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Hétérotopique auxiliaire Rat Liver Transplantation avec un débit régulé veine porte artérialisation dans l'insuffisance hépatique aiguë

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Summary

Transplantation hépatique auxiliaire fournit un support temporaire en insuffisance hépatique aiguë, jusqu'à la régénération du foie défaillant. La transplantation hétérotopique auxiliaire du foie (HALT) avec artérialisation de la veine porte (PVA) rend une fonction hépatique suffisante. Nous avons développé une technique analogue chez le rat afin d'examiner l'influence de l'artérialisation de la veine sur la morphologie et la fonction de la greffe.

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Schleimer, K., Kalder, J., Grommes, J., Jalaie, H., Tawadros, S., Greiner, A., Jacobs, M., Kokozidou, M. Heterotopic Auxiliary Rat Liver Transplantation With Flow-regulated Portal Vein Arterialization in Acute Hepatic Failure. J. Vis. Exp. (91), e51115, doi:10.3791/51115 (2014).

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Abstract

Dans aiguë insuffisance hépatique auxiliaire transplantation hépatique est une approche alternative intéressante. L'objectif est de fournir un soutien temporaire jusqu'à ce que le foie natif ne s'est régénéré. 1-3 Le APOLT méthode, l'implantation orthotopique de segments- auxiliaire évite la plupart des problèmes techniques. Cependant, cette méthode nécessite des résections extensives à la fois du foie natif et le greffon. 4 En 1998, Erhard a développé la transplantation hétérotopique auxiliaire du foie (HALT) utilisant artérialisation de la veine porte (PVA) (figure 1). Cette technique a montré des résultats prometteurs cliniques initiaux. 5-6 Nous avons développé un HALT-technique avec débit régulé PVA chez le rat pour examiner l'influence de PVA de débit régulé sur la morphologie et la fonction du greffon (figure 2).

Une greffe du foie réduit à 30% de sa taille originale, a été hétérotopique implanté dans la région rénale droite du destinataire après explantation du rein droit.60; La veine cave infra-hépatique de la greffe a été anastomosée à la veine cave-hépatique du destinataire. Le portail artérialisation de la veine du donneur a été réalisée via l'artère rénale droite du destinataire avec la technique du stent. La régulation du flux sanguin de la veine porte artérialisé a été réalisé avec l'utilisation d'un stent ayant un diamètre intérieur de 0,3 mm. Le tronc coeliaque du greffon était de bout en face anastomosée avec l'aorte du receveur et de la voie biliaire a été implantée dans le duodénum. Une résection subtotale du foie natif a été effectuée pour induire une insuffisance hépatique aiguë. 7

De cette manière, 112 transplantations ont été réalisées. Le taux de survie était de 90% périopératoire et le taux de survie à six semaines était de 80%. Six semaines après l'opération, le foie natif régénéré, montrant une augmentation de poids de 2,3 ± 0,8 g à 9,8 ± 1 g. A cette époque, le poids de la greffe a diminué de 3,3 ± 0,8 g à 2,3 ± 0,8 g. Nous avons pu obtenir des résultats prometteurs à long terme en termes de morphologie et la fonction du greffon. HALT avec débit régulé PVA comble fiable insuffisance hépatique aiguë jusqu'à ce que le foie natif régénère.

Introduction

Insuffisance hépatique aiguë pose un grave problème dans la médecine clinique conduisant à un taux de mortalité de 60-80%. 8 En cas d'insuffisance hépatique aiguë, la transplantation hépatique auxiliaire est une thérapie alternative prometteuse pour combler la phase aiguë. Le foie natif est laissée à régénérer et à la suite de la régénération, les médicaments immunosuppresseurs peuvent être interrompues. En conséquence, la greffe devient atrophique. Cependant la technique opératoire de transplantation hépatique auxiliaire est encore discutée. 1-3 Dans ce contexte, Terpstra a signalé le manque d'espace pour la greffe, le sang portail voler phénomène et le problème de la congestion veineuse et le drainage 9-10 la veine porte du donneur. a été anastomosée fin à côté de la veine porte du destinataire. Cela a abouti à la concurrence de flux portail entre le greffon et le foie natif et dans la thrombose de la veine porte. La plupart de ces problèmes techniques peuvent être évitées par l'utilisation de la méthode APOLT (orthotopic implantation des segments auxiliaires). 4 Cependant, cette méthode nécessite des résections extensives à la fois du foie natif et le greffon. 4 En 1998, Erhard et son équipe ont développé la transplantation hétérotopique auxiliaire du foie (HALT) utilisant artérialisation de la veine porte (PVA) (Figure 1 ). Le hile et de la veine porte du foie natif sont respectées avec l'utilisation de cette méthode. Qui n'épargne le destinataire de effets secondaires indésirables tels que la thrombose de la veine porte et de sang portail voler phénomène, qui pourrait perturber la reprise de foie natif. En outre, aucun des résections extensives du foie du foie natif et greffe sont nécessaires pour cette méthode, avec pour conséquence moins de saignements et plus reste la masse totale du parenchyme hépatique pour combler (greffe) et de régénération (de foie natif). Cette technique a montré des résultats prometteurs cliniques initiaux. 5-6 Le but de ce travail expérimental a été le développement d'une technique de HALT avec artérialisation de la veine porte enle rat à des fins de recherche (figure 2). Dans les expériences préliminaires que nous n'avons pas pris en considération la réglementation de la circulation sanguine du portail artérialisé veine, ce qui a entraîné de la congestion de la greffe transplanté après reperfusion et une hémorragie massive de la capsule du foie. 11 Depuis lors, le flux sanguin dans la veine porte artérialisé a été régulée par un stent ayant un diamètre intérieur de 0,3 mm et une longueur de 8 mm. Des expériences pilotes ont montré que le diamètre du stent de 0,3 mm donne un flux de sang en moyenne dans la veine artérialisé qui est dans la fourchette haute physiologique (1,7 +/- 0,4 ml / min / g du poids du foie). 12 Nos résultats sans régulation de la circulation sanguine corrélation avec les résultats de Hong, qui a effectué HALT avec le PVA par l'artère iliaque du destinataire. 13 Dans ses expériences sans régulation du débit sanguin portal massive et congestions sinusoïde s'est produite.

Le but de notre vidéo est de dl'étape de emonstrate par cette étape de la technique chirurgicale ne.w expérimental chez le rat. À long terme, la technique proposée peut être utilisée dans les études sur la régénération du foie et de la concurrence inter-foie et portail artérialisation de veine, portail hyperperfusion de la veine et la régulation du débit sanguin portal.

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Protocol

1. animaux d'expérimentation

  1. Obtenir une approbation du comité d'éthique local pour toutes les expériences qui seront effectuées, conformément aux directives de protection des animaux de FELASA (K 40, 17/99).
  2. Utilisez rats Lewis mâles disponibles à l'achat de n'importe quel éleveur commercial (par exemple, Charles River Wiga GmbH, Sulzfeld, Allemagne). Ici, 224 animaux (112 donateurs, 112 bénéficiaires) ont été utilisés pour effectuer 112 transplantations. Les bénéficiaires ont été sacrifiés à 6 semaines après l'opération. Au moment de l'opération, les animaux doivent peser 250-350 g.
  3. Gardez les animaux dans les chambres à température contrôlée avec un accès libre à la nourriture et de l'eau.

2. anesthésie et la préparation opérationnelle

  1. Placer le rat dans une boîte en plexiglas connecté à l'appareil d'anesthésie avec un débit d'oxygène de 1 L / min, et un vaporisateur isofluorane avec 5% de gaz anesthésiant pour induire une anesthésie. Maintenir l'anesthésie à 1,5% isofluorane.
  2. Placez les ratsdécubitus dorsal sur une plaque chauffante.
  3. Retirez la fourrure de l'abdomen avec une crème d'épilation.
  4. Préparer un champ opératoire stérile comme suit: Utilisez un désinfectant pour nettoyer la surface de travail. Pour la désinfection de l'utilisation du site de l'incision de chlorhexidine premier, second alcool et, enfin, une solution de lavage (par exemple, 70% de chlorhexidine et de l'alcool isopropylique). Porter une blouse chirurgicale jetable et des gants chirurgicaux.
  5. Utiliser des instruments de microchirurgie stériles.
  6. Utiliser un microscope d'opération en 12-20 fois grossissement.

3. procédure chirurgicale

  1. fonctionnement des bailleurs de fonds

    Préparation
    1. Effectuez une laparotomie médiane et une résection du lobe latéral gauche et le lobe médian de la greffe comme décrit par Higgins. 14
    2. Puis préparer le pédicule hépatique. Tout d'abord ligaturer le canal biliaire afin d'induire la congestion et la dilatation de la petite voie biliaire. Puis ligaturer et transect le gastroduodenal veine et de l'artère. Ensuite, isoler le tronc cœliaque et l'artère hépatique commune et transect l'artère gastrique gauche et l'artère splénique. Inciser la voie biliaire congestionné, et introduire un stent G-20 dedans. Le positionnement du stent doit assurer le drainage de l'ensemble du système de la voie biliaire hilaire. Transect de la voie biliaire distale de l'endoprothèse.
    3. Isoler le segment-hépatique de la veine cave juste au-dessus de la veine rénale droite.

      Perfusion
    4. Après la ligature de l'aorte au-dessus du tronc coeliaque, serrer la veine porte et inciser. Introduire le cathéter de perfusion (14 G) dans la veine porte, et effectuer la perfusion avec 30 ml d'histidine-tryptophane-cétoglutarate (HTK) -solution (12 cm H2O, 4 ° C).
    5. Couper le diaphragme et la veine cave sus-hépatique pour permettre le perfusat de s'écouler.
    6. Exciser le tronc cœliaque avec un correctif de l'aorte et le rincer avec une solution histidine-tryptophane-cétoglutarate.

      Explantation
    7. Transect la veine cave-hépatique droite au-dessus de la veine rénale droite.
    8. Ensuite, placer un stent avec un diamètre de 0,3 mm dans la veine porte et le fixer avec une ligature. Au cours de l'opération suivante, la veine porte est artérialisée via l'artère rénale droite. Transect de la veine porte distale de l'endoprothèse.
    9. Après la ligature de la veine cave sus-hépatique, transect ensemble avec un brassard de la membrane.
    10. Explanter la greffe et le stocker dans histidine-tryptophane-cétoglutarate (HTK) -solution à 4 ° C dans un sac en plastique sur la glace. Sutures Lieu de coin (8-0) de Ethilon dans la veine cave-hépatique.
  2. opération de bénéficiaire
    1. Effectuez une laparotomie médiane et préparer la veine cave-hépatique. Puis isoler l'artère rénale droite et l'uretère, ligaturer l'uretère et transect il. Fixer l'artère rénale droite à son origine, puis ligaturer la veine rénale droite. Puis, après sectionnement des deux renavires nales, effectuer la néphrectomie. Par la suite, de réduire l'artère rénale droite, rincer avec une solution saline héparine (40 UI d'héparine / ml de solution saline).
    2. Transect la veine rénale droite proximale de la ligature après serrage proximale et distale de la veine cave-hépatique pour créer un ovale lumière dans la veine cave-hépatique. Rincer la veine cave avec une solution saline héparine. Implanter le greffon dans la région rénale droite de l'abdomen du destinataire.
    3. Anastomoser-hépatique fin à côté de veine cave du donateur à la recipient`s veine cave par un surjet 8-0 Ethilon.
    4. Après rinçage avec une solution d'héparine / solution saline, introduire le stent dans la veine porte dans l'artère rénale droite (figure 3). Connectez la veine porte et l'artère rénale avec 2 points (8-0) Ethilon. Fixer le stent reliant dans l'artère rénale avec une ligature (soie noire tressée 7-0).
    5. Pour permettre la reperfusion, retirez d'abord la pince artérielle, alors à la foispinces veineux (figure 4).
    6. Préparer l'aorte, puis placez une extrémité proximale et distale microCLAMP et inciser l'aorte à droite entre les deux pinces. Effectuer une anastomose bout à l'autre entre l'aorte et le tronc cœliaque du donateur, en utilisant une pièce de l'aorte, par un surjet 10-0 de Ethilon.
    7. Insérez la voie biliaire dans le duodénum: Appliquer une suture pursestring dans la paroi duodénale, faire une petite incision dans la paroi duodénale en plein milieu de la pursestring. Introduire la voie biliaire stent dans le duodénum, ​​et serrer la suture pursestring. Enfin, maintenez le duodénum et le canal biliaire étroitement avec deux points (8-0) Ethilon (figure 5).
    8. Puis effectuer une résection subtotale du foie natif, d'abord décrit par Emond et al. pour imiter une insuffisance hépatique aiguë. 7
    9. Fixer la veine cave sus-hépatique du greffon, avec un brassard de diaphragme, de la paroi abdominale latérale de la recipient 4-0 Vicryl suture. Rincer l'abdomen avec une solution saline (figure 6).
    10. Pour la couche musculaire utiliser un surjet 4-0 Vicryl et pour cutanés un surjet 3-0 Vicryl.

4. rétablissement et de gestion post-opératoire

  1. Laissez les animaux se remettre de l'anesthésie sous une lampe chauffante infrarouge.
  2. Injecter la buprénorphine à la dose de 0,03-0,05 mg / kg de poids corporel sc tous les 8-12 heures pendant 2 jours.
  3. Examiner les animaux concernant l'état général et des signes de maladie ou d'infection.

5 Calcul de la maternelle initiale poids du foie

Calculer le poids du foie natif initial de la manière suivante: soustraire le poids des lobes du foie réséqués à partir de la masse du foie intégral (2,66% du poids du corps (cette valeur avec un écart-type de +/- 0,49% a été déterminée dans des expériences précédentes avec n = 80 animaux de même souche et unge)) 15.

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Representative Results

La durée moyenne de la transplantation est d'environ 150 min. La durée d'ischémie froide était de 64 +/- 7 min, le temps d'ischémie chaude est inférieure à 25 min.

Le taux de survie était de 90% périopératoire et le taux de survie à six semaines était de 80%. La perte de 20% est due à une péritonite en raison de stent dislocation et la fuite biliaire (quatre animaux) au cours de la première semaine post-opératoire et en raison de la pneumonie, abcès intra-abdominal et iléus (sept animaux) pendant les cinq semaines suivantes. Les animaux survivants étaient en excellent état général.

Les paramètres de foie-synthèse (la valeur de Quick: 110 +/- 7,8%, AT III: 104 +/- 6%) étaient dans la fourchette normale, six semaines après l'opération.

A ce point de temps, le foie natif avait régénéré, montrant une augmentation de poids de 2,3 ± 0,8 g à 9,8 ± 1 g (P: 0,0065). Le poids de la greffe a diminué de 3,3 ± 0,8 g à 2,3 ± 0,8 g (P: 0,06). The poids total des deux foies se situait dans le rapport physiologique de poids du foie / poids corporel (figure 7).

Dans le colorant histologique des greffons à l'hématoxyline-éosine à 6 semaines après HALT, les hépatocytes ont été observées réguliers avec oedème ni ni dégénérescence graisseuse (figure 8). Toutes les greffes ont montré une légère prolifération des émissaires bile et la cholangite due à la formation de boues (Figure 8). De bas grade nécroses hépatocellulaires intra-parenchymateuse n'a pu être observée que dans deux greffes. Après six semaines, l'histologie du foie natif révélé aucune altération.

Figure 1
Figure 1: Représentation schématique de la transplantation hétérotopique auxiliaire du foie (HALT) avec veine artérialisation (PVA) chez l'homme. L'portal veine (3) est artérialisée par un greffon d'interposition bifurcation de l'artère iliaque (5), qui est aussi le dispositif d'alimentation de la cuve de l'artère hépatique (6).

Figure 2
Figure 2: Représentation schématique de la transplantation hétérotopique auxiliaire du foie (HALT) avec artérialisation de la veine porte (PVA) chez le rat. La veine porte (a) est artérialisée par l'artère rénale droite (e) par un stent.

Figure 3
Figure 3 Portal artérialisation veineuse lors des essais HALT avec le PVA chez le rat. (A) Le stent dans la veine porte est introduit dans l'artère rénale droite. (B) Le por tal veine et l'artère rénale droite sont reliés à deux points de suture. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 4
Figure 4 Situs après greffe reperfusion via la veine porte artérialisé chez le rat. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

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Figure 5 cholédocho-duodénostomie lors des essais HALT chez le rat. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 6
Figure 6 Situs après HALT avec le PVA chez le rat. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 7
Figure 7 Représentation graphique du poids du foie (gr) de foie natif, greffe etfoie total, au point de fonctionnement de temps et après six semaines.

Figure 8
Figure 8: Coupe histologique du greffon après six semaines, colorées à l'hématoxyline-éosine (HE) (grossissement x100 (A) et x400 (B)). S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

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Discussion

La première transplantation hétérotopique auxiliaire de foie de rat a été décrite par Lee et al., 16 en 1966, suivi par Hess. 17 La veine porte du greffon a été anastomosée avec la veine porte du destinataire. Au cours de cette procédure, l'alimentation en sang de la veine porte vers le foie natif est compromise.

En 1991, Hong effectuée HALT avec le PVA par l'artère iliaque du destinataire. 13 Sans régulation du débit sanguin portal massive et congestions sinusoïde s'est produite.

En outre Aguirrezabalaga et al., HALT effectué avec le PVA, néanmoins sans payer l'attention nécessaire à la régulation de la circulation sanguine dans la veine porte artérialisé. 18

L'utilisation d'un stent ayant un diamètre intérieur de 0,3 mm et une longueur de 8 mm donne un débit sanguin portal moyenne après la reperfusion de la veine porte artérialisé qui est dans le rang supérieur physiologiquee 12.

Le drainage biliaire est le talon d'Achille de la transplantation hépatique. Les animaux receveurs sont en danger de mourir à cause d'une fuite biliaire et une péritonite. À cette fin, nous avons utilisé un stent pour effectuer la cholédocho-duodénostomie. En outre, nous avons appliqué une suture pursestring avec une paire de fils de suture supplémentaires pour éviter les fuites et la déconnexion. En conséquence, les complications biliaires ont été réduits à 4%.

Dans cette étude, un sous-total de résection du foie a été réalisée natif pour induire une insuffisance hépatique aiguë. Cette technique a été décrite par Emond, il est normalisé et ne montre aucun des effets secondaires sur d'autres systèmes d'organes ou de la greffe. 7

En 2002, la technique publiée palmes de APOLT chez le rat avec un taux de 70 à 80% de survie, les animaux ont été sacrifiés au bout de deux semaines. 19 Dans ce modèle, le lobe gauche du greffon a été transplanté après résection du lobe gauche de la natfoie ive. La veine porte a été anastomosée La greffe de bout en bout à gauche de la veine portail segmentaire du destinataire, ce qui entraîne des difficultés chirurgical pour effectuer l'opération, étant donné que la lumière des vaisseaux devient très faible.

Contrairement transplantation hépatique, lors de la transplantation hépatique hétérotopique il n'y a pas de phase anhépatique. Les anastomoses peuvent être effectuées sans aucun temps-pression. En outre, dans la position hétérotopique, il n'y a pas d'interférence par le diaphragme mobile. En outre, la veine porte du destinataire n'est pas serré, évitant ainsi la congestion veineuse de l'intestin grêle, la rate, le pancréas et l'estomac.

Nous avons obtenu de bons résultats à long terme concernant la greffe microcirculation, la morphologie et la fonction. HALT 20 avec un débit régulé PVA peut sûrement combler une phase d'insuffisance hépatique aiguë, tandis que le foie natif régénère 15.

HALT avec un débit régulé PVA est unen technique innovante, relativement facile à établir. Ce modèle permet de futures études sur la régénération du foie et de la concurrence inter-foie et portail artérialisation de veine, la veine porte hyperperfusion et la régulation du débit sanguin portal. 20, 21

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Disclosures

Tous les auteurs déclarent aucun conflit d'intérêts.

Acknowledgments

Cette étude a été financée par la «Deutsche Forschungsgemeinschaft» (DFG). K. Schleimer a été soutenue par la Lise Meitner bourse du Ministère de la Science et de la Recherche de NRW. Nous tenons à remercier Mme Marie-Jeanne Blümich pour son excellent aide à l'édition. Dr Maria Kokozidou a été financée par 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

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References

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