Bedömning av Plasma koagulation på levervävnad i en stor djurmodell In Vivo
Summary
Här presenterar vi ett protokoll för att experimentellt bedöma plasma koagulering i levervävnad i vivo. I en svin modell, mikrocirkulationen undersöks av laser Doppler, koagulation djup mäts histologiskt, temperaturen vid koagulation platsen med infraröd termometer och Termografiskt kamera och kanalen tätning effekt dokumenteras av bristningstryck experiment.
Abstract
Plasma koagulation som en form av diatermi används i levern kirurgi i årtionden för att försegla stora levern snittytan efter stora hepatectomy att förhindra blödningar i ett senare skede. De exakta effekterna av plasma koagulation på levervävnad undersöks endast dåligt. I vår svin modell, kan koagulation effekterna undersökas nära den kliniska tillämpningen. En kombinerad laser Doppler flödesmätare och spektrofotometer dokument mikrocirkulationen ändras under koagulering på 8 mm vävnad djup noninvasivt, kvantifierbara informera om hemostas bortom subjektiv kliniska intrycket. Temperaturen vid koagulation webbplatsen bedöms med en infraröd termometer före och efter koagulering och med en Termografiskt kamera under koagulering, en mätning av gas beam temperaturen är inte möjligt på grund av övre tröskelvärdet på enheterna. Djupet av koagulering mäts mikroskopiskt på hematoxylin/eosin färgade sektioner efter kalibrering med ett objekt mikrometer och ger en exakt information om power inställning-koagulering djup-relationen. Försegla effekten undersöks på gallgångarna eftersom det inte är möjligt för en plasma coagulator att täta större blodkärl. Burst trycket experiment bärs ut på explanterad organ att utesluta blodtryck relaterade effekter.
Introduction
Argon plasma coagulation (APC) är en allmänt använd instrumentet i bukkirurgi för mer än tre decennier1,2. Det är en standardiserad teknik för prestationen av sekundär hemostas efter stora hepatectomy av tätning levern skära yta för att förhindra senare blödningar3. Plasma koagulation är en specialiserad form av radiofrekvent diatermi, som ger elektrisk energi genom en båge av joniserad gas. Att ge monopolär elektrotermiska hemostas, har denna beröringsfri teknik fördelen av att förhindra elektroden att hålla sig till den vävnad4. Joniserad gas strålen riktas automatiskt till området för lägsta elpatron och vänds bort när motstånd stiger på grund av uttorkning till andra områden som ännu inte uttorkad. Detta ger en enhetlig begränsat djup koagulering5,6. Faktorer som påverkar effekten koagulation är aktiveringen tid, energiinställningen koagulering och avståndet från sonden till vävnaden. Helium är en annan bärgas, som kan användas för plasma koagulering7. Senaste kliniska studier koncentrerat på kliniska resultat i stället för histologiska och funktionella resultat3,8,9, medan experimentella studier fokuserat på in vitro- undersökningar10 eller experiment på isolerade perfunderade organ11.
Underliggande protokoll tillåter studier av effekterna av plasma koagulation i en stor djurmodell nära kliniska programmet med hjälp av mänskliga standardutrustning på svin: mikrocirkulationen bedöms noninvasivt av en laser Doppler flödesmätare och spektrofotometer, som är en standard kliniska verktyg för denna uppgift12,13. Temperaturförändringar under koagulering övervakas med en infraröd termometer och en Termografiskt kamera. Djupet av koagulering mäts på histologiska hematoxylin/eosin färgade sektioner efter skörd av vävnadsprover. För jämförelse med andra medel för sekundär hemostas utförs sprack trycket experiment. I motsats till tidigare beskrivna tekniker14, genomförs dessa explanterad organ att utesluta blodtryck relaterade effekter. Utöver de beskrivna undersökningarna om de lokala effekterna av plasma koagulering, kan standard blodprover också ske i svin-modellen.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gnagare modeller för levern kirurgi är etablerade för en lång tid16. Dock stora djurmodeller erbjuda vissa fördelar: ingen mikrokirurgisk utrustning behövs som operativa standardutrustning för människor kan tillämpas, kirurgiska tekniker är jämförbara med klinisk användning och standard kliniska utvärderingsmetoder kan vara överföras till experimenten. Vanliga kliniska blodprover kan exempelvis utföras utan behov av speciella laboratoriemetoder test (figur 10<…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Författarna har inga bekräftelser.
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).
