ここで説明した肝臓正常温機械灌流(NMP)のブタモデルは、NMPの保存戦略、生存率評価のツール、および臓器修復のプラットフォームとしての研究にうまく使用できます。高い翻訳価値を持っていますが、技術的には困難で、労働集約的です。
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ここで説明した肝臓正常温機械灌流(NMP)のブタモデルは、NMPの保存戦略、生存率評価のツール、および臓器修復のプラットフォームとしての研究にうまく使用できます。高い翻訳価値を持っていますが、技術的には困難で、労働集約的です。
肝臓 のex situ 常温機械灌流(NMP)のブタモデルは、移植研究でますます使用されています。げっ歯類とは対照的に、ブタの肝臓は解剖学的および生理学的にヒトに近く、臓器の大きさと胆汁組成は似ています。NMPは、温かく、酸素化され、栄養豊富な赤血球ベースの灌流液を肝臓血管系に再循環させることにより、肝臓移植片を生理学的に近い状態で保存します。NMPは、虚血再灌流障害の研究、移植前の肝臓 のex situ 保存、移植前の肝臓の機能の評価、臓器の修復と再生のためのプラットフォームの提供に使用できます。あるいは、全血ベースの灌流液を含むNMPを使用して、移植を模倣することもできます。それにもかかわらず、このモデルは労働集約的で、技術的に困難であり、高い財政的コストを伴います。
このブタNMPモデルでは、温かい虚血性損傷肝臓(循環器死後の提供に相当)を使用しています。まず、人工呼吸器による全身麻酔が開始され、続いて胸部大動脈を 60 分間クランプして温虚血を誘発します。腹部大動脈と門脈に挿入されたカニューレは、低温保存液で肝臓を洗い流すことができます。洗い流された血液は、セルセーバーで洗浄され、濃縮された赤血球が得られます。肝切除術後、カニューレは門脈、肝動脈、および肝下大静脈に挿入され、血漿エキスパンダーと赤血球でプライミングされた閉灌流回路に接続されます。中空糸の酸素供給器は回路に含まれ、38 °C.で70-100 mmHgのpO2を維持するために熱交換器に結合される。流量、圧力、血液ガスの値は継続的に監視されます。肝障害を評価するために、灌流液と組織を事前定義された時点でサンプリングします。胆汁は、総胆管のカニューレを介して収集されます。
肝移植は、末期肝不全の唯一の決定的な治療法です。しかし、その成功は、順番待ちリストの患者と潜在的なドナー臓器の利用可能性との間の持続的な不均衡によって制限されています1。ドナープールを増やすために、ドナーの基準は、ドナーの年齢、脂肪肝、循環器死後(DCD)2,3など、ドナー基準を徐々に拡大してきました。DCD処置中、肝臓は常に、延命療法の中止、死亡の宣言、およびin situの冷却と保存の間に温性虚血の期間に苦しみ、虚血再灌流障害(IRI)を悪化させます4。その結果、DCD肝臓は、早期の同種移植片機能不全および胆道合併症の発生率の増加と関連しています5,6。
これらの高リスクのドナー肝臓の場合、静的な低温保存による従来の保存では、IRIに対する十分な保護が得られません。これまで、常温機械灌流(NMP)などの代替保存戦略が大きな牽引力を得てきました。常温マシン灌流中、肝臓は分離回路に ex situ 接続され、体温で酸素化および栄養豊富な灌流物で灌流されます。臨床試験では、NMPが肝細胞の損傷を軽減することが示唆されており、これはトランスアミナーゼのピーク放出の減少と早期の同種移植片機能障害に反映されています7。しかし、NMP8の期間中の肝細胞生物学についてはほとんど知られていません。
動物モデルは、肝移植の進化において極めて重要な役割を果たしてきました。げっ歯類モデルとは対照的に、ブタの肝臓は解剖学的および生理学的にヒトに近く、臓器のサイズと胆汁組成が類似しているため、ブタは翻訳価値が高いと考えられています。それにもかかわらず、ブタ肝移植モデルは労働集約的で、標準化が難しく、経済的コストが大幅に高くなります。
ブタの肝臓NMPは、さまざまな目的に使用できます。全血ベースの灌流液を使用する場合のex situ移植の模倣、白血球が枯渇した赤血球ベースの灌流液による保護環境でドナーの肝臓を保存するため、移植前に肝機能をex situで予測する潜在的なバイオマーカーを評価するため、または再生療法を研究するためのプラットフォームとして適用できます9,10,11。
ブタの肝臓NMPモデルの採用は困難であり、外科的および灌流関連の技術的側面はほとんど説明されていません。私たちの研究室では、Butlerらによって最初に記述されたNMPセットアップ12を採用して、移植用の肝移植片の保存と移植の模倣の両方に使用できる24時間ブタのex situ単離肝灌流モデルを開発および検証しました。ここでは、手順を追って説明します。方法論的枠組みと潜在的な落とし穴は、他の場所で公開されています9。
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すべての実験は、KUルーヴェン動物管理委員会の承認後、ヨーロッパのガイドラインに沿って行われました。
1. 動物情報
注: この研究プロトコルには、体重が約 30 kg 、肝臓重量が 600-700 g の 3 か月齢の雄 TOPIGS TN70 ブタが使用されます。
2. 灌流セットアップの準備
3.麻酔の導入
4. 手術
5.ノーマザーミックマシン灌流
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提示された灌流プロトコルは、肝臓の血流の自己調節を使用して、最大 24 時間の安定した血行動態状態を達成し、門脈と肝動脈の血流の生理学的分布をシミュレートします。 図1 は、灌流回路の概略図を示しています。 図2A は、血流の一貫した分布を示しており、門脈と肝動脈は、それぞれ総肝流量の約75%と25%を占めています(下大静脈レベルで測定)。 図2B は、安定した肝内血管抵抗を示しています。門脈は、通常の生理学的状態と同様に、肝動脈に比べて抵抗が低くなっています。
適切な酸素化を伴う安定した一貫した灌流により、24時間にわたる肝機能の維持が保証されます。 図3A は、灌流液中のアスパラギン酸トランスアミナーゼ(肝障害のマーカー)の放出が灌流から6〜12時間以内に安定したレベルに達することを示しています。さらに、灌流液のpHは肝臓によって自己調節され...
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ここでは、ブタの肝臓NMPの経験について詳しく説明します。この手法の利点には、高い翻訳価値と汎用性が含まれます。ブタ肝NMPは、この強化された保存技術を調査して理解を深めるため、または移植を模倣するために適用することができます。この設定により、灌流のあらゆる側面を手動で制御できるため、門脈と動脈の両方の圧力と流量をさまざまな方法で調整できます。
臨床診療をできるだけ身近にシミュレートするために、ブタの肝切除術は人間のドナーで行われるのと同様に行われるため、ある程度のバックテーブルの準備が必要であることを意味します。閉回路であるため、肝臓のバックテーブルフラッシュ中の細心の止血に注意を払う必要があります。再循環チューブは多少の漏れを許容しますが、過度の肺門出血は溶血の増加につながる可能性があります。準備のもう一つの重要なステップは、大静脈内の流出カニューレの位置であり、最適でない配置は大静脈の崩壊につながり、それによって真空を作り出し、流出閉塞と肝臓の鬱血をもたらす可能性があります。そのため、多穴あき先端を用いて閉塞...
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著者は何も開示していません。
筆者らは、これらの実験に携わったKUルーヴェン大学医学部の研究生の皆さんに感謝いたします。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Alaris GH Plusシリンジポンプ | BDケアフュージョン | 80023 国連 01-G | |
| 麻酔装置 | 博士äゲル | タイタス | |
| 動脈カテーテル Cavafix Certo | ブラウン、メルスンゲン、ドイツ | BRAU4152557 | |
| 血液ガス分析器 | 放射 計 | ABL815 | |
| グルコン酸カルシウム 10% | ブラウン、メルスンゲン、ドイツ | 570/13596667/1214 | |
| カプノグラフ | 博士äゲル | サイオ | |
| セルセーバー | メドトロニック | オートログ | |
| 遠心ポンプ Biomedicus | メドトロニック | 85315 リビジョン 3.0 | |
| 遠心分離機 Rotina 420R Hettich | VWRの | 521-1156 | |
| カスタムメイドの灌流回路 | メドトロニック | M323901C | |
| 使い捨てセットセルセーバー | メドトロニック | ATLS24 | |
| DLP 単段静脈カニューレ、ストレート 20F | メドトロニック | 66120 | |
| エポプロステノール | グラクソ・スミスクライン・ベルギー、ワーブル、ベルギー | フローラン | |
| フェンタニルヤンセン 0.05 mg/mL | ヤンセン | HK-08700 | |
| 流量センサー BioPro TT | エムテック | 12271 | |
| ホルムアルデヒド 4% | VWRの | VWRK4078.9005 | |
| 冷凍庫-80&度;C | ニューブランズウィックサイエンティフィック | U570-86 | |
| 冷蔵庫 | リープヘル | カップ3513 | |
| ゲロプラズマ | Fresenius-Kabi, バート・ホンブルク, ドイツ | フリーフレックス | |
| ヒータークーラー | Stökert-Shiley、ソリングループ | 16-02-1950 | |
| ヘパリン 5000 IE/mL | Leo Pharma、Ballerup、デンマーク | ヘパリンレオ | |
| 肝動脈カニューレ | メドトロニック | バイオメディカス 12階 | |
| IGL-1臓器保存液 | ジョルジュ・ロペス研究所 | IGL-1/1000/D | |
| インライン血液ガス分析器 | テルモ | 校正器 3MCDI 540/CDI 500 | |
| インスリン 200 IU Actrapid | Novo Nordisk、Dagsvaerd、デンマーク | メディ-00018 | |
| イソフルラン 1000 mg/g 吸入蒸気 | シャネルファーマ | アイソベット | |
| 点滴カテーテル BD Insyte-W 20 G | BDの | 381334 | |
| 液体窒素タンク | KGW等温線 | S22 | |
| メルシレン 250CM M3 USP2/0 無針リガパック | JNJメディカル | F4503 | |
| メルシレン 250CM M3.5 USP0 無針リガパック | JNJメディカル | F4504 | |
| メルシレン 5X70CM M3.5 USP0 無針 | JNJメディカル | EH6935H | |
| メルシレン 6X45CM M3 USP2/0 ニードルなし | JNJメディカル | EH6734H | |
| マイクロピペット 1000 & micro;L | ソコレックス | 82,51,000 | |
| モニタリング | ジーメンス | SC 8000 | |
| プラズマライト Viaflo | バクスター | プラズマライト Viaflo | |
| 門脈カニューレ | 落ち着いたラボ | 18階 RV-40018 | |
| 圧力センサー | Stökert-Shiley、ソリングループ | 22-06-2000 | |
| 圧力サーボレギュレーター | メドトロニック | BM9505-2 | |
| プロレン 4-0 | JNJメディカル | EH7151H | |
| ローラーポンプ | コブセンチュリーUSA | 468048-000 リビジョンC | |
| 重炭酸ナトリウム 8.4% | ブラウン、メルスンゲン、ドイツ | 362 2339 | |
| タウロコール酸ナトリウム | シグマ・アルドリッチ、バーリントン、米国 | 86339 | |
| 手術用メス nr 24 | スワン・モートン | 0211 | |
| 静脈カテーテル、3ルーメン;12FRの | 矢 | AK-12123-F | |
| Vicryl Vio 250CM M2 USP3/0 非ニードルギガパック | JNJメディカル | V1205G型 | |
| キシラジン 2% | VMD畜産製薬 | XYL-M 2% | |
| ジナセフセフクロキシム750mg | グラクソ・スミスクライン・ベルギー、ワーブル、ベルギー | NDC 0173-0353-32 | |
| ゾレチル 100 | ヴィルバック | ゾレチル 100 |
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