Przedstawiamy protokół opisujący model chirurgiczny pozyskiwania nerek w przedklinicznym modelu świń do późniejszej perfuzji lub przeszczepu maszynowego.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Przedstawiamy protokół opisujący model chirurgiczny pozyskiwania nerek w przedklinicznym modelu świń do późniejszej perfuzji lub przeszczepu maszynowego.
Perfuzja maszynowa stała się realną strategią oceny organów ex vivo , monitorowania, leczenia, optymalizacji oraz wydłużania czasu konserwacji. Modele dużych zwierząt odegrały kluczową rolę w rozwoju i optymalizacji tych technologii. Jednak aby zapewnić jakość przeszczepów i powtarzalność danych, należy stosować standaryzowane i klinicznie przetłumaczalne techniki chirurgiczne pozyskiwania narządów i tkanek. Dlatego tutaj opisujemy zoptymalizowany protokół pozyskiwania nerek w modelu przedklinicznym dla świń. Odzyskiwanie nerek przeprowadza się z użyciem świń mieszanych (mieszańców Yorkshire). Krótko, po sterylnej dezynfekcji i zasłonieniu pola chirurgicznego, wykonuje się pełne nacięcie w linii środkowej, aby uzyskać optymalny dostęp do obu nerek. Moczowód, żyła nerkowa i tętnica są rozcinane aż do momentu, gdy wychodzą odpowiednio z dolnej żyły głównej i aorty. Po całkowitej sekcji nerki moczowód jest wiązany i przecięty dystalnie. Zwierzę dawcy jest następnie w pełni heparynizowane z 100 IU na kilogram/masę ciała. Następnie tętnica nerkowa jest zaciskana blisko aorty, a żyła nerkowa zaciska się blisko żyły głowej za pomocą zacisku naczyniowego Satinsky'ego. Następnie przeszczep nerki jest usuwany, a tętnica nerkowa natychmiast kanuluje się na tylnym stole. Następnie nerka jest przepłukiwana lodowatym roztworem konserwującym i przechowywana na lodzie do czasu perfuzji maszynowej lub przeszczepu. Na koniec kikut tętnicy nerkowej jest podwiązany jedwabną ligaturą 2-0, a żyła głowna zamykana szwem polipropylenowym 6-0. Technika ta odzyskuje nerki i symuluje życie (pojedyncza nerka) lub zmarłego (podwójna nerka) dawcę. Pojedyncza rekonwalescencja nerki daje możliwość przeprowadzenia kolejnego autotransplantu. W modelu dawcy zmarłego krew można pobrać przed eutanazją, wprowadzając igły z workami bezpośrednio do aorty, co powoduje wykrwawienie zwierzęcia i dostarczanie krwi do perfuzji maszynowej ex vivo .
Przeszczep nerki jest optymalnym leczeniem końcowego stadium choroby nerek (ESRD), zapewniając lepszą jakość życia i długoterminowe wyniki w porównaniu z dializą1. Pomimo postępów w konserwacji narządów, codziennie dziesiątki osób umierają na ESRD, gdy są na liście oczekujących na przeszczep nerki2. Perfuzja maszynowa to rozwijająca się dziedzina, która wydłuża czas konserwacji, umożliwiając rozszerzone sieci dawców i bardziej efektywną alokację narządów. Technologia ta umożliwia również monitorowanie i optymalizację narządów ex vivo, minimalizując skutki urazu niedokrwieniowo-reperfuzyjnego (IRI). W porównaniu ze statycznym przechowywaniem w chłodzie (SCS), wykazano, że perfuzja maszynowa znacząco zmniejsza częstość występowania opóźnionej funkcji przeszczepu 3,4. Perfuzja maszynowa wykazała również rewitalizację przeszczepów marginalnych, które w innym przypadku nie spełniłyby kryteriów przeszczepu5. Pomimo postępu technologicznego, najczęściej stosowaną techniką konserwacji pozostaje SCS na lodzie. Dalsze eksperymenty przedkliniczne i dane mogą pomóc uczynić perfuzję maszynową podstawą zachowania nerek.
Model przeszczepu nerki u wieprzowini jest dobrze ugruntowany i odegrał kluczową rolę w rozwoju technologii konserwacji nerek, zwłaszcza perfuzji maszynowej. W przeciwieństwie do jednołobowatych nerek gryzoni, zarówno nerki wieprzowe, jak i ludzkie są wielopłatowe, podobne rozmiarami i mają analogiczną anatomię tętniczą, żylną i moczową 6,7. Dlatego nerka wieprzowina ułatwia bezpośrednie przeniesienie do środowiska klinicznego, zwłaszcza w zakresie urządzeń medycznych i terapii lekowych. Dodatkowo, nerki wieprzowe wykazują podobną patofizjologię jak IRI jak ludzkienerki 8, co czyni je idealnymi do badań nad zachowaniem nerek.
Aby zapewnić jakość przeszczepu i powtarzalność danych, należy stosować standaryzowane i klinicznie tłumaczalne techniki chirurgiczne pozyskiwania narządów i tkanek. Dlatego tutaj opisujemy zoptymalizowany protokół pozyskiwania nerek w modelu przedklinicznym dla świń. Protokół ten umożliwia odzyskiwanie nerek i symuluje sytuację dawcy żywego (pojedyncza nerka) lub zmarłego (podwójna nerka). Powrót do zdrowia jednej nerki daje korzyść w postaci przeprowadzenia kolejnej autotransplantacji. W modelu podwójnej nerki pobieranie krwi przed eutanazją jest możliwe poprzez wprowadzenie igieł worków krwi bezpośrednio do aorty, co powoduje wykrwawienie zwierzęcia i dostarczanie krwi do perfuzji maszynowej ex vivo .
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie opisane procedury zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Instytucji Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, instytucji posiadającej licencję Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych (USDA), zatwierdzonej przez Office of Laboratory Animal Welfare (OLAW) oraz akredytowaną przez Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care (AAALAC). Zwierzęta były utrzymywane zgodnie z Ustawą o dobrostanie zwierząt Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych, Przewodnikiem Narodowych Instytutów Zdrowia dotyczącym opieki i wykorzystania zwierząt laboratoryjnych oraz Polityką Humanitarnej Opieki i Wykorzystania Zwierząt Laboratoryjnych Służby Zdrowia Stanów Zjednoczonych.
1. Zwierzęta i mieszkania
2. Procedura przedoperacyjna i znieczulenie
3. Procedura pobierania nerek
4. Procedura pobierania krwi
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Nasza grupa badawcza ma szerokie doświadczenie obejmujące prawie 15 lat z modelami wieprzowymi zarówno przeszczepów narządów stałych, jak i allotransplantacji naczyniowej złożonej 9,10,11,12,13,14,15,16,17 . Tutaj opisujem...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Model wieprzowy do przeszczepu nerki był kluczowy dla rozwoju i optymalizacji technologii perfuzji maszynowej. Biorąc pod uwagę anatomiczne, immunologiczne i patofizjologiczne podobieństwa do ludzkich nerek 6,7,8, nerki wieprzowe oferują ułatwione przeniesienie do badań klinicznych i praktyki.
Model pozyskiwania nerek u wieprzi może być wykorzystywany w różnych eksperyment...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają żadnych konfliktów interesów do ujawnienia.
Autorzy pragną podziękować licznym technikom weterynaryjnym z Johns Hopkins University School of Medicine za ich wsparcie techniczne. Chcielibyśmy również wyrazić wdzięczność dr Jessice Izzi i Amandzie Maxwell oraz licznym rezydentom weterynarii, w tym dr Mallory Brown, dr Jessice Plunkard i Alexis Roach za zapewnienie naszym zwierzętom doskonałej opieki klinicznej i nadzoru weterynaryjnego. Na koniec chcielibyśmy podziękować wszystkim członkom Laboratorium Vascularized Composite Allotransplantation (VCA) w Johns Hopkins School of Medicine, którzy w jakiejkolwiek roli pomagali przy pobieraniu nerek lub innych procedurach pozyskiwania narządów wykonywanych w naszym laboratorium. Prace te zostały wsparte przez grant National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases (NIDDK) R44DK136396.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Roztwór etanolu 70% | Fisher Scientific | 04-355-122 | |
| Addon Tissue ForceA2:D30ps, 4,75", 1 x 2 zęby | Wexler Surgical | FL0081.1 | |
| Koc Bair Hugger Animal Health Over Body | 3M | 53777 | |
| Jednostka Ogrzewająca Bair Hugger | 3M | 77500 | |
| Brzuszny retraktor Balfoura z stałymi łopatkami bocznymi, głębokość 4", maksymalny rozrzut 10" | MPM Medyczne Zaopatrzenie | 124-7017 | |
| Roztwór betadyny (5% providone-jodyna) | MWI Zdrowie Zwierząt | NDC-67618-155-01 | |
| Cefazolina do zastrzyków, USP | MWI Zdrowie Zwierząt | NDC-63323-237-10 | |
| Roztwór chlorheksydyny | MWI Zdrowie Zwierząt | NDC-30798-624-31 | |
| Sprzątanie HTK Organ Preservation Solution | Niezbędne Farmaceutyki | 25767073545 | |
| Kleszcze DeBakey Tissue, końcówki 7,75", 2 mm | Wexler Surgical | FL0789.1 | |
| EUTHASOL (pentobarbital sodowy i fenytoina sodowa) | Virbac | NDC-051311-050-01 | |
| Zastrzyk z heparyną sodu, USP | MWI Zdrowie Zwierząt | NDC-71288-402-10 | |
| Kontroler zarządzania temperaturą Hot Dog | Augustine Surgical Inc. | WC71V | |
| Materac podwozowy Hot Dog Weterynarz Ogrzewany pod Tylkiem | Augustine Surgical Inc. | V106 | |
| Worek izolacyjny Invisishield, 20" x 20" | Medline | DYNJSD1003 | |
| Uchwyt na mikroigły Jacobson, proste szczęki, okrągła rączka, 7,25" | Wexler Surgical | NL0729.11 | |
| Roztwór do wstrzykiwania chlorku ketaminy | NexGen Pharmaceuticals | NC-0256 | |
| Gąbki na lana 18" x 18" | Medline | MDS231318LF | |
| Nożyczki do sekcji Metzenbaum, zakrzywione 7" | Wexler Surgical | SL5011.1S | |
| Nieprzewodząca rura ssąca z pokrętłami o falszowanych elementach, 1/4" x 10' | Medline | DYND50251 | |
| Pantoprazol sodu do zastrzyków | MWI Zdrowie Zwierząt | NDC-55150-202-00 | |
| Kanyula perfuzja, swobodny przepływ, końcówka 3 mm | Rozwiązania MED Alliance | PER-3003S | |
| Yankauer z sztywną żarówką | Medline | DYND50130 | |
| Zacisk Satinsky, 30 mm skośne szczęki DeBakeya bez urazów, zakrzywione trzonki, 10" | Wexler Surgical | AL2150.1 | |
| Uchwyt skalpela #3 | Światowe Precyzyjne Instrumenty | 500236 | |
| Servator B UW (Uniwersytet Wisconsin) | Globalne Rozwiązania Transplantacyjne | JFISERB10A r2 | |
| Pojedyncza jednostka zbiorcza wstępnie naładowana CPDA-1, 450 mL | Laboratoria Jorgensena | JO520 | |
| Sofsilk Suture Tie, 2-0, czarne, 18" | Covidien | S-195 | |
| Ostrze skalpela chirurgicznego nr 10 | Światowe Precyzyjne Instrumenty | 500239 | |
| Szew Surgipro II, 6-0, niebieski, 30", podwójnie uzbrojony, CV-22 Needle | Covidien | VP-733-X | |
| Trzy czwarte chirurgicznej zasłony | Medline | DYNJP2414 | |
| Ołówek elektrochirurgiczny Valleylab z elektrodami ze stali nierdzewnej | Covidien | CVNE2516H | |
| Generator elektrochirurgiczny Valleylab Force FXc | Covidien | MFI-MDT-FORCE-FXC | |
| Polyhezyczna elektroda powrotna dla dorosłych pacjentów Valleylab | Covidien | E7507-SD | |
| Roztwór do wstrzykiwania chlorku ksylazyny | NexGen Pharmaceuticals | NC-0334 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.