2013年3月7日
大鼠原位肝移植是生物医学研究中不可或缺的实验模型。本文介绍了我们采用50%部分移植物并进行肝动脉重建的大鼠原位肝移植手术操作步骤。
本实验的总体目标是在大鼠中进行部分原位肝移植,建立一种可重复的移植研究实验模型。该过程首先从供体大鼠中取出肝脏,第二步是对肝脏移植物进行离体准备,包括实施50%的肝切除。
接下来,切除受体大鼠的原位肝脏。最后一步是将部分肝脏移植物植入受体大鼠体内。最终,通过检测血清丙氨酸氨基转移酶水平来评估移植后肝移植物的肝细胞损伤情况。
通常,初次接触该操作的人员会因整个过程的复杂性而面临困难,该过程需要高超的显微外科技术。开始操作前,通过夹捏足趾确认动物已完全麻醉后,将麻醉后的供体大鼠置于加热垫上,并使用磁性固定牵开系统固定其前肢。剃除大鼠整个腹部区域的毛发,并用聚维酮碘溶液对相应皮肤进行消毒。
沿正中线切开腹腔,并向两侧延伸。将一个5 mL注射器置于大鼠背部下方,使肝上腔静脉腹侧抬高,用蚊式钳夹住并向上牵拉,然后使用肋下牵开器暴露手术视野。由于术中需要频繁调整牵开器和5 mL注射器,因此切口周围不使用手术巾。在手术显微镜16倍放大下操作,呈“8”字形解剖镰状韧带和左侧三角韧带,结扎并切断左侧膈静脉,用湿纱布将肝中叶和左外侧叶向上牵拉。
使用双极电凝镊凝固并切断左侧叶与前协调叶之间的食管旁血管。将肠管移至腹腔外并置于大鼠左侧,用湿纱布覆盖。用湿纱布擦拭,并用湿纱布垫向上牵拉右侧叶。
从后腹膜组织中分离肝下腔静脉,并结扎右肾上腺静脉;在移植器官切除前,将在此处切断右肾上腺静脉以向胆管插入支架。首先在胃十二指肠动脉分叉水平处结扎胆管。在结扎点近端的胆管前壁做一小切口,然后用左手持直显微镊夹住切口的前壁,右手持弯曲显微镊将支架插入胆管内。用6-0丝线固定支架。
将线的一端在胆管处保留四毫米长度,以便在后续吻合时持线。通过结扎并切断门静脉与肠系膜上静脉及脾静脉的连接,游离门静脉;结扎并切断胃十二指肠动脉。然后从胰头至其根部游离肝总动脉。
用棉签将肝脏向右旋转,并在准备操作结束时,解剖肝脏后方及食管周围的韧带。进行肝脏切除时,移除牵开器、用于剑突的蚊式止血钳以及置于大鼠背部下方的5毫升注射器。
将肠管还纳至腹腔。通过阴茎静脉注射500 IU肝素钠溶于2毫升生理盐水中的溶液。约三分钟后,重新准备5毫升注射器、蚊式钳和牵开器,结扎肝总动脉起始部近端。
将线的一端结扎,用于肝总动脉。在夹闭肝下腔静脉后较长时间进行操作。用蚊式钳夹靠近右肾静脉处。
用一次性微型血管夹夹闭脾静脉残端下方的门静脉。切开门静脉前壁,插入18号导管至门静脉内。原位灌注60毫升冷组氨酸-色氨酸-酮戊二酸盐溶液至肝脏。
在20厘米水柱的静水压力下,水立即切开膈膜、胸腔内下腔静脉以及肝下下腔静脉的前壁,使灌注液得以从肝脏中冲洗出来。用微血管夹在肝脏下方紧贴其下夹闭肝下下腔静脉。通过解剖肝下下腔静脉将肝脏切除。
门静脉、膈肌、残留的韧带、右肾上腺静脉和肝总动脉。将切除的肝脏置于塑料盒内的金属杯中,塑料盒内装满碎冰,金属杯中盛有低温HTK溶液。在装有冰冻HTK溶液的金属杯中进行肝脏移植操作:将套管连接至门静脉时,用DeBakey血管夹夹住门静脉主干,并将该血管夹置于跨越金属杯的桥接位置。
将门静脉穿过套管,并在12点钟位置用夹子再次夹住肝静脉及套管的延伸部分,将门静脉壁翻转至套管外,使脾静脉残端位于套管外侧的7点钟位置,并用6-0丝线固定门静脉,以便将支架插入肝动脉。用镊子夹住膈肌两侧边缘以固定肝脏,并用直型显微剪刀配合DeBakey血管夹夹住结扎线,将肝总动脉拉直。用左手在肝总动脉前壁做一小切口。
用直显微镊夹住切口的前壁,右手将支架插入肝总动脉。使用弯显微镊,用6-0丝线固定支架,并保留线的一端剪断后的长度为4毫米。通过动脉导管用5毫升冷HTK溶液冲洗肝脏,用于50%肝切除术。
首先用蚊式钳夹住后部坐标叶以固定其位置,然后用4-0丝线结扎其蒂部,并切除该叶。
以相同方式去除前冠状叶。接着,将塑料盒旋转90度。夹住膈肌的右侧边缘和中叶的左侧部分。
在左右内侧叶交界处的上缘做一小切口,结扎后切除左侧部分。使用4-0丝线结扎肝蒂后,切除左外侧叶,并用双极电凝钳仔细烧灼切除后的肝断面。此时肝脏体积已减少约50%,以便进行肝上腔静脉的成形术。
首先,用蚊式钳夹住膈肌两侧边缘,固定肝脏位置。然后剪除对应部位的膈肌,修整肝上腔静脉的前壁。从外部向内部在两侧角部各放置一根7-0聚丙烯缝线,作为后续吻合用的固定缝线。
随后,修剪肝上腔静脉的后壁。将肝脏移植物置于4°C的HTK溶液中,并在冷水浴中保存。以与供体手术类似的方式准备受体,经腹壁正中切口打开腹腔。
将湿润的纱布垫置于十二指肠右侧及整个肠管上。为暴露肝下腔静脉的手术视野,将左外侧叶和方叶推入左侧膈下腔,并用湿润纱布垫将右外侧叶向上牵拉。
用湿纱布和棉签分离下腔静脉与腹膜后组织韧带,并结扎切断右肾上腺静脉。将肝脏向左侧旋转,解剖肝脏背部周围的韧带。在胆囊管分支下方切断胆管。
将线的一端保留结扎,用于结扎四毫米长的胆管,于距胃十二指肠动脉与肝固有动脉分支部位三毫米处结扎并切断胃十二指肠动脉和肝固有动脉,以在肝总动脉末端形成较宽的动脉结构。用金属微血管夹在右肾静脉上方夹闭肝下腔静脉,并用蚊式钳在肝脏门部水平夹闭门静脉分叉处。用外周血管夹夹闭肝上腔静脉及其周围的膈肌,并将该血管夹固定于一团油性黏土中。将异氟烷麻醉浓度降低至0.4体积百分比。通过解剖肝上腔静脉与肝脏交界处,切除受体原有的肝脏。
门静脉位于蚊式钳钳口上方,肝下下腔静脉位于肝脏与右肾静脉之间中点稍下方。将肝脏移植物正位植入。血管重建是该手术过程中最困难且最重要的部分。
必须非常仔细但迅速地进行,采用连续缝合方式吻合肝上腔静脉。使用附带的7-0聚丙烯缝线,从受体肝上腔静脉内部穿至外部,在移植物的右角处放置第一根固定缝线,然后以相同方式打结。在左角处放置第二根固定缝线。
这将是连续缝合的起始缝线。为了扩大吻合口,使用DeBakey bulldog血管夹在两侧角轻轻向外上方牵引,固定并保持缝线张力。接下来,从左侧角开始,将缝线从移植物侧外壁穿入内壁,穿刺点靠近线结外侧,然后从腔内进行下腔静脉后壁缝合,采用7到8针连续缝合至右侧角。
仔细缝合前几针,确保移植物侧血管内腔与受体侧血管内腔在右角处准确对合。将7-0聚丙烯缝线从移植物侧血管壁由内向外穿出。从外侧自右向左缝合前排缝合线,共约10针。
用乳酸林格液冲洗管腔内部。为排除气泡,将最后一针缝合位置靠近固定缝线处,然后将两者打结。在门静脉重建过程中,使用微血管夹夹闭门静脉,并将蚊式钳固定于黏土中。随后,在蚊式钳钳口下方切开门静脉前壁。
用乳酸林格液冲洗受体门静脉及套管内部。将套管插入门静脉,并用环形六零丝线固定。最后,恢复肝脏血流灌注。
从大鼠背部取下5 mL注射器,并将异氟烷浓度增加至0.8体积百分比,以通过支架技术重建肝动脉。首先,用蚊式钳夹住正确肝动脉的缝线,并将其固定在黏土中。然后夹闭受体的肝总动脉。
在肝总动脉末端Y形结构的分叉处做一个小切口,形成一个漏斗状开口。用弯头显微镊夹住置于移植物肝总动脉内的支架。将支架滑入受体肝总动脉,并用6-0丝线结扎固定,将该丝线的一端与移植物肝总动脉上的4毫米线段绑在一起,从而使两条肝总动脉相互靠近,降低吻合部位的张力。
随后,以与吻合肝上腔静脉相同的方式,采用连续缝合技术吻合肝下腔静脉,但需使用更多针数且每针进针更精细。开放血管夹后,将麻醉浓度增加至1.0体积百分比,以进行胆管重建。用蚊式钳夹住受体胆管的缝线,并将其固定于黏土中。
在适当位置的胆管上做一个小切口,以确保重建后的胆管长度适中。插入支架,并用6-0丝线固定。将此线与移植物胆管上的线结扎固定。
现在,所有重建手术步骤均已完成。使用4-0连续Vicryl缝线逐层缝合腹部切口。手术结束后,立即通过皮下注射方式,给予受体大鼠球蛋白钠和布托啡诺,溶于总共1.5毫升的生理盐水溶液中进行治疗。
将大鼠置于配备暖风和氧气供应的特殊重症监护笼中恢复60分钟,然后再将其移回普通笼子。所有受体大鼠均存活至计划实施安乐死的时间点,分别在门静脉再灌注后1、3、24和168小时采集血液样本。血清样本检测丙氨酸氨基转移酶水平,以评估移植后肝移植物肝细胞损伤的程度。
如该图所示,LT 水平在 24 小时达到峰值,随后下降至 168 小时的正常范围内。观看本视频后,您应充分掌握如何在大鼠中实施部分肝叶肝移植,作为移植研究中可重复的实验模型。
本文介绍了一种在大鼠中进行原位肝移植的详细手术操作,重点在于使用50%部分移植物进行肝动脉重建。该模型对于推动移植研究至关重要。
建立可重复的临床前模型对于降低肝脏移植策略的风险以及评估移植物保存技术至关重要。该大鼠部分原位肝移植联合肝动脉重建模型为缺血-再灌注损伤、免疫应答及小体积综合征的机制研究提供了标准化平台。通过血清丙氨酸氨基转移酶检测对肝细胞损伤进行一致性评估,这些详细的显微外科操作为临床前研究中的靶点验证提供了支持。
该模型可整合到从靶点验证到先导物识别,再到临床前药效测试的整个发现流程中,尤其适用于旨在减轻移植相关损伤的生物制剂或医疗器械。