Name: Normothermen Ex Vivo Kidney Perfusion für die Erhaltung der Nierentransplantate vor der Transplantation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-07-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: Erfahren Sie die normotherme ex-vivo-Nierenperfusion zur Erhaltung von Nierentransplantaten vor der Transplantation. Diese Methode vermeidet kalte Ischämie und erhält physiologische Bedingungen für verbesserte Transplantatqualität.

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Wir wollen die Sorin Group (Mailand, Italien) für die Bereitstellung von uns mit nach Maß Nieren Perfusionskreisläufe danken. Außerdem bedanken wir uns bei XVIVO Perfusion Inc. (Göteborg, Schweden) für die Bereitstellung Steen Lösung BBraun AG (Melsungen, Deutschland) für die Versorgung mit Spritzenpumpen und Rieber GmbH &amp; Co KG (Reutlingen, Deutschland).

Anmerkung: Eine schematische Übersicht des Studienprotokolls ist in Abbildung 1 dargestellt. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig1.jpg" /> Abbildung 1. Studienprotokoll. Das Studienprotokoll der normothermen ex vivo Nierendurchblutung an einem Schweinemodell. Nach der chirurgischen Präparation der Gefäße der Niere Graft und Spülen mit 500 ml Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat (HTK), kann das Transplantat abgerufen werden. Nach dem Kältespeicher (SCS) für 3 Stunden wird das Nierentransplantat durchbluteten normothermen ex vivo (NEVKP) für mehrere Stunden, bis die Transplantation bezeichnet. Alle Tiere erhielten humane Pflege im Einklang mit den &#39;&#39; Principles of Laboratory Animal Care &#39;&#39; von der Nationalen Gesellschaft für Medizinische Forschung und dem &quot;formuliert&quot; Leitfaden für die Pflege von Labortieren &#39;&#39; von den National Institutes of Health,Ontario, Kanada. Die Animal Care Committee der Toronto General Research Institute stimmten allen Studien. 1. Tiere <ol><li> Verwenden männlichen Yorkshire Schweine (27 - 33 kg) in diesem Protokoll. </li></ol> 2. Organ Retrieval <ol><li> Präoperative Verfahren <ol><li> Haus die männlichen Yorkshire Schweine in einer Forschungseinrichtung für mindestens eine Woche, um ihre Stresslevel zu reduzieren. Schnell die Schweine, die für mindestens 6 Stunden vor Induktion der Anästhesie. </li><li> Einzuleiten Anästhesierung des Molches durch eine intramuskuläre Injektion von Ketamin (25 mg / kg), Atropin (0,04 mg / kg) und Midazolam (0,15 mg / kg). Anschließend transportiert das Tier aus dem Gehäuse Anlage in den Operationssaal (OR). </li><li> Legen Sie das Schwein in Rückenlage auf dem OP-Tisch. Lass es atmen 2 L von Sauerstoff mit 5% Isofluran spontan. Nach der Entspannung, setzen die Stimmbänder mit einer Kehlkopfspiegel und sprühen sie mit 2% Lidocain, ein Krampf durch Intubation zu vermeiden. After Intubation mit einem 6,5-mm-Rohr, blockieren Sie die Manschette mit 3-5 ml Luft. Anmerkung: Kapnometrie zeigt die korrekte Position des Trachealtubus. </li><li> Senken Sie die Isofluran-Gas auf 2,5%. Gesetzt, um den Ventilator 14 bis 16 Atemzügen / min und dem Tidalvolumen von 10 bis 15 ml / kg Körpergewicht. Überwachen Sie die Schweine eng. Herzfrequenz und Sauerstoffsättigung durch Pulsoxymetrie aufgezeichnet. </li><li> Unter sterilen Bedingungen, Einführung eines 8,5 Fr. x 10 cm Katheter in die Jugularvene in Seldinger-Technik 13. Verwenden Sie daher eine Nadel, um den venösen Gefäßpunktion. Nach der Einführung eines Drahtes, ersetzen Sie die Nadel mit einem Katheter. Beseitigen Sie den Draht und befestigen Sie den Katheter an der Haut. Verabreichen 200 ml Ringer-Lactat-Lösung pro Stunde in der gesamten Operation. </li></ol></li><li> Chirurgisches Verfahren <ol><li> Nach der Desinfektion und Abdeckung des Operationsfeldes, führen Sie ein Mittellinienschnitt von Xyphoid zu Schambeinfuge. Um die Belichtung verbessern, erweitern das chirurgische Vorgehen miteine linke seitliche Einschnitt. Decken Sie die großen und kleinen Darm mit einem Handtuch und positionieren Sie sie auf der linken Seite für optimalen Zugang zu der rechten Niere. </li><li> Trenne die untere Hohlvene (IVC) aus der Bauchaorta. Ligat Aortenäste von der Rückseite der Aorta. </li><li> Nach der vollständigen Aortendissektion nach hinten, übergeben Sie eine Ligatur um die Aorta Schädel zu den Nieren Filialen. Darüber hinaus legen Sie zwei Ligaturen Schädel der iliakalen Bifurkation. Legen Sie eine Krawatte um den linken Nierenarterie. </li><li> Befreien Sie die rechte Niere von seinem anhaftendem Gewebe. Präparieren Sie die renalen Vene, Arterie, und Harnleiter. </li><li> Öffnen Sie die Blende und zu verwalten, 1.000 IE Heparin pro kg Spendergewicht in das Herz. Für eine DCD-Modell, zu injizieren 40 mval KCl intrakardial 3 min nach systemischer Heparinisierung zum Herzstillstand herbeizuführen. Der Herzstillstand wird als Ausgangspunkt der warmen Ischämie bewertet. </li><li> In der Zwischenzeit für die Sammlung von Blut, verbinden Sie die Zeilen der CPDA Taschen (Citrat, Phosphat, Dextrose, einAdenosin) zu der an der linken oberen Jugularvene eingeführt Katheters. Führen Sie einen Soft Spin (1500 xg ohne Bremse). Entfernen Plasma und Buffy-Coat unter sterilen Bedingungen (Biosicherheitswerkbank der Klasse II) und speichern Sie die Erythrozyten zur Transfusion. </li><li> Kanülieren die Aorta mit einer Orgel Spülleitung über der iliakalen Bifurkation. Binden Sie die Ligaturen an der Aorta und der linken Nierenarterie. </li><li> Spülen Sie die Niere mit Histidin-Tryptophan-Ketoglutarat (HTK) Lösung mit einem Druck von 100 cm H 2 O. Klemmen Sie den Brust cava und sammeln das Blut über die Jugularkatheter. Schneiden Sie die Bauch cava unterhalb der Nierenvenen, um eine optimale Spülung der Nieren zu sichern. </li><li> Nach einer kompletten flush der rechten Niere, Abrufen des Transplantats mit einem Segment der Aorta. Schneiden Sie die Nierenvene und lang verlassen den Harnleiter. </li></ol></li><li> Zurück Table Vorbereitung der Niere Graft für die Perfusion <ol><li> Befreien Sie die Niere von anhaftendem Gewebe. Schließen Sie die Schädel Teil der Aorta mit einer Krawatte einnd kanülieren den unteren Teil mit einem 1/4 &quot;x 3/8&quot; Druckminderer. Abbinden kleineren Arterienäste aus der Aorta. </li><li> Kanülieren die Nierenvene mit einem 1/4 &quot;x 3/8&quot; Minderer direkt. Intubieren den Harnleiter mit einem 8 Fr. Magensonde. </li><li> Legen Sie die Niere auf Eis bis zum Beginn des NEVKP. </li></ol></li></ol> 3. normothermen Ex vivo Perfusion Kidney (NEVKP) <ol><li> Vorbereitung des Perfusionskreislauf Perfusionskreislauf aus neonatalen kardiopulmonalen Bypass an (Abbildung 2). <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig2.jpg" /> Abbildung 2. Schematische Darstellung der Perfusion Circuit. Die Schaltung besteht aus Neugeborenen-Herz-Lungen-Technologie. Die Perfusionslösung in der venösen Reservoir gesammelt. Eine Kreiselpumpe treibt die Lösung in den Oxygenator, wo es mit Sauerstoff angereichert und auf 37 ° C. Nach pa80 mmHg durch die Nierenarterie in die Niere - ssing den arteriellen Blasenfilters wird das Perfusat mit einem Druck von 60 angetrieben. Die venösen Abfluss (0-3 mmHg) führt das Perfusat in die venöse Reservoir. Spritze und Infusionspumpen sichern die Versorgung mit zusätzlichen Verbindungen. Der Harn wird in der gesamten Perfusion gesammelt. Perfusionskreislauf Eigenschaften werden kontinuierlich aufgezeichnet. Stündliche venösen und arteriellen Blutgasproben, und Nierenschäden Marker analysiert. <ol> <li> Schließen Sie das Maß Perfusionskreislauf zur Niere Perfusionsvorrichtung. </li><li> Schließen Sie den Schlauch an den venösen Reservoir und Oxygenator. Schließen Sie die arterielle Leitung Schlauch an den arteriellen Abfluss des Oxygenators und die Position der Blase Filter in die Halterung. Schließen Sie die Entlüftungsleitung. Verbinden die venöse Leitung Schlauch an den Einlaß des Venenblutreservoirs. </li><li> Für die Beurteilung während der Perfusion, stecken Sie den Temperaturfühler in die arterielle Steckdose, schließen Sie den Durchflussmesser und das bubble Sensor an der arteriellen Leitung Schlauch, und schließen Sie die Druckleitungen. Schließen Sie den Füllstandssensor. </li><li> Schließen Sie die venösen und arteriellen Entnahmeleitungen zu den venösen und arteriellen Probe-Anschlüsse. </li><li> Positionieren Sie den Organkammer auf einem Stand und die venösen und arteriellen Schlauch durch die vorbereiteten Löcher einzuführen. Befestigen Sie den Schlauch an den Tisch und Kammer fest. </li><li> Stecken Sie den Saugschlauch in die Rollenpumpe und positionieren Sie ein Ende in die Kammer, um die Flüssigkeiten zu sammeln. </li><li> Verbinden den Sauerstoffschlauch am Gastank, der 95% O 2/5% CO 2 und des Oxygenators. Schließen Sie den Heizkörper Schlauch an Oxygenators und der Organkammer. </li><li> Verwenden Sie Schlauchklemmen, um die venöse und arterielle Abflussleitungen zu schließen. Die Anwendung eines anderen Schlauchklemme, um den Abfluss des venösen Reservoir. </li></ol></li><li> Vorbereitung der Perfusionslösung, Zusatzgebühren und Entlüften des Schalt <ol><li> Verwenden Sie eine Infusionspumpe, um den produzierten Harn mit ersetzenRinger-Laktat. </li><li> Verwenden Sie eine Spritzenpumpe mit Ernährung zu verwalten (Glucose 0,5 ml / h, Aminosäuren 0,5 ml / h) und Insulin (5 IU / h) in das venöse Reservoir. Nutzen Sie eine zweite Spritzenpumpe, eine gefäßerweiternde (Verapamil, 0,25 mg / h) direkt in die arterielle Leitung ziehen lassen. </li><li> Füllen Sie das venöse Reservoir mit der Perfusionslösung. Daher strömen Ringer-Lactat (175 ml), STEEN-Lösung (200 ml), dRO (27 ml), Heparin (1000 IU), Natriumhydrogencarbonat, um den pH einzustellen, und Calciumgluconat in das venöse Reservoir. Schließlich fügen gewaschenen Erythrozyten (125 ml). </li><li> Schalten Sie die Herz-Lungen-Maschine (HLM). Aktivieren Sie die Druck-, Temperatur-, Füllstands- und Blasensensor Panels. Aktivieren Sie das Data Management System (DMS), um die Daten in der gesamten Perfusion aufzeichnen. Aktivierung der Heizeinheit zu der Perfusionslösung und der Organkammer auf 37 ° C erwärmen. Öffnen Sie den O 2 Versorgung. </li><li> Öffnen Sie die Schlauchklemme hinter dem venösen Reservoir und befreien den centrifugal Pumpenkopf aus der Luft vollständig. Starten der Pumpen bei 1000 Upm und die Lösung in der gesamten Schaltung angetrieben werden. Klemmen Sie den Schlauch unter Umgehung des arteriellen Filter und lassen Luft aus dem arteriellen Filter. </li><li> Null die Druckleitungen. Aktivieren Sie die Spritze und Infusionspumpen. </li></ol></li><li> Niere Graft Perfusion <ol><li> Entfernen Sie die Nieren aus dem Eis, und die Position der Niere auf Decken und Kissen in der Organkammer. Setzen Sie den Urin-Katheter in den Urin Sammler. Nachdem er sich vergewissert, dass das venöse und die arterielle Schlauch luftfrei sind, stecken Sie die Stecker in die Rohrleitung. </li><li> Schließen Sie die Verknüpfung zwischen der arteriellen und venösen Schlauchleitungen. Gesetzt den arteriellen Druck um 75 mmHg durch Regelung der Drehzahl der Kreiselpumpe. </li><li> Record Drücke, arterielle Strömung, Temperatur und Gegenwart von Blasen kontinuierlich mit dem DMS. Beachten Sie die Werte sorgfältig in der gesamten Perfusion. Während der Durchblutung, Blut undicht in die Kammer ist colleüber den Saugschlauch wieder in das venöse Reservoir cted. </li><li> Notieren Sie die Urinmenge produziert. Sammeln venösen Blut- und Urinproben stündlich. Überwachen Sie die Durchblutung, indem sie venösen und arteriellen Blutgasproben und Aspartat-Aminotransferase (AST) und Laktatanalyse. </li><li> Am Ende der Durchblutung, ziehen Sie den Schlauch von der Nierenarterie und Vene, spülen Sie das Transplantat mit kaltem HTK, und speichern Sie es auf Eis in einem sterilen Beutel Orgel bis zur Transplantation. </li></ol></li></ol>

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</ol>

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Diese Studie zeigt, dass NEVKP mit einem Erythrozyten-basierte Lösung kann mit ausgezeichneten Ergebnissen für einen längeren Zeitraum in einem Schweinemodell durchgeführt werden. Während der 10 Stunden ex vivo Perfusion zeigte die Nieren stabile Perfusionsparameter, aktive Nierenstoffwechsel, Homöostase und minimal Nierenschädigung. Urinproduktion und Nierenschäden sind abhängig von der Zusammensetzung der Perfusionslösung. Es ist wichtig, onkotischen Druck und Osmolarität der Perfusat in einem physiologischen Bereich zu halten. Insbesondere wird ein niedriger onkotischen Druck in einer unphysiologisch hohen Urinproduktion mit erheblichen Nieren Ödeme und zunehmende Marker der Nierenschädigung führen. STEEN Lösung, die Albumin wird in diesem Modell gewählt, um den onkotischen Druck zu regulieren und physiologischen Bedingungen für die Niere zu simulieren. Natriumbicarbonat und Calciumgluconat werden dem System zugegeben, um physiologischen pH-Werten zu erreichen, HCO 3 </sub&gt;, Natrium, Kalium, Calcium und Chlorid. Die Auswahl und die Dosierung der Vasodilatator ist wichtig, um eine ausreichende Durchblutung und Sauerstoffversorgung sicherzustellen. Die Technik der normothermic ex vivo Nierenperfusion hat mehrere Einschränkungen. Ex vivo Perfusion nicht mit hormonellen Unterstützung der Niere, die sich negativ auswirken könnte mehr Perfusion Perioden verbunden. Darüber hinaus ist die neue Technologie zu diesem Zeitpunkt ist mit erhöhten Kosten verbunden. Künftige Verbesserungen vereinfachen könnte die Technologie und reduzieren die Kosten. Die Entwicklung eines tragbaren Nierenperfusion Vorrichtung ermöglichen könnten, ganz zu vermeiden Kaltnieren Speicherung in der Zukunft. Die schweren und anhaltenden Organmangel führt zu einer erhöhten Nutzung von Grenzorgane (ECD oder DCD Nierentransplantate) 7. Derzeit ist die Organkonservierung auf statische Kühllagerung oder hypothermen Perfusion Maschine basiert. Als eine verlängerte kalte ischämische Zeit einen signifikanten impAkt über die Ergebnisse der Nierenfunktion der Standardkriterien 15 und Rand Transplantate 8,9, neue Konservierungstechniken minimiert Kühllagerung von besonderem Interesse 16-19. Ein Haupthindernis für Rand Transplantate umfassender nutzen ist die Unfähigkeit, die Qualität und Lebensfähigkeit von Organen vor der Transplantation zu bewerten. Derzeit werden nur klinische Parameter wie Spenderalter, Spender bedingten Krankheiten, und warme Ischämiezeit der Transplantate für die Entscheidung, ob ein Organ angenommen oder abgelehnt zur Transplantation verwendet. Durch die Erhaltung des Transplantats unter normothermischen Bedingungen, Graft Bewertung auf der Grundlage Perfusion Eigenschaften und Daten möglich ist. Echtzeit-Parameter, wie Nierengefäß Durchfluss, Druck, intrarenalen Widerstands, Urinproduktion, Sauerstoffverbrauch und Nierenschädigung Parameter (wie AST und Lactat) sollen nützliche Parameter, um die Lebensfähigkeit des Transplantats beurteilen zu können. In additIon, der aktive Stoffwechsel während NEVKP ermöglicht die Anwendung von Strategien, um die Reparatur marginal Nierentransplantate vor der Transplantation zu verbessern. Zum Beispiel könnte die Hemmung der proinflammatorischen Wege, Immunmodulation, Gentransfer, sowie Stammzellen Verwaltung zukünftige Techniken, um Nierentransplantate während der Haltezeit zu modifizieren und zu verbessern Empfänger Ergebnis.

Nieren sind die am häufigsten transplantierten festen Organen. Für Patienten mit end-stage renal disease, bietet Nierentransplantation bessere Lebenserwartung und Lebensqualität im Vergleich zur Dialyse 1-4. Die anhaltende Organmangel stellt ein schwerwiegendes Problem im Bereich der Transplantationsmedizin (Tabelle 1) 5. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td></td><td> Vereinigte Staaten * </td><td> Eurotransplant-Region ** </td></tr><tr><td> Patienten, die Nieren-Transplantation Warteliste </td><td> 101.563 (Februar 2015) </td><td> 10689 (Dezember 2014) </td></tr><tr><td> Verstorbenen Spendernieren 2014 transplantiert </td><td> 10.650 </td><td> 3119 </td></tr><tr><td> Median Wartezeit bis verstorbenen Spender Nierentransplantation (in Jahren) </td><td> Bis zu 5 Jahre * </td><td> Bis zu 4 Jahren ** </td></tr></tbody></table> Tabelle 1 KidneyGraft-Mangel in den USA und Eurotransplant Region. Das Ergebnis der Nierentransplantation wird negativ durch die Wartezeit betroffen sind, mit schlechteren Ergebnis für die Patienten längere Dialyse 6 unterzogen. Dies hat das Interesse an Grenznierentransplantate als zusätzliche Spenderquelle, wie zB Nieren von älteren Spendern, Spender mit mehreren Begleiterkrankungen (erweiterter Spenderkreises (ECD) und Nieren nach Herztod (DCD) gespendet ausgelöst. Marginal Spendernieren gewesen wäre in der Vergangenheit zurückgegangen sind nun für die Transplantation 7 berücksichtigt. Ein Haupthindernis für die Verwendung von Randnierentransplantaten ist die Erhaltung Technik der kalten anoxischen Lagerung. Derzeit werden Nierentransplantate statisch auf Eis gelagert oder bei 4 ° C ohne Sauerstoff durchströmt. Die kalte anoxischen Konservierungstechnik ist mit laufenden Transplantat Verletzung während Nieren Erhaltung zugeordnet ist und nicht, weil der Mangel an Metab ermöglichen Transplantat Beurteilungolism und Urinproduktion. Insbesondere marginal Nierentransplantate tolerieren kalte Lagerung schlecht, was zu erheblichen Nierenschädigung und hohe verzögerten Transplantatfunktion (DGF) 8,9. DGF ist ein prognostischer Faktor für schlechte Langzeittransplantatfunktion. Extrakorporale Nierenperfusion stellt eine alternative Methode zur Konservierung, Beurteilung und Reparatur von Organen. In einem Schweinemodell, wurden positive Ergebnisse für Nieren perfundierten ex vivo unter normothermischen Bedingungen 10,11 dargestellt. Die erste klinische Studie im Jahr 2013 durchgeführt, zeigte eine niedrigere Rate der verzögerten Transplantatfunktion bei Nieren von erweiterten Spenderkreises abgerufen wurden 1 Stunde unmittelbar vor der Transplantation 12 durchströmt. In diesem Beitrag wird ein Modell der normothermen ex vivo Nierendurchblutung (NEVKP). Das Ziel dieser Studie ist es, die Anwendung kalte Ischämie Zeit auf ein Minimum zu reduzieren und die Dauer von NEVKP. NEVKPist eine alternative Methode, die Erhaltung, den Schaden, der durch Kaltlagerungstechniken hervorgerufen werden können verringert werden soll.

<table><tbody><tr><td>Herz-Lungen-Bypass-Technologie für Neugeborene</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Kanada)</td><td>Maßgeschneidertes</td><td>Venenreservoir für Neugeborene D100 (500 ml, 1/16" Ein- und Ausfluss), Oxygenator für Neugeborene D100, Zentrifugalpumpenkopf (Revolution), arterieller Blasenfilter (D130)</td></tr><tr><td>Herz-Lungen-Maschine, St&ouml; ckert S3</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Kanada)</td><td>Sonderanfertigung</td><td>Kreiselpumpe, Rollenpumpe, Bedienfeld (Sensoren für Druck, Durchfluss, Temperatur, Blasen und Füllstand), Sauerstoffmischer, Heizeinheit</td></tr><tr><td>Schlauch</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Kanada)</td><td>01906BPC SG</td><td>XS 3/16" x 1/16"</td></tr><tr><td></td><td></td><td>019071PC SG XS</td><td>1/4" x 1/16"</td></tr><tr><td></td><td></td><td>019060PC SG XH</td><td>3/8" x 1/16"</td></tr> <tr><td>Schlauchverbinder</td><td>SORIN GROUP Canada Inc (Markham, Kanada)</td><td></td><td>Verschiedene Größen</td></tr><tr><td>STEEN Lösung</td><td>XVIVO (G&ouml; teborg, SWE)</td><td>19004</td><td>200 ml</td></tr><tr><td>Ringer-Laktat</td><td>Baxter (Mississauga, ON, CAN)</td><td>JB2324</td><td>175 ml</td></tr><tr><td>Natriumbicarbonat</td><td>Hospira (Montr&eacute; al, QC, CAN)</td><td>6625050</td><td>pH-abhängiges</td></tr><tr><td>Calciumgluconat</td><td>Pharmaceutical Partners of Canada (Richmond Hill, ON)</td><td>C31110</td><td>Calcium-abhängiges</td></tr><tr><td>Heparin</td><td>Sandoz Canada Inc (Toronto, ON, CAN)</td><td>10750</td><td>1.000 IE</td></tr><tr><td>Aminosäure und Glukose, Travasol 10%</td><td>Baxter (Mississauga, ON, CAN)</td><td>JB6760</td><td>1 ml/h</td></tr><tr><td>Schnell wirkendes Insulin, Novorapid</td><td>Novo Nordisk Canada Inc (Mississauga, ON, CAN)</td><td>DS6H748</td><td>5 IE/h</td></tr><tr><td>Verapamil</td><td>Sandoz Canada Inc (Quebec, QC, CAN)</td><td>52216</td><td>0,25 mg/h</td></tr></tbody></table>

normothermen<em&gt; ex vivo</em&gt; kidney perfusion für die erhaltung der nierentransplantate vor der transplantation

Normothermic Ex Vivo Kidney Perfusion for the Preservation of Kidney Grafts prior to Transplantation

Nierentransplantation ist zu einer etablierten Behandlungsoption für Patienten mit Nierenversagen im Endstadium geworden. Der anhaltende Organmangel ist nach wie vor ein ernstes Problem. Daher wurden die Akzeptanzkriterien für Organspender erweitert, was zur Verwendung von marginalen Nierentransplantaten führt. Diese marginalen Organe vertragen die Kältelagerung schlecht, was zu einer erhöhten Konservierungsschädigung und einer höheren Rate an verzögerter Transplantatfunktion führt. Um die Einschränkungen der Kühllagerung zu überwinden, konzentriert sich die umfangreiche Forschung auf alternative normotherme Konservierungsmethoden.
Die normotherme Ex-vivo-Organperfusion ist eine innovative Konservierungstechnik. Die ersten experimentellen und klinischen Studien zur ex vivo Lungen-, Leber- und Nierenperfusion zeigten günstige Ergebnisse.
Neben der Verringerung der kalten ischämischen Schädigung bietet die Methode der normothermischen Nierenlagerung die Möglichkeit zur Organbeurteilung und -reparatur. Dieses Manuskript enthält Informationen über die Nierenentnahme, Organkonservierungstechniken und die isolierte ex vivo normotherme Nierenperfusion (NEVKP) in einem Schweinemodell. Es werden chirurgische Techniken, die für die Perfusionslösung und den Kreislauf eingerichtet sind, Möglichkeiten der Potenzialabschätzung und repräsentative Ergebnisse demonstriert.

Im Folgenden werden die Ergebnisse von sechs Versuchen mit einem Modell von herzschlagNieren Abruf werden vorgestellt. Nach in situ bündig und Nieren Retrieval wurden die Transplantate auf Eis für 3 Stunden (SCS), während die Erythrozyten wurden hergestellt gespeichert. Für die klinische Einstellung simuliert die Zeit für die Wiedergewinnung und der Rück Tabelle Vorbereitung erforderlich. NEVKP wurde für 10 h durchgeführt. Physiologischen Bedingungen erhalten und simulieren eine in vivo Umgebung für die Niere, sollte die Organkammer erhitzt und verschlossen werden. Perfusion und Urin Ersatzlösung sollte physiologischer Werte für Blutgasanalyse, onkotischen Druck und Osmolarität zu vertreten. Normalwerte (Ausgangswerte) von Yorkshire Schweine in situ erhalten werden, werden in jeder Figur Beschreibung befindet, bzw. (Figuren 3-13). Das Ziel NEVKP ist es, dass das Implantat ausreichend mit Sauerstoff und Nahrung versorgt. Als Ischämie caverwendet Vasokonstriktion, wodurch intrarenalen Beständigkeit Erzielung einer konstanten Strömung mit einem Druck stabil ist ein guter Indikator für eine ausreichende Sauerstoffversorgung. Nachdem das Ziel Transplantat Temperatur von 37 ° C wird über Wiedererwärmung des Organs nach SCS erreicht, Fließwerte und intrarenalen Beständigkeit bleiben während der gesamten Perfusion mit einer konstanten physiologischen Druck von etwa 60-80 mmHg stabil (Abbildungen 3 und 4). Die Menge der Urinproduktion hängt hauptsächlich von der Zusammensetzung der Perfusionslösung (Abbildung 5). Stündlichen Messungen der venösen und arteriellen pO 2 zeigen die Stoffwechseltätigkeit der Niere. (Abbildung 6) 14 - Der Sauerstoffverbrauch wurde mit der Gleichung (pO 2 ven) x Fluss / Gewicht (pO 2 art) berechnet. Während der Perfusion pH, HCO 3 und Elektrolyte sind ohne Eingriffe (Zahlen 7-10) erfordern stabil. Echtzeit-AST und Laktat-Messungen dienen dazu, Zellschäden zu überwachen. Keine Erhöhung der Parameter der Zellschädigung während der NEVKP Dauer (11 und 12) festgestellt wird. Die Osmolarität der Perfusionslösung stabil ist (Abbildung 13). Histologische Bewertung zeigt geringfügige Änderungen (Bild 14 - 16). <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig3.jpg" /> Figur 3. Mittlere arterielle Strömung mit Standardabweichung (ml / min). Während der Perfusion der Fluss bleibt im physiologischen Bereich. Porcine physiologische Werte, in situ gemessen: meine Kunst. Flow: 170 ± 57 ml / min (Bereich 83 bis 325 ml / min). <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig4.jpg" /> Abbildung 4. intrarenale Widerstands (IRR), Mittelwert und Standardabweichung (mmHg / </strong&gt; Ml / min). Bleibt Der mittlere arterielle Druck (MAP), die zwischen 60 und 80 mm Hg konstant. Die intrarenalen Widerstands unter 0,5 mmHg / ml / min konstant. <img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig5.jpg" /> Abbildung 5. Gesamturinvolumen, Mittelwert und Standardabweichung (ml). Die Gesamturinmenge hängt hauptsächlich von der Zusammensetzung der Perfusionslösung. Je höher die onkotischen Druck und die Osmolarität, desto niedriger die Urinproduktion. <img alt="Figur 6" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig6.jpg" /> Abbildung 6. Sauerstoffverbrauch, Mittelwert und Standardabweichung (ml / min / g). <img alt="Figur 7" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig7.jpg" /> Abbildung 7. pH venösen, Mittelwert und Standardabweichung. Der pH-Wert remaIns konstant in einem physiologischen Bereich ohne Verabreichung von Bicarbonaten. Porcine physiologische Werte, in situ gemessen: pH 7,46 ± 0,06 (Bereich 7,34 bis 7,63). <img alt="8" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig8.jpg" /> Abbildung 8. HCO 3 Venen, Mittelwert und Standardabweichung (mmol / l). Der HCO 3 bleibt in einem physiologischen Bereich ohne Verabreichung von Bicarbonaten. Porcine physiologische Werte, in situ gemessen: HCO 3 30,3 ± 2,4 mmol / l (Bereich 21,6 bis 35,8 mmol / L). <img alt="9" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig9.jpg" /> Abbildung 9. Venöse Natriumkonzentration, Mittelwert und Standardabweichung (mmol / L). Das Natrium bleibt in einem physiologischen Bereich. Porcine physiologische Werte, in situ gemessen: 137,1 &amp;# 177; 3,8 mmol / l (Bereich von 118,7 bis 140,9 mmol / l). <img alt="10" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig10.jpg" /> Abbildung 10. Venöse Kaliumkonzentration, Mittelwert und Standardabweichung (mmol / L). Das bleibt Kalium in einem physiologischen Bereich konstant. Porcine physiologische Werte, in situ gemessen: 3,85 ± 0,46 mmol / l (Bereich 3,5 bis 5,36 mmol / l). <img alt="11" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig11.jpg" /> Abbildung 11. Venöse Aspartat-Aminotransferase, Mittelwert und Standardabweichung. (AST; U / L) In der ex vivo normothermen Nierendurchblutung, AST zeigt eine Zellschädigung Marker. AST-Werte sind im gesamten Perfusion niedrig. <img alt="12" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig12.jpg" /> Abbildung 12: Lactate<html> , Mittelwert und Standardabweichung (mmol / l). In der ex vivo normothermen Nierendurchblutung, Laktat stellt eine Zellschädigung Marker. Die Werte sind in der gesamten Perfusion stabil. <img alt="13" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig13.jpg" /> Abb. 13: Die Osmolarität des Serums, Mittelwert und Standardabweichung (mosm / L) Eine Konstante Osmolarität in der Perfusionslösung sichert niedrige, aber konstante Urinproduktion. Porcine physiologische Werte, in situ gemessen: 282 ± 1,7 mosm / l (Bereich 279 bis 283 mosm / l). <img alt="14" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig14.jpg" /> Abb. 14: Histologie (H &amp; E) 50X / 200-facher Vergrößerung von Rinden-Kreuzung, die mild Rohr Vakuolisierung. Keine Anzeichen von Nekrose.Arget = &quot;_ blank&quot;&gt; Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen. <img alt="15" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig15.jpg" /> Abbildung 15: Histologie (PAS) 50X / 200-facher Vergrößerung von Rinden-Kreuzung, die mild Rohr Vakuolisierung.. Keine Anzeichen von Nekrose. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52909/52909fig15large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="16" src="/files/ftp_upload/52909/52909fig16.jpg" /> 25X / 200-facher Vergrößerung Histologie (TUNEL-Färbung): 16.. Sehr selten Kerne gefärbt demonstriert sehr niedrigen Raten der Apoptose. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52909/52909fig16large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

Die schwere Organmangel hat zu einer erhöhten Nutzung von Grenznierentransplantate zur Transplantation geführt. Dies hat das Interesse an alternativen Speichermethoden ausgelöst, da marginal Transplantate besonders vertragen Kältespeicher schlecht. Die Technik der normothermen ex vivo Nierendurchblutung (NEVKP) stellt eine neuartige Konservierungsverfahren für Nierentransplantate vor der Transplantation.

Normothermen<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Kidney Perfusion für die Erhaltung der Nierentransplantate vor der Transplantation

Kidney transplantation has become a well-established treatment option for patients with end-stage renal failure. The persisting organ shortage remains a ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein Nierentransplantat ex vivo vor der Transplantation unter normalen thermischen physiologischen Bedingungen zu erhalten. Dies wird erreicht, indem zunächst die Nierengefäße der Spenderniere katheterisiert werden. Anschließend wird das Transplantat mit dem Kreislauf verbunden und unter normothermen Bedingungen perfundiert. Schließlich werden funktionelle Parameter der Verletzung und die Histologie der Niere überwacht, um die Eignung des Transplantats für die Transplantation zu bestimmen. Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber bestehenden Konservierungsmethoden wie der Studie genannten Kaltlagerung oder der hypothermen maschinellen Perfusion besteht darin, dass die normotherme ex vivo Perfusion die kalte ischämische Schädigung von Standard- oder erweiterten Kriterien-Donor-Transplantaten vor der Transplantation vermeidet, nein, nein, nein, nein, Nein, nein. Nach vollständiger Präparation der Aorta und Vena cava des Spenders wird ein Faden um die Aorta kranial der Nierenäste gelegt, gefolgt von der Platzierung zweier Fäden kranial der Iliacusbifurkation.Führen Sie eine Ligatur um die Vena cava distal oberhalb der Iliacabifurkation und legen Sie eine Abbindung um die linke Nierenarterie an. Danach lösen Sie die rechte Niere von ihrem anhaftenden Gewebe und dissezieren die Nierenvene, die Nierenarterie und den Harnleiter. Öffnen Sie anschließend das Zwerchfell und geben Sie 1000 internationale Einheiten Heparin pro Kilogramm Spendergewicht in das Herz ein.Um das Blut zu sammeln, verbinden Sie die Schläuche der CPDA-Beutel mit dem Katheter in der oberen linken V. jugularis. Binden Sie die Ligaturen an der linken Nierenarterie, der Aorta und der V. cava und setzen Sie eine aortale Kanüle oberhalb der Iliacalgabelung zum Spülen ein. Spülen Sie die Niere unverzüglich mit HTK-Lösung bei einem Druck von 100 Zentimeter H2O aus, wobei Sie die abdominelle V. cava unterhalb der Nierenvene durchtrennen, um einen optimalen Spülvorgang sicherzustellen.Klemmen Sie gleichzeitig die Vena cava thoracica und sammeln Sie das Blut über den Jugularkatheter. Wenn die Niere vollständig durchgespült ist, entnehmen Sie das Transplantat mit einem Aortensegment, durchtrennen die Vena renalis und lassen den Harnleiter lang. Schließen Sie dann das kraniale Ende der Aorta mit einer Ligatur und katheterisieren Sie das distale Ende mit einem Reduzierstück von einem Viertel Zoll mal drei Achtel Zoll.Dann kaniulieren Sie direkt die Nierenvene mit einem Reduzierstück von einem Viertel Zoll Durchmesser und drei Achtel Zoll Länge. Intubieren Sie den Harnleiter mit einer acht Millimeter französischen Ernährungssonde und legen Sie die Niere auf Eis. Vor Beginn der Perfusion verbinden Sie den selbstgefertigten Perfusionskreislauf mit dem Nierenperfusionssystem.Als Nächstes platzieren Sie die Organkammer auf einem Stativ und führen die venöse und arterielle Schläuche durch die vorbereiteten Öffnungen ein. Nachdem die Schläuche befestigt sind, verbinden Sie den Absaugschlauch mit dem venösen Reservoir und positionieren das andere Ende im Inneren der Kammer, um die austretende Perfusionslösung aufzufangen. Schließen Sie mit Hilfe von Schlauchklemmen die venösen und arteriellen Ausflussleitungen sowie den Ausfluss des venösen Reservoirs.Verwenden Sie eine Infusionspumpe, um den produzierten Urin mit Ringer-Laktat-Lösung zu ersetzen. Während der Perfusion füllen Sie je nach Menge des produzierten Urins mit einer Spritzenpumpe die Ernährungslösung und Insulin in das venöse Reservoir und mit einer anderen einen Vasodilatator direkt in die arterielle Leitung neun ein. Füllen Sie zu diesem Zeitpunkt ebenfalls das venöse Reservoir mit der Perfusionslösung.Dann schalten Sie die Herz-Lungen-Maschine ein, um den Kreislauf zu initiieren, und aktivieren Sie die Anzeigen für Druck, Temperatur, Füllstand und Blasensensoren. Aktivieren Sie das Datenerfassungssystem, um die Daten während der gesamten Perfusion sowie die Heizeinheit aufzuzeichnen, um die Perfusionslösung und die Organkammer auf 37 Grad Celsius zu erwärmen.Öffnen Sie die Sauerstoffzufuhr und die Schlauchklemme hinter dem venösen Reservoir, um den Kopf der Zentrifugalpumpe vollständig von Luft zu befreien. Starten Sie dann die Zentrifugalpumpe mit 1000 Umdrehungen pro Minute und zirkulieren Sie die Lösung durch den gesamten Kreislauf. Klemmen Sie den Schlauch ab, um den arteriellen Filter zu umgehen, und lassen Sie die Luft aus dem arteriellen Filter entweichen.Schließlich nullen Sie die Druckleitungen bei 125 Milliliter gewaschenen Erythrozyten und aktivieren die Spritzen- und Infusionspumpen, sobald die Schaltung gefüllt ist. Überführen Sie die Niere vom Eis in das Bett des Organkammer und platzieren Sie den Harnkatheter in den Harnsammler. Stellen Sie sicher, dass die venösen und arteriellen Schläuche luftfrei sind, und stecken Sie anschließend die Verbinder an die Schläuche.Danach schließen Sie die Abkürzungsverbindung zwischen der arteriellen und der venösen Schlauchleitung und stellen den arteriellen Druck auf 75 Millimeter Quecksilber ein. Zeichnen Sie die arteriellen Druckwerte, den Fluss, die Temperatur und das Vorhandensein von Bläschen kontinuierlich mit einem Datenerfassungssystem auf und beobachten Sie die Werte sorgfältig während der gesamten Perfusion. Notieren Sie die Menge des produzierten Urins und sammeln Sie stündlich venöses Blut und Urinproben, um die Organfunktion während der Perfusion zu überwachen; entnehmen Sie außerdem venöse und arterielle Blut-, Gas-, Aspartat-Aminotransferase- und Laktatanalysenproben.Am Ende der Perfusion schließen Sie den Schlauch von der Nierenarterie und -vene ab. Spülen Sie das Transplantat mit kaltem HTK und lagern Sie die Niere auf Eis in einer sterilen Organbeutel, bis zur Transplantation. Das Ziel der normothermen ex vivo Nierenperfusion besteht darin, sicherzustellen, dass das Transplantat während der Perfusion ausreichend mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird.Tatsächlich bleiben nach Erreichen der Zieltransplantattemperatur von 37 Grad Celsius durch Wiedererwärmung des Organs sowie nach dreistündiger Lagerung auf Eis die Flusswerte und der intrarenale Widerstand bei einem konstanten physiologischen Druck von etwa 70 Millimeter Quecksilbersäule während der gesamten Perfusion stabil. Die Menge der Urinproduktion hängt hauptsächlich von der Zusammensetzung der Perfusionslösung ab.Während die stündliche Messung des arteriellen und venösen Sauerstoffpartialdrucks die Stoffwechselaktivität der Niere während der Perfusion bestätigt, sind auch der pH-Wert, das Bicarbonat und die Elektrolyte stabil und erfordern keine Interventionen. Echtzeit-Messungen von Aspartat-Aminotransferase und Laktat dienen der Überwachung von Zellschäden. Da während der normothermen ex vivo-Nierenperfusion kein Anstieg dieser Parameter der Zellschädigung beobachtet wird, bleibt auch die Osmolarität der Perfusionslösung stabil.Außerdem zeigt die Histologie minimale Gewebeveränderungen mit geringer Inflammation und sehr niedrigen Raten der Apoptose. Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie als alternative Methode zur Organerhaltung bei Nierentransplantaten eingesetzt werden und bietet zusätzliche Möglichkeiten zur Beurteilung und Reparatur des Organs vor der Transplantation.

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Forschung

JoVE Journal

Medicine

Medizin

In diesem Video beschreiben wir eine Technik, um eine Konservierungsverletzung über die verlängerte kalte ischämische Lagerzeit in der Spenderniere des Schweins zu induzieren.

Modellierung der Konservierungsverletzung in der Schweinespenderniere: Ein Verfahren zur Induktion einer Transplantatdysfunktion durch Aussetzen der Niere einer anhaltenden Kälteischämie

Die Untersuchung der Physiologie der tierischen Organe kann durch die Durchführung eines experimentellen ex vivo Perfusionssystems erreicht werden. Die Hinzufügung einer Schweineniere als homöostatisches Organ zu unserem zuvor entwickelten ex vivo Leberperfusionsmodell kann ein wichtiger Schritt sein, um ein besseres physiologisches Milieu zu erreichen.

Schritte für das autologe ex vivo perfundierte Leber-Nieren-Experiment an Schweinen

Rand Transplantate, wie Fettleber, Transplantate von älteren Spendern oder Lebern nach Herztod (DCD) abgerufen tolerieren herkömmlichen, Kälte statische Speicher nur schlecht. Wir entwickelten ein neuartiges Modell der subnormothermic ex vivo Perfusion der Leber für die Erhaltung, Bewertung und Instandsetzung von Randlebertransplantationen vor der Transplantation.

Technik der Subnormothermic<em&gt; Ex-vivo-</em&gt; Leberperfusion für die Lagerung, Bewertung, Reparatur von Marginal Lebertransplantate

Hier präsentieren wir ein Protokoll beschreibt, sauerstoffreiches ex situ Maschine Perfusion der Spenderleber Transplantate. Dieser Artikel enthält eine Schritt für Schritt-Protokoll zu beschaffen und bereiten den Lebertransplantat für Maschinendurchblutung, bereiten Sie die Perfusionsflüssigkeit, prime die Perfusion Maschine und durchzuführen, mit Sauerstoff angereicherten normothermen Maschine Perfusion des Transplantats.

Ex-situ-normothermen Maschine Perfusion von Spenderlebern

Fehlt ein wichtiger Leber Geber, und Kriterien für die Leber Spender wurden erweitert. Normothermic ex Vivo Leber Perfusion (NEVLP) wurde entwickelt, um zu bewerten und Organfunktion zu ändern. Diese Studie zeigt einem Rattenmodell der NEVLP und testet, ob der pegylierten-Katalase, um Verletzungen der Leber Erhaltung zu mildern.

Ein kleines Tier Modell der Ex Vivo Normothermic Leber Perfusion

Große Tiermodelle spielen eine wesentliche Rolle in der präklinischen Transplantationsforschung. Aufgrund seiner Ähnlichkeiten mit dem klinischen Aufbau bietet das in diesem Artikel beschriebene Schweinemodell der orthotopischen Nieren-Autotransplantation eine hervorragende in vivo-Einstellung für die Erprobung von Organkonservierungstechniken und therapeutischen Interventionen.

Orthotopische Nieren-Autotransplantation in einem Schweinemodell mit 24 Stunden Organkonservierung und kontinuierlicher Telemetrie

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.

Normotherme ex vivo Pankreasperfusion zur Konservierung von Pankreas-Allotransplantaten vor der Transplantation

Hier stellen wir ein Protokoll vor, das ein chirurgisches Modell für die Nierenbeschaffung in einem präklinischen Schweinemodell für die anschließende maschinelle Perfusion oder Transplantation beschreibt.

Nierenbeschaffung im präklinischen Großtiermodell

Die Erhaltung des Spenderherzens ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor bei Herztransplantationen. Technologische Fortschritte haben dazu geführt, dass die Erhaltungsbedingungen optimiert werden und das Spenderherz vor der Transplantation genauer bewertet wird. Wir beschreiben hier zwei innovative Technologien, die derzeit zur Herzerhaltung eingesetzt werden: gleichmäßige Kühlerhaltung und normotherme ex-situ-Herzperfusion .

Innovative Strategien zur Organerhaltung bei Herztransplantationen: Gleichmäßige Kühlerhaltung und ex-situ normothermische Perfusion

Dieses Protokoll beschreibt die ex-vivo normotherme maschinelle Perfusion einer Rattenniere zur anschließenden Transplantation in eine Empfängerratte.

Normothermic Machine Perfusion der Rattennieren für Transplantationen

Erfahren Sie die normotherme ex-vivo-Nierenperfusion zur Erhaltung von Nierentransplantaten vor der Transplantation. Diese Methode vermeidet kalte Ischämie und erhält physiologische Bedingungen für verbesserte Transplantatqualität.

Normothermen

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