Summary
Hjelpelevertransplantasjon gir en midlertidig støtte i akutt leversvikt, til regenerering av sviktende leveren. Den heterotop hjelpelevertransplantasjon (HALT) med portvenen arterialization (PVA) gjengir nok leverfunksjon. Vi har utviklet en teknikk som er analog hos rotte, for å undersøke innflytelsen av portvenen arterialization på morfologien og funksjonen av graftet.
Abstract
I akutt leversvikt hjelpelevertransplantasjon er et interessant alternativ tilnærming. Målet er å gi en midlertidig støtte til sviktende mors leveren har regenerert. 1-3 APOLT-metoden, orthotopic implantasjon av hjelpe segmenter-avverger de fleste av de tekniske problemene. Men denne metoden krever omfattende reseksjoner av både innfødte lever og pode. 4 I 1998 utviklet Erhard den heterotop hjelpelevertransplantasjon (HALT) utnytte portal vene arterialization (PVA) (figur 1). Denne teknikken viste lovende innledende kliniske resultater. 5-6 Vi utviklet en stans-teknikk med strømningsregulert PVA hos rotte for å undersøke innflytelsen av strømningsregulert PVA på pode morfologi og funksjon (figur 2).
En lever pode redusert til 30% av sin opprinnelige størrelse, ble heterotopically implantert i høyre renale område til mottakeren etter explantation av den høyre nyren.60; Infra-lever cava vene av graftet ble anastomoseres med infrahepatic caval vein til mottakeren. Den arterialization av donor portvenen ble utført via mottakerens rett nyrearterien med stent teknikken. Den blod-strømningsregulering av arterialized portalvenen ble oppnådd med bruk av en stent med en indre diameter på 0,3 mm. Den celiac stammen av transplantatet var ende-til-side anastomoseres med mottakerens aorta og gallegang ble implantert inn i tolvfingertarmen. En delsum reseksjon av innfødte leveren ble utført for å indusere akutt leversvikt. 7
På denne måte 112 transplantasjoner ble utført. Den perioperative overlevelsesrate var 90% og 6-ukers overlevelsesrate var 80%. Seks uker etter operasjonen, native leveren regenerert, som viser en økning i vekt fra 2,3 ± 0,8 til 9,8 ± g 1 g. På denne tiden, pode vekt redusert fra 3,3 ± 0,8 g til 2,3 ± 0,8 g. Vi var i stand til å skaffe lovende langsiktige resultater i form av pode morfologi og funksjon. HALT med flow-regulert PVA pålitelig broer akutt leversvikt før det medfølgende leveren regenererer.
Introduction
Akutt leversvikt utgjør et alvorlig problem i klinisk medisin fører til en dødelighet på 60-80%. 8 Ved akutt leversvikt, er hjelpelevertransplantasjon et lovende alternativ terapi for å bygge bro over akuttfasen. De innfødte leveren er igjen til å fornye og følgende til regenerering de immunosuppression narkotika kan bli avviklet. Som en konsekvens av transplantatet blir atrofisk. Men den operative teknikk for hjelpelevertransplantasjon er fortsatt diskutert. 1-3 I denne sammenheng rapportert Terpstra mangel på plass for pode, portalen blod stjele fenomen og problem for venøs lunger og drenering. 9-10 donor portvenen ble anastomosert ende mot side til mottakerens portvenen. Dette resulterte i portalen flyt konkurranse mellom pode og den innfødte lever og i portal venetrombose. De fleste av disse tekniske problemer kan unngås ved bruk av den APOLT-metoden (orthotopic implantasjon av segmenter hjelpe). 4 Men denne metoden krever omfattende reseksjoner av både innfødte lever og pode. 4 I 1998 Erhard og hans team utviklet heterotop hjelpelevertransplantasjon (HALT) utnytte portal vene arterialization (PVA) (figur 1 ). Den hilum og portvenen av den opprinnelige lever holdes med bruk av denne metoden. Som sparer mottakeren fra uønskede bivirkninger som portal venetrombose og portal blod stjele fenomen, som kan forstyrre innfødte lever utvinning. I tillegg er det ikke noen omfattende lever resections av den opprinnelige lever og pode nødvendig for denne metode, med følgelig mindre blødning, og mer gjenværende total leveren parenchymal masse for å bygge bro (graft) og regenerering (native leveren). Denne teknikken viste lovende innledende kliniske resultater. 5-6 Målet med denne eksperimentelle arbeidet var utviklingen av en HALT teknikk med portal vene arterialization irotta for forskningsformål (figur 2). I de foreløpige forsøkene vi ikke ta hensyn til blodstrømmen regulering av arterialized portvenen, som resulterte i lunger av det transplanterte pode etter reperfusjon og massiv blødning fra leveren kapsel. 11 Siden da blodgjennomstrømningen i arterialized portvenen ble regulert av en stent med en indre diameter på 0,3 mm og en lengde på 8 mm. Pilot eksperimenter hadde vist at en stent diameter på 0,3 mm gir en gjennomsnittlig blodstrømmen i arterialized portalvenen som er innenfor den øvre fysiologiske området (1,7 +/- 0,4 ml / min / g levervekt). 12 Våre resultater uten blodstrøm regulering korrelerer med resultatene av Hong, som utførte HALT med PVA via bekkenarterien til mottakeren. 13 I sine eksperimenter uten blodstrøm regulering massiv portal og sinusoid blodansamlinger skjedde.
Målet med videoen vår er å demonstrate trinnvis denne ne.w eksperimentell kirurgisk teknikk i rotte. På lang sikt den foreslåtte teknikken kan brukes i studier på leveren regenerering og inter-leveren konkurranse og portal vene arterialization, portvenen hyperperfusjon og portal blodstrøm regulering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. forsøksdyr
- Skaff en lokal etiske komité godkjenning for alle eksperimentene som skal utføres i samsvar med retningslinjene dyrevern FELASA (K 40, 17/99).
- Bruk male Lewis rotter tilgjengelig for kjøp fra noen kommersiell oppdretter (f.eks Charles River Wiga GmbH, Sulzfeld, Tyskland). Her ble 224 dyr (112 givere, 112 mottakere) brukes til å utføre 112 transplantasjoner. Mottakerne ble avlivet etter 6 uker postoperativt. På tidspunktet for bruk, bør dyrene veier 250-350 g.
- Holde dyr i klima-kontrollerte rom med fri tilgang til mat og vann.
2. Anestesi og Operativ Forberedelse
- Plasser rotte i en pleksiglass-boksen som er koblet til anestesi maskin med en oksygenstrømningshastighet på 1 l / min, og en isofluorane fordamper med 5% anestesigass til å indusere anestesi. Opprettholde anestesi på 1,5% isofluorane.
- Plasser rottene iliggende stilling på en varmeplate.
- Fjern pels av magen med en hårfjerning krem.
- Forbered en steril kirurgiske feltet som følgende: Bruk et desinfeksjonsmiddel for å rengjøre stasjonære. For desinfeksjon av innsnitt anvender Klorheksidin første, andre alkohol, og endelig, en skrubbeoppløsning (f.eks Klorheksidin og 70% isopropanol). Bruk en disponibel kirurgisk kappe og kirurgiske hansker.
- Bruk sterile mikrokirurgi instrumenter.
- Bruk en operasjon mikroskop i 12-20 ganger forstørrelse.
3. Kirurgisk prosedyre
- Donor drift
Forberedelse- Utfør en median laparotomi og resect venstre lateral lapp og median flik av pode som beskrevet av Higgins. 14
- Deretter forberede hepatoduodenal ligament. Først ligate gallegang for å indusere lunger og utvidelse av den lille gallegang. Deretter ligate og transekt gastroduodeNAL venen og arterien. Etterpå isolere cøliaki bagasjerommet og felles leverpulsåren og tversgående venstre magepulsåren og miltarterien. Incise overbelastet gallegang, og innføre en 20-G stent i den. Posisjoneringen av stenten må sørge for drenering av hele hilar gallekanalsystemet. Transekt gallegang distalt for stenten.
- Isoler infrahepatic segment av venen cava rett ovenfor den høyre nyrevenen.
Perfusjon - Etter ligering av aorta over cøliaki bagasjerommet, klemme portvenen og innsnittet det. Introduser perfusjon kateter (14 G) inn i portvenen, og utfører perfusjon med 30 ml histidin-tryptofan-ketoglutarat (HTK) -solution (12 cm H2O, 4 ° C).
- Skjær membranen og suprahepatic cava venen for å tillate perfusatet for å strømme ut.
- Vesenet cøliaki bagasjerommet sammen med en aorta lapp og skyll den med histidin-tryptofan-Ketoglutarate løsning.
Forklaring - Transekt infrahepatic cava vene rett over høyre nyre blodåre.
- Deretter plasserer en stent med en diameter på 0,3 mm i portvenen og fikse det med en ligatur. Under følgende operasjon, er portvenen arterialized via den høyre nyrearterien. Transektet portvenen distalt for stenten.
- Etter ligering av suprahepatic cava vene, transekt det sammen med en mansjett av membran.
- Eksplanter pode og lagre den i histidin-tryptofan-ketoglutarat (HTK) -solution ved 4 ° Celsius i en plastpose på is. Sted hjørne suturer (8-0 'Ethilon) i infrahepatic cava vene.
- Mottakers drift
- Utfør en median laparotomi og forberede infrahepatic caval blodåre. Deretter isolere høyre nyre arterie og ureter, ligate ureter og transekt den. Klem høyre nyrearterien på sitt opphav, deretter ligate høyre nyre blodåre. Så etter tran av både reelle fartøy, utføre nefrektomi. Deretter forkorte høyre nyrearterien, skyll den med heparin saltløsning (40 UI heparin / ml saltløsning).
- Transektet høyre nyre vene proksimalt til ligaturen etter proksimale og distale klemming av infrahepatic cava vene for å lage en oval lumen i infrahepatic caval blodåre. Skyll cava venen med heparin-saltoppløsning. Implantere pode i høyre nyreregionen av mottakerens magen.
- Anastomoserer donor infrahepatic cava vene ende-til-side til recipient`s caval venen med en 8-0 'Ethilon kjører sutur.
- Etter skylling med heparin / saltvann, innføre stenten i portvenen i den høyre nyrearterien (figur 3). Koble portvenen og nyrearterien med 2 masker (8-0 'Ethilon). Fest knytte stent i nyrearterien med en ligatur (flettet silke svart 7-0).
- Å tillate reperfusjon, først fjerne den arterielle klemme, da bådevenøse klemmene (figur 4).
- Forbered infrarenale aorta, deretter plassere en proksimal og distal mikroklemme og langsgående snitt i aorta midt mellom begge klemmene. Utfør en ende-til-side anastomose mellom aorta og donor celiac stammen, ved hjelp av en aortisk plaster, med en 10-0 'Ethilon kjører sutur.
- Sett gallegang til tolvfingertarmen: Påfør en pursestring sutur i duodenal veggen, gjør et lite snitt i duodenal veggen rett i midten av pursestring. Introduser stentet gallegang til tolvfingertarmen, og stram pursestring sutur. Til slutt, holder tolvfingertarmen og gallekanalen tett sammen med to sting ('Ethilon 8-0) (figur 5).
- Deretter utføre en delsum reseksjon av de innfødte lever, først beskrevet av Emond et al. å etterligne akutt leversvikt. 7
- Fest suprahepatic cava venen av pode, sammen med en mansjett av membranen, til den laterale bukveggen av recipient med 4-0 Vicryl sutur. Skyll buken med saltløsning (figur 6).
- For den muskulære laget bruker en 4-0 Vicryl kjører sutur og for kutan en 3-0 Vicryl kjører sutur.
4. Recovery og Postoperativ Ledelse
- La dyrene gjenopprette fra anestesi under en infrarød oppvarming lampe.
- Injisere Buprenorfin i en dose på 0,03 til 0,05 mg / kg kroppsvekt sc hver 8-12 hr for 2 dager.
- Undersøke dyrene om den generelle tilstanden og tegn på sykdom eller infeksjoner.
5. Beregning av Initial Native levervekt
Beregn den innledende opprinnelige levervekt på følgende måte: subtrahere vekten av den resekterte leverlappene fra en fullstendig levervekt (2,66% av kroppsvekt (denne verdi med et standardavvik på 0,49% +/- ble bestemt i de foregående forsøk med n = 80 dyr av samme stamme og enge)). 15
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Gjennomsnittlig varighet av transplantasjonen var omtrent 150 min. Den kalde iskemi tiden var 64 +/- 7 min, varm ischemi tiden var mindre enn 25 min.
Den perioperative overlevelsesrate var 90% og 6-ukers overlevelsesrate var 80%. Den 20% tap skyldtes peritonitt grunn av stent forvridning og gallelekkasje (fire dyr) i løpet av den første postoperative uke, og på grunn av lungebetennelse, intraabdominale abscesser og ileus (sju dyr) i løpet av de neste fem ukene. De overlevende dyr var i utmerket allmenntilstand.
Parametrene for lever-syntese (Quick verdi: 110 +/- 7,8%, AT III: 104 +/- 6%) var innenfor normalområdet seks uker etter operasjonen.
På dette tidspunkt hadde den opprinnelige lever regenerert, som viser en økning i vekt fra 2,3 ± 0,8 til 9,8 ± g 1 g (P: 0,0065). Pode vekt redusert fra 3,3 ± 0,8 g til 2,3 ± 0,8 g (P: 0,06). The totale vekt av både lever var innenfor det fysiologiske forhold på levervekt / kroppsvekt (figur 7).
I histologiske flekken av grafts med Hematoxylin-Eosin på seks uker etter HALT ble regulære hepatocytter observert med verken ødem eller fatty degenerasjon (Figur 8). Alle grafter viste svak proliferasjon av galle ductuli og kolangitt på grunn av slamdannelse (figur 8). Lav grad av intra-parenchymatous hepatocellulært nekroser kunne observeres i bare to grafts. Etter seks uker histologi av de innfødte lever viste ingen endringer.
Figur 1. Skjematisk fremstilling av heterotop hjelpelevertransplantasjon (HALT) med portvenen arterialization (PVA) i menneskelig. Den portal vene (3) er arterialized via arterie iliacea bifurkasjon inter transplantat (5) som også er fartøyet materen av leverpulsåren (6).
Figur 2. Skjematisk fremstilling av heterotop hjelpelevertransplantasjon (HALT) med portvenen arterialization (PVA) i rotte. Portvenen (a) er arterialized via den høyre nyrearterien (e) av en stent.
Figur 3. Portal blodåre arterialization under HALT med PVA i rotte. (A) Den stent i portvenen er innført i høyre nyrearterien. (B) Den por tal blodåre og retten nyrearterien er forbundet med to sting. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 4. Situs etter pode reperfusjon via arterialized portalen blodåre i rotte. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
pg "width =" 500 "/>
Figur 5. Choledocho-duodenostomy under stans i rotte. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 6. Situs etter HALT med PVA i rotte. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 7. Grafisk presentasjon av levervekt (gr) av nativt leveren, og podetotal lever, ved punktet av drift og etter seks uker.
Figur 8. Histologisk delen av graft etter seks uker, farget med Hematoxylin-Eosin (HE) (forstørrelse x100 (A) og X400 (B)). Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Den første heterotop hjelperottelevertransplantasjon ble beskrevet av Lee et al. 16. i 1966 etterfulgt av Hess. 17. Den portvenen av transplantatet ble anastomosert med portvenen til mottakeren. Under denne prosedyren, er portveneblodtilførselen til de innfødte lever kompromittert.
I 1991 Hong utført HALT med PVA via bekkenarterien til mottakeren. 13 Uten blodstrøm regulering massiv portal og sinusoid blodansamlinger skjedde.
Videre Aguirrezabalaga et al., Utført HALT med PVA, likevel uten å betale den nødvendige oppmerksomhet til blodstrømmen regulering i arterialized portvenen. 18
Anvendelse av en stent som har en indre diameter på 0,3 mm og en lengde på 8 mm gir et gjennomsnitt portalblodstrømmen etter reperfusjon av arterialized portvenen som er innenfor den øvre fysiologisk range. 12
Galle drenering er akilleshælen i levertransplantasjon. Mottaker dyr er i fare for å dø på grunn av gallelekkasje og peritonitt. For dette formålet brukte vi en stent for å utføre choledocho-duodenostomy. I tillegg søkte vi en pursestring sutur med et par ekstra sting for å unngå lekkasje og frakobling. Følgelig ble de galle komplikasjoner reduseres til 4%.
I denne studien ble en delsum reseksjon av de innfødte lever utført for å indusere akutt leversvikt. Denne teknikken ble først beskrevet av Emond, er det standardisert og viser ingen bivirkninger på andre organsystemer eller på pode. 7
I 2002 Palmes publiserte APOLT teknikken i rotte med en overlevelse på 70-80%, ble dyrene avlivet etter to uker. 19 I denne modellen venstre flik av pode ble transplantert etter reseksjon av venstre lapp i native leveren. Transplantatet portalvenen ble anastomosert ende mot ende til venstre segmental portvenen til mottakeren, og dermed resulterer i kirurgiske vanskeligheter å utføre operasjonen, ettersom lumen av skipene blir svært liten.
I motsetning orthotopic levertransplantasjon, under heterotop levertransplantasjon er det ingen anhepatic fase. De anastomoser kan utføres uten tidspress. Videre, i heterotop stilling, er det ingen interferens med den bevegelige membran. Videre er mottakerens portvenen ikke spent, og derved unngå overbelastning av venøs tynntarm, milt, bukspyttkjertel og mage.
Vi fikk gode langsiktige resultater om pode mikrosirkulasjonen, morfologi og funksjon. 20 HALT med flyt regulert PVA kan sikkert bygge bro en akutt leversvikt fase mens de innfødte leveren regenererer. 15
HALT med flyt regulert PVA er enn innovativ teknikk, relativt lett å etablere. Denne modellen gjør det mulig for fremtidige studier på leveren regenerering og inter-leveren konkurranse og portal vene arterialization, portvenen hyperperfusjon og portal blodstrøm regulering. 20, 21
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Alle forfattere erklært ingen konkurrerende interesser.
Acknowledgments
Denne studien ble finansiert av "Deutsche Forschungsgemeinschaft" (DFG). K. Schleimer ble støttet av Lise Meitner Brorskap departementet for vitenskap og forskning NRW. Vi vil gjerne takke fru Mary-Joan Blümich for henne utmerket redigering assistanse. Dr. Maria Kokozidou ble finansiert 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.
- Mas, A., Rode`s, J.
- 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.
- 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.
- 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).
