Summary
Snelle lever hypertrofie associëren lever partitie en Portal vein afbinding gebruiken voor een Staged hepatectomy inducerende (ALPPS) voorgesteld voor resectie van borderline resectable lever tumoren. Dit model kan verhelderen mechanismen die betrokken zijn in snelle hypertrofie en kunt testen van drugs die bevorderen of blokkeren van de versnelling van de regeneratie.
Abstract
Recente klinische gegevens ondersteunen een agressief chirurgische benadering van zowel de primaire als de metastatische lever tumoren. Voor enkele indicaties, zoals colorectal lever metastasen, de hoeveelheid leverweefsel achtergelaten nadat lever resectie uitgegroeid de belangrijkste beperkende factor van de resectability van grote of meerdere lever tumoren tot is. Een minimale hoeveelheid van functionele weefsel is vereist om te voorkomen dat de ernstige complicatie van post-hepatectomy lever mislukking, die hoge morbiditeit en mortaliteit heeft. Inducerende lever groei van de potentiële restant voorafgaand aan de resectie heeft meer vestigen in lever chirurgie, hetzij in de vorm van portal vein embolisatie kan leiden door Interventionele radiologen, hetzij in de vorm van portal vein afbinding enkele weken voorafgaand aan de resectie. Onlangs, werd aangetoond dat de lever regeneratie is meer uitgebreid en snelle, wanneer de parenchymal transect wordt toegevoegd aan de portal vein afbinding in een eerste fase en vervolgens, na slechts een week wachten, uitgevoerd in een tweede fase (associëren lever partitie resectie en Portal vein afbinding voor Staged hepatectomy = ALPPS). ALPPS is snel populair geworden over de hele wereld, maar is bekritiseerd om zijn hoge perioperatieve sterfte. Het mechanisme van versnelde en uitgebreide groei geïnduceerd door deze procedure heeft niet goed begrepen. Dierlijke modellen zijn ontwikkeld voor het verkennen van zowel de fysiologische en moleculaire mechanismen van versnelde lever regeneratie in ALPPS. Dit protocol presenteert een rat-model waarmee mechanistische verkenning van versnelde regeneratie.
Introduction
De grootte van de lever restant beperkt de resectability van lever tumoren. 1 in het algemeen, wanneer minder dan 25% lever weefsel wordt achtergelaten, de patiënt is verhoogd risico van overlijden van acute lever insufficiëntie vanwege het ontbreken van metabole functie voor het hele organisme ("te klein voor de grootte syndroom"). 2 deze post-hepatectomy mislukking van de lever is de meest verwoestende complicaties na resectie van de lever. Clinici hebben daarom geprobeerd voor het opwekken van lever regeneratie voorafgaand aan de resectie van de lever door het manipuleren van de stroom van de ader van de portal. 3 bleek dat, zodra de portal ader is geroteerd, het resterende deel met portal vein stroom begint te groeien in een traag tempo, en kan daardoor tot 60% in omvang. 4 chirurgische afbinding5 of Interventionele portal veneuze occlusie zijn zowel klinisch vastgesteld. 4 de toename van de omvang en functie van de lever is betrouwbaar, maar het groeitempo op jaarbasis van de lever na portal occlusie slechts ongeveer een vijfde is vergeleken met de groei van de lever overblijfsel na gedeeltelijke hepatectomy. 6
De tijd die nodig is voor de lever te groeien is weken tot maanden, hoewel de lever in een veel sneller tempo na resectie regenereren kan. Als zodanig, is de lever het enige orgaan dat terug naar normale functie na verwijdering van een deel daarvan groeit. 7 een nieuwe procedure inducerende lever regeneratie in een vergelijkbaar tempo zoals na gedeeltelijke hepactectomy werd ontwikkeld door een groep chirurgen die ontdekt dat het toevoegen van een transect tussen de afsluiting en de niet-geroteerd deel van de lever lever induceert hypertrofie hetzelfde tempo groei als na resectie van de lever, maar voorafgaand aan de resectie. 9 de procedure initieert snelle hypertrofie van 80% binnen een week in de toekomst lever overblijfsel, waarmee de resectie van uitgebreide, voornamelijk unresectable, lever tumoren binnen een week. De procedure werd genoemd "Associating lever partitie en Portal vein afbinding voor Staged hepatectomy ALPPS =" en werd snel populair over de hele wereld. 10 meerdere rapporten ondersteund een uitbreiding van de resectability van borderline resectable lever tumoren bereikt door de nieuwe techniek,11 terwijl de complexe chirurgische ingreep werd ook bekritiseerd om zijn hoge complicatie tarief. 12 , 13
De ontwikkeling van een knaagdier en ook grote diermodellen van langzame en snelle hypertrofie heeft geprobeerd sinds de publicatie van ALPPS in 2012 toestaan een beter histologische karakterisering en inzicht in de mechanismen en effecten van de drug testen op de verschillende groeicijfers van leverweefsel bij dieren. De eerste diermodel ontwikkeld was een rat-model. In dit model wordt versneld snelle hypertrofie na parenchymal transect tussen het recht en het linker gedeelte van de mediane kwab regeneratie van de juiste mediaan kwab. 14 een ander model geïntroduceerd verderop in de muis. In dit model was de linker laterale kwab gereseceerd en de portal vein takken met elke kwab van de lever met uitzondering van de linker mediaan kwab gebonden waren. 15 In de tussentijd, grote dierlijke modellen van ALPPS bij varkens zijn beschreven als goed. 16
Voor de studie van fysiologische mechanismen zoals wijzigingen van de stroom en druk in de ader van de portal, perfusie en oxygenatie van leverweefsel is het model van de rat superieur aan het model van ALPPS in muizen. Een ander voordeel van de rat over de lymfkliertest model is dat in het model van de rat er bestaat geen noodzaak voor een resectie van de linker laterale kwab,15 die de effecten van lever resectie met die van ALPPS kunnen besmetten. Het model van de rat in tegenstelling vermindert niet de lever cel massa. Een varken-model maakt gebruik van de juiste achterste kwab als de groeiende kwab, maar de lever van varken is zeer lobulated. Het is daarom moeilijk om te maken een transect vliegtuig in de al dunne weefsel brug tussen de juiste posterior en de direct anterieure kwab. In tegenstelling, de mediane kwab bij ratten bestaan uit twee delen, die afzonderlijk worden geleverd door een portal vein elk en een parenchymal transect vliegtuig kan gemakkelijk worden gemaakt tussen de twee gebruik van microchirurgische technieken. De beschikbaarheid van kleine dierlijke computer tomografie (CT) en/of magneet resonantie imaging (MRI) laat de zeer precieze kwantificering van volumetrische groei tussen portal vein afbinding alleen en portal vein afbinding en de toegevoegde transect, hetgeen van belang is voor de validatie van elk model snelle lever hypertrofie.
Het hier gepresenteerde protocol beschrijft de operatietechniek en de procedures die voor volumetrische validatie en fysiologische karakterisering van het model van langzame en snelle hypertrofie na portal vein afbinding en portal vein afbinding met transect, respectievelijk in ratten.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle experimenten in dit protocol wordt goedgekeurd door de veterinaire autoriteiten van het Zwitserse kanton Zürich, Zwitserland (nummer 60/2014). Bovendien, alle experimentele maatregelen in overeenstemming met de richtsnoeren inzake experimenten met dieren werden uitgevoerd door de Zwitserse Academie van medische wetenschappen (SAMS) en richtsnoeren van de Federatie van Europese Laboratory Animal Science verenigingen (FELASA) .
1. de veehouderij, operatiekamer apparatuur en instrumenten, anesthesie
- Mannelijke Wistar ratten met een gewicht van 250-300 g in geventileerde kooien onder standaardomstandigheden pathogenen vrije houden in een 12/12 h licht/donker cyclus. Dieren gratis toegang te geven tot voedsel en water bij een omgevingstemperatuur van 22 ± 1 ° C.
- Induceren van verdoving in een doos, waar Isofluraan is gespoeld met 5 vol % voor 30 s (figuur 1A), gevolgd door een Isofluraan concentratie van 3 vol % totdat het dier onder diepe verdoving is. Bevestig het niveau van de verdoving door de teen-snuifje reflex.
- Bieden analgesie subcutaan met buprenorfine (0,01 mg/kg) toegepast tijdens de chirurgische interventie, gevolgd door 0,02 mg/kg elke 12 h in de postoperatieve fase gedurende 48 uur.
- Het dier overbrengen in de werkplaats, waar ze zich spontaan ademhaling blootgesteld aan een gasmengsel van 1.0-2.5 vol % Isofluraan in zuurstof (stroom: 600 mL/min).
- Sluit de ogen van het dier en gebruik maken van een zalf om de ogen te beschermen. 5 mL zout subcutaan injecteren, de helft van het aan iedere kant van de buik, gevolgd door 0.1 mg atropine.
- Chirurgie met behulp van een chirurgische Microscoop in een kamer microchirurgie uitvoeren.
- Houd het dier onder vluchtige verdoving met een ventilatie-masker bestaande uit een latex membraan (figuur 1B), waardoor de rat snuit wordt geduwd. Het vaststellen van de extremiteiten met tape (figuur 1B).
- Lay-out van de chirurgische instrumenten in steriele mode op een bijzettafel: zoutoplossing en Betadine-doordrenkte sponzen (figuur 2A), abdominal wall OPROLMECHANISMEN (figuur 2B) en 3-0 hechtingen voor intrekking van de buikwand en xiphoid, schaar, Adson pincet, fijne tips microforceps rechte en gebogen en vooraf snijden de zijden dassen 6-0 voor de afbinding procedure (figuur 2C).
- Gebruik niet-steken bipolaire microforceps voor transect van het hepatische parenchym. Sluit de buikwand en huid met behulp van de 3-0 zijde hechtingen met naalden van de SH-1 en 5-0 Maxon (figuur 2D). Gebruik een bipolaire pincet voor hemostase.
2. start van de operatie
- Scheren van de buik van het dier met een kleine dierlijke haartrimmer van de xiphoid naar de genitaliën met een laterale gebied van 2 cm van de middellijn. Het haar grondig te verwijderen.
- Dit gebied 3 keer met betadine gedrenkt sponsen te desinfecteren.
- Uitvoeren van een insnijding van de middellijn met behulp van een scalpel voor de huid, en gebruik vervolgens chirurgische schaar te openen van de buik.
- Het intrekken van de rechter- en linker buikwand- en de xiphoid met 3-0 zijde hechtingen (figuur 3A).
- Het intrekken van de maag, dikke darm en kleine darm van het ligament van de hepatoduodenal van de rat met zelf-gemaakte kleine draad OPROLMECHANISMEN (figuur 3B).
3. Portal Vein afbinding (PVL)
- Toegang tot de portal-ader en haar bijkantoren laterale retractie van de maag en de kleine darm (figuur 3B).
- De portal vein bot ontleden door het oppakken van het buikvlies met de microforceps en langzaam peeling het mediaal.
-
Ontleden van de portal vein takken uit (Figuur 3 c) in de volgende volgorde: (1) recht achterste tak, (2) links laterale en linker mediaan tak samen, en (3) Spiegelse tak.
- Eerst, afschilferen het buikvlies met kleine, niet te energieke bewegingen om te voorkomen dat het scheuren van de kleine arteriële takken met de lever lobben die direct onder de peritoneale dekking worden uitgevoerd.
- Zodra de belangrijkste ader van de portal is kale, de takken met traag vooruit duwen omcirkelen en verspreiding bewegingen en vervolgens trek een stuk van 1 cm van 6-0 zijde binden rond de respectieve portal vein tak en het afbinden.
-
De juiste achterste kwab tak afbinden. (Figuur 3 c) De technische moeilijkheid van de juiste achterste tak bestaat in het feit dat de slagader aan de juiste achterste kwab is die dwars over de juiste posterieure portal vein tak.
- Trek de slagader cranially samen met het buikvlies om de juiste portal vein tak met de gebogen microforceps bloot te stellen.
- Afbinden het recht achterste kwab tak met de pre cut zijden stropdas 6-0. De juiste achterste kwab draait zichtbaar bleke zodra de portal ader wordt afgebonden.
- Vermijd duwen tegen weerstand tijdens het cirkelen om te voorkomen dat het scheuren van de slagader of een ader van de portal. In het geval van de bloeding, druk uitoefenen gedurende ten minste één minuut met een steriel katoenen doekje en vervolgens opnieuw. Als het bloeden niet stopt, offeren het dier.
-
Afbinden van de linker laterale (LLL) en de linker mediaan kwab (hou van mijn leven) takken. Deze takken hebben één gemeenschappelijke stam. (Figuur 3 c). De linker mediaan kwab tak vloeit voort uit de portal vein binnen het parenchym van de LLL.
- Het afbinden van de ader van de portal leidt tot zowel LLL, en ook de liefde van mijn leven-tak samen met behulp van de pre cut 6-0 zijden stropdas.
- Vermijd verwondingen aan de slagaders die leiden tot LLL en liefde van mijn leven, actief binnen de peritoneale laag. Zolang het buikvlies wordt zorgvuldig terug gepeld, blijven ze intact. De LLL en liefde mijn leven zichtbaar bleek zodra de takken als ligatuur zijn verbonden.
-
Het afbinden van de Spiegelse kwab tak (Figuur 3 c). De portal vein leidt tot de enigszins aparte Spiegelse kwab bij ratten opstijgt uit de belangrijkste ader van de portal, distally en mediaal om het opstijgen van de juiste kwab-tak van de belangrijkste ader van het portaal (niet strikt ondeugdelijkheid zoals in mens of grotere dieren).
- Het ontleden en het omringen door het opheffen van het buikvlies plus gal duct en slagaders van de belangrijkste ader van de portal.
- Omcirkelen de Spiegelse portal vein tak met een gebogen microforceps lateraal vandaan. De twee Spiegelse kwab draai zichtbaar bleke, zodra de Spiegelse kwab tak is afgebonden met 6-0 zijde.
- Deze drie takken van de portal vein koppelverkoop leidt tot exclusieve portal vein perfusie van de juiste mediaan kwab (RML), dat weergegeven door een duidelijke demarcatielijn tussen de linker- en mediaan kwab wordt.
4. Portal Vein afbinding met transect (PVL + T)
- Het transect langs de demarcatielijn tussen RML uitvoeren en hou mijn leven na PVL (figuur 3D).
- Gebruik een niet-steken bipolaire zilver Tang met een zeer fijne neurochirurgische tip om te precauterize het maken van een 1-mm cauterisatie strook langs de demarcatielijn leverweefsel.
- Gebruik schaar te zorgvuldig snijden het precauterized weefsel. Het is heel moeilijk om de diepte van het transect goed te beoordelen. Het doel is om zo dicht mogelijk bij de vena cava mogelijk, die intrahepatically bij ratten loopt. Letsel van de vena cava wordt begeleid door uitgebreide bloedingen, die kan meestal niet worden gestopt.
- In geval van schade gelden zachte druk met behulp van een wattenstaafje, maar als het bloeden niet binnen 3-4 min stopt, offeren het dier. Pogingen tot het herstellen van de vena cava met behulp van hechtingen in het algemeen niet succesvol geweest. Ratten zijn zeer gevoelig voor lucht longembolie, die kan optreden bij gelegenheid en leiden tot een hartstilstand.
5. intraoperatieve meting van Portal Vein druk en Volume stroom
- Portal vein druk beoordelen door directe cannulation met een naald van de G30 aangesloten is op een druk (figuur 4A).
- Gebruik de 2-mm volume stroom sonde lateraal geplaatst aangesloten op het apparaat van de stroom voor rechtstreekse meting van portal volume stroom meer dan 2 min (figuur 4B). Alleen recordgegevens met stabiele meting kwaliteit zoals aangegeven op het display van de machine.
- Portal vein stroom en druk afzonderlijk beoordelen na de groep stappen die de respectieve procedure, dat wil zeggen het gelijkmakende off van drie portal vein takken of de koppelverkoop off van de drie takken van de portal vein plus het uitvoeren van de parenchymal transect definiëren tussen de RML en de liefde mijn leven.
6. de laatste stappen van de operatie
- Zorg ervoor dat de kleine darm goed is geplaatst in de buikholte alvorens af te sluiten.
- Sluit het buikvlies en de buikwand met 3-0 zijde hechtingen met SH-1 naalden.
- Tot slot suture de huid met behulp van Maxon 5-0.
- Desinfecteer de huid opnieuw.
- Opnieuw toepassen 5 mL zoutoplossing subcutaan in het onderhuidse weefsel lateral aan de buik.
7. lever volumetrie in ratten met behulp van kleine dier CT
- 24 h vóór de eerste CT beeldvorming injecteren 200 μL van de agent van het contrast in de ader van de staart door middel van een intraveneuze katheter G26.
- Gebruik een micro CT voor het scannen van de ratten. Plaats het dier in een plexiglas-vak voor het opwekken van narcose (eerst spoelen met 5 vol % voor 30 s, gevolgd door een Isofluraan concentratie van 2-3 vol % totdat het dier is onder verdoving en onderhouden in de gehele scannen via een buis systeem). Voor optimale beeldkwaliteit, de CT-scan worden gesynchroniseerd met de ademhaling van het dier.
- De digital imaging en communicatie in de geneeskunde (DICOM) bestanden exporteren en analyseren met behulp van het publieke domein imaging platform OsiriX 8.0. Gebruik het gereedschap "gesloten veelhoek" te trekken van de grenzen van de kwab gebaseerd op de radiodensitiy van het contrast van de nanoparticle in de lever en de regio van belang (ROI) menu gebruiken voor het berekenen van de partiële lever volumes (Zie figuur 2A in Schadde et al. 17)
- In het standaardmodel, toestaan dat de lever meer dan 3 dagen groeien en krijgen dagelijks CT-scans om te beoordelen van de verhoging van het volume.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De twee verschillende chirurgische procedures portal vein afbinding (PVL) en PVL in duidelijk verschillende groei kinetiek waardoor transect (PVL + T). PVL induceert gemiddeld verhoging binnen 3 dagen, terwijl in PVL + T een veel grotere rechts mediaan kwab (RML) kan worden gezien (Figuur 5). Dit kan worden geverifieerd door dagelijkse volumetrie. Het volume van de RML verdubbelt ongeveer binnen 3 dagen in PVL, terwijl het verdriedubbelt in PVL + T.17
Stroom metingen in de portal vein onthullen een stabiele stroom, ondanks het beperkte stroom gebied in de PLV en ook de PVL + T (Zie figuur 3A in Schadde et al. 17). Dit suggereert dat de hele portal volume doorbloeding is geregisseerd door ongeveer 26% van de vorige lever parenchym, waardoor "portal hyperflow".
Meting van de druk binnen de portal vein onthult een acute toename van de gemiddelde portal veneuze druk van 5 mmHg tot 9 mmHg in PVL en PVL + T (Zie figuur 3B in Schadde et al. 17). Dit is waarschijnlijk een gevolg van het portaal hyperflow. Transect alleen niet leidt tot een acuut portal drukverhoging, aangezien het volume van leverweefsel niet verminderd. 17 herhaalde metingen laten zien dat de drukverhoging van de stabiel voor 24 h.17 blijft
Figuur 1 : Verdoving. (A) na het spoelen een doos met Isofluraan (5 vol %) voor het opwekken van verdoving voor het dier, is Isofluraan gevaporiseerde (600 mL zuurstof/min) voor onderhoud van de narcose. (B) de dieren zijn gefixeerd op een steriele operationele ondergrond onder een operationele Microscoop. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 2 : Steriel injectiemateriaal. (A) steriele vochtige sponzen voor blootstelling en intrekking. (B) draad mini-tractoren verbonden met elastiekjes. (C) bipolaire pincet, Potts schaar; gebogen microforceps, rechte microdissectors worden gebruikt voor dissectie van de portal vein takken. (D) grotere schaar, naald houders en naalden worden gebruikt voor openstelling en sluiting. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 3 : Dissectie. (A) de zijden van de buik en de xiphoid zijn ingetrokken met 3-0 zijde hechtingen na middellijn laparotomie. (B) door het intrekken van de maag, kleine en grote darm lateraal het gastroduodenal ligament bij ratten en de hepatische Hilus kan worden blootgesteld. (C) In portal vein afbinding (PVL), de portal vein aftakking naar de juiste lobben (1), de linker kwab van laterale (2) en de Spiegelse kwab (3) als ligatuur zijn verbonden met 6-0 zijden dassen (links). In PVL met transect (PVL + T), Daarnaast is de ischemische demarcatielijn tussen rechts mediaan kwab (RML) en linker mediaan kwab (hou van mijn leven) verbeelde (rechts). (D) de foto toont de verschillende demarcatielijn tussen liefde, mijn leven en RML (links). Deze lijn wordt gevolgd voor het transect met behulp van een bipolaire microforceps voor PVL + T (rechts). Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 4 : Intraoperatieve meting van Portal Vein druk en Volume stroom. (A) tijdens de procedure, een naald drukopnemer de blootgestelde portal ader wordt ingevoegd. (B) de 2 mm volume stroom sonde wordt gebruikt voor het meten van volume stromen in de belangrijkste ader van de portal. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Figuur 5 : Lever volumetrie. De lever verhogingen meer in grootte na PVL + T dan na PVL alleen. De figuur toont de dagelijkse volumetrie uitgevoerd op digital imaging en communicatie in de geneeskunde (DICOM) bestanden verkregen met een rat micro CT scanner en met behulp van het publieke domein imaging platform. Terwijl het verschil duidelijk op axiale beelden is, toont kwantitatieve volumetrie als uitgevoerd van een eerdere verslag17, een significant verschil in groei kinetiek. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Dit protocol biedt een dierlijk model van ALPPS met zijn snelle hypertrofie geïnduceerd door PVL + T, die ruwweg de verhoging van het volume binnen 3 dagen in vergelijking met PVL alleen verdubbelt. 17 de rechts midden hepatische kwab wordt gebruikt als een model voor de groeiende lever kwab omdat de middelste hepatische kwab één aaneengesloten parenchymal massa geleverd door twee afzonderlijke portal aderen aan de linkerkant en de rechterkant, is zoals aangegeven in Figuur 1 in een onlangs gepubliceerde werk. 17 vergeleken met andere verslagen, biedt het model enkele voordelen. Anatomisch, vertegenwoordigt de keuze van de middelste kwab beste de menselijke lever als één aaneengesloten parenchymal massa waarmee voor transect en waardoor vernietiging van collateral stroom. De vertakking van de ader van de portal naar de linker mediaan kwab (hou van mijn leven) binnen de linker laterale kwab (LLL) zorgt voor een gecombineerde Afbinding van liefde mijn leven en LLL.
Zijn er verschillende rat en een lymfkliertest model voor ALPPS ontwikkeld en beschreven. 18 vele rat modellen19,20 en de enige muis model15 beschreven vereist een massale vermindering van de lever. Massale verlaging kan leiden tot verbeterde hypertrofie onafhankelijk. Dit is in tegenstelling tot onze17 en soortgelijke modellen van de rat. 14 , 21 , 22 , 23 het voordeel van een lymfkliertest model kan het gebruik van genetisch gemodificeerde dieren worden. Als alternatief voor deze kleine diermodellen, is een varken model ontwikkeld,16 met behulp van een soortgelijke chirurgische techniek zoals in mens en resulterend in vergelijkbare groeicijfers. Ondanks het feit, dat dit waarschijnlijk meest lijkt op de menselijke chirurgische ingreep, kleine dierlijke modellen kunnen nog steeds erg belangrijk omdat ze sneller zijn, zijn gemakkelijker te voeren, kan grotere aantal dieren per groep en zijn goedkoper.
Fysiologisch, het rat model laat toe de studie van de bloedstroom, zekerheidsstelling en oxygenatie gemakkelijker dan een muismodel. Deze studie is de eerste die gebruik van dezelfde methode toegepast klinisch bij de mens voor de beoordeling van de veranderingen van het volume in de lever, namelijk CT volumetrie. In tegenstelling tot sommige andere studies, die omvatten een controlegroep (bijvoorbeeld in een varken model van ALPPS24) nog niet ALPPS groei kinetiek aannemen, we de hypertrofie gevalideerd door het vergelijken van PVL met PVL + T. Terwijl onder PVL de RML in binnen 3 dagen verdubbelt, verhoogt PVL + T hypertrofie aanzienlijk. Deze versnelling van hypertrofie na 3 dagen door de toegevoegde transect komt precies overeen met de menselijke conditie, waar een stijging van 46% volume is gemeld in een grote meta-analyse voor PVE en een verhoging van de 86% in ALPPS na 10 dagen in de eerste grote ALLPS register verslag van 202 patiënten. 25 de rat procedure PVL + T en mens ALPPS dubbele van het bedrag van hypertrofie bereikt in hun respectievelijke termijnen voor de procedure van de twee typen.
Kritische stappen binnen dit protocol opnemen de dissectie van de takken portal vein in PVL en het transect van de mediane kwab in PVL + T. Tijdens de dissectie van de portal vein takken is het belangrijk te verstoren de dunne laag van buikvlies die betrekking hebben op het hele hepatoduodenal ligament en niet aan te zetten de instrumenten tegen weerstand. Een toevallige scheur in de ader van de portal kan kan worden tegengehouden door druk met behulp van katoen-swabs alleen, maar onherstelbare en vereisen offer van het dier. In het algemeen, moet het benadrukt worden dat dieren die lijden aan een bloedverlies van meer dan een naar schatting 10% van het dier bloed volume, moet worden uitgesloten van de studie, aangezien dit de studieresultaten en oorzaak onnodig lijden van de dieren kan veranderen.
Transect van de mediane kwab kan worden bereikt door zorgvuldige cauterisatie van het leverweefsel met behulp van fijn zilver bipolaire pincet en genoeg saline druipen, gevolgd door eenvoudige snijden van het cauterized weefsel met behulp van een schaar. Het transect moet worden gestopt voordat het ontmoeten van de vena cava, die in de lever bij knaagdieren loopt, om te voorkomen dat massale bloeden en lucht embolie in de vena cava. Toetreding van lucht in de pulmonaire circulatie leidt tot plotselinge hartstilstand bij ratten.
Oplossen van dit protocol kan omvatten alle wijzigingen die leiden tot het verhogen van de fysiologische stress voor de dieren, zoals hypotensie geïnduceerd door oversedation, hypothermie, verhoogd bloedverlies en ook lang operatieve tijden. Dit protocol kan ook worden gewijzigd voor andere knaagdieren zoals muizen. We hebben met succes uitgevoerd de techniek beschreven in dit protocol in C57BL/6 muizen (gegevens niet worden weergegeven).
Een beperking van dit protocol is het exclusieve gebruik van dit protocol te bestuderen van de mechanismen van snelle versus traag hypertrofie; Daarom wordt de tweede fase van de procedure "ALPPS", de resectie van alle deportalized leverweefsel met uitzondering van de hypertrophied lever, niet in dit protocol beschreven. Deze resectie kan maar gemakkelijk worden bereikt na standaard techniek van lever resectie in knaagdieren, met behulp van de hechtdraad afbinding waarna de verwijdering van de lever kwabben met behulp van een schaar.
Globaal, dit huidige model kunnen experimenten ophelderen van het mechanisme voor snelle lever hypertrofie en testen van medicijnen en interventies. Met behulp van dit model, werd onlangs aangetoond dat snelle hypertrofie van de RML kan ook worden veroorzaakt door portal vein afbinding in combinatie met hypoxie signalering met behulp van prolyl-hydroxylase remmers, suggereren dat hypoxie signalering van mijn spelen een belangrijke rol in de modulatie van de lever groei kinetiek. Drugs zoals prolyl-hydroxylase remmers lever regeneratie versnellen kunnen en moeten verder worden getest. 17 , 26 toekomst toepassingen van dit model kunnen zijn dat de rol van conventionele en nieuwe chemotherapeutische agenten kan worden getest en hun effect op de versnelling van de lever regeneratie kan verder worden opgehelderd. Het model biedt ook de mogelijkheid te bestuderen van de leverfunctie met bijvoorbeeld indocyanine groene (ICG) of hepatobiliaire iminodiacetic zuur (HIDA) scintigrafie bij ratten omdat uiteindelijk langzame en snelle volumetrische veranderingen zullen moeten komen in het kader van functionele lever regeneratie sinds leverfunctie is belangrijker dan lever volume. 27 , 28 de beoordeling van de ALPPS patiënten met ICG29 en HIDA scintigrafie30,31 tot nu toe alleen getest in retrospectieve cohortstudies, maar deze kunnen nog steeds zeer belangrijke instrumenten voor het beantwoorden van de vraag of volume of functie wijzigingen zijn soortgelijke of ongelijke in snelle lever regeneratie.
Kortom presenteren wij een goed gekarakteriseerd en gestandaardiseerde model van snelle en trage lever regeneratie, waarmee toekomstige studies in regeneratieve lever chirurgie.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
De auteurs hebben geen bevestigingen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Isoflurane, 250 mL bottles | Attane, Piramal, Mumbai, India | LDNI 22098 | Standard vet. equipment |
| Tec-3 Isofluorane Vaporizer | Ohmeda, GE-Healthcare, Chicago, IL | not available anymore | Standard vet. equipment |
| Buprenorphine (Temgesic) | Indivior, Baar, Switzerland | 7680419310353 | GTIN-number |
| Vitamine A ointment | Bausch&Lomp, Zug, Switzerland | 7680223980247 | GTIN-number |
| Atropine sulfate 0.5 mg/mL | Sintetica SA, Mendrisio, Switzerland | 7680565330045 | GTIN-number |
| Microsurgery microscope | Olympus, Tokio, Japan | SZX10 | Standard vet. equipment |
| Betadine | Mundipharma, Basel, Switzerland | 7680342821377 | GTIN-number |
| Sponges | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | NK83.1 | Mini-sponges |
| Abdominal Wall retractors | N/A | N/A | Self-made from paper clips and Q-Tips |
| 3-0 silk | Ethicon, Sommerville, NJ | K872H | Standard surgical |
| Scissors | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 503371 | Standard microsurgical |
| Adson forceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501244-G | Standard microsurgical |
| Fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 501976 | Tips need to be polished regularly |
| Curved fine tips microforceps | World precision instruments (WPI), Sarasota, FL | 504513 | Essential to go around the portal vein branches |
| 6-0 LOOK black braided silk | Surgical Specalities Corporation, Wyomissing, PA | SP114 | Spool, precut prior to the procedure |
| 2-0 silk sutures | Ethicon, Sommerville, NJ | K833 | Standard surgical |
| 5-0 maxon sutures | Covidien, Dublin, Ireland | 6608-21 | Standard surgical |
| Bipolar microforceps | Sutter, Freiburg, Germany | 780148SGS | Essential for parenchymal transection |
| Q-tips small | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | EH11.1 | Standard surgical |
| Q-tips big | Carl Roth GmbH, Karlsruhe, Germany | XL54.1 | Standard surgical |
| G30 needle | Terumo, Tokyo, Japan | NN-3013R | Standard anesthesia equipment |
| 2 mm volume flow probe | Transonic Systems, Ithaca, NY | MA-2PS | Smallest available probe for HAT-311 flow meter |
| Transonic flow meter | Transonic Systems, Ithaca, NY | HAT-311 Transsonic flow QC meter | One of the first generation flow flow meters for surgery |
| ExiTron nano 12,000 | Miltenyi Biotech, Bergisch Gladbach, Germany | 130-095-698 | Nanomoloecular contrast medium that opacifies liver and spleen |
| G26 intravenous catheter | Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ | 391349 | Standard anesthesia equipment |
| Quantum FX MicroCT | Perkin Elmer, Waltham, MA | N/A | Standard small animal CT scanner at the institute of physiology, University of Zürich |
| OsiriX 8.0 | Pixmeo Sarl, Geneva, Switzerland | N/A | Public domain software : www.pixmeo.com |
References
- She, W. H., Chok, K. Strategies to increase the resectability of hepatocellular carcinoma. World J Hepatol. 7 (18), 2147-2154 (2015).
- Vauthey, J. N., et al. Standardized measurement of the future liver remnant prior to extended liver resection: methodology and clinical associations. Surgery. 127 (5), 512-519 (2000).
- Kinoshita, H., et al. Preoperative portal vein embolization for hepatocellular carcinoma. World J Surg. 10 (5), 803-808 (1986).
- van Lienden, K. P., et al. Portal Vein Embolization Before Liver Resection: A Systematic Review. Cardiovasc Intervent Radiol. , (2012).
- Kianmanesh, R., et al. Right portal vein ligation: a new planned two-step all-surgical approach for complete resection of primary gastrointestinal tumors with multiple bilateral liver metastases. J Am Coll Surg. 197 (1), 164-170 (2003).
- Nadalin, S., et al. Volumetric and functional recovery of the liver after right hepatectomy for living donation. Liver Transpl. 10 (8), 1024-1029 (2004).
- Michalopoulos, G. K., DeFrances, M. C. Liver regeneration. Science. 276 (5309), 60-66 (1997).
- Fulop, A., et al. Alterations in hepatic lobar function in regenerating rat liver. J Surg Res. 197 (2), 307-317 (2015).
- Schnitzbauer, A. A., et al. Right portal vein ligation combined with in situ splitting induces rapid left lateral liver lobe hypertrophy enabling 2-staged extended right hepatic resection in small-for-size settings. Ann Surg. 255 (3), 405-414 (2012).
- de Santibanes, E., Clavien, P. A. Playing Play-Doh to prevent postoperative liver failure: the "ALPPS" approach. Ann Surg. 255 (3), 415-417 (2012).
- Schadde, E., et al. Monosegment ALPPS hepatectomy: extending resectability by rapid hypertrophy. Surgery. 157 (4), 676-689 (2015).
- Dokmak, S., Belghiti, J. Which limits to the "ALPPS" approach? Ann Surg. 256 (3), e6 (2012).
- Aloia, T. A., Vauthey, J. N. Associating liver partition and portal vein ligation for staged hepatectomy (ALPPS): what is gained and what is lost? Ann Surg. 256 (3), e9 (2012).
- Yao, L., et al. Establishment of a rat model of portal vein ligation combined with in situ splitting. PLoS One. 9 (8), e105511 (2014).
- Schlegel, A., et al. ALPPS: from human to mice highlighting accelerated and novel mechanisms of liver regeneration. Ann Surg. 260 (5), 839-846 (2014).
- Croome, K. P., et al. Characterization of a porcine model for associating liver partition and portal vein ligation for a staged hepatectomy. HPB (Oxford). 17 (12), 1130-1136 (2015).
- Schadde, E., et al. Hypoxia of the growing liver accelerates regeneration. Surgery. 161 (3), 666-679 (2017).
- Moris, D., et al. Mechanistic insights of rapid liver regeneration after associating liver partition and portal vein ligation for stage hepatectomy. World J Gastroenterol. 22 (33), 7613-7624 (2016).
- Garcia-Perez, R., et al. Associated Liver Partition and Portal Vein Ligation (ALPPS) vs Selective Portal Vein Ligation (PVL) for Staged Hepatectomy in a Rat Model. Similar Regenerative Response? PLoS One. 10 (12), e0144096 (2015).
- Shi, H., et al. A preliminary study of ALPPS procedure in a rat model. Sci Rep. 5, 17567 (2015).
- Almau Trenard, H. M., et al. Development of an experimental model of portal vein ligation associated with parenchymal transection (ALPPS) in rats. Cir Esp. 92 (10), 676-681 (2014).
- Dhar, D. K., Mohammad, G. H., Vyas, S., Broering, D. C., Malago, M. A novel rat model of liver regeneration: possible role of cytokine induced neutrophil chemoattractant-1 in augmented liver regeneration. Ann Surg Innov Res. 9, 11 (2015).
- Wei, W., et al. Establishment of a rat model: Associating liver partition with portal vein ligation for staged hepatectomy. Surgery. 159 (5), 1299-1307 (2016).
- Tschuor, C., et al. Salvage parenchymal liver transection for patients with insufficient volume increase after portal vein occlusion - an extension of the ALPPS approach. Eur J Surg Oncol. 39 (11), 1230-1235 (2013).
- Schadde, E., et al. Early survival and safety of ALPPS: first report of the International ALPPS Registry. Ann Surg. 260 (5), 829-836 (2014).
- Harnoss, J. M., et al. Prolyl Hydroxylase Inhibition Enhances Liver Regeneration Without Induction of Tumor Growth. Ann Surg. , (2016).
- Olthof, P. B., et al. Comparable liver function and volume increase after portal vein embolization in rabbits and humans. Surgery. 161 (3), 658-665 (2017).
- Olthof, P. B., van Gulik, T. M., Bennink, R. J. Optimal use of hepatobiliary scintigraphy before liver resection. HPB (Oxford). 18 (10), 870 (2016).
- Lau, L., Christophi, C., Muralidharan, V. Intraoperative functional liver remnant assessment with indocyanine green clearance: another toehold for climbing the "ALPPS". Ann Surg. 261 (2), e43-e45 (2015).
- Cieslak, K. P., et al. Assessment of Liver Function Using (99m)Tc-Mebrofenin Hepatobiliary Scintigraphy in ALPPS (Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy). Case Rep Gastroenterol. 9 (3), 353-360 (2015).
- Truant, S., et al. Drop of Total Liver Function in the Interstages of the New Associating Liver Partition and Portal Vein Ligation for Staged Hepatectomy Technique: Analysis of the "Auxiliary Liver" by HIDA Scintigraphy. Ann Surg. 263 (3), e33-e34 (2016).
