Dit protocol presenteert een vereenvoudigde, end-to-side hechtingsanastomosetechniek voor muis-cervicale harttransplantatie, en biedt een robuust en reproduceerbaar model voor het bestuderen van transplantatie-immunologie.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Dit protocol presenteert een vereenvoudigde, end-to-side hechtingsanastomosetechniek voor muis-cervicale harttransplantatie, en biedt een robuust en reproduceerbaar model voor het bestuderen van transplantatie-immunologie.
Murine heterotope harttransplantatie is een cruciaal preklinisch model in transplantatieonderzoek. Cervicale heterotopische harttransplantatie bij muizen biedt duidelijke voordelen, waaronder directe visuele en tastbare monitoring van de levensvatbaarheid van de transplantaat, verminderd chirurgisch trauma en sneller herstel na de operatie. Het is daarom een steeds waardevoller platform geworden voor het bestuderen van transplantatie-immunologie, vooral waardevol voor dieren met slechte fysiologische omstandigheden door genetische modificatie of medicijninductie, en voor experimenten die secundaire of gecombineerde orgaantransplantatie vereisen, wordt de cervicale regio vaak de enige haalbare locatie. Conventionele cervicale transplantatietechnieken, of het nu gaat om end-to-end hechting of cuff-gebaseerde methoden, vereisen een permanente ligatie van de algemene halsslagader en de externe halsslagader van de ontvanger, wat de cerebrale perfusie kan aantasten en vreemde materialen of hemodynamische verstoringen kan introduceren. Om deze beperkingen aan te pakken, beschrijft dit artikel een verfijnde cervicale harttransplantatietechniek met behulp van een end-to-side vasculaire anastomose. De methode behoudt de algemene halsslagader en de externe halsslagader van de ontvanger, waardoor de cerebrale perfusie wordt gehandhaafd en complicaties worden voorkomen die samenhangen met permanente vaatligatie. Dit protocol beschrijft de stappen van het oogsten van het donorhart tot de anastomose van de ontvanger en postoperatieve zorg. Representatieve resultaten tonen een hoog chirurgisch succespercentage (96,7%) en de effectiviteit van het model bij het bestuderen van allograftafstoting. Deze techniek biedt een fysiologisch relevant en technisch toegankelijk model voor onderzoekers in transplantatie-immunologie.
In het afgelopen halve eeuw is transplantatie-immunologie een centraal aandachtspunt gebleven voor immunologen en transplantatiespecialisten. Tegenwoordig wordt solide orgaantransplantatie veel uitgevoerd en vertegenwoordigt het de meest effectieve behandeling voor orgaanziekten in het eindstadium. Transplantaatafstoting is echter nog niet fundamenteel opgelost en vormt nog steeds een van de grootste obstakels bij transplantatie en een belangrijke oorzaak van transplantatieverlies1. Daarom blijft het overwinnen of beperken van afstoting terwijl systemische immunosuppressie wordt verminderd of vermeden een belangrijke uitdaging en een belangrijk onderzoeksdoel in het veld.
Vasculariseerde dierorgantransplantatiemodellen, met name muismodellen, hebben een cruciale rol gespeeld in de vooruitgang van de transplantatie-immunologie en hebben een essentiële wetenschappelijke basis gevormd voor klinische translatie2. Bijvoorbeeld, veel immunosuppressieve middelen die tegenwoordig klinisch worden gebruikt—zoals cyclosporine, tacrolimus en rapamycine—zijn voor het eerst succesvol gevalideerd in muistransplantatiemodellen 3,4.
Het model van heterotopische harttransplantatie (HT) bij muis is een van de meest gebruikte preklinische modellen, geprefereerd vanwege de overvloed aan beschikbare genetische stammen en onderzoeksreagentia, evenals de relatief eenvoudige procedure en eenvoudige postoperatieve monitoring. Als zodanig dient het als een belangrijk platform voor het bestuderen van acute afstotingsmechanismen, het opwekken van immuuntolerantie en het evalueren van nieuwe immunosuppressiva in vivo 5,6.
Het eerste muisachtige heterotope HT-model werd in 1973 vastgesteld door Corry et al.7. In dit model wordt het donorhart in de buikholte van de ontvanger geplaatst, waarbij de aorta van de transplantatie en de longslagader (PA) aan de andere kant van de abdominale aorta en de onderste vena cava (IVC) van de ontvanger worden geanastomoseerd. Deze methode bleef decennialang de standaardtechniek voor abdominale HT. Gedreven door de noodzaak om allografts van derden in tolerantiestudies te accommoderen, werd een tweede locatie voor HT onderzocht. Dit leidde tot de ontwikkeling van cervicale HT-modellen bij muizen, die andere voordelen bieden zoals directe visuele beoordeling van de levensvatbaarheid van de transplantaat, minder chirurgisch trauma en een lager risico op postoperatieve infectie 5,8,9. In 1991 beschreven Chen et al.8 voor het eerst een cervix-heterotopisch HT-model bij muizen, waarbij een end-to-end handmatige hechtingsanastomose van de donoraorta en PA aan respectievelijk de arteria carotis (CCA) en de externe jugulaire vena (EJV) van de ontvanger werd uitgevoerd. Dit model kreeg echter geen brede acceptatie vanwege de aanzienlijke technische uitdaging van de ernstige mismatch tussen de donoraorta en de ontvanger-CCA, wat vasculaire anastomose uiterst moeilijk maakte.
Ook in 1991 introduceerden Matsuura et al.9 een niet-hechtende manchettechniek voor vasculaire anastomose in het cervicale HT-model. Deze methode vereenvoudigt de procedure door het technisch veeleisende handmatige vaathechten te elimineren, waardoor het makkelijker te beheersen is. Vervolgens zijn talrijke technische verfijningen van de manchettechniek gerapporteerd: 10,11. Momenteel wordt de manchetmethode veel gebruikt bij cervicale HT, vooral door onderzoekers zonder eerdere ervaring met microvasculaire hechtingen. De manchettechniek introduceert echter kunstmatige materialen, die lokale ontsteking kunnen veroorzaken en immunologische beoordelingen kunnen verstoren, terwijl het ook technische uitdagingen met zich meebrengt in kleine kalibervaten 5,6. Onlangs stelden Liao et al.12 een manchetvrije mouwtechniek voor bij cervicale HT, waarbij donor- en ontvangervaten direct worden geanastomoseerd met behulp van een mouwmethode. Door kunstmatige materialen te vermijden en kleine vaten te accommoderen, biedt deze aanpak een fysiologisch en reproduceerbaar platform voor secundaire harttransplantatie.
Desalniettemin vereisen zowel end-to-end hechtingstechnieken als niet-hechtende manchettechnieken een permanente ligasie van de unilaterale CCA en EJV van de ontvanger. Dit verstoort de eenzijdige cerebrale bloedtoevoer naar het centrale zenuwstelsel, wat kan leiden tot neurologische complicaties, zoals directionele stoornissen en hemiplegie 13,14,15. Bovendien kunnen deze end-to-end benaderingen leiden tot veranderde hemodynamica, zoals hogesnelheidsarteriële jets, en een hoger risico op trombose en stenose met zich meebrengen, wat nadelig is voor de langetermijnoverleving van de transplantatie. Bovendien brengt de manchettechniek ook een inherent risico op trombose met zich mee door de aanwezigheid van de manchet.
Om deze beperkingen aan te pakken, hebben we een verfijnde end-to-side handmatige hechtingstechniek toegepast waarbij de opstijgende aorta en PA van de donor worden geanastomoseerd aan respectievelijk de CCA en EJV van de ontvanger. Deze methode behoudt de integriteit en continuïteit van de belangrijkste cervixvaten van de ontvanger, waardoor de normale cerebrale perfusie behouden blijft en het 3R-principe (Replacement, Reduction, and Refinement) van dieronderzoek wordt nageleefd. Met deze techniek bereikten we een chirurgisch succespercentage van ongeveer 96,7% (29/30, met slechts één sterfte door bloeding). Er werden geen cerebrale ischemie-gerelateerde complicaties waargenomen bij de ontvangende muizen na de operatie. Deze methode lijkt sterk op standaard buikmodellen en is bijzonder geschikt voor chirurgen met ervaring in vasculaire hechtingen om cervicale HT-modellen vast te stellen.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De dierenverzorging voldeed aan internationale richtlijnen en alle procedures werden uitgevoerd in het Institute of Organ Transplantation, Tongji Hospital, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, China. Ethische goedkeuring voor het onderzoek werd verkregen van de Animal Ethics Committee van het Tongji Ziekenhuis (goedkeuringsnummer: TJH-202310010). De geschikte instrumenten die voor de studie zijn gebruikt, staan vermeld in de Materiaaltabel.
1. Preoperatieve voorbereiding
2. Oogst van donorhart
3. Ontvangeroperatie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dertig gevallen werden uitgevoerd met dit aangepaste model; Het slagingspercentage van de operatie was 96,7% (29/30). Slechts één sterfte vond plaats door een intraoperatieve bloeding. De overige 29 gevallen werden opgenomen voor analyse van operatietijden en graftuitkomsten. Er werden geen cerebrale ischemie-gerelateerde complicaties waargenomen bij een ontvanger na de operatie. De oogst van het donorhart werd voltooid in 6,4 ± 0,7 minuten, en de ontvangeroperatie in 28,7 ± 1,2 minuten....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het cervicale HT-model met de end-to-side anastomosetechniek biedt verschillende voordelen. In vergelijking met end-to-end hechting of de manchetmethode behoudt deze aanpak volledig de continuïteit van CCA en EJV, waardoor de normale cerebrale hemodynamica behouden blijft en cerebrale ischemie-gerelateerde complicaties effectief worden voorkomen. De end-to-side anastomose voorkomt ook technische problemen veroorzaakt door een mismatch in de diameters van de donor- en ontvangervaten. In v...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hoeven geen belangenconflicten aan te geven.
Dit werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (81700571).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 1mL Spuit | Becton Dickinson Medical Devices Co., Ltd | B309628 | |
| 11-0 hechtdraad met naalden | Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | H1101 | Voor vasculaire anastomose |
| 3mL Spuit | Becton Dickinson Medical Devices Co., Ltd | B309657 | |
| 5-0 hechtdraad met naalden | Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | CR537 | Voor huidsluiting |
| 6-0 zijden hechtdraad | Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | 2650182 | |
| Bloedstopcauter | Ningbo Shunye Medical Co., Ltd. | BDD-YE-DT-1 | |
| Buprenorfine | Tianjin Institute of Pharmaceutical Research Pharmaceutical Co., Ltd | H12020275 | Pijnstiller |
| Wattenstaafjes | Fuqing Health & Integral Medical | 20230R | |
| Gebogen microtang | RWD life Science Co. | F11031-11 | Chirurgisch instrument |
| Gebogen microschaar | 66 Vision Tech Co., Ltd. | 54108B | Chirurgisch instrument |
| Gaasjes | Yubei Medical Materials Co., LTD | 21080274 | |
| Heparine-natriuminjectie | North China Pharmaceutical Co., LTD | 2101131-2 | |
| Micro naaldhouder | World Precision Instruments Co., Ltd. | 555408NT | Chirurgisch instrument |
| Micro vaatclip | Roboz Surgical Instrument Co | RS-5481T | |
| Micro vaatclip applicator | Roboz Surgical Instrument Co | RS-5480 | |
| Naaldhouder | RWD life Science Co. | F31025-13 | Buiksen sluiting |
| Zoutoplossing | Zhejiang Tianrui Pharmaceutical Co.,Ltd | 716092103 | |
| Rechte microtang | RWD life Science Co. | F11029-11 | Chirurgisch instrument |
| Chirurgisch microscoop | Leica | M650 | |
| Chirurgisch platform | Aangepast, magnetisch | ||
| Weefseltang | RWD life Science Co. | F12002-12 | Chirurgisch instrument |
| Weefselschaar | RWD life Science Co. | S12003-09 | Chirurgisch instrument |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.