Свиная модель КТ позволяет изутовить новые терапевтические подходы и медицинские приборы в клинически значимых крупныхживотных настройки 15,17,21. Анатомическое, патофизиологическое и хирургическо-техническое сходство между свиной и человеческой обстановкой может облегчить клиническую интерпретацию данных и быстрый перевод полученных результатови методов в клинические испытания 15,16,17,18,19,21.
Модель ортотопической трансплантации почек не только соответствует принципу 3R, уменьшая количество необходимых животных по сравнению с ало-трансплантацией, например, не требует отдельного донорского животного, но и предоставляет уникальную возможность исследовать последствия ИРИ и сохранения травмы без путаницы эффектов иммунологического реагирования и иммуносупрессивныхпрепаратов 17,21.
Незначительные изменения протокола позволяют моделировать широкий спектр клинических ситуаций. Чтобы имитировать КТ с помощью донорства после смерти кровообращения (DCD) почек, сосудистые структуры зажимаются в течение 30 до 60 минут на месте до извлечения почки, в то время как длительное время ишемии холода (24 часа и дольше) могут быть применены для моделирования обширныхтравм сохранения 16,17,28,29.
Хотя, свиная модель КТ является хирургически менее сложным, чем твердые модели трансплантации органов у мелких животных (например, крыси мышей) 26, Есть несколько технических аспектов и ловушек, которые должны иметь в виду, чтобы улучшить результаты и избежать конкретныхосложнений 17.
Неспособность избежать крупных лимфатических сосудов вокруг нижней полой вены и аорты во время извлечения трансплантата или имплантации из-за технической ошибки или анатомических вариаций, может привести к высокой выходной лимфатической свищ и послеоперационного сбора брюшной жидкости, инфекции и потенциально технической неисправности. Лимфатические сосуды следует полностью избегать во время операции или закрыть с 5-0 или 6-0 полипропиленовых швов. Целесообразно также избегать использования биполярного или любого другого устройства свертывания в случае лимфатических утечек. Это обычно приводит к ухудшению ситуации. В случае низкой утечки лимфатики, наша команда имеет хороший опыт применения фибрина основе коллагена патчи (например, Tachosil)30, однако, их высокая стоимость ограничивает их применение в этой обстановке.
В настоящем протоколе мы демонстрируем трансперитонеальный подход к поиску почек и автоматической трансплантации. Это серьезное техническое отличие по сравнению с клинической ситуацией, когда трансплантаты почек обычно имплантируются в подвиховую ямку с использованием экстраперитонеального подхода. Хотя, большинство групп используют трансперитонеальный и ортопедический подход в свиной модели, гетеротопная трансплантация подвиха фосса также возможно усвиней 31. Однако, из-за относительно низкого диаметра внешней подвиховой артерии в 30-40 кг свиней и его склонность к вазоспасму делает его иногда трудно выполнить из-за бокового анатомоза почечной артерии к внешней подвиховнойартерии 31. Что касается того факта, что мы извлекаем левую почку с помощью трансперитонеального подхода для выполнения последующей автоматической трансплантации, то более возможно выполнить имплантацию путем повторного открытия того же разреза и с использованием straigtforward ортопедический подход, особенно, что за протокол также требуется удалить родную правую почку, чтобы убедиться, что животное будет восстанавливаться только с одним predamaged kindey. Всеобъемлющее описание всех возможных технических вариаций модели выходит за рамки настоящего протокола и было обобщено другими в статьях31 всеобъемлющего обзора.
Дислокация пересаженного трансплантата почки и последующее изломы сосудистого анастоза является основным источником отказа в модели свиного КТ, быстро приводит к окклюзии сосудов и полному провалу эксперимента из-за хирургического осложнения. Чтобы избежать этого, после автоматической трансплантации мы закрываем брюшовый слой над почкой с помощью бегущего шва с использованием 3-0 полиглактина. Кроме того, цвет доплеровского ультразвука проводится непосредственно после имплантации почек и брюшной полости, чтобы обеспечить хорошую артериальную и венозную перфузию трансплантата почки. Ультразвук также используется ежедневно и по требованию, на основе клинической производительности животного, для проверки перфузии почек, пост-почечных проблем (например, обструкция или излом мочевого катетера), и сбор жидкости из-за лимфатической свищей, кровотечения или инфекции(рисунок 4 и рисунок 6).
Поскольку 24 часа холодной ишемии часто приводит к функциональным нарушениям и задержке функции трансплантата, животные могут потребовать медицинской терапии по требованию, если это считается необходимым ветеринарным врачом. Это может включать в себя инфузионные терапии с использованием 5% глюкозы и / или Ringer раствор вводят через центральную венозную линию, furosemide болус инъекции (в случае олигурии / анурии в зависимости от клинического состояния и лабораторных результатов, 60-80 мг уколов болюса до 200 мг/день), и устное введение sodium Polystyrene Sulfonate (Resonium A) в случае тяжелойгиперкемии 32. Чтобы избежать экспериментальной предвзятости, ветеринарный врач, ответственный за после трансплантации ветеринарной помощи животным, должен быть ослеплен для прикладного лечения и группировки.
Хотя, анатомия почечной артерии довольно проста в немецких свиней landrace с обычно одной артерии, чтобы реконструировать, есть широкий спектр анатомических вариаций ветвей почечной вены, которые требуют определенного хирургического творчества во время венозной реконструкции. Часто две (или более) ветви почечных вен соединяются на разных уровнях между hilum почки и нижней вены кавы. Наиболее часто наблюдаемые вариации и возможные варианты реконструкции17 показаны на рисунке 3.
После первого хирургического вмешательства (день -15, телеметрическая имплантация) все животные получают свиную куртку, которую они носят на протяжении всего периода экспериментов. Это обеспечивает отличную защиту от случайных травм и вывиха имплантированных катетеров и обеспечивает место для хранения мешков для сбора мочи. Использование этих курток также является возможным решением для устранения необходимости метаболических клеток для оценки клиренса креатинина в качестве метода уточнения в соответствии с принципом 3R.
Наш жилой комплекс интегрирует использование телеметрии и видео-пери-оперативного мониторинга. Хотя эти методы не могут заменить регулярные визиты ветеринарного офицера и техников, они облегчают быстрое вмешательство и улучшают оценку степени тяжести для дальнейшего совершенствования наших экспериментальных условий на будущее. Существует широкий спектр показаний для использования имплантируемого телеметрического устройства в крупных моделях животных33. Хотя, тесный мониторинг клинических парамтеров после крупных операций, таких как ЭКГ, кровяное давление, температура считается стандартной в клинических условиях человека хирургического интенсивного и промежуточного ухода, в экспериментальной хирургии мониторинга в основном прекращено, когда животное просыпается отанестезии 33,34,35. Таким образом, телеметрия обеспечивает осуществимый способ непрерывного мониторинга этих животных. Мы считаем, что все эти данные способствуют раннему выявлению возможных послеоперационных осложнений точно и своевременно (например, геморрагический шок или сепсис, выявленный при повышении температуры, гипотонии и тахикардии). Это может способствовать своевременному вмешательству (например, введение терапевтической антибиотикотерапии, замена жидкости, прекращение антикоагуляции или жертвоприношение животного, чтобы избежать страданий). Помимо этих "в режиме реального времени" мониторинга аспект, наша группа в настоящее время упором на оценку тяжестии уточнения экспериментов на животных 36,37,38. Ретроспективный анализ большого количества собранных телеметрических данных в этих экспериментах может позволить нам лучше расслоить тяжесть такого рода хирургических вмешательств и оптимизировать периоперационный уход (например, анальгезия) у лабораторных животных.
С точки зрения имплантируемой телеметрии рекомендуется период не менее 12 дней после имплантации измерительных систем для обеспечения стабильных и оптимальных данных измерений (на основе личного общения). Обсудив этот вопрос с различными производителями, предоставляющими телеметрические решения для крупных животных, а также с другими исследовательскими группами, использующими эти системы в различных экспериментальных условиях, мы решили интегрировать 14-дневный период между имплантацией телеметрии и трансплантацией почек. В предыдущие дни, отклонения все еще могут произойти из-за движения животного, как рубцы и процессы заживления по-прежнему незавершенными.
Несмотря на свои преимущества, вышеописаемая модель имеет определенные ограничения. Сложность и необходимые ресурсы и инфраструктура являются наиболее важными ограничениями модели. Много времени экспериментальный протокол, сложные методы, и интенсивные пери-оперативной последующей деятельности требуют наличия значительного жилья и OR потенциала и требуют участия более широкой команды, в том числе докторантов, хирургов, ветеринарных офицеров и техников (таблица 1). Поэтому, основываясь на наших эмпирических наблюдениях, обычно неосуществимо выполнять более двух процедур в день. Еще одним недостатком свиной модели по сравнению с моделями мелких животных является ограниченная возможность механистических и молекулярно-биологических исследований. В настоящем протоколе сообщалось лишь о пяти днях последующей деятельности. Это было целесообразным для демонстрации наиболее важных экспериментальных характеристик модели, однако этого относительно короткого последующего действия может оказаться недостаточно для ответа на определенный конкретный исследовательский вопрос (например, долгосрочное восстановление функции по сравнению с острым ущербом). Таким образом, может потребоваться расширение последующей деятельности, связанное с проектом. Эта рукопись описывает нашу нынешнюю «лучшую практику» в экспериментальной обстановке свиной ортопедической трансплантации почек. Хотя определенные шаги являются обязательными для успешного установления этой модели, незначительные аспекты (например, интраоперационное использование катетера мочевого пузыря, размещение артериального катетера в бедренной артерии против сонной артерии) являются емкими и могут быть избежать / изменены по усмотрению следователей. Описание и обоснование каждого методического аспекта выходит за рамки настоящего протокола и обсуждается в других местах31. Наконец, это также трудно повторить точную клиническую ситуацию ECD КТ в свиной модели, где пожилые доноры, алотрансплантаты с острой травмой почек и доноров с несколькими со-заболеваемости и хронических заболеваний, таких как гипертония, сахарный диабет или атеросклероз представляют собой большую частьмаргинального донорского пула 8,9.
Несмотря на вышеупомянутые ограничения, а также технические и материально-технические проблемы, эта устоявшаяся и воспроизводимая крупная модель КТ предоставляет уникальную возможность исследовать новые методы лечения и методы для улучшения сохранения органов и клинических исходов и представляет собой отличную платформу для молодых хирургов, чтобы освоить методы трансплантации органов в большой модели животных.