Summary
Auxiliary levertransplantation giver en midlertidig støtte i akut leversvigt, indtil regenerering af svigtende leveren. Den heterotopisk medhjælper levertransplantation (HALT) med portal vene arterialization (PVA) gør tilstrækkelig leverfunktion. Vi har udviklet en analog teknik i rotter for at undersøge indflydelsen af portvenen arterialization på morfologi og funktion af transplantatet.
Abstract
Ved akut leversvigt ekstra levertransplantation er et interessant alternativ tilgang. Målet er at give en midlertidig støtte, indtil den defekte indfødte leveren er regenereret. 1-3 Den APOLT-metoden, ortotopisk implantation af hjælpeudstyr segments- averts de fleste af de tekniske problemer. Men denne fremgangsmåde kræver omfattende resektioner af både det native leveren og transplantatet. 4. I 1998, Erhard udviklet heterotop ekstra levertransplantation (HALT) under anvendelse portal vene arterialization (PVA) (figur 1). Denne teknik viste lovende indledende kliniske resultater. 5-6 Vi udviklede en HALT-teknik med flow-regulerede PVA rotter for at undersøge indflydelsen af flow-regulerede PVA på graft morfologi og funktion (figur 2).
En leveren graft nedsættes til 30% af den oprindelige størrelse, blev heterotopisk implanteret i højre nyreregion modtageren efter explantation af højre nyre.60; Den infra-hepatisk Caval vene af transplantatet blev anastomoseret med infrahepatic Caval vene af modtageren. Den arterialization af donorens portalen vene blev udført via modtagerens højre nyrearterie med stenten teknik. Blod-strømmen regulering af arterialized portale vene blev opnået med anvendelse af en stent med en indre diameter på 0,3 mm. Cøliaki stammen af transplantatet var ende-til-side anastomoseret med modtagerens aorta og galdegangen blev implanteret i duodenum. En subtotal resektion af den native leveren blev udført for at inducere akut leversvigt. 7
På denne måde 112 transplantationer blev udført. Den perioperative overlevelse sats var 90%, og den 6-ugers overlevelsesrate var 80%. Seks uger efter operationen, den indfødte lever regenereres, der viser en stigning i vægt fra 2,3 ± 0,8 g til 9,8 ± 1 g. På dette tidspunkt faldt transplantatet vægt fra 3,3 ± 0,8 g til 2,3 ± 0,8 g. Vi var i stand til at opnå lovende resultater på lang sigt i form af transplantat morfologi og funktion. HALT med flow-regulerede PVA pålideligt bro akut leversvigt, indtil de indfødte lever regenererer.
Introduction
Akut leversvigt udgør et alvorligt problem i klinisk medicin, der fører til en dødelighed på 60-80%. 8 Ved akut leversvigt, påhængs levertransplantation er en lovende alternativ behandling at bygge bro over den akutte fase. De indfødte lever er overladt til at regenerere og efter regenerering af immunosuppressive lægemidler kan afbrydes. Som en konsekvens transplantatet bliver atrofisk. Men den operative teknik til ekstra levertransplantation stadig diskuteret. 1-3 I denne sammenhæng Terpstra rapporterede manglende plads til protesen, portalen blod stjæle fænomen og problemet med venøs overbelastning og afløb. 9-10 Donoren portal vene blev anastomoseret ende-til-side til modtagerens portalen vene. Dette resulterede i portal flow konkurrence mellem transplantatet og den indfødte leveren og i portal venetrombose. De fleste af disse tekniske problemer kan undgås ved brug af APOLT-metoden (orthotopIC implantation af segmenter ekstra). 4. Men denne metode kræver omfattende resektion af både den indfødte lever og transplantatet. 4. I 1998 Erhard og hans team udviklet heterotopisk ekstra levertransplantation (HALT) udnytte portal vene arterialization (PVA) (Figur 1 ). Navlens og portvenen af det native leveren respekteres med brug af denne metode. Det skåner modtager fra uønskede bivirkninger såsom portal venetrombose og portal blod stjæle fænomen, som kunne forstyrre indfødte lever opsving. Derudover er ingen omfattende lever resektion af den native leveren og graft påkrævet for denne metode, med dermed mindre blødning og mere resterende samlede lever parenkym masse for at bygge bro (graft) og regenerering (native lever). Denne teknik viste lovende indledende kliniske resultater. 5-6 Målet med denne eksperimentelle arbejde var udviklingen af en HALT teknik med portal vene arterialization irotte til forskningsformål (figur 2). I de indledende forsøg vi ikke tage hensyn til blodgennemstrømningen regulering af arterialized portalen vene, hvilket resulterede i overbelastning af det transplanterede transplantat efter reperfusion og massiv blødning fra leveren kapsel. 11 Siden da blodgennemstrømningen i arterialized portalen vene blev reguleret af en stent med en indre diameter på 0,3 mm og en længde på 8 mm. Pilot forsøg havde vist, at en stent diameter på 0,3 mm giver en gennemsnitlig blodgennemstrømningen i arterialized portale vene, der er i det øvre fysiologiske område (1,7 +/- 0,4 ml / min / g lever vægt). 12 Vores resultater uden blodgennemstrømning regulering korrelerer med resultaterne af Hong, som udførte HALT med PVA via hoftearterie af modtageren. 13 I sine eksperimenter uden blodgennemstrømningen regulering massiv portal og sinusoiden congestions opstod.
Målet med vores video er at demonstrate trinvis denne ne.w eksperimentel kirurgisk teknik i rotter. På længere sigt kan bruges af den foreslåede teknik i undersøgelser af leverregenerering og inter-lever konkurrence og portal vene arterialization, portal vene hyperperfusion og portal blodgennemstrømning regulering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. forsøgsdyr
- Anskaf en lokale etiske komité godkendelse til alle eksperimenter, der vil blive udført i overensstemmelse med retningslinjerne for dyrebeskyttelse FELASA (K 40, 17/99).
- Brug Lewis-hanrotter købes fra enhver kommerciel opdrætter (f.eks Charles River Wiga GmbH, Sulzfeld, Tyskland). Her blev 224 dyr (112 donorer, 112 modtagere) bruges til at udføre 112 transplantationer. Modtagerne blev aflivet 6 uger postoperativt. På tidspunktet for operationen, skal dyrene vejer 250-350 g.
- Holde dyrene i kølerum med fri adgang til mad og vand.
2. Anæstesi og operative Forberedelse
- Placer rotte i en plexiglas boks tilsluttet til anæstesiapparat med en oxygen strømningshastighed på 1 l / min og en isofluoran fordamper med 5% anæstesigas til at inducere anæstesi. Opretholde anæstesi på 1,5% isofluoran.
- Placer rotterne irygleje på en varmeplade.
- Fjern skind af maven med en hårfjerning creme.
- Forbered en steril kirurgiske område som følgende: Brug et desinfektionsmiddel til at rense stationære. Til desinficering af incisionssted brug Chlorhexidin først, alkohol sekund og endelig et krat løsning (f.eks Chlorhexidin og 70% isopropylalkohol). Bær en engangs kirurgisk kjole og kirurgiske handsker.
- Brug sterile instrumenter til mikrokirurgi.
- Brug en operation mikroskop i 12-20 gange forstørrelse.
3. Kirurgisk procedure
- Donor drift
Forberedelse- Udfør en median laparotomi og resecere venstre laterale lap og medianen lap af implantatet, som beskrevet af Higgins. 14
- Derefter forberede hepatoduodenal ledbånd. Først ligere galdegangen med henblik på at fremkalde overbelastning og udvidelse af den lille galdegang. Så ligere og transektere den gastroduodeudg vene og arterie. Bagefter isolere cøliaki stammen og den fælles hepatisk arterie og transektere venstre gastrisk arterie og milt arterie. Incise overbelastede galdegang, og indføre en 20-G stent ind i det. Placeringen af stenten skal sikre dræning af hele hilar galde kanalsystem. Transekt galdegangen distalt til stenten.
- Isoler infrahepatic segment af Caval vene lige over højre nyre vene.
Perfusion - Efter ligering af aorta over cøliaki stammen, klemme portåren og incise det. Indføre perfusionskateteret (14 g) i portalen vene, og udføre perfusion med 30 ml histidin-tryptophan-ketoglutarat (HTK)-opløsning (12 cm H2O, 4 ° C).
- Skær membranen og suprahepatic cava vene for at tillade perfusatet til at flyde ud.
- Udskære cøliaki stammen sammen med en aorta patch og skyl det med histidin-tryptophan ketoglutarat løsning.
Explantation - Transekt den infrahepatic Caval vene lige over højre nyre vene.
- Derefter placere en stent med en diameter på 0,3 mm i portalen vene og ordne det med en ligatur. Under den efterfølgende drift er portvenen arterialized via højre nyrearterie. Transekt portalen vene distalt til stenten.
- Efter ligering af suprahepatic cava vene, transektere det sammen med en manchet af membranen.
- Eksplanter transplantatet og gemme det i histidin-tryptophan-ketoglutarat (HTK)-opløsning ved 4 ° C i en plastikpose på is. Placer hjørne suturer (8-0 Ethilon) i infrahepatic Caval vene.
- Modtager drift
- Udfør en median laparotomi og forberede infrahepatic Caval vene. Derefter isolere højre nyrearterie og ureter, ligere ureter og transektere det. Spænd højre nyrearterie ved dets oprindelse, derefter ligere højre renale vene. Så efter transektion både renale fartøjer, udføre nefrektomi. Efterfølgende forkorte højre nyre-arterie, skyl den med heparin saltvandsopløsning (40 UI heparin / ml saltvandsopløsning).
- Transekt højre nyre-vene proximalt til ligatur efter proksimal og distal fastspænding af infrahepatic Caval vene til at skabe en oval lumen i infrahepatic Caval vene. Skyl cava vene med heparin saltvandsopløsning. Implantere protesen i den rigtige nyreregion modtagerens maven.
- Anastomoserer donorens infrahepatic Caval vene ende-til-side til den recipient`s Caval vene med en 8-0 Ethilon kører sutur.
- Efter skylning med heparin / saltvand indføre stenten i portale vene ind i den højre nyrearterie (figur 3). Slut portåren og nyrearterie med 2 masker (8-0 Ethilon). Fastgør forbinder stent i nyrearterien med en ligatur (flettet silke sort 7-0).
- For at tillade reperfusion, først fjerne arteriel klemme, så bådevenøse klemmer (figur 4).
- Forbered infrarenale aorta, og derefter placere en proksimal og distal microclamp og incise aorta lige mellem de to klemmer. Udfør en ende-til-side anastomose mellem aorta og donorens cøliaki stammen, ved hjælp af en aorta plaster, med en 10-0 Ethilon kører sutur.
- Sæt galdegang ind i duodenum: Påfør en pursestring sutur i den duodenale væg, lave et lille snit i den duodenale væg lige i midten af pursestring. Indføre stentet galdegang ind i duodenum, og stram pursestring sutur. Endelig holde duodenum og galdegangen tæt sammen med to sting (Ethilon 8-0) (Figur 5).
- Derefter udfører en subtotal resektion af det native leveren, først beskrevet af Emond et al. at efterligne akut leversvigt. 7
- Fastgør suprahepatic cava vene af transplantatet, sammen med en manchet af membranen til den laterale bugvæggen af retageren med 4-0 Vicryl sutur. Skyl maven med saltopløsning (figur 6).
- For muskulære lag bruge en 4-0 Vicryl kørende sutur og for den kutane en 3-0 Vicryl kører sutur.
4. Inddrivelse og Postoperativ Management
- Lad dyrene komme fra anæstesi under en infrarød opvarmning lampe.
- Injicer Buprenorphin i en dosis på 0,03-0,05 mg / kg legemsvægt sc hver 8-12 timer i 2 dage.
- Undersøge dyrene om den generelle tilstand og tegn på sygdom eller infektioner.
5. Beregning af Initial Native levervægt
Beregn den oprindelige indfødte levervægt på følgende måde: trække vægten af de resekterede lever lapper fra den komplette levervægt (2,66% af kropsvægten (denne værdi med en standardafvigelse på +/- 0,49% blev bestemt i tidligere forsøg med n = 80 dyr fra samme stamme og enge)). 15.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den gennemsnitlige varighed af transplantationen var omkring 150 min. Den kolde iskæmi tid var 64 +/- 7 min, varm iskæmi tiden var mindre end 25 min.
Den perioperative overlevelse sats var 90%, og den 6-ugers overlevelsesrate var 80%. Tab på 20% skyldtes bughindebetændelse grund af stent forstyrrelser og galde lækage (fire dyr) i den første postoperative uge og på grund af lungebetændelse, intra-abdominalt bylder og tarmslyng (syv dyr) i de følgende fem uger. De overlevende dyr var i fremragende generelle tilstand.
Parametrene for lever-syntese (Quick s værdi: 110 +/- 7,8%, AT III: 104 +/- 6%) var inden for normalområdet seks uger drift.
På dette tidspunkt havde de indfødte lever regenereres, der viser en stigning i vægt fra 2,3 ± 0,8 g til 9,8 ± 1 g (P: 0,0065). Transplantatet vægt faldt fra 3,3 ± 0,8 g til 2,3 ± 0,8 g (P 0,06). The samlede vægt af både lever var inden for fysiologiske forholdet levervægt / kropsvægt (figur 7).
I den histologiske plet af transplantaterne med hematoxylin-eosin på 6 uger efter HALT blev regelmæssige hepatocytter observeret med hverken ødem eller fedtdegenerering (figur 8). Alle podninger viste svag spredning af galde ductuli og cholangitis på grund af dannelse af slam (figur 8). Low-grade intra-parenkymvævet hepatocellulære nekroser kunne observeres i kun to podninger. Efter seks uger histologi af den indfødte lever afslørede ingen ændringer.
Figur 1. Skematisk præsentation af heterotopisk ekstra levertransplantation (HALT) med portal vene arterialization (PVA) i human. PORtal vene (3) er arterialized via en bækkenarterie bifurkation indskydning transplantat (5), som også er fartøjet feeder af den hepatiske arterie (6).
Figur 2. Skematisk præsentation af heterotopisk ekstra levertransplantation (HALT) med portal vene arterialization (PVA) i rotter. Portåren (a) arterialized via højre nyrearterie (e) med en stent.
Figur 3. portal vene arterialization under HALT med PVA i rotter. (A) stent i portvenen er indført i den højre nyrearterie. (B) POR tal vene og højre nyre-arterie er forbundet med to suturer. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4. Situs efter graft reperfusion via arterialized portalen vene i rotter. Klik her for at se en større version af dette tal. Klik her for at se en større version af dette tal.
pg "width =" 500 "/>
Figur 5. Choledocho-duodenostomy under HALT i rotter. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 6. Situs efter HALT med PVA i rotter. Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 7. Grafisk præsentation af leveren vægt (GR) af indfødte lever, graft ogsamlet lever, på tidspunkt for drift og efter seks uger.
Figur 8. histologisk snit af implantatet efter seks uger, farvet med hematoxylin-eosin (HE) (forstørrelse x100 (A) og x400 (B)). Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den første heterotop ekstra rotte levertransplantation blev beskrevet af Lee et al. 16 i 1966 efterfulgt af Hess. 17 portvenen af transplantatet blev anastomoseret med portvenen af modtageren. Under denne procedure er portåre blodtilførsel til det native leveren kompromitteret.
I 1991 Hong udførte HALT med PVA via hoftearterie af modtageren. 13 Uden blodgennemstrømningen regulering massiv portal og sinusoiden congestions opstod.
Desuden Aguirrezabalaga et al., Udføres HALT med PVA, alligevel uden at betale den nødvendige opmærksomhed blodgennemstrømningen regulering i arterialized portalen vene. 18
Anvendelse af en stent, der har en indre diameter på 0,3 mm og en længde på 8 mm, giver en gennemsnitlig portal blodgennemstrømning efter reperfusion af arterialized portale vene, der er inden for den øvre fysiologiske ringedee. 12
Den biliardrænage er akilleshælen i levertransplantation. Recipientdyrene er i fare for at dø på grund af galde lækage og bughindebetændelse. Til dette formål brugte vi en stent til at udføre choledocho-duodenostomy. Derudover har vi anvendt en pursestring sutur med et par yderligere suturer for at undgå lækage og frakobling. Derfor blev de galde komplikationer reduceret til 4%.
I den aktuelle undersøgelse blev en subtotal resektion af det native leveren udført for at inducere akut leversvigt. Denne teknik blev først beskrevet af Emond, er standardiseret og viser ingen bivirkninger på andre organsystemer eller på transplantatet. 7
I 2002 Palmes offentliggjorde APOLT teknik i rotter med en overlevelsesrate på 70-80%, blev dyrene aflivet efter to uger. 19. I denne model venstre lap af transplantatet blev transplanteret efter resektion af den venstre lap af NATive leveren. Transplantatet portal vene blev anastomoseret ende-til-ende til venstre segmental portvenen af modtageren, hvilket resulterer i kirurgisk vanskeligheder med at udføre operationen, da hulrummet af de fartøjer, bliver meget lille.
I modsætning ortotopisk levertransplantation under heterotopisk levertransplantation er der ingen anhepatic fase. De anastomoser kan udføres uden tidspres. Desuden i heterotopisk position, er der ingen indblanding fra den bevægelige membran. Desuden er modtagerens vena ikke klemt, hvorved man undgår venøs overbelastning af tyndtarmen, milt, pancreas og mave.
Vi opnåede gode resultater på lang sigt vedrørende graft mikrocirkulationen, morfologi og funktion. 20 HALT med flow reguleres PVA pålideligt kan bygge bro et akut leversvigt fase, mens de indfødte lever regenererer. 15
HALT med flowet reguleres PVA er enn innovativ teknik, relativt let at etablere. Denne model giver mulighed for fremtidige undersøgelser på leverregenerering og inter-lever konkurrence og portal vene arterialization, portal vene hyperperfusion og portal blodgennemstrømning regulering. 20, 21
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle forfattere erklærede ingen konkurrerende interesser.
Acknowledgments
Denne undersøgelse blev finansieret af "Deutsche Forschungsgemeinschaft" (DFG). K. Schleimer blev støttet af Lise Meitner Fellowship of Ministeriet for Videnskab og forskning NRW. Vi vil gerne takke fru Mary-Joan Blümich for hendes fremragende redigering bistand. Dr. Maria Kokozidou blev finansieret fra Fresenius 2011_A61.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Braided Silk black 7-0 | Ethicon Products | 892100 | |
| Vicryl 3-0 | Ethicon Products | J285G | |
| Vicryl 4-0 | Ethicon Products | J284G | |
| Ethilon 8-0 | Ethicon Products | 1714G | |
| Ethilon 10-0 | Ethicon Products | 7770G | |
| Vasofix safety 14G | B Braun | 2758853 | |
| Vasofix safety 20G | B Braun | 2758818 | |
| 2 French (0.012”/0.3 mm ID x 0.025”/0.6 mm OD) x 24”/60 cm polyurethane catheter | Access technologies a division of Norfolk Medical, Inc., Illinois, USA | CNC-2P | |
| HTK solution, Custodiol | Dr. Franz Köhler Chemie GmbH, Alsbach-Hähnlein, Germany | ||
| Isofluorane 5 % | Any genericon | ||
| Heparin | Any genericon | ||
| 0.9% saline | Any genericon | ||
| Buprenorphine | Any genericon |
References
- Boudjema, K., et al. Auxiliary liver transplantation for fulminant and subfulminant hepatic failure. Transplantation. 59, 218-223 (1995).
- Boudjema, K., Jaeck, D., Siméoni, U., Bientz, J., Chenard, M. P., Brunot, P. Temporary auxiliary liver transplantation for subacute liver failure in a child. The Lancet. 342, 778-779 (1993).
- Chenard-Neu, M. P., et al. Auxiliary liver transplantation: Regeneration of the native liver and outcome in 30 patients with fulminant hepatic failure - a multicenter European study. Hepatology. 23, 1119-1127 (1996).
- Gubernatis, G., Pichlmayr, R., Kemnitz, J., Gratz, K. Auxiliary partial orthotopic liver–transplantation (APOLT) for fulminant hepatic failure: first successful case report. World J Surg. 15, 660-666 (1991).
- Erhard, J., Lange, R., Giebler, R., Rauen, U., de Groot, H., Eigler, F. W. Arterialization of the portal vein in orthotopic and auxiliary liver transplantation. Transplantation. 60, 877-879 (1995).
- Erhard, J., et al. Auxiliary liver transplantation with arterialization of the portal vein for acute hepatic failure. Transpl Int. 11, 266-271 (1998).
- Emond, J., Capron-Laudereau, M., Meriggi, F., Bernuau, J., Reynes, M., Houssin, D. Extent of Hepatectomy in the rat. Eur Surg Res. 21, 251-259 (1989).
- Mas, A., Rode`s, J. Fulminant hepatic failure. Lancet. 349, 1081-1085 (1997).
- Terpstra, O. T. Auxiliary liver grafting: a new concept in liver transplantation. The Lancet. 342, 758 (1993).
- Terpstra, O. T., Reuvers, C. B., Schalm, S. W. Auxiliary heterotopic liver transplantation. Transplantation. 45, 1003-1007 (1988).
- Schleimer, K., Lange, R., Rauen, U., Erhard, J. Auxiliary liver transplantation in acute liver failure in the rat - an illustrated description of a new surgical approach. Langenbecks Arch Surg. 384 (2), 204-208 (1999).
- Schleimer, K., et al. Physiologic microcirculation of the heterotopically transplanted rat liver with portal vein arterialization depending on optimal stent diameter. Med Sci Monit. 28 (BR140-145), (2006).
- Hong, H. Q., et al. Study of portal arterialization with auxiliary liver in rats. Hiroshima J. Med. Sci. 40, 29-33 (1991).
- Higgins, G. M., Anderson, R. M. Experimental pathology of the liver. I--Restoration of the liver of the white rat following partial surgical removal. Arch. Path. 12, 186-202 (1931).
- Schleimer, K., et al. Auxiliary liver transplantation with flow-regulated portal vein arterialization offers a successful therapeutic option in acute hepatic failure--investigations in heterotopic auxiliary rat liver transplantation. Transpl Int. 19 (7), 581-588 (2006).
- Lee, S., Edgington, T. S. Liver transplantation in the rat. Surg. Forum. 17, 220-222 (1966).
- Hess, F., Willemen, A., Jerusalem, C. Auxiliary liver transplantation in the rat, influence of the condition of the recipient's liver on the fate of the graft. Eur. Surg. Res. 9, 270-279 (1977).
- Aguirrezabalaga, J., Arnal, F., Marini, M., Centeno, A., Fernandez-Selles, C., Rey, I., Gomez, M. Auxiliary liver transplantation with portal arterialization in the rat: description of a new model. Microsurgery. 22, 21-26 (2002).
- Palmes, D., Dietl, K. H., Drews, G., Holzen, J. P., Spiegel, H. U. Auxiliary partial orthotopic liver transplantation: treatment of acute liver failure in a new rat model. Langenbecks Arch Surg. (386), 534-541 (2002).
- Schleimer, K., et al. Improved microcirculation of a liver graft by controlled portal vein arterialization. J Surg Res. 116 (2), 202-210 (2004).
- Schleimer, K., et al. Portal hyperperfusion causes disturbance of microcirculation and increased rate of hepatocellular apoptosis: investigations in heterotopic rat liver transplantation with portal vein arterialization. Transplant Proc. 38 (3), 725-729 (2006).
