本方案旨在分享建立非动脉化大鼠肝移植模型的优化手术经验,重点介绍可确保动物长期存活超过100天的技术改进。
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本方案旨在分享建立非动脉化大鼠肝移植模型的优化手术经验,重点介绍可确保动物长期存活超过100天的技术改进。
在实验性肝移植中,大鼠模型是研究移植免疫学和代谢过程的金标准;然而,重建极为纤细的肝动脉(约0.5 mm)是一项重大的技术挑战。为规避这一难题,简化型非动脉化大鼠肝移植(NArLT)模型被广泛应用。遗憾的是,由于缺乏动脉供血,受体常出现严重的胆道并发症,如胆汁漏出和缺血性胆管炎,这往往限制了受体的长期存活。这一障碍显著制约了对关键科学问题的研究,包括长期宿主-移植物免疫相容性和慢性排斥反应。本文介绍一种经过优化的NArLT模型操作方案,通过多项关键技术改进,成功克服了上述缺血性胆道损伤问题。关键改进包括显著缩短无肝期、“无触碰”胆道分离技术、彻底的胆道冲洗以及优化的内置胆道支架置入方法。采用该改进方案后,在100天的观察期内,受体存活率超过94%。最终,该优化方案为研究长期移植耐受机制提供了一个高度可重复且稳健的实验平台,从而有助于推动移植医学中新治疗策略的发展。
大鼠肝移植模型是基础移植研究中最广泛使用的实验平台。然而,由于其众所周知的学习曲线极为陡峭,该模型的更广泛应用常常受到限制,这可能会显著阻碍下游实验研究的进展1,2。此外,传统的大鼠肝移植模型通常存在手术成功率不高和长期存活率低的问题。通过对手术步骤进行关键性简化,精细优化操作细节,并在直视下完成血管和胆道重建,可显著缩短这一复杂显微外科模型的学习曲线3,4。肝移植目前仍是终末期肝病唯一的治愈性治疗手段,因此建立大鼠肝移植模型对科学研究具有重要意义5,6。
非动脉化的 大鼠肝移植(NArLT)模型在实验外科中具有显著优势:它避免了显微血管动脉吻合这一极具挑战性的技术难点,缩短了总体手术时间,并减少了大鼠的麻醉时长。尽管该模型缺失动脉血液供应,但其胆道反应为研究缺血性胆道损伤提供了独特的视角。然而,传统的 NArLT 模型术后胆道并发症发生率高达 30%7,严重影响长期存活率。在传统经典的大鼠肝移植模型中,受体动物的长期存活率不足 70%–85%8。为解决这一问题,本研究引入了一种优化方案,采用经肝素处理的柔软胆道支架。通过应用“不接触”胆道剥离技术,最大限度地保留胆道周围微血管网络,结合冷灌注下的充分胆道冲洗,该方法旨在通过物理支撑与缺血保护作用,从根本上减轻胆道并发症9,最终为长期免疫学监测提供一个可靠且稳定的实验平台。
因此,提高手术成功率并延长受体存活时间是大鼠肝移植领域任何技术改进的主要目标。实现这些目标是确保下游实验研究能够及时且不间断推进的关键前提10。
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本研究中的所有动物实验和手术均经青岛大学实验动物伦理委员会批准(编号:20260301SD5020260401065)。应尽一切努力减少动物的痛苦。
1. 术前准备

图1.移植手术中使用的手术器械。(A)不锈钢肾形盘。(B)显微持针器。(C)显微剪刀。(D)显微镊(直头和弯头)。(E)微血管夹和小型蚊式动脉夹。(F)标准持针器。(G)直型止血镊(蚊式镊)。(H)血管夹。(I)标准手术剪。(J)橡胶环(由无菌外科手套腕部卷曲制成)。请点击此处查看该图的放大版本。

图2.定制的手术套管、胆道支架及计划的腹部切口。(A)血管套管和胆道支架与毫米刻度尺并列展示。从左至右:用于肝下腔静脉(IHIVC)套管的6F硬膜外导管鞘,用于门静脉(PV)套管的5F鞘,以及由22G静脉导管裁剪而成的5–7 mm胆道支架。(B)在供体大鼠腹部标记的十字形切口,以最大限度暴露手术视野。(C)在受体大鼠腹部标记的标准正中腹腔切口。请点击此处查看该图的放大版本。
2. 供体手术

图3。供体肝脏游离及原位灌注过程中的关键手术步骤。(A)暴露并结扎左侧下膈静脉。(B)分离并切断肝-食管交通支。(C)解剖下腔静脉(IHIVC),显示结扎右侧肾上腺静脉和右侧肾静脉。(D)采用“不触技术”将定制的胆道支架插入胆总管(CBD),以保护胆周结缔组织。(E)插管腹主动脉以启动低温原位灌注。(F)完成灌注的供体肝脏呈现均匀苍白外观,表明血液已成功清除。请点击此处查看该图的放大版本。
3. 离体移植物制备
注意:所有离体移植物的制备均需在冰上进行(图4A)。移植物应保存在4°C ± 2°C的UW溶液中,并定期监测温度,以确保充分的低温保存。

图 4.供体肝脏移植物的离体准备。(A)获取的肝脏移植物置于含有冷UW保存液的无菌培养皿中,并放置于碎冰上以维持低温状态。(B)通过将供体门静脉(PV)外翻至定制套管上并用环形结扎固定,完成套管制备。(C)门静脉(PV)和肝后下腔静脉(IHIVC)的套管制备已完成,胆道支架已就位。(D)在肝上段下腔静脉(SHIVC)两侧侧角放置固定缝线,以利于后续吻合操作。请点击此处查看该图的放大版本。
4. 受体手术操作

图5.受体肝脏游离和肝切除术中的关键手术步骤。(A)识别并结扎受体胆总管(CBD),位置靠近肝门分叉处。(B)暴露并横断阻断肝上段下腔静脉(SHIVC)。在SHIVC后方放置一根橡胶带,以提供牵引力并改善阻断过程中的视野。请点击此处查看该图的放大版本。

图6.肝移植物植入过程中血管重建的关键手术步骤。 肝后下腔静脉(SHIVC)重建:(A)使用角部固定缝线进行对位,(B)后壁连续缝合,以及(C)前壁缝合完成。采用套管技术重建门静脉(PV):(D)三点牵引,(E)套管式供体门静脉插入,以及(F)结扎固定套管。采用相同套管技术重建肝内下腔静脉(IHIVC):(G)暴露,(H)插入,以及(I)结扎。请点击此处查看该图的放大版本。

图 7.移植物功能、胆道重建及术后恢复的验证。(A)再灌注后早期移植物功能的评估,可见供体胆道支架中有胆汁流出。门静脉(PV)和下腔静脉(IHIVC)的重建清晰可见。(B)完成胆道重建,将供体胆道支架插入并固定于受体胆总管(CBD)中。(C)代表性受体大鼠显示术后完全恢复,体态正常,活动自如。请点击此处查看该图的放大版本。
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为确保NArLT模型中外科手术质量的一致性和可重复性,所有手术均由同一位经验丰富的显微外科医生完成。在研究期间共完成了50例大鼠肝移植手术。各手术阶段的平均持续时间为:供体手术25.3 ± 2.6分钟,离体移植物准备13.1 ± 2.1分钟,受体手术43.0 ± 1.6分钟,无肝期15.7 ± 1.2分钟。
接受优化NArLT手术的受体在100天观察期内的存活率达到94%(47/50),该计算包括围手术期死亡。共有3只受体大鼠死亡。尸体解剖显示,其中1例死于流出道梗阻,1例死于肝下 inferior vena cava(SHIVC)部位出血,另1例在术后恢复期间死亡且未发现明确病因。所有存活的受体大鼠均完成了完整的100天观察期,并在研究结束时接受了尸体解剖。长期存活者中未观察到严重的胆道并发症,如胆漏、胆道梗阻或缺血性胆管炎。所有重建的胆道均保持机械通畅性和功能完整性,尸体解剖证实无管腔梗阻、胆汁积聚或胆管扩张。大体检查进一步显示肝脏形态完整,无黄疸或胆道炎症表现。组织病理学评估被用作评估胆道完整性的金标准。胆道并发症的缺失依据以下标准确认:(1)上皮完整性得以保留,无脱落现象;...
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NArLT 模型由于避免了复杂的微血管动脉吻合,已成为实验性移植研究的基石11。然而,传统的 NArLT 方法历来存在较高的胆道并发症发生率——高达 30%——这严重限制了长期存活率,并阻碍了慢性免疫学研究的开展2。本研究所提出方法的意义在于能够规避这些缺血性胆道损伤。在本研究中,100 天存活率达到 94%,高于以往大鼠肝移植研究中报道的短期存活率8。
本方案中有多个关键步骤对于确保移植物存活和受体生存至关重要。首先是在供体准备过程中采用“不触碰”胆道分离技术。通过严格避免对胆总管(CBD)进行过度剥离,可保留胆管周围结缔组织、神经丛以及微血管网络。这种保留对于早期侧支循环的建立及后续胆道愈合至关重要12,13。此外,尽量缩短无肝期也极为重要。在肝切除前通过门静脉(PV)用5%葡萄糖溶液轻柔冲洗肝脏,是术中一项关键操作,旨...
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作者声明无利益冲突。
本工作由国家自然科学基金(No.82370666)和重点研发计划&中国山东省“#38;D”计划项目(编号:2025KJHZ016)和福建省卫生科技项目(编号:2023CXA014)。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 4-0 可吸收缝线 | Ethicon | W9109H | 用于肌筋膜层(白线)的关闭 |
| 4-0 丝线缝线 | Ethicon | VCP304H | 用于皮肤缝合 |
| 7-0 或 8-0 缝线 / 丝线结扎线 | Ethicon | Z1711E | 用于血管结扎(例如左膈静脉) |
| 22G 静脉导管 | B. Braun | 4252098B | 修剪至 5–7 mm,末端呈斜面,用于制备胆道支架 |
| 23G 头皮静脉针 | 山东勤凯医疗器械有限公司 | MDLSSVS | 用于插入腹主动脉进行肝脏灌注 |
| 布托啡诺 | 天津药物研究院药业有限公司 | H12020275 | 术后皮下注射用于镇痛 |
| 棉签 | Aoocn | 216-236 | 用于在解剖过程中轻柔抬起肝脏 |
| 碎冰 | N/A | N/A | 用于离体准备期间维持移植物温度 |
| 弹性拉钩 | N/A | N/A | 用于开腹术中牵拉腹壁 |
| 硬膜外导管鞘 | 江苏麦创医疗器械有限公司 | 20173084015 | 规格为 5F 和 6F;用作门静脉和肝下下腔静脉的套管 |
| 纱布 | 中元医疗器械有限公司 | CH-1001 | 浸润生理盐水;用于覆盖和保护肠道 |
| 葡萄糖溶液(5%) | 四川科伦药业股份有限公司 | H20044307 | 用于受体肝切除期间冲洗肝内血液 |
| 肝素盐水 | 深圳生命生物科技有限公司 | H2012003 | 100 IU/mL;用于浸泡胆道支架 |
| 留置针 | B. Braun | 4254074B | 用于冲洗肝下下腔静脉以在完成吻合前排除空气 |
| 异氟烷 | 济南广盛源生物科技有限公司 | 153107015 | 5% 浓度;用于麻醉诱导 |
| 微血管夹 | 上海医疗器械有限公司 | JCZ200 | 用于手术期间血管阻断 |
| 蚊式止血钳 | 上海医疗器械有限公司 | J31010 | 用于精细操作和套管制备 |
| 生理盐水(0.9%) | 四川科伦药业股份有限公司 | H20044304 | 用于冲洗和浸湿纱布(37°C) |
| 戊巴比妥(1%) | 上海远思科技有限公司 | P0500000 | 40–45 mg/kg;用于手术麻醉 |
| 外周插入式静脉导管(PIVC) | Covidien | 8888145015 | 用于冲洗带套管的门静脉并确认通畅性 |
| 聚维酮碘 | 山西天瑞达生物技术有限公司 | 41836054 | 用于手术部位消毒 |
| 橡胶带(来自外科手套) | Ansell | N/A | 用于受体手术期间肝下下腔静脉的牵引 |
| Sprague–Dawley 大鼠 | 华阜康(北京)生物科技有限公司 | 22001A | 成年雄性大鼠,8–10 周龄,220–250 g |
| 无菌培养皿(10 cm) | 山东恩优生物科技有限公司 | H905001 | 用于离体准备期间在 UW 溶液中盛放移植物 |
| 注射器(20 mL) | 山东威高集团医用高分子制品股份有限公司 | 20163141593 | 用于控制肝脏灌注(3–3.5 mL/min) |
| UW 保存液 | Bridge to Life | BTL-UW-1L | 维持在 4°C;用于供体肝脏灌注和移植物保存 |
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