Vurdering av Plasma koagulering på leveren vev i en stor dyremodell i Vivo
Summary
Her presenterer vi en protokoll for å vurdere eksperimentelt plasma koagulering i leveren vev i vivo. I en porcine modell mikrosirkulasjonen undersøkes av laser Doppler, koagulering dybde måles histologisk, temperaturen koagulering området av infrarød termometer Termografiske kamera og rør tetting effekt er dokumentert av burst press eksperimenter.
Abstract
Plasma koagulering som en form for electrocautery brukes i leveren kirurgi i flere tiår for å forsegle store leveren kuttet overflaten etter store hepatectomy å hindre blødninger på et senere tidspunkt. Eksakt effekten av plasma koagulering på leveren vev er bare dårlig undersøkt. I vår porcine modell, kan koagulering effektene undersøkes nær klinisk anvendelse. En kombinert laser Doppler flowmeter og spektrofotometer dokumenter mikrosirkulasjonen endres under koagulering på 8 mm vev dyp noninvasively, å gi kvantifiserbare informasjon om hemostasen utover subjektive klinisk inntrykk. Temperaturen på koagulering området vurderes med en infrarød termometer før og etter koagulering og en Termografiske kamera under koagulasjon, en måling av gass strålen temperaturen er ikke mulig på grunn av øvre terskelen til enhetene. Dybden av koagulering måles mikroskopisk på hematoxylin/eosin farget deler etter kalibrering med et objekt mikrometer og gir en nøyaktig informasjon om makt innstillingen-coagulation dybde-forholdet. Tetting effekten undersøkes på galle kanaler er det ikke mulig for en plasma coagulator å forsegle større blodkar. Burst press eksperimenter er gjennomført ut på explanted organer å utelukke blodtrykk relaterte effektene.
Introduction
Argon plasma koagulering (APC) er en mye brukt instrument i abdominal kirurgi for mer enn tre tiår1,2. Det er en standard teknikk for oppnåelse av sekundær hemostasen etter store hepatectomy forsegle leveren kutte overflate for å hindre senere hemorrhages3. Plasma koagulering er en spesialisert form for radiofrekvens electrocautery, som gir elektrisk energi gjennom en bue ionisert gass. Gir monopolar elektrotermiske hemostasen, har denne noncontact teknikken fordelen av hindre elektroden å stikke til vev4. Ionisert gass strålen sendes automatisk til området i den laveste motstanden og vendt bort når motstand stiger skyldes uttørking til andre områder ikke desiccated. Dette gir en ensartet begrenset dybdeskarphet koagulering5,6. Faktorer som påvirker koagulering effekten er aktiviseringen tid, strøminnstillingen koagulering enheten og avstanden fra sonden til vev. Helium er en annen transportør gass, som kan brukes for plasma koagulering7. Nylig kliniske studier konsentrert om kliniske utfall i stedet for histologiske og funksjonelle funn3,8,9, mens eksperimentelle studier fokuserte på i vitro undersøkelser10 eller eksperimenter på isolerte perfused organer11.
Den underliggende protokollen tillater studier av effekten av plasma koagulering i en stor dyremodell nær klinisk programmet bruker standard menneskelige utstyr på griser: mikrosirkulasjonen vurderes noninvasively av en laser Doppler flowmeter og spektrofotometer, som er en klinisk standardverktøy for dette indikasjon12,13. Temperaturendringer under koagulasjon overvåkes med en infrarød termometer og en Termografiske kamera. Dybden av koagulering måles på histologiske hematoxylin/eosin farget deler etter høsting av vevsprøver. For sammenligning med andre former for sekundær hemostasen utføres burst press eksperimenter. I motsetning til tidligere beskrevet teknikker14, dette er gjennomført på explanted organer å ekskludere blodtrykk relaterte effektene. I tillegg til beskrevet undersøkelser på lokale effekter av plasma koagulering, kan standard blodprøver også foretas i porcine modell.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gnager modeller for leveren kirurgi er etablert for en lang tid16. Likevel store dyr modeller har visse fordeler: ingen Mikrokirurgiske utstyr er nødvendig som operative standardutstyr for mennesker kan brukes og kirurgiske teknikker kan sammenlignes med klinisk bruk standard klinisk evaluering kan være overført til eksperimenter. Standard klinisk blodprøver kan for eksempel utføres uten behov for spesielle laboratorium testmetoder (Figur 10).
<p class="jove_…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Forfatterne har ingen takk.
Materials
| Xylazine 20 mg/mL | Vetoquinol GmbH | Xylapan | |
| Ketamine 100 mg/mL | Ceva GmbH | Ceva Ketamine Injection | |
| Atropine 100 mg / 10 mL | Dr. Franz Köhler Chemie GmbH | Atropinsulfat Köhler 100mg Amp. | |
| Propofol | Fresenius Kabi GmbH | Propofol 1% MCT Fresenius | |
| Fentanyl | KG Rotexmedica GmbH | Fentanyl 0,5mg Rotexmedica | |
| Isoflurane | Abbot GmbH | Forene 100% (V/V) 250 mL | |
| Ringer's lactate solution | Baxter Deutschland GmbH | sodium 131mmol/l, potassium 5 mmol/l, calcium 2 mmol/l, cloride 111 mmol/l, lactate 29 mmol/l | |
| Surgical disinfactant | Schülke & Mayr GmbH | Kodan Tinktur forte gefärbt 1l 104804 | |
| Motorized microscope | Nikon Instruments Europe | Eclipse TE2000-E | |
| Microscope camera | Nikon Instruments Europe | Digitalsight DS-Qi1Mc | |
| Imaging software | Nikon Instruments Europe | NIS elements Vers. 4.40 | |
| Plasma coagulator | Söring GmbH | CPC-1000 | |
| Argon gas | Linde AG | Argon 4.8 | |
| Helium gas | Linde AG | Helium 4.8 | |
| O2C | LEA Medizintechnik GmbH | O2C Version 1212 | with LF-2 or LF-3 probe |
| Infrared thermometer | Voltcraft | VOLTCRAFT IR 260-8S | |
| Thermographic camera | InfraTec GmbH | VarioCAM HD head 820 | |
| Thermographic analysis sofrtware | InfraTec GmbH | IRBIS 3 | |
| Mayer's Hematoxylin solution | Merck 1.09249 | ||
| Eosin solution | VWR International GmbH | Merck 1.09844 | |
| Rollerpump Masterflex L/S easy Load | Cole-Parmer Instrument Company | model 7518-10 | |
| Perfusorpump | B. Braun Melsungen AG | Perfusor secura FT | |
| Digital pressure meter | Greisinger electronic | GMH 3161 | |
| Perfusorsyringe, 50 mL | B. Braun Melsungen AG | REF 8728810 F | |
| Perfusor line, Type IV Standard, PVC Luer lock | B. Braun Melsungen AG | REF 8722960 | |
| 3-Way stopcock, Dicofix C35C | B. Braun Melsungen AG | REF 16494 C | |
| Silk 2-0. 3 metric | Resorba | REF H5F | |
| Vicryl 4-0 Sutupak | Ethicon | V1224H | |
| NaCl 0.9 % | B. Braun Melsungen AG |
References
- Link, W. J., Incropera, F. P., Glover, J. L. A plasma scalpel: comparison of tissue damage and wound healing with electrosurgical and steel scalpels. ArchSurg. 111, 392-397 (1976).
- Kwon, A. H., Inui, H., Kamiyama, Y. Successful laparoscopic haemostasis using an argon beam coagulator for blunt traumatic splenic injury. EurJSurg. 167, 316-318 (2001).
- Frilling, A., et al. Effectiveness of a new carrier-bound fibrin sealant versus argon beamer as haemostatic agent during liver resection: a randomised prospective trial. Langenbecks ArchSurg. 390, 114-120 (2005).
- Raiser, J., Zenker, M. Argon plasma coagulation for open surgical and endoscopic applications: state of the art. J Phys Appl Phys. 39 (16), 3520-3523 (2006).
- Farin, G., Grund, K. E. Technology of argon plasma coagulation with particular regard to endoscopic applications. EndoscSurgAllied Technol. 2, 71-77 (1994).
- Grund, K. E. Argon plasma coagulation (APC): ballyhoo or breakthrough?. Endoscopy. 29, 196-198 (1997).
- Glowka, T. R., Standop, J., Paschenda, P., Czaplik, M., Kalff, J. C., Tolba, R. H. Argon and helium plasma coagulation of porcine liver tissue. J Int Med Res. , (2017).
- Dowling, R. D., Ochoa, J., Yousem, S. A., Peitzman, A., Udekwu, A. O. Argon beam coagulation is superior to conventional techniques in repair of experimental splenic injury. JTrauma. 31, 717-720 (1991).
- Go, P. M., Goodman, G. R., Bruhn, E. W., Hunter, J. G. The argon beam coagulator provides rapid hemostasis of experimental hepatic and splenic hemorrhage in anticoagulated dogs. JTrauma. 31, 1294-1300 (1991).
- Brand, C. U., Blum, A., Schlegel, A., Farin, G., Garbe, C. Application of argon plasma coagulation in skin surgery. Dermatology. 197, 152-157 (1998).
- Carus, T., Rackebrandt, K. Collateral tissue damage by several types of coagulation (monopolar, bipolar, cold plasma and ultrasonic) in a minimally invasive, perfused liver model. ISRNSurg. , 518924 (2011).
- Bludau, M., Vallbohmer, D., Gutschow, C., Holscher, A. H., Schroder, W. Quantitative measurement of gastric mucosal microcirculation using a combined laser Doppler flowmeter and spectrophotometer. DisEsophagus. , (2008).
- Beckert, S., Witte, M. B., Konigsrainer, A., Coerper, S. The impact of the Micro-Lightguide O2C for the quantification of tissue ischemia in diabetic foot ulcers. Diabetes Care. 27, 2863-2867 (2004).
- Erdogan, D., de Graaf, W., van Gulik, T. M. Adhesive strength of fibrinogen-coated collagen patch or liquid fibrin sealant in an experimental liver resection model in pigs. Eur Surg Res Eur Chir Forsch Rech Chir Eur. 41 (3), 298-302 (2008).
- Knobloch, K., et al. Microcirculation of the sternum following harvesting of the left internal mammary artery. ThoracCardiovascSurg. 51, 255-259 (2003).
- Kanzler, S., et al. Recommendation for severity assessment following liver resection and liver transplantation in rats: Part I. Lab Anim. 50 (6), 459-467 (2016).
- Pehböck, D., Dietrich, H., Klima, G., Paal, P., Lindner, K. H., Wenzel, V. Anesthesia in swine optimizing a laboratory model to optimize translational research. Anaesthesist. 64 (1), 65-70 (2015).
- Nykonenko, A., Vávra, P., Zonča, P. Anatomic Peculiarities of Pig and Human Liver. Exp Clin Transplant Off J Middle East Soc Organ Transplant. 15 (1), 21-26 (2017).
- Fechner, G., von Pezold, J., Luzar, O., Hauser, S., Tolba, R. H., Müller, S. C. Modified spectrometry (O2C device) of intraoperative microperfusion predicts organ function after kidney transplantation: a pilot study. Transplant Proc. 41 (9), 3575-3579 (2009).
- Patterson, E. J., Scudamore, C. H., Owen, D. A., Nagy, A. G., Buczkowski, A. K. Radiofrequency ablation of porcine liver in vivo: effects of blood flow and treatment time on lesion size. AnnSurg. 227, 559-565 (1998).
