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Medicine

एक सुअर मॉडल में Heterotopic गुर्दे स्वप्रतिरोपण: एक कदम दर कदम प्रोटोकॉल

doi: 10.3791/53765 Published: February 21, 2016

Protocol

सभी जानवरों को मानवीय देखभाल और सभी अध्ययनों हम नीतियों और पशु की देखभाल पर कनाडा परिषद के दिशा निर्देशों के अनुसार किया जाता प्राप्त किया। सभी प्रक्रियाओं के तहत पशु का उपयोग प्रोटोकॉल है कि विश्वविद्यालय के स्वास्थ्य नेटवर्क संस्थागत पशु की देखभाल समिति द्वारा अनुमोदित किया गया किए गए।

नोट: अध्ययन प्रोटोकॉल का एक योजनाबद्ध सिंहावलोकन चित्र 1 में प्रस्तुत किया है।

आकृति 1
चित्रा 1. अध्ययन प्रोटोकॉल। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

1. पशु

  1. इस प्रोटोकॉल में पुरुष यॉर्कशायर सूअरों (30 किलोग्राम) का प्रयोग करें।

2. किडनी भ्रष्टाचार रिट्रीवल

  1. शल्यक्रिया पूर्व प्रक्रिया
    1. हाउस पुरुष Yorkshirकम से कम एक सप्ताह के लिए एक अनुसंधान सुविधा में ई सूअरों उन्हें जलवायु के अनुकूल बनाना है। ऐसे Ceftiofur के रूप में एक तीसरी पीढ़ी cephalosporin इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन का प्रयोग करें, 3 दिनों के लिए स्ट्रेप्टोकोकस सुईस और साल्मोनेला के साथ संक्रमण के संभावित खतरे को कम करने के लिए। आकांक्षा को रोकने के लिए संज्ञाहरण के अधिष्ठापन के पहले 6 घंटा की एक न्यूनतम के लिए सूअरों तेजी से।
    2. ketamine (20 मिलीग्राम / किग्रा), atropine (0.04 मिलीग्राम / किग्रा), और midazolam (0.3 मिलीग्राम / किग्रा) के एक इंट्रामस्क्युलर इंजेक्शन द्वारा सुअर की anesthetization आरंभ करें। बाद में, ऑपरेटिंग कमरे (या) के लिए आवास की सुविधा से पशु परिवहन।
    3. या मेज पर एक लापरवाह स्थिति में सुअर रखें। सुअर अनायास isoflurane के 5% के साथ ऑक्सीजन के 2 एल साँस लेने के लिए अनुमति दें। एक laryngoscope साथ मुखर तार बेनकाब करने और उन्हें 2% lidocaine सामयिक समाधान के साथ स्प्रे इंटुबैषेण प्रेरित laryngospasm रोकने के लिए। एक 6.5 मिमी ट्यूब के साथ इंटुबैषेण के बाद, हवा के 3-5 मिलीलीटर के साथ कफ ब्लॉक।
      नोट: Capnometry सही पदों की पुष्टिसांस की नली ट्यूब के एन।
    4. 2.5% isoflurane गैस घटाएँ। 14-16 साँस / मिनट और 10-15 मिलीग्राम / किग्रा शरीर के वजन को ज्वार की मात्रा को वेंटीलेटर सेट करें। सुअर बारीकी से निगरानी। दिल की दर और ऑक्सीजन संतृप्ति पल्स oxymetry द्वारा दर्ज हैं। हृदय की दर को कम करके उचित anesthetization की पुष्टि करें और सुअर आंदोलनों की (100 एमएमएचजी का सिस्टोलिक मूल्यों के नीचे) रक्तचाप के रूप में अच्छी तरह से अनुपस्थिति (मांसपेशियों को ढीला करने का कोई उपयोग) (150 धड़कता / मिनट नीचे)।
    5. बाँझ शर्तों के तहत, एक 9.5 फादर परिचय एकल लुमेन आंतरिक गले नस Seldinger तकनीक का उपयोग करते हुए 27 में स्थायी कैथेटर। संक्षेप में, नस पंचर करने के लिए एक सुई का उपयोग करें। गाइड-तार शुरू करने के बाद, छील-दूर परिचयकर्ता के साथ सुई, नाड़ी कैथेटर के साथ तार के प्रतिस्थापन के द्वारा पीछा जगह। त्वचा 3-0 रेशम या गैर absorbable monofilament सीवन का उपयोग करने के लिए कैथेटर को ठीक करें।
      1. Pantoprazole की 20 मिलीग्राम metronidazole के 500 मिलीग्राम, cefazolin की 1 ग्राम, और प्रशासन। विज्ञापनमंत्री डेक्सट्रोज 5% (D5W) और 1 Fentanyl मिलीलीटर प्रति घंटे साइट्रेट नसों सर्जरी भर साथ lactated घंटी समाधान की 200 मिलीलीटर। आँखों पर पशु चिकित्सा नेत्र मरहम लागू जबकि संज्ञाहरण के तहत सूखापन को रोकने के लिए।
  2. शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया
    1. बाँझ कीटाणुशोधन और शल्य चिकित्सा क्षेत्र के कवरेज के बाद, लंबाई में 25 सेमी की एक midline चीरा प्रदर्शन करते हैं। एक प्रतिकर्षक डालें। एक तौलिया के साथ बड़े और छोटे आंत कवर और सही गुर्दे के लिए इष्टतम उपयोग करने के लिए बाईं ओर से उन्हें स्थिति।
    2. मूत्रवाहिनी और दाग़ना का उपयोग कर किसी भी पक्षपाती ऊतक से सही गुर्दे ही मुक्त।
    3. अवर रग Cava और महाधमनी से उनके मूल जब तक सही गुर्दे की नस और धमनी दाग़ना का उपयोग कर काटना, क्रमशः, स्वतंत्र हैं। धमनी vasospasm बचने के लिए, papaverine की 30-65 मिलीग्राम की प्रशासन से विचार किया जाना चाहिए।
    4. पूरा गुर्दे विच्छेदन, टाई (रेशम, 3-0) के बाद और मूत्रवाहिनी distally काटा। preparबर्फ की ईए कटोरा और एक बाँझ अंग बैग।
    5. सबसे पहले, महाधमनी के करीब है और दूसरी वृक्क धमनी दबाना पोत clamps का उपयोग रग कावा के करीब गुर्दे की नस दबाना। अगले, गुर्दे भ्रष्टाचार बांटना और तुरंत एक वृक्क धमनी प्रवेशनी साथ गुर्दे धमनी cannulate। खून बाहर निकलवाने के लिए ठंडा हिस्टडीन tryptophan-ketoglutarate (HTK) समाधान की 500 मिलीलीटर का प्रयोग करें। प्रत्यारोपण जब तक बर्फ पर गुर्दे स्टोर।
    6. बगल में, एक संयुक्ताक्षर (रेशम, 2-0) और एक चल सीवन (Prolene, 6-0) के साथ गुर्दे की नस के साथ शेष वृक्क धमनी को बंद करें।
    7. रक्तस्राव के लिए विच्छेदित क्षेत्र जाँच के बाद, एक चल सीवन (monofil, 1) और 3-0 रेशम या गैर absorbable monofilament सीवन के साथ त्वचा के साथ पेट की दीवार को बंद ..
  3. पश्चात की प्रक्रिया
    1. अवांछित में गड़बड़ी को रोकने के लिए एक सिवनी (रेशम, 3-0) और यह सुरंग सुअर की पीठ के साथ शिरापरक कैथेटर subcutaneously को ठीक करें। सुअर का खतरा रखने के बाद, एसuture (रेशम, 3-0) त्वचा को मजबूती से कैथेटर।
    2. वेंटीलेटर से सुअर छुड़ाना और यह extubation के बाद अपने आवास क्षेत्र में वसूली करते हैं। मात्रा विस्तार के लिए नसों घंटी लैक्टेट प्रशासन और analgesia के लिए 0.3 मिलीग्राम buprenorphine प्रशासन। एक जानवर की पहुंच से बाहर छोड़ जब तक यह पर्याप्त होश आ गया है स्टर्नल लेटना बनाए रखने के लिए नहीं है।

3. किडनी ट्रांसप्लांटेशन भ्रष्टाचार

  1. शल्यक्रिया पूर्व प्रक्रिया
    1. सुअर 50-100 मिलीग्राम / घंटा की दर से Propofol की एक सतत प्रेरणा से पीछा Propofol की नसों में इंजेक्शन (1-2 मिग्रा / किग्रा शरीर के वजन) का उपयोग कर anesthetize। 2.1.3 और 2.1.4 कदम के रूप में वर्णित सुअर पुनः intubate और 3-4% isoflurane गैस की स्थापना की।
    2. cefazolin की 1 ग्राम और Pantoprazole चतुर्थ के 20 मिलीग्राम प्रशासन सर्जरी के दौरान, 2.1.4 में वर्णित के रूप में एक ही संवेदनाहारी प्रोटोकॉल का उपयोग करें।
    3. बाँझ कीटाणुशोधन के बाद, श्वासनली के बगल में 4 सेमी की कटौती करते हैं। तिवारी काटनाकैरोटिड धमनी का पर्दाफाश करने के लिए ssue। ओवर-उपवन संदंश और एक रेशमी टाई (2-0) धमनी के आसपास गुजरती हैं। एक प्लास्टिक कैथेटर को पेश करने के लिए लगातार सर्जरी भर धमनी दबाव को मापने के लिए Seldinger तकनीक का प्रयोग करें। वैकल्पिक रूप से, गैर इनवेसिव रक्तचाप माप तकनीक का उपयोग किया जा सकता है।
  2. शल्य चिकित्सा की प्रक्रिया
    1. बाँझ कीटाणुशोधन के बाद, त्वचा और प्रावरणी टांके के टांके काटने से उदर गुहा को फिर से खोलने शल्य प्रतिकर्षक reintroduce उदर गुहा का पर्दाफाश करने के लिए, और बाईं ओर के लिए आंत्र स्थान बदलने अधोमूत्र पिंडीय वाहिकाओं के लिए बेहतर उपयोग की अनुमति है।
    2. प्रत्यारोपण संरक्षित गुर्दे भ्रष्टाचार समाप्त करने के पक्ष अधोमूत्र पिंडीय रग कावा और महाधमनी के लिए। इसलिए, पिकप और दाग़ना का उपयोग कर श्रोणिफलक विभाजन के ऊपर 5-8 सेमी से अधिक रग कावा और महाधमनी काटना। यदि संभव हो तो, लसीका वाहिकाओं को परेशान नहीं करते; यदि संभव हो तो नहीं है, उन्हें 5-0 Prolene sutures के साथ बंद हुआ।
    3. विच्छेदन पूरा करने के बाद, के लिए जाँचखून बह रहा r और जहाजों से शेष ऊतक को हटा दें। सुनिश्चित करें रग कावा और एक Satinsky क्लैंप के साथ महाधमनी की है कि पूरा clamping संभव है।
    4. अगले, contralateral (बाएं) गुर्दे बांटना। ऐसा करने के लिए, सही करने के लिए आंत्र स्थिति; मूत्रवाहिनी, गुर्दे की ही है, गुर्दे की नस, और पक्षपाती ऊतक से गुर्दे धमनी काटना। मूत्रवाहिनी और रक्त वाहिकाओं टाई और गुर्दे बांटना। खून बह रहा है के लिए जाँच करें।
    5. बाईं ओर आंत्र Reposition अधोमूत्र पिंडीय महाधमनी और रग कावा बेनकाब करने के लिए। हेपरिन (100 आइयू / किग्रा शरीर के वजन) इंजेक्षन और कम से कम 2 मिनट के लिए प्रतीक्षा करें।
    6. शिरापरक सम्मिलन:
      1. एक Satinsky दबाना उपयोग पूरी तरह से रग कावा दबाना और एक भट्ठा चीरा कि गुर्दे की नस के उद्घाटन के आकार से मेल खाता है, एक 11 ब्लेड का उपयोग करने के लिए। पोट कैंची आगे भट्ठा विस्तार करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
      2. एक कपड़े बाँझ बर्फ युक्त गुर्दे में लपेटकर के बाद, बर्फ से हटा दें और शल्य चिकित्सा के क्षेत्र में यह स्थिति। उपयोग दो डबल हथियारों से लैस 6-0टांके Prolene एक कपाल और एक दुम कोने सिलाई करने के लिए।
      3. गुर्दे की अनुमानित, ऊपरी कोने टाई और 6-0 Prolene का उपयोग कर, पीछे की दीवार के साथ शुरू एक चल सीवन प्रदर्शन करते हैं। 2/3 समाप्त होने के बाद, सामने की ओर से सिवनी पूरा करने के लिए टाई के दूसरे छोर का उपयोग करें। कपाल टांके बांधने के बाद, दुम कोने पर टांके टाई।
      4. गुर्दे की नस पर एक बुलडॉग दबाना स्थिति और Satinsky दबाना खुला। रक्तस्राव के लिए सम्मिलन की जाँच करें।
    7. धमनी सम्मिलन:
      1. Satinsky फिर से शिकंजा कसने का प्रयोग पूरी तरह से महाधमनी दबाना। एक भट्ठा चीरा बनाने के लिए, गुर्दे की धमनी के उद्घाटन के मिलान एक 11 ब्लेड का प्रयोग करें। एक साफ उद्घाटन सुरक्षित करने के लिए एक 4.0 मिमी दौर पंच का प्रयोग करें।
      2. धमनी सम्मिलन प्रदर्शन करने के लिए, प्राप्तकर्ता पक्ष में शुरू से एक 6-0 Prolene सीवन का प्रयोग करें। सुनिश्चित करें कि धमनी endothelium प्रत्येक सीवन एक विच्छेदन को रोकने के लिए शामिल किया गया है। इस बीच, norepinephr 10 मिलीलीटर की एक सतत ड्रिप शुरूine (16 मिलीग्राम / 250 मिलीलीटर) घंटी लैक्टेट की 500 मिलीलीटर में पतला और 100 एमएमएचजी ऊपर सिस्टोलिक दबाव रखने के लिए titrate।
      3. धमनी सम्मिलन के पूरा होने से पहले verapamil इंट्रा-arterially इंजेक्षन और पोत vasospasm को रोकने के लिए बाहर करने के लिए topically papaverine प्रशासन।
      4. गुर्दे धमनी पर एक बुलडॉग दबाना स्थिति और Satinksy दबाना खुला। रक्तस्राव के लिए anastomoses की जाँच करें।
      5. कपड़े से गुर्दे खोलना और बर्फ को हटा दें। शिरापरक बुलडॉग दबाना पहले, धमनी बुलडॉग दबाना द्वारा पीछा किया खोलें। reperfusion के बाद, मूत्र उत्पादन तुरंत शुरू कर देना चाहिए।
      6. प्रत्यारोपित भ्रष्टाचार के लिए एक अनुकूल स्थिति सुरक्षित है और एक समरूप reperfusion बनाए रखने के लिए कपड़े का उपयोग करें।
    8. Ureteral सम्मिलन:
      1. भ्रष्टाचार से मूत्रवाहिनी और 0.5 सेमी की एक अनुदैर्ध्य लंबाई से अधिक प्राप्तकर्ता को खोलने के लिए पोट कैंची का प्रयोग करें।
      2. दो 6.0 पॉलिएस्टर, पाली (पी-dioxanone) का उपयोग पक्ष की ओर Ure के लिए टांकेteral सम्मिलन। प्रत्येक पक्ष पर एक कोने सिलाई प्रदर्शन करना है, तो पहले एक सतत रूप में पीछे की दीवार, सामने की दीवार से पीछा चलाते हैं।
      3. रक्तस्राव के लिए जाँच के बाद, कपड़े निकालने और स्थिति में पकड़ करने के लिए गुर्दे के आसपास छोटी आंत के कुछ लपेटो। दो monofil 1 टांके के साथ पेट की दीवार को बंद करें। 3-0 रेशम या गैर absorbable monofilament सीवन के साथ त्वचा को बंद करें।
      4. ध्यान से norepinephrine अर्क titrating जब तक सुअर प्रवण स्थिति में रखा गया है द्वारा लगातार 100 एमएमएचजी ऊपर सिस्टोलिक दबाव बनाए रखें।
  3. पश्चात की प्रक्रिया
    1. पेट में बंद होने के रूप में उपर्युक्त के बाद, सुअर रखने के एक हीटिंग पैड और गर्मी घूम कंबल का उपयोग कर गर्म है। धमनी लाइन निकालें, 6-0 Prolene सिलाई के साथ धमनी में पंचर छेद को बंद करने और चीरा साइट को बंद करें।
    2. प्रवण स्थिति पर सुअर की बारी, norepinephrine ड्रिप बंद करो और वेंटीलेटर से सुअर छुड़ाना। अलकम सुअर अपने आवास क्षेत्र में ठीक हो और इसे बारीकी से नजर रखने की प्रक्रिया से अपनी चिकनी वसूली सुनिश्चित करने के लिए। रक्त गैस के नमूने प्रत्यारोपित कंठ कैथेटर के माध्यम से प्रत्येक मानव संसाधन ले लो। स्थानापन्न मात्रा करने के लिए घंटी लैक्टेट प्रदान करें और analgesia के लिए 0.3 मिलीग्राम buprenorphine प्रशासन।
    3. extubation के बाद, सुअर बारीकी से निगरानी जब तक यह अनायास पीने के लिए सक्षम है। एक जानवर की पहुंच से बाहर छोड़ जब तक यह पर्याप्त होश आ गया है स्टर्नल लेटना बनाए रखने के लिए नहीं है। एक जानवर जब तक पूरी तरह से ठीक है कि अन्य जानवरों की कंपनी के लिए सर्जरी आया है वापस नहीं है।

4. postsurgical ऊपर का पालन करें

  1. कम से कम 2 दिनों के बाद सर्जरी या उससे अधिक समय के लिए हर 8 घंटा प्रशासन 0.3 मिलीग्राम buprenorphine चतुर्थ अगर जरूरत है। नियमित रूप से सर्जरी के दौरान एंटीबायोटिक का एक भी रोगनिरोधी खुराक प्रशासन। संक्रमण के लक्षण होने की स्थिति में, जब तक प्रति दिन और metronidazole चतुर्थ दो बार प्रशासन cefazolin 1 ग्राम प्रति चतुर्थ दिन में एक बारनैदानिक ​​सुधार होता है। घंटी लैक्टेट प्रशासन जब तक सुअर पर्याप्त पानी पीता है। 1,000 आइयू हेपरिन थक्के रोकने के लिए कैथेटर बंद करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
  2. सुअर के नैदानिक ​​हालत और गुर्दे समारोह का आकलन करने के कंठ कैथेटर और मूत्र के नमूने के माध्यम से शिरापरक रक्त के नमूने ले लीजिए।
  3. इच्छामृत्यु के लिए, Propofol चतुर्थ (5-10 मिलीग्राम) के साथ सुअर का संज्ञाहरण प्रेरित और साथ isoflurane 5% इसे बनाए रखने के। जैसा कि ऊपर वर्णित सुअर intubate। relaparatomy और गुर्दे ऊतक का नमूना संग्रह के बाद, 40 mval KCl की नसों में इंजेक्शन द्वारा हृदय की गिरफ्तारी के लिए प्रेरित।

Representative Results

बाद में, गुर्दे स्वप्रतिरोपण प्रयोगों के परिणामों (एन = 4) प्रदर्शन कर रहे हैं। प्रारंभिक भ्रष्टाचार पुनः प्राप्ति के बाद, सूअरों उनके आवास क्षेत्र में बरामद किया। इस बीच, गुर्दे ग्राफ्ट 7 घंटा 35 मिनट (± 18 मिनट) का एक मतलब समय के लिए बर्फ पर संग्रहीत किया गया। संज्ञाहरण और दोहराने laparotomy के reinduction के बाद, contralateral गुर्दे उच्छेदन कर रहे थे और ठंड में संग्रहीत ग्राफ्ट heterotopically के रूप में वर्णित प्रत्यारोपित। वेंटीलेटर से प्रातः बाद, सूअरों सर्जरी से बरामद किया है और 10 दिनों (चित्रा 1 देखें) के लिए पीछा कर रहे थे। डेली (1-4 पोस्ट ऑपरेटिव दिन; फली) या हर दूसरे दिन (6-10 फली) रक्त के नमूनों रक्त गैस विश्लेषण प्रदर्शन करने के लिए एकत्र किए गए थे; गुर्दे समारोह, सीरम क्रिएटिनिन और रक्त यूरिया नाइट्रोजन का आकलन करने के लिए (रोटी) मूल्यों अनुमान लगाया गया था। तुलना के लिए, एक allotransplanted गुर्दे भ्रष्टाचार के परिणामों को प्रस्तुत कर रहे हैं। प्रतिरक्षादमन के लिए, यह सुअर Cyclosporine 100 मिलीग्राम PO और सह प्राप्तसर्जिकल तकनीक का इस्तेमाल किया ivbid 250 मिलीग्राम rtisone autotransplant प्रोटोकॉल के रूप में ही किया गया था; कोई गर्म ischemia समय लागू किया गया था।

सभी सूअरों अनुवर्ती कार्रवाई की अवधि के दौरान अच्छा नैदानिक ​​हालत में थे। सीरम क्रिएटिनिन और रोटी मूल्यों सर्जरी के बाद एक दिन में सबसे ज्यादा वृद्धि (Crea 2.8 ± 0.7 मिलीग्राम / डीएल, रोटी 25.3 ± 7 एमजी / डीएल), रोटी 10.7 ± 4 से पता चला है और जब तक फली 10 (Crea 1.7 ± 0.4 मिलीग्राम / डीएल से कमी आई एमजी / डीएल) प्रारंभिक आधारभूत मूल्यों के करीब। Allotransplanted गुर्दे भ्रष्टाचार उच्च क्रिएटिनिन और रोटी मूल्यों का प्रदर्शन अच्छा प्रारंभिक भ्रष्टाचार समारोह के बाद, जब अस्वीकृति के कारण autografts, सबसे अधिक संभावना की तुलना में (चित्रा 2 और 3)। एसिड आधार रक्तस्तम्भन (चित्रा 4) और इलेक्ट्रोलाइट स्तर (चित्रा 5) के हस्तक्षेप के बिना स्थिर थे। Histological परीक्षा autotransplanted गुर्दे में संरक्षित tubulointerstitium (Figur दिखायाई 6), और allotransplanted गुर्दे में मध्य सूजन, tubulitis, और glomerulitis फैलाना (चित्रा 7)।

चित्र 2
आधारभूत लिए चित्रा 2. सीरम क्रिएटिनिन मूल्यों। सीरम क्रिएटिनिन मूल्यों (मतलब है और मानक विचलन) और 10 सर्जरी के बाद। यहां यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए क्लिक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3. सीरम रोटी मूल्यों। सीरम रोटी मूल्यों (मतलब है और मानक विचलन) के लिए आधारभूत और 10 दिनों सर्जरी के बाद। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।


चित्रा 4. अम्ल-क्षार रक्तस्तम्भन। आधारभूत के लिए अम्ल-क्षार रक्तस्तम्भन (मतलब है और मानक विचलन) और 10 दिनों सर्जरी के बाद। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5
चित्रा 5. इलेक्ट्रोलाइट स्तर। इलेक्ट्रोलाइट स्तर आधारभूत के लिए (मतलब है और मानक विचलन) और 10 दिनों सर्जरी के बाद। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6
चित्रा 6 प्रोटोकॉल (एच एंड# 38;।। ई), 100X बढ़ाई 10 दिनों सर्जरी के बाद autotransplanted गुर्दे में सामान्य tubulointerstitium यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7
चित्रा 7. प्रोटोकॉल (एच एंड ई), 100X बढ़ाई। व्यापक मध्य सूजन, tubulitis, और glomerulitis, अस्वीकृति के साथ संगत, allotransplanted गुर्दा 10 दिनों सर्जरी के बाद में। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

Discussion

सुअर का गुर्दा प्रत्यारोपण शल्य चिकित्सा के मॉडल पहलुओं, शरीर क्रिया विज्ञान, जैव रसायन, और इम्यूनोलॉजी 14 में समानता के कारण एक अद्वितीय मानव प्रत्यारोपण के क्षेत्र को आगे करने का अवसर प्रदान करता है।

प्रयोगात्मक अध्ययन के उद्देश्य पर निर्भर करता है, गुर्दे की स्वप्रतिरोपण के मॉडल allotransplantation मॉडल की तुलना में कई फायदे हैं। हालांकि कई समूहों allotransplantation 28 के बाद अच्छा गुर्दे समारोह भ्रष्टाचार की रिपोर्ट है, सूअरों में प्रतिरक्षादमन चुनौती दे रहा है, विशेष रूप से गुर्दे के प्रत्यारोपण में। शल्यक्रिया पूर्व खून का नमूना स्वाइन ल्युकोसैट प्रतिजन (एसएलए) के लिए संगतता सुनिश्चित करने के लिए संभव है, लेकिन महंगा है और अव्यावहारिक 14 हैं विश्लेषण करती है। ऑपरेशन के बाद इस तरह के tacrolimus और Cyclosporine के रूप में प्रस्तावित immunosuppressive एजेंट (calcineurin निरोधक, सीएनआई) मौखिक रूप से प्रशासित रहे हैं या चतुर्थ 28। मौखिक प्रशासन, अव्यावहारिक है, क्योंकि आमतौर पर सूअरों मौखिक मेडिका निगल करने के लिए मनाtion। इसके अलावा, आंतों अवरोधों immunosuppressive दवाओं और चिकित्सकीय दवा के स्तर के रखरखाव के लिए पर्याप्त अवशोषण का निराकरण हो सकता है। सक्रिय पशुओं में सीएनआई के चतुर्थ के सतत प्रेरणा तकनीकी रूप से मांग की है। चतुर्थ सांस प्रशासन उच्च शिखर मूल्यों, जो विषाक्तता का कारण होता है। इस प्रकार, नए संरक्षण तकनीक की जांच के लिए, गुर्दे स्वप्रतिरोपण के मॉडल के कई फायदे हैं। allotransplantated गुर्दे भ्रष्टाचार से ऊपर का प्रदर्शन किया, क्रिएटिनिन और रोटी की देरी और वृद्धि की चोटी के प्रतिनिधि परिणाम में अस्वीकृति, जो ऊतकीय मूल्यांकन द्वारा प्रदर्शन किया गया संकेत मिलता है।

स्वप्रतिरोपण के सुअर का मॉडल पहले से नया संरक्षण तकनीक 14,18,29 जांच करने के लिए इस्तेमाल किया गया है। हालांकि, एक दिल की धड़कन-परिदृश्य में autotransplanted सूअरों की सूचना पश्चात सीरम क्रिएटिनिन और रोटी मूल्यों में काफी प्रायोगिक प्रणाली 22,30 के आधार पर बदलती 28 और Snoeijs और उनके सहयोगियों द्वारा प्रस्तुत 31 कम पीक मूल्यों के साथ तुलना कर रहे हैं।

एक सुअर का स्वप्रतिरोपण मॉडल में गुर्दे के प्रत्यारोपण के बाद एक सफल परिणाम सुनिश्चित करने के लिए हम कई महत्वपूर्ण तकनीकी कारकों है कि कुछ जटिलताओं की दर को कम करने की पहचान की है। हिस्टडीन tryptophan-ketoglutarate समाधान (HTK) के उपयोग पोटेशियम के अपने निचले सामग्री के कारण vasospasm का खतरा कम कर देता है जब विस्कॉन्सिन (UW) समाधान करने के लिए विश्वविद्यालय की तुलना में। आगे reperfusion के बिंदु पर vasospasm के जोखिम को कम करने के लिए, verapamil गुर्दे धमनी में इंजेक्ट किया जा सकता है, और papaverine पुनर्प्राप्ति के दौरान और reperfusion के बाद topically दिलाई जा सकती है। इसके अलावा, norepinephrine के एक सतत बनाए रखने के लिए ड्रिप titrated100 एमएमएचजी ऊपर सिस्टोलिक रक्तचाप एक सजातीय reperfusion सुनिश्चित करता है। यह इस रक्तचाप कम से कम जब तक सुअर का खतरा तैनात है बनाए रखने के लिए उपयोगी है। इसके अलावा, प्रत्यारोपित भ्रष्टाचार की स्थिति के नव मिलाया रक्त वाहिकाओं के kinking को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है। इसलिए, यह भ्रष्टाचार के anastomoses सिलाई व्यापक यांत्रिक हेरफेर से बचने के लिए करने से पहले contralateral बायां गुर्दा बांटना के लिए उपयोगी है। प्रत्यारोपित भ्रष्टाचार के आसपास ureteral सम्मिलन परिष्करण, छोटी आंत लपेटकर के बाद पेट की दीवार के बंद होने के बाद अपनी स्थिति को सुरक्षित करता है। इस तरह के आंत के kinking के कारण आंत्र अवरोधों के रूप में मनाया जाता है, लेकिन शायद ही कभी जटिलताओं आन्त्रावरोध, आंत्र वेध, और मृत्यु सहित गंभीर जटिलताओं के लिए नेतृत्व कर सकते हैं। कुल मिलाकर, सटीक सर्जरी तकनीक, चौकस संज्ञाहरण और करीबी निगरानी के दौरान अनुवर्ती कार्रवाई अच्छा नैदानिक ​​परिणाम और भ्रष्टाचार समारोह किया जाता है।

धमनी और शिरापरक anastomoses perfo जा सकती हैविभिन्न तकनीकों का उपयोग rmed। भ्रष्टाचार के Orthotopic प्लेसमेंट के गुर्दे धमनी और शिरा के अंत करने के लिए अंत anastomoses अनुमति देता है। Heterotopic प्रत्यारोपण के मामले में, भ्रष्टाचार, अंत करने के लिए अंत anastomoses के लिए contralateral गुर्दे खात में तैनात किया जा सकता श्रोणिफलक जहाजों पर, या बाहर का महाधमनी सीधे। Anastomoses साथ Heterotopic प्रत्यारोपण महाधमनी के लिए और कावा सीधे अंत करने के पक्ष तकनीक में इस मॉडल में पसंद कर रहे हैं के रूप में यह घनास्त्रता और vasospasm 32 के जोखिम को कम कर सकते हैं। बहुत जल्दी शिरापरक bifurcations के साथ शारीरिक बदलाव के दो अलग-अलग शिरापरक anastomoses सिलाई की जरूरत हो सकती है। धमनी या शिरा अपेक्षाकृत कम कर रहे हैं, भ्रष्टाचार जहाजों की लंबाई हासिल करने के लिए 180 ° दिया जा सकता है। Ureteral पक्ष की ओर सम्मिलन प्रतिबंधों या मूत्र रिसाव उलझी के बिना अच्छा प्रयोगात्मक परिणाम प्राप्त कर सकते हैं।

सामान्य तौर पर, गुर्दे के प्रत्यारोपण के सुअर का मॉडल अन्य पशु मॉडल की तुलना में लाभ प्रदान करता है। के रूप में डीऊपर escribed, कुछ समानताएं सुअर और मानव की स्थापना, जो नैदानिक ​​व्यवहार में नई तकनीकों के अपेक्षाकृत तेजी से अनुवाद की अनुमति देता है के बीच मौजूद हैं। प्रत्यारोपण की तकनीक कृंतक मॉडल की तुलना में तकनीकी रूप से आसान है। इसके अलावा, शिरापरक कैथेटर के स्थान से, परिधीय रक्त के नमूने एकत्र की है और आगे की जांच के लिए आसानी से कार्रवाई की जा सकती। मूत्र का संग्रह गुर्दे की चोट और समारोह के आगे आकलन अनुमति देता है। मूत्र के नमूने इकट्ठा करने के लिए, एक percutaneous कैथेटर मूत्राशय में डाला जा सकता है। सुअर द्वारा हेरफेर से बचने के लिए, बाहर का अंत जानवर की पीठ को subcutaneously टनल किया जाना चाहिए। मूत्र संग्रह के लिए एक अन्य विकल्प के चयापचय पिंजरों, जो लंबे समय तक संग्रह अवधि क्रिएटिनिन निकासी और मूत्र में अतिरिक्त बायोमार्कर की एकाग्रता अनुमान लगाने के लिए अनुमति का इस्तेमाल होता है। सोनोग्राफी, सीटी स्कैन, एमआरआई और छवियों संभव हो रहे हैं। संचार प्रोटोकॉल मौत के बाद दान गर्म लगाने से मजाक उड़ाया जा सकताischemia पुनर्प्राप्ति करने से पहले। इसके अलावा, सूअर अपेक्षाकृत अगर उनके आक्रामक व्यवहार को सीमित करने की बधिया संभाल करने के लिए आसान कर रहे हैं।

नुकसान पशु खरीद, आवास, शल्य चिकित्सा और अन्य चिकित्सा उपकरण, और जनशक्ति की उच्च लागत शामिल हैं। इन कारकों का मतलब है कि यह संभव प्रत्येक अध्ययन समूह में जानवरों की बड़ी संख्या को शामिल करने के लिए नहीं है। इसके अलावा, कृंतक मॉडल की तुलना में संदर्भ की एक सीमित संख्या में सुअर प्रामाणिक जैविक डेटा के लिए साहित्य में उपलब्ध हैं। इस तरह के उपन्यास संरक्षण के तरीकों के रूप में नई विकसित तकनीकों, के आकलन के लिए एक विकल्प के रूप में, अन्य समूहों के गुर्दे के प्रत्यारोपण के लिए एक विकल्प के रूप में 33,34 normothermic पूर्व vivo reperfusion वर्णन किया है। इस तकनीक का प्रदर्शन करने के लिए आसान और कम खर्चीला है। हालांकि, मानकीकृत गुर्दा प्रत्यारोपण भ्रष्टाचार अधिक नैदानिक ​​अभ्यास करने के लिए इसी तरह की एक मॉडल प्रदान करता है और लंबी अवधि के अनुवर्ती कार्रवाई की अनुमति देता है। इसलिए, यह काम करता है के लिए एक अधिक यथार्थवादी भ्रष्टाचार का आकलनजाहिर है।

अंत में, Heterotopic गुर्दे की स्वप्रतिरोपण सुअर का मॉडल एक नैदानिक ​​महत्वपूर्ण परिदृश्य गुर्दे भ्रष्टाचार परिणामों में सुधार के लिए अभिनव उपन्यास दृष्टिकोण की जांच करने के लिए प्रदान करता है। विशेष रूप से, इस प्रोटोकॉल के महत्वपूर्ण तकनीकी जानकारी है कि एक गुर्दे स्वप्रतिरोपण मॉडल की सफल स्थापना की सुविधा होगी सुविधाओं और क्लिनिकल परीक्षण के लिए नए निष्कर्षों का तेजी से अनुवाद की अनुमति देता है।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Anesthesia Equipment
Anesthesia Machine, Optimax Moduflex Anesthesia Equipment SN5180
Infusion Pump 3,000 SIMS Graseby LTD. SN300050447
Infusion Pump Line Smith Medical ASD Inc. 21-0442-25
Intravenous permanent catheter (9.5 Fr) Cook Medical Company G01865
Isoflurane Vapor 19.1 Draeger Medical Canada Inc. N/A
Mallinckrodt, Tracheal Tube, 6.5 mm Covidien Canada 86449
Temperature Therapy Pad Gaymar Industries Inc TP26E
Ventilator, AV 800 DRE Medical Equipment 40800AVV
Warm Touch, Patient Warming System Nellcor/ Covidien Canada 5015300A
Name Company Catalog Number Comments
Surgical Equipment
Abdominal Retractor Medite GmbH 07-0001-00
Aorta/vein punch 4.0 mm, round Scanlan International Inc. 1001-602
De Bakey, Atraumatic Peripheral, Clamp Aesculap Inc. FB463R
De Bakey-Beck, Atraumatic Vena Cava, Clamp Aesculap Inc. FB519R
De Bakey, Atraumatic Mini-Bulldog, Straight Aesculap Inc. FB422R
De Bakey, Atraumatic Mini-Bulldog, Curved Aesculap Inc. FB423R
De Bakey, Atraumatic Coarctation Clamp, Angled Aesculap Inc. FB453R
Dissection Blade #11 Feather Safety Razor Co. 089165B
Connector (1/4") with male luer lock Sorin Group Inc. AB1452
Liver Admin Set (flush line) CardioMed Supplies Inc 17175
Maxon, 1 Covidien Canada 606173
Med-Rx Suction Connecting Tube Benlan Inc. 70-8120
Organ Bag CardioMed Supplies Inc 2990
Potts – De Martel, Scissors Aesculap Inc. BC648R
Renal artery cannula, 1.6" Sorin Group Inc. VC-11000
Sofsilk, 2-0 Covidien Canada S405
Sofsilk, 3-0 Covidien Canada S404
Satinsky, Suprahepatic Cava Clamp Aesculap Inc. FB605R
Suction Tip Tyco Healthcare Group LP 8888501023
Surgipro II, 6-0 Covidien Canada VP733X
Valleylab, Cautery Pencil Covidien Canada E2515H
Valleylab, Force Tx Valleylab Inc. 216151480
Valleylab, Patient Return Electrode Covidien Canada E7507
Name Company Catalog Number Comments
Medication
Atropine Sulfate 15 mg/30 ml Rafter 8 Products 238481
Buprenorphine 0.3 mg/ml RB Pharmaceuticals LDT N/A
Ceftiofur 3 mg/ml Pfizer Canada Inc. 11103
Cefazolin 1 g Pharmaceutical Partners of Canada Inc. 2237138
Fentanyl Citrate 0.25 mg/5 ml Sandoz Canada Inc. 2240434
Heparin 10,000 iU/10 ml Sandoz Canada Inc. 10750
Histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK) solution Methapharm CU001LBG
Isoflurane 99.9%, 250 ml Pharmaceutical Partners of Canada Inc. 2231929
Ketamine Hydrochloride  5,000 mg/50 ml Bimeda-MTC Animal Health Inc. 612316
Lactated Ringer’s + 5% Dextrose 1 L Baxter Corporation JB1064
Lactated Ringer’s 1 L Baxter Corporation JB2324
Metronidazole 500 mg/100 ml Baxter Corporation 870420
Midazolam 50 mg/10 ml Pharmaceutical Partners of Canada Inc. 2242905
Norepinephrine 16 mg/250 ml Dextrose 5% Baxter Corporation N/A
Pantoprazole 40 mg Sandoz Canada Inc. 2306727
Papaverine 65 mg/2 ml Sandoz Canada Inc. 9881
Propofol 1,000 mg/100 ml Pharmascience Inc. 2244379
Saline 0.9%, 1 L Baxter Corporation 60208
Solu-Medrol 500 mg Pfizer Canada Inc. 2367963
Verapamil Sandoz Canada Inc. 2166739
Xylocaine Endotracheal 10 mg/50 ml AstraZeneca 2003767

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References

  1. Wolfe, R. A., Ashby, V. B., et al. Comparison of mortality in all patients on dialysis, patients on dialysis awaiting transplantation, and recipients of a first cadaveric transplant. N Engl J Med. 341, (23), 1725-1730 (1999).
  2. Ingsathit, A., Kamanamool, N., Thakkinstian, A., Sumethkul, V. Survival advantage of kidney transplantation over dialysis in patients with hepatitis C: a systematic review and meta-analysis. Transplantation. 95, (7), 943-948 (2013).
  3. Tonelli, M., Wiebe, N., et al. Systematic review: kidney transplantation compared with dialysis in clinically relevant outcomes. Am J Transplant. 11, (10), 2093-2109 (2011).
  4. Global Observatory on Donation & Transplantation. Available from: http://www.transplant-observatory.org/Pages/home.aspx (2014).
  5. Matas, A. J., et al. OPTN/SRTR Annual Data Report 2012: Kidney. Am J Transplant. 14, Suppl 1. (2014).
  6. Rahmel, A. Annual Report 2013 - Eurotransplant International Foundation. . Available from: https://www.eurotransplant.org/cms/mediaobject.php?file=AR20135.pdf (2013).
  7. Morrissey, P. E., Monaco, A. P. Donation after circulatory death: current practices, ongoing challenges, and potential improvements. Transplantation. 97, (3), 258-264 (2014).
  8. Maggiore, U., Oberbauer, R., et al. Strategies to increase the donor pool and access to kidney transplantation: an international perspective. Nephrol Dial Transplant. 30, (2), 217-222 (2014).
  9. Summers, D. M., Johnson, R. J., Hudson, A., Collett, D., Watson, C. J., Bradley, J. A. Effect of donor age and cold storage time on outcome in recipients of kidneys donated after circulatory death in the UK: a cohort study. Lancet. 381, (9868), 727-734 (2013).
  10. Wadei, H. M., Heckman, M. G., et al. Comparison of kidney function between donation after cardiac death and donation after brain death kidney transplantation. Transplantation. 96, (3), 274-281 (2013).
  11. Moers, C., Smits, J. M., et al. Machine perfusion or cold storage in deceased-donor kidney transplantation. N Engl J Med. 360, (1), 7-19 (2009).
  12. Pereira-Sampaio, M. A., Favorito, L. A., Sampaio, F. J. B. Pig kidney: anatomical relationships between the intrarenal arteries and the kidney collecting system. Applied study for urological research and surgical training. J Urol. 172, (5 Pt 1), 2077-2081 (2004).
  13. Bagetti Filho, H. J. S., Pereira-Sampaio, M. A., Favorito, L. A., Sampaio, F. J. B. Pig kidney: anatomical relationships between the renal venous arrangement and the kidney collecting system. J Urol. 179, (4), 1627-1630 (2008).
  14. Giraud, S., Favreau, F., Chatauret, N., Thuillier, R., Maiga, S., Hauet, T. Contribution of large pig for renal ischemia-reperfusion and transplantation studies: the preclinical model. J Biomed Biotechnol. 2011, (21), 532127 (2011).
  15. Gallinat, A., Paul, A., et al. Role of oxygenation in hypothermic machine perfusion of kidneys from heart beating donors. Transplantation. 94, (8), 809-813 (2012).
  16. Thuillier, R., Allain, G., et al. Benefits of active oxygenation during hypothermic machine perfusion of kidneys in a preclinical model of deceased after cardiac death donors. J Surg Res. 184, (2), 1174-1181 (2013).
  17. Hosgood, S. A., Barlow, A. D., Yates, P. J., Snoeijs, M. G. J., van Heurn, E. L. W., Nicholson, M. L. A pilot study assessing the feasibility of a short period of normothermic preservation in an experimental model of non heart beating donor kidneys. J Surg Res. 171, (1), 283-290 (2011).
  18. Delpech, P. O., Thuillier, R., et al. Effects of warm ischaemia combined with cold preservation on the hypoxia-inducible factor 1α pathway in an experimental renal autotransplantation model. Br J Surg. 101, (13), 1739-1750 (2014).
  19. Kirk, A. D. Crossing the bridge: large animal models in translational transplantation research. Immunol Rev. 196, 176-196 (2003).
  20. Golriz, M., Hafezi, M., et al. Do we need animal hands-on courses for transplantation surgery. Clin Transplant. 27, Suppl 25. 6-15 (2013).
  21. He, B., Musk, G. C., Mou, L., Waneck, G. L., Delriviere, L. Laparoscopic surgery for kidney orthotopic transplant in the pig model. JSLS. 17, (1), 126-131 (2013).
  22. Faure, A., Maurin, C., et al. An experimental porcine model of heterotopic renal autotransplantation. Transplant Proc. 45, (2), 672-676 (2013).
  23. Hosgood, S. A., Yates, P. J., Nicholson, M. L. 1400W reduces ischemia reperfusion injury in an ex-vivo porcine model of the donation after circulatory death kidney donor. World J Transplant. 4, (4), 299-305 (2014).
  24. Ghanekar, A., Mendicino, M., et al. Endothelial induction of fgl2 contributes to thrombosis during acute vascular xenograft rejection. J Immunol. 172, (9), 5693-5701 (2004).
  25. Ghanekar, A., Lajoie, G., et al. Improvement in rejection of human decay accelerating factor transgenic pig-to-primate renal xenografts with administration of rabbit antithymocyte serum. Transplantation. 74, (1), 28-35 (2002).
  26. Cowan, P. J., Cooper, D. K. C., d'Apice, A. J. F. Kidney xenotransplantation. Kidney Int. 85, (2), 265-275 (2014).
  27. Seldinger, S. I. Catheter replacement of the needle in percutaneous arteriography; a new technique. Acta radiol. 39, (5), 368-376 (1953).
  28. Hanto, D. W., Maki, T., et al. Intraoperative administration of inhaled carbon monoxide reduces delayed graft function in kidney allografts in Swine. Am J Transplant. 10, (11), 2421-2430 (2010).
  29. Maathuis, M. -H. J., Manekeller, S., et al. Improved kidney graft function after preservation using a novel hypothermic machine perfusion device. Ann Surg. 246, (6), 982-991 (2007).
  30. Gallinat, A., Paul, A., et al. Hypothermic reconditioning of porcine kidney grafts by short-term preimplantation machine perfusion. Transplantation. 93, (8), 787-793 (2012).
  31. Snoeijs, M. G., Matthijsen, R. A., et al. Autologous transplantation of ischemically injured kidneys in pigs. J Surg Res. 171, (2), 844-850 (2011).
  32. Golriz, M., Fonouni, H., Nickkholgh, A., Hafezi, M., Garoussi, C., Mehrabi, A. Pig kidney transplantation: an up-to-date guideline. Eur Surg Res. 49, (3-4), 121-129 (2012).
  33. Hosgood, S. A., Bagul, A., Yang, B., Nicholson, M. L. The relative effects of warm and cold ischemic injury in an experimental model of nonheartbeating donor kidneys. Transplantation. 85, (1), 88-92 (2008).
  34. Hoyer, D. P., Gallinat, A., et al. Influence of oxygen concentration during hypothermic machine perfusion on porcine kidneys from donation after circulatory death. Transplantation. 98, (9), 944-950 (2014).
एक सुअर मॉडल में Heterotopic गुर्दे स्वप्रतिरोपण: एक कदम दर कदम प्रोटोकॉल
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Kaths, J. M., Echeverri, J., Goldaracena, N., Louis, K. S., Yip, P., John, R., Mucsi, I., Ghanekar, A., Bagli, D., Selzner, M., Robinson, L. A. Heterotopic Renal Autotransplantation in a Porcine Model: A Step-by-Step Protocol. J. Vis. Exp. (108), e53765, doi:10.3791/53765 (2016).More

Kaths, J. M., Echeverri, J., Goldaracena, N., Louis, K. S., Yip, P., John, R., Mucsi, I., Ghanekar, A., Bagli, D., Selzner, M., Robinson, L. A. Heterotopic Renal Autotransplantation in a Porcine Model: A Step-by-Step Protocol. J. Vis. Exp. (108), e53765, doi:10.3791/53765 (2016).

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