Zachowanie wątroby od dawców świń po śmierci krążeniowej (DCD) metodą perfuzji i ortotopowego przeszczepu wątroby
14 czerwca 2024
Ten protokół przedstawia metodologię tworzenia modelu świń wykorzystującego zmienną perfuzję maszynową (MP) w celu zachowania wątroby dawcy, a następnie ortotopowego przeszczepu wątroby (OLTx). Ma on na celu zwiększenie wskaźnika powodzenia OLTx przy użyciu dawstwa wątroby po śmierci krążeniowej (DCD) i ustanowienie stabilnego modelu.
Technologia perfuzji maszynowej przyczyniła się do poprawy jakości wątroby dawcy, szczególnie w przypadku wątrób o rozszerzonych kryteriach. Poprzez ciągłe pompowanie tlenu i składników odżywczych przez pompę odśrodkową i natleniacz, utrzymuje aktywność narządów i monitoruje czynność wątroby, poprawiając czas przechowywania i wskaźniki powodzenia transportu. Głównymi wyzwaniami związanymi ze stosowaniem perfuzji maszynowej w wątrobach dawców są odtworzenie warunków wątroby za pomocą zaawansowanego sprzętu i wykwalifikowanych operacji.
Ograniczenia w modelach wątroby DCD po miejscu docelowym obejmują pogorszenie jakości wątroby, czasu przechowywania i fazy bezwątrobowej, co prowadzi do niższych wskaźników sukcesu w modelach eksperymentalnych. Aby sprostać wyzwaniom, opracowaliśmy urządzenie do napełniania maszynowego ze zmienną regulacją temperatury i znajdujemy takie pojemniki, które wytrzymują konserwację wątroby, jednocześnie minimalizując uszkodzenia niedokrwienne. Postępy te zwiększają sukces naszego modelu przeszczepu wątroby po miejscu przeszczepu i promują dalsze przezskórne stosowanie profuzji maszynowej.
Rozpocznij zabieg na znieczulonej świni umieszczonej w pozycji leżącej na stole operacyjnym, wykonując laparotomię w linii środkowej rozciągniętą bocznie w prawo na zdezynfekowanej skórze. Ostrożnie wypreparuj tętnicę wątrobową i żyłę wrotną z otaczającej tkanki. Następnie zmobilizuj oś trzewnej i prześledź ją do aorty brzusznej.
Rozetnij aortę brzuszną i żyłę główną dolną, aby ułatwić pobieranie krwi. Sekwencyjnie kanniuluj aortę brzuszną i żyłę główną dolną. Zbierz krew do worków z dekstrozą cytrynianu kwasu w celu późniejszego użycia, a następnie dopasuj żyłę wrotną za pomocą specjalnego cewnika.
Następnie wyciąć wątrobę od zwierzęcia po wywołaniu zatrzymania akcji serca. Zachowaj fragment tkanki aorty brzusznej do kanneulacji tętnic. Umieść wątrobę w sterylnym worku na narządy na lodzie.
Podwiązać wszystkie dystalne gałęzie tętnicze wątroby przed kaniulacją wspólnego przewodu żółciowego. Podłącz cewnik żyły wrotnej i aorty brzusznej do urządzenia do perfuzji maszynowej. Wykonaj perfuzję wątroby za pomocą 1,5 litra roztworu perfuzyjnego.
Ustaw temperaturę perfuzji na cztery stopnie Celsjusza i czas na osiem godzin, a następnie ustaw parametry perfuzji tak, aby tętnica wątrobowa była pod kontrolą ciśnienia 25 milimetrów słupa rtęci, a żyła wrotna była pod kontrolą przepływu 200 mililitrów na minutę. Gdy urządzenie jest w normalnym trybie perfuzji termicznej maszyny, zwiększ temperaturę systemu do 37 stopni Celsjusza przed zalaniem. Przenieść wątrobę dawcy świń do urządzenia po jej ogrzaniu przez 10 minut.
Ustaw ciśnienie w tętnicach i obfitość żyły wrotnej. Zwiększ ciśnienie perfuzji żyły wrotnej do 0,75 mililitra na minutę na gram po pierwszej godzinie. Po usunięciu wątroby dawcy z urządzenia należy wprowadzić cewnik do żyły wrotnej, aby wykonać ją sekwencyjnie przez cewnik do żyły wrotnej.
Następnie włóż specjalistyczny cewnik do żyły wrotnej wątroby biorcy i podwiąż cewnik, aby przymocować go do pasującego cewnika na żyle wrotnej dawcy Za pomocą dwuramiennych czterech zerowych monofilamentowych szwów polipropylenowych wykonaj zespolenie od końca do końca nadojelita głównego. Połącz oba końce żyły wrotnej za pomocą pasujących kaniul, aby przywrócić przepływ krwi. Po zdjęciu klamry z jamy nadwątrobowej należy wykonać zespolenie end-to-end żyły głównej dolnej za pomocą czterech zerowych szwów polipropylenowych monofilamentowych.
Przepłucz tętnicę wątrobową dawcy 10 mililitrami heparynizowanej soli fizjologicznej i umieść dodatkowy zacisk buldoga dystalnie, aby zapobiec krwawieniu z pleców. Na koniec, po usunięciu cewnika do żyły wrotnej, zespolenie żyły wrotnej za pomocą czteropunktowego szwu polipropylenowego monofilamentowego.
Przegląd
Niniejszy protokół przedstawia metodologię tworzenia modelu świńskiego z wykorzystaniem perfuzji maszynowej (MP) z regulowaną temperaturą w celu zachowania wątroby dawcy, a następnie ortotopowego przeszczepienia wątroby (OLTx). Celem jest zwiększenie odsetka sukcesów OLTx z wykorzystaniem wątrób pobranych po stwierdzeniu zgonu z przyczyn krążeniowych (DCD) oraz opracowanie stabilnego modelu.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauka
- Biologia transplantacji
- Techniki konserwacji narządów
Wstęp
- Technologia perfuzji maszynowej poprawia zachowanie jakości wątroby dawcy.
- Wyzwania obejmują odtworzenie warunków panujących w wątrobie oraz konieczność przeprowadzenia operacji przez wykwalifikowany personel.
- Pogorszenie jakości wątroby wpływa na wskaźniki sukcesu w modelach wątroby DCD.
- Innowacje w urządzeniach do perfuzji maszynowej są niezbędne w celu zminimalizowania uszkodzeń niedokrwiennych.
Cel badania
- Ustanowienie modelu świńskiego do konserwacji i transplantacji wątroby.
- Poprawa wskaźników sukcesu OLTx z wykorzystaniem wątrób od dawców po donacji po zatrzymaniu krążenia (DCD).
- Opracowanie stabilnego modelu do przyszłych badań.
Zastosowane metody
- Perfuzja maszynowa (MP) z regulacją temperatury wokół zmiennych wartości.
- Ciągłe pompowanie tlenu i składników odżywczych za pomocą pompy odśrodkowej.
- Monitorowanie funkcji wątroby podczas przechowywania.
- Opracowanie urządzenia do perfuzji maszynowej w celu usprawnienia przechowywania.
Główne wyniki
- Wydłużenie czasu przechowywania oraz zwiększenie odsetka sukcesów w transporcie wątróbek od dawców.
- Poprawa jakości wątróbki dzięki zastosowaniu zaawansowanych technik perfuzji maszynowej.
- Skuteczne opracowanie modelu świńskiego do transplantacji wątroby (OLTx).
- Zminimalizowanie uszkodzeń niedokrwiennych podczas przechowywania wątróbki.
Wnioski
- Opracowane urządzenie MP znacząco poprawia konserwację wątroby.
- Skuteczne wdrożenie modelu świńskiego do przyszłych badań.
- Potencjał do szerszego zastosowania perfuzji maszynowej w transplantologii.
Najczęściej zadawane pytania
Zastosowanie w przemyśle
Przechowywanie wątrób DCD z wykorzystaniem maszyny do perfuzji z regulowaną temperaturą eliminuje krytyczne wąskie gardło w badaniach nad transplantacją, redukując uszkodzenia niedokrwienne i przedłużając żywotność organów. Podejście to zwiększa wiarygodność predykcyjną w przedklinicznych modelach transplantacji wątroby, wspierając ciągłość translacyjną od innowacji w zakresie przechowywania po zastosowania kliniczne. Poprawa wierności modelu umożliwia bardziej rzetelną ocenę strategii konserwacji oraz technik chirurgicznych w ramach portfeli badawczo-rozwojowych przedsiębiorstw.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Umożliwia mechanistyczne ograniczenie ryzyka urazów wywołanych konserwacją w wątrobach pobranych po donacji po kontrolowanej śmierci (DCD).
- Wspiera funkcjonalną walidację parametrów perfuzji i ustawień urządzenia.
- Ułatwia testowanie hipotez dotyczących łagodzenia niedokrwienia i progów żywotności.
Przesiewanie i opracowanie testu
- Zapewnia zwalidowany system dużych zwierząt do ilościowej oceny żywotności.
- Standaryzuje procesy konserwacji i transplantacji w celu zapewnienia powtarzalności.
- Generuje wiarygodne dane do przesiewowej oceny roztworów konserwujących i protokołów perfuzji.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Dostosowuje modele przedkliniczne do wyzwań klinicznych związanych z transplantacją wątróbek po DCD.
- Umożliwia ocenę nowych technologii konserwacji z uwzględnieniem ryzyka.
- Zapewnia ciągłość od konserwacji ex vivo do wyników transplantacji in vivo.
Integracja potoku i przepływu pracy
Metoda ta wpisuje się w kontinuum od etapu odkrycia do badań przedklinicznych, łącząc badania nad zachowaniem ex vivo z walidacją transplantacji in vivo w modelu dużych zwierząt.
- Biologia odkrywcza: poszerza wiedzę na temat mechanizmów uszkodzeń niedokrwiennych i skuteczności konserwacji.
- Przesiewanie: dostarcza ilościowych wskaźników żywotności i funkcji do porównywania protokołów.
- Analityka: umożliwia pomiar czasu trwania konserwacji, parametrów perfuzji oraz wyników po transplantacji.
- Badania translacyjne: zapewnia model istotny klinicznie do oceny nowych urządzeń i technik konserwacji.
- Zastosowania w przedsiębiorstwie: tworzy platformę wielokrotnego użytku do iteracyjnego testowania innowacji w zakresie konserwacji i transplantacji.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy
- Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w zakresie wyników konserwacji i transplantacji.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje przepływy pracy i zwiększa powtarzalność między badaniami.
- Wartość strategiczna: Dostarcza informacji niezbędnych do podejmowania decyzji o kontynuacji lub zaprzestaniu rozwoju technologii konserwacji.
- Wpływ na portfolio: Redukuje ryzyko biologiczne na późnych etapach i wspiera priorytetyzację wysokowartościowych innowacji.
Uwagi dotyczące wdrożenia
- Wymaga doświadczenia w chirurgii dużych zwierząt oraz w obsłudze urządzeń do perfuzji.
- Wymaga dostępu do zaawansowanej aparatury perfuzyjnej i systemów monitorowania.
- Konieczna jest międzyzespołowa standaryzacja protokołów konserwacji i transplantacji.
- Możliwe jest dostosowanie procedury do różnych modeli zwierzęcych lub konfiguracji urządzeń.
- Ograniczenia obejmują złożoność techniczną oraz wysoką zasobochłonność badań na dużych zwierzętach.
