على قيد الحياة على المدى الطويل لمتلقي زراعة الرئة. للبدء ، احصل على قسطرة وشفرات وريدية قياس 14 و 16. تقليم القسطرة في صفعة بذيل بشفرة.

ثم قسم كل صفعة إلى جسم وذيل ، يبلغ طول كل منهما حوالي ملليمترين إلى ثلاثة ملليمترات. باستخدام مشرط ، قم بإنشاء خدوش سطحية على جسم الكفة لزيادة الاحتكاك لتثبيت الخياطة. لحصاد رئة المتبرع ، اسحب لسان الجرذ المخدر للخارج وصعودا باستخدام الملقط.

ضع المصباح الجراحي أمام الرقبة لإضاءة فتحة المزمار بوضوح. الآن ، أدخل قنية وريدية قياس 14 في مجرى الهواء عبر المزمار. اضبط جهاز التنفس الصناعي على وضع التحكم في الضغط.

بعد ذلك ، أدخل معلمات الوزن ، واضبط الضغط على 15 سم من الماء ، وقم بتوصيل جهاز التنفس الصناعي. راقب صعود وهبوط الصدر لضمان التزامن مع تردد جهاز التنفس الصناعي. بعد ذلك ، قم بإصلاح الأطراف والرأس باستخدام شريط أو قيود.

قم بعمل شق خط الوسط على طول جدار البطن. حقن الهيبارين من خلال الوريد البريتوني المكشوف ، ثم السماح بالدورة الدموية الجهازية لمدة ثلاث دقائق لضمان الهيبارين الكامل. قطع الحجاب الحاجز وفتح تجويف الصدر من خط الوسط من القص.

ثم قم بإصلاح جدار الصدر على كلا الجانبين بمرقئ الدم. قم بإزالة الغدة الصعترية لكشف أعضاء تجويف الصدر. بالتتابع, قطع الوريد الأجوف العلوي, الوريد الأجوف السفلي, والأذن الأيسر والأيمن.

الآن ، قم بحقن محلول ملحي بارد في جذر الشريان الرئوي باستخدام حقنة سعة 20 ملليلتر على مدار دقيقة واحدة للتروية ذات الضغط المنخفض حتى تتحول رئة المتبرع إلى اللون الأبيض تماما. قطع الأنسجة التي تربط رئة المتبرع واستخراج قلب المتبرع ورئته. انقع إحصار القلب والرئة المتبرع في محلول ملحي مبرد مسبقا.

ضع كتلة القلب والرئة على الجليد تحت المجهر. أمسك القصبة الهوائية بمرقئ وثبته في البلاستيسين. قم بتغطية الرئتين بورق عدسة مبلل معقم.

الآن ، استخدم الملقط لفصل الشريان الرئوي والشعب الهوائية والوريد الرئوي تحت المجهر. قم بربط القصبات الهوائية بالقرب من الرئة باستخدام 6-0 خيوط جراحية. استخدم مقص زنبركي لقطع الشريان الرئوي والشعب الهوائية والوريد الرئوي.

استخراج الشريان الرئوي والشعب الهوائية والوريد الرئوي من الأصفاد المعنية المصنوعة من قسطرة المسافة البادئة قياس 16 و 14 و 16. ثبت جدران الأنبوب على الكفة مع 8-0 الغرز الجراحية. حافظ على رئتي المتبرع في محلول ملحي ، ثم ضعهما مرة أخرى على الثلج حتى الزرع.

إزالة منطقة الصدر الأيسر للحيوان المتلقي. ضع في وضعية الاستلقاء الجانبية اليمنى على طاولة عمليات حرارية. الآن ، قم بعمل شق من خلال الجلد وجدار الصدر عند نقطة النبضة القمية في الفضاء الوربي الرابع للوصول إلى التجويف الصدري.

استخدم ضام الجفن لفتح التجويف الصدري. بعد ذلك ، ادفع الرئة اليسرى برفق جانبا باستخدام قطعة قطن مبللة لفضح الرباط الرئوي السفلي وقطعه بشكل حاد. بعد ذلك ، أمسك الرئة اليسرى بالملقط واسحبها خارج التجويف الصدري.

قم بتأمين النحيرة بمرقئ ، ثم قم بتثبيته باستخدام طين النمذجة. الآن ، قم بتشريح نقير الرئة لفصل الشريان الرئوي والوريد الرئوي والشعب الهوائية. قم بتثبيت الأطراف القريبة من الشريان الرئوي والوريد الرئوي والشعب الهوائية باستخدام المشابك الوعائية.

اربط الشريان الرئوي والشعب الهوائية والوريد الرئوي للمتلقي مسبقا ب 8-0 الغرز الجراحية للمفاغرة السريعة. قم بقص منصة على الرئة اليسرى المثبتة للمتلقي لتسهيل وضع رئة المتبرع. قم بعمل شقوق صغيرة في الأطراف البعيدة للشريان الرئوي والوريد الرئوي والشعب الهوائية.

اشطف الشريان الرئوي والوريد الرئوي بالمحلول الملحي الهيباريني لمنع تكون الجلطات. ثم خذ رئة المتبرع من الجليد وضعها على المنصة المعدة لرئة المتلقي اليسرى. استخدم الملقط لرفع جانب واحد من فتحة القطع ، ثم قم بزرع وربط أصفاد الشريان الرئوي والوريد الرئوي والشعب الهوائية بالتتابع في المتلقي.

افتح مشبك مرقئ الدقيقة ولاحظ أن رئة المتبرع تتحول من الأبيض إلى الأحمر. افحص مواقع مفاغرة بحثا عن أي علامات للنزيف. الآن ، قم بإزالة الرئة اليسرى للمتلقي وأعد رئة المتبرع إلى التجويف الصدري.

امسح تجويف الصدر حتى يجف بقطن معقم. ثم أغلق تجويف الصدر طبقة تلو الأخرى. انتظر حتى تعافي التنفس التلقائي قبل إزالة جهاز التنفس الصناعي.

بعد ساعة واحدة ، أصبح المستلمون أحرارا في تناول الطعام. بعد ستة أشهر من الزرع ، أظهر التصوير المقطعي المحوسب أن تهوية الرئتين المزروعة كانت قابلة للمقارنة مع المجموعة الزائفة ، مما يشير إلى الحفاظ على وظائف الرئة. لم يختلف المظهر العياني للرئتين بشكل واضح بين المجموعات الزائفة والمزروعة ، ولم تظهر أي علامات على التدهور أو الشذوذ.

لم يكشف تلطيخ الهيماتوكسيلين والإيوزين لأنسجة الرئة عن أي تغييرات مرضية كبيرة في الرئتين المزروعة مقارنة بالمجموعة الزائفة ، مع الحفاظ على الهياكل السنخية وغياب التسلل الالتهابي.