Zmniejszone powikłania po ponownym połączeniu tętnic w szczurzym modelu ortotopowego przeszczepu wątroby
7 listopada 2020
Celem tego badania jest modyfikacja modelu ortotopowego przeszczepu wątroby u szczurów, aby lepiej reprezentowała przeszczep wątroby u człowieka i poprawiła przeżywalność biorców. Przedstawiona metoda przywraca dopływ tętniczy wątrobowej poprzez połączenie wspólnej tętnicy wątrobowej wątroby dawcy z właściwą tętnicą wątrobową biorcy.
Ortotopowy model przeszczepu wątroby u szczura jest potężnym narzędziem do badania wielu aspektów przeszczepu wątroby. Od odpowiedzi immunologicznej na infekcję, po techniczne aspekty zabiegu. Głównymi zaletami tej techniki jest to, że może ona zmniejszyć powikłania, lepiej reprezentując urodziwy przeszczep wątroby i poprawić przeżywalność biorcy.
Ten zmodyfikowany protokół ortotopowego przeszczepu wątroby u szczurów ściśle naśladuje aspekty przeszczepiania wątroby u ludzi i będzie służył jako zmienny i klinicznie istotny model badawczy. Mamy nadzieję, że dzięki wizualnej demonstracji widzowie będą mogli poznać wszystkie szczegóły i skrócić krzywą uczenia się, aby opanować umiejętności mikrochirurgii wymagane w tej technice. Po wstrzyknięciu 300 jednostek międzynarodowych heparyny sodowej do wewnątrzwątrobowej żyły głównej dolnej znieczulonego szczura w wieku od 12 do 14 tygodni, należy wykonać pięciomilimetrowe nacięcie poniżej rozwidlenia dróg żółciowych i wprowadzić stent przewodu żółciowego do wspólnego przewodu żółciowego.
Zabezpiecz stent jedną ligaturą jedwabną 7-0, jeden milimetr powyżej nacięcia i jedną ligaturą 10 milimetrów poniżej rozwidlenia. Przetnij przewód żółciowy między dwoma wiązaniami i odsłoń właściwą tętnicę wątrobową. Podziel tętnicę żołądkowo-dwunastniczą na dwie jedwabne ligatury 7-0 i odsłoń lewą tętnicę żołądkową, tętnicę śledzionową i pień trzewny.
Następnie przeciąć lewą tętnicę żołądkową, tętnicę śledzionową i pień trzewny między więzami tętniczymi. Użyj 20-mililitrowej strzykawki wyposażonej w igłę o rozmiarze 21,5, aby powoli wstrzyknąć 20 mililitrów roztworu mleczanu Ringera o czterech stopniach Celsjusza do żyły wrotnej. Aby przygotować wątrobę dawcy, należy rozciąć rozwidlenie tułowia trzewnego, tętnicy śledziony i lewej tętnicy żołądkowej, aby utworzyć większy mankiet rękawa tętniczego i wprowadzić stent tętniczy o długości 1,5 milimetra o rozmiarze 24 do wspólnej tętnicy wątrobowej dawcy przez mankiet.
Następnie zabezpiecz stent za pomocą 8-0 ligaturę polipropylenową i przepłukać stent roztworem mleczanu Ringera. Po odsłonięciu żyły wrotnej szczura w wieku od 12 do 14 tygodni, podziel przewód żółciowy biorcy na 0,5 centymetra poniżej rozwidlenia glazurnika i wprowadź stent do przewodu żółciowego dystalnego wspólnego. Odsłoń lewą, środkową i prawą tętnicę wątrobową i przywiąż naczynia dystalnie do rozwidlenia tętnicy wątrobowej.
Przetnij tętnice blisko wątroby nad wiązaniami i umieść długi cienki kawałek gazy za żyłą główną dolną wątroby. Umieść wydrukowany w 3D uchwyt żyły głównej wewnątrzwątrobowej za żyłą główną wewnątrzwątrobową i użyj niewchłanialnego szwu monofilamentowego Tenno, aby zszyć ze sobą końce wydrukowanej w 3D rączki. Luźno zawiąż jedwabną ligaturę 7-0 poniżej zarówno wydrukowanego w 3D uchwytu między żyłą główną wewnątrzwątrobową a żyłą wrotną i zaciśnij żyłę główną wątroby tuż nad prawą żyłą nerkową poniżej wydrukowanego w 3D uchwytu cava.
Zaciśnij żyłę wrotną tuż nad żyłą odźwiernika i poniżej wydrukowanego w 3D uchwytu PV. Za pomocą trzymililitrowej strzykawki z dołączoną igłą o rozmiarze 27 przepłucz dwa mililitry roztworu mleczanu Ringera o temperaturze 37 stopni Celsjusza przez rozwidlenie żyły wrotnej i zaciśnij żyłę główną nadwątrobową nad wątrobą za pomocą zacisku Kitzmiller. Następnie wytnij poniżej zacisku jak najbliżej wątroby i wytnij powyżej wydrukowanych w 3D uchwytów zarówno dla żyły wrotnej, jak i żyły głównej między wątrobami, aby usunąć wątrobę biorcy.
W przypadku przeszczepu wątroby dawcy należy ostrożnie ustawić wątrobę dawcy w jamie ciała biorcy w taki sposób, aby można było utworzyć zespolenie z kostką brukową górną. Włóż mankiet żyły wrotnej dawcy do żyły wrotnej biorcy i zaciśnij jedwabną opaskę 7-0. Usuń atraumatyczny zacisk z żyły głównej super wątroby i usuń klips mikronaczyniowy do żyły wrotnej.
Po ponownym przekrwieniu wątroby ciepłą krwią, włóż mankiet żyły głównej wewnątrzwątrobowej dawcy do żyły wewnątrzwątrobowej biorcy i zabezpiecz naczynie jedwabną opaską 7-0. Następnie usuń klips do żyły głównej wątroby dawcy przed zdjęciem klipsa biorcy. Aby wykonać zespolenie tętnicze, należy odciąć od dawcy część pnia trzewnego, która wystaje poza stent i zacisnąć właściwą tętnicę wątrobową biorcy.
Odetnij krawat na końcu i wszelkie dodatkowe tkanki otaczające naczynie. I użyj roztworu mleczanu Ringera, aby przepłukać światło zarówno końca naczynia dawcy, jak i biorcy. Za pomocą zakrzywionej igły umieść szew etylonowy 10-0 przez lewą część tętnicy wątrobowej dawcy, 2,5 milimetra powyżej dystalnego otworu stentu i na zewnątrz przez koniec stentu.
Przeciąć prawą tętnicę wątrobową biorcy 0,5 milimetra poniżej ujścia naczynia z lewej strony naczynia na prawą stronę tętnicy. Umieść następny szew przez prawą ścianę tętnicy wątrobowej dawcy od wewnątrz na zewnątrz, w odległości identycznej od otworu stentu jak oryginalny ścieg i pociągnij za dwa końce niewchłanialnej żyłki 10-0, aby wsunąć właściwą tętnicę wątrobową biorcy do góry i do stentu tętnicy wątrobowej. Następnie zawiąż niewchłanialną żyłkę 10-0 ze sobą nad tętnicą wątrobową dawcy.
Przepłukać drogi żółciowe biorcy i dawcy, a następnie wprowadzić stent dróg żółciowych dawcy do przewodu żółciowego biorcy. Następnie zaciśnij opaskę, która została wcześniej umieszczona wokół przewodu żółciowego biorcy. W tym reprezentatywnym eksperymencie model ortotopowego przeszczepu wątroby u szczura z zespoleniem tętnicy wątrobowej wykazał 50 i 37,5% wskaźniki przeżycia, odpowiednio po 21 dniach i 60 dniach po operacji.
Natomiast zoptymalizowana procedura ponownego połączenia tętnicy wątrobowej znacznie zwiększyła długoterminowe przeżycie. Analiza histologiczna reprezentatywnej podgrupy przeszczepionych zwierząt bez rekoneksji tętnicy wątrobowej ujawniła oznaki niedotlenienia wątroby z centralną martwicą zrazikową w szóstym i trzynastym dniu po przeszczepie. Rozległa martwica wątroby była związana z niezwykle podwyższonym poziomem alaninowych immunotransferów i aminotransferazy asparaginianowej u tych zwierząt.
W przeciwieństwie do tego, przeszczepione szczury z ponownym połączeniem tętnicy wątrobowej nie wykazywały oznak uszkodzenia wątroby, a analiza histologiczna ujawniła normalną strukturę miąższu wątroby, ze zorganizowanymi acini, zrazikami, tętnicami i drogami żółciowymi. Ponadto analiza histologiczna wątroby szczurów z modelem ponownego połączenia tętnic innych niż wątrobowe ujawniła zmiany reaktywne po niedotlenionym uszkodzeniu wątroby. W tym proliferacja dróg żółciowych na rynku, zwłóknienie i zapalenie wrota okołoskórego oraz zniekształcony miąższ wątroby.
Protokół ten może być zaadaptowany do badania wielu immunologicznych i chirurgicznych aspektów przeszczepiania wątroby i może służyć jako model do testowania nowych interwencji terapeutycznych związanych z transplantacją.
Przegląd
Niniejsze badanie przedstawia zmodyfikowany model ortotopowego przeszczepu wątroby u szczura, który ściśle naśladuje transplantację wątroby u ludzi, mając na celu poprawę wskaźników przeżywalności biorcy. Metoda ta zwiększa dopływ tętniczy do wątroby poprzez połączenie wspólnej tętnicy wątrobowej dawcy z właściwą tętnicą wątrobową biorcy.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Biologia transplantacji
- Techniki mikrochirurgiczne
Wstęp
- Ortotopowe przeszczepy wątroby u szczurów stanowią cenny model do badania procedur transplantacji wątroby.
- Model ten umożliwia badanie odpowiedzi immunologicznych oraz technicznych aspektów transplantacji.
- Udoskonalenie tego modelu może prowadzić do lepszych wyników i lepszego zrozumienia transplantacji wątroby u ludzi.
- Wcześniejsze modele nie odzwierciedlały w wystarczającym stopniu warunków panujących u ludzi.
Cel badania
- Zmodyfikowanie modelu transplantacji wątroby szczura w celu lepszego odwzorowania transplantacji u ludzi.
- Poprawa wskaźników przeżywalności biorców poprzez zastosowanie udoskonalonych technik chirurgicznych.
- Zapewnienie szczegółowej demonstracji wizualnej, która pomoże w opanowaniu umiejętności mikrochirurgicznych.
Zastosowane metody
- Wstrzyknięcie heparyny sodowej do wewnątrzwątrobowego odcinka żyły głównej dolnej szczura.
- Utworzenie mankietu tętniczego i wprowadzenie stentu tętniczego do wątroby dawcy.
- Szczegółowe procedury chirurgiczne połączenia naczyń dawcy i biorcy.
- Ocena przeżywalności oraz analiza histologiczna po transplantacji.
Główne wyniki
- Zmodyfikowany model wykazał poprawę wskaźników przeżywalności długoterminowej w porównaniu z wcześniejszymi metodami.
- Wskaźniki przeżywalności wynosiły 50% w 21. dniu oraz 37,5% w 60. dniu po operacji.
- Analiza histologiczna wykazała oznaki uszkodzenia wątroby w modelach nieoptymalizowanych.
- Zoptymalizowane procedury znacząco zredukowały martwicę wątroby i poprawiły wyniki.
Wnioski
- Zmodyfikowany model ortotopowego przeszczepu wątroby u szczura jest klinicznie istotnym narzędziem badawczym.
- Udoskonalone techniki chirurgiczne mogą prowadzić do lepszych wyników przeżywalności w badaniach nad transplantacją.
- Model ten może ułatwić dalsze badania nad przeszczepami wątroby oraz związanymi z nimi powikłaniami.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Ten zmodyfikowany model ortotopowego przeszczepu wątroby u szczurów rozwiązuje kluczowe ograniczenie w badaniach przedklinicznych poprzez wprowadzenie ponownego połączenia tętnicy wątrobowej, co zwiększa istotność fizjologiczną w odniesieniu do transplantacji u ludzi. Protokół ten podnosi wartość prognostyczną w badaniu przeżywalności przeszczepu, odpowiedzi immunologicznej oraz uszkodzeń niedokrwiennych, wspierając dokładniejszą ocenę ryzyka przedklinicznego dla terapeutyków związanych z transplantacją. Dzięki ograniczeniu powikłań i zwiększeniu długoterminowej przeżywalności z 37,5% do 88,2%, model ten zwiększa pewność translacyjną w decyzjach dotyczących rozwoju projektów leków w obszarze drogowisk żółciowych oraz immunomodulacji.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne etapy odkrywania i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia analizę mechanistyczną szlaków zależnych od tętnicy wątrobowej w kontekście żywotności i odrzucenia przeszczepu.
- Wartość operacyjna: Zapewnia powtarzalny model chirurgiczny do walidacji celów związanych z perfuzją naczyniową i uprzednim warunkowaniem niedokrwiennym.
- Wartość prognostyczna: Zwiększa pewność w wyborze celów poprzez redukcję wyników fałszywie ujemnych wynikających z niewystarczającego dopływu tętniczego w modelach starszej generacji.
Przesiewanie i opracowywanie testów
- Wartość naukowa: Wspiera opracowanie ustandaryzowanych testów perfuzji i żywotności z wykorzystaniem klinicznie istotnego środowiska przeszczepu.
- Wartość operacyjna: Ułatwia uzyskanie spójnych wyników ilościowych, takich jak uwalnianie enzymów (ALT/AST) i ocena histologiczna w poszczególnych grupach badawczych.
- Gotowość testowa: Umożliwia wiarygodną ocenę związków w modelu ze stabilną architekturą wątroby i zredukowanym wpływem czynników zakłócających związanych z martwicą.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Wartość naukowa: Zachowuje istotność w kontekście choroby poprzez odwzorowanie kluczowych cech naczyniowych i miąższowych ludzkich przeszczepów wątroby.
- Ciągłość translacyjna: Łączy wyniki odkryć z walidacją przedkliniczną dzięki poprawie przeżywalności przeszczepu i ograniczeniu uszkodzeń niedokrwiennych.
- Postęp z uwzględnieniem ryzyka: Wspiera decyzje o kontynuacji lub przerwaniu badań (go/no-go), minimalizując biologicznie nieistotne przyczyny niepowodzeń wynikające z niewystarczającego dopływu tętniczego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Model ten wpisuje się w kontinuum od odkrycia do badań przedklinicznych, szczególnie w przypadkach, gdy unaczynienie przeszczepu oraz tolerancja na niedokrwienie są kluczowymi czynnikami determinującymi skuteczność terapeutyczną.
- Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących sygnalizacji zapśredniczonej przez tętnicę wątrobową w szlakach tolerancji immunologicznej i regeneracji.
- Przesiewanie: Umożliwia standaryzację testów poprzez powtarzalną perfuzję przeszczepu i mierzalne wyniki biochemiczne.
- Analityka: Dostarcza ilościowych zmiennych zależnych, w tym czasu przeżycia, poziomów ALT/AST oraz histologicznych wskaźników martwicy do analizy porównawczej.
- Badania translacyjne: Zwiększa ważność przedkliniczną poprzez modelowanie reperfuzji tętniczej, która jest kluczowym czynnikiem wpływającym na wyniki transplantacji u ludzi.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy możliwość ponownego wykorzystania platformy unaczynionej wątroby do iteracyjnego testowania immunomodulatorów, cytoprotektorów i bioinżynieryjnych przeszczepów.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną poprzez redukcję niejednoznaczności mechanistycznej wynikającej z artefaktów hipoksyjnych w modelach niewaskularyzowanych.
- Wartość operacyjna: Zapewnia standaryzację dzięki zastosowaniu uchwytów i mankietów drukowanych w technologii 3D, co poprawia powtarzalność międzylaboratoryjną.
- Wartość strategiczna: Poprawia efektywność kapitałową poprzez redukcję odsetka niepowodzeń na późnych etapach badań wynikających z niewłaściwego modelowania powikłań naczyniowych.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów z uwzględnieniem ryzyka, w oparciu o poprawioną przeżywalność przeszczepów i zredukowane punkty końcowe dotyczące uszkodzeń niedokrwiennych.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymagana jest wiedza z zakresu mikrochirurgii w obszarze anastomozy naczyniowej i technik stentowania tętniczego u gryzoni.
- Metoda opiera się na specjalistycznym instrumentarium, w tym na wydrukowanych w technologii 3D uchwytach naczyniowych, mikrozaciskach i stereomikroskopach fluorescencyjnych.
- Konieczna jest standaryzacja perfuzji heparyną, płukania tętnic oraz technik szycia pomiędzy operatorami.
- Rozważania dotyczące adaptacji obejmują skalowalność modelu do większych gryzoni lub międzygatunkową walidację protokołów ponownego połączenia tętnic.
- Ograniczenia praktyczne obejmują zwiększoną złożoność procedury i dłuższy czas szkolenia w porównaniu z modelami ograniczonymi do żyły wrotnej.
Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji
Chapters in this video
0:04
Introduction
1:07
Donor Liver Harvest
2:14
Donor Liver Preparation
2:44
Recipient Liver Excision
4:25
Donor Liver Implantation
5:16
Hepatic Artery Anastomosis
6:46
Results: Representative Liver Transplant Survival and Histopathological Analysis
8:10
Conclusion
