A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
המודל החזירי של זלוף מכונה נורמותרמית בכבד (NMP), המתואר כאן, יכול לשמש בהצלחה לחקר NMP כאסטרטגיית שימור, כלי להערכת כדאיות ופלטפורמה לתיקון איברים. הוא בעל ערך תרגומי גבוה, אולם הוא מאתגר מבחינה טכנית ודורש עבודה רבה.
מודלים של חזיר של זלוף מכונה נורמותרמית בכבד מחוץ למקום (NMP) נמצאים בשימוש יותר ויותר במחקר השתלות. בניגוד למכרסמים, כבדי חזיר קרובים מבחינה אנטומית ופיזיולוגית לבני אדם, עם גודל איברים והרכב מרה דומים. NMP משמר את שתל הכבד בתנאים כמעט פיזיולוגיים על ידי מחזור פרפוזה חם, מחומצן ומועשר בחומרים מזינים המבוססים על תאי דם אדומים דרך כלי הדם של הכבד. ניתן להשתמש ב-NMP כדי לחקור פגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה, לשמר כבד מחוץ למקום לפני ההשתלה, להעריך את תפקוד הכבד לפני ההשתלה ולספק פלטפורמה לתיקון והתחדשות איברים. לחלופין, ניתן להשתמש ב-NMP עם פרפוזה על בסיס דם מלא כדי לחקות השתלה. עם זאת, מודל זה הוא עתיר עבודה, מאתגר מבחינה טכנית ונושא עלות כספית גבוהה.
במודל NMP חזירי זה, אנו משתמשים בכבדים פגומים איסכמיים חמים (המקבילים לתרומה לאחר מוות במחזור הדם). ראשית, מתחילה הרדמה כללית עם הנשמה מכנית, ואחריה אינדוקציה של איסכמיה חמה על ידי הידוק אבי העורקים החזי למשך 60 דקות. צינוריות המוחדרות לאבי העורקים הבטני ולווריד הפורטל מאפשרות שטיפה החוצה מהכבד עם תמיסת שימור קרה. הדם שנשטף נשטף עם שומר תאים כדי לקבל כדוריות דם אדומות מרוכזות. לאחר כריתת הכבד, קנולות מוחדרות לווריד הפורטלי, עורק הכבד והווריד הנבוב האינפרא-כבדי ומחוברות למעגל זלוף סגור עם מרחיב פלזמה ותאי דם אדומים. מחמצן סיבים חלולים כלול במעגל ומחובר למחליף חום כדי לשמור על pO2 של 70-100 מ"מ כספית ב-38 מעלות צלזיוס. NMP מושג על ידי זרימה רציפה ישירות דרך העורק ודרך מאגר ורידי דרך וריד הפורטל. זרימות, לחצים וערכי גזים בדם מנוטרים באופן רציף. כדי להעריך את הפגיעה בכבד, נדגמים פרפוזה ורקמות בנקודות זמן מוגדרות מראש; המרה נאספת דרך צינורית בצינור המרה המשותף.
השתלת כבד היא הטיפול הסופי היחיד לאי ספיקת כבד סופנית; עם זאת, הצלחתו מוגבלת על ידי חוסר איזון מתמשך בין חולים ברשימת ההמתנה וזמינות איברים תורמים פוטנציאליים1. כדי להגדיל את מאגר התורמים, הקריטריונים לתורמים הורחבו בהדרגה בעשור האחרון, כולל גיל התורם המבוגר, סטיאטוזיס בכבד ותרומה לאחר מוות במחזור הדם (DCD)2,3. במהלך הליך DCD, הכבד סובל תמיד מתקופה של איסכמיה חמה בין הפסקת הטיפול המקיים חיים, הכרזת המוות, וקירור ושימור באתר, המחמירים את פגיעת איסכמיה-רפרפוזיה (IRI)4. כתוצאה מכך, כבדי DCD קשורים לשכיחות מוגברת של תפקוד לקוי מוקדם של אלוגרפט וסיבוכים בכיס המרה 5,6.
עבור כבדים תורמים אלה בסיכון גבוה, שימור קונבנציונלי עם אחסון קר סטטי אינו מציע הגנה מספקת מפני IRI. עד כה, אסטרטגיות שימור חלופיות כגון זלוף מכונה נורמותרמית (NMP) צברו אחיזה ניכרת. במהלך זלוף מכונה נורמותרמית, הכבד מחובר מחוץ למעגל מבודד ומוזרם בפרפוזה מחומצנת ומועשרת בחומרים מזינים בטמפרטורת הגוף. ניסויים קליניים מצביעים על כך ש-NMP מפחית את הפגיעה בכבד, כפי שמשתקף על ידי שחרור שיא מופחת של טרנסאמינאז ותפקוד לקוי מוקדם של אלוגרפט7. עם זאת, מעט ידוע על הביולוגיה של תאי הכבד במהלך NMP8.
מודלים של בעלי חיים היו מרכזיים באבולוציה של השתלת כבד. בניגוד למודלים של מכרסמים, החזיר נחשב לבעל ערך תרגומי גבוה יותר מכיוון שהכבד החזירי קרוב מבחינה אנטומית ופיזיולוגית לבני אדם, עם גודל איברים והרכב מרה דומים. עם זאת, מודלים של השתלת כבד חזיר הם עתירי עבודה, קשים לסטנדרטיזציה ונושאים עלות כספית גבוהה משמעותית.
ניתן להשתמש ב-NMP של כבד חזיר כדי לשרת מטרות שונות. ניתן ליישם אותו כדי לחקות השתלה מחוץ למקום בעת שימוש בפרפוזה על בסיס דם מלא, כדי לשמר כבד תורם בסביבה מגוננת עם פרפוזה מבוססת תאי דם אדומים מדולדל לויקוציטים, כדי להעריך סמנים ביולוגיים פוטנציאליים המנבאים תפקוד כבד מחוץ למקום לפני ההשתלה, או כפלטפורמה לחקירת טיפול רגנרטיבי 9,10,11.
אימוץ מודלים של NMP של כבד חזירי הוא מאתגר, בעוד שהיבטים טכניים כירורגיים וקשורים לזלוף כמעט ולא מתוארים. במעבדת המחקר שלנו, אימצנו את מערך ה-NMP שתואר במקור על ידי באטלר ואחרים.12 כדי לפתח ולאמת מודל זלוף כבד מבודד של 24 שעות שיכול לשמש הן לשימור שתל כבד להשתלה והן לחיקוי השתלה. כאן, אנו מתארים פרוטוקול שלב אחר שלב; מסגרת מתודולוגית ומלכודות פוטנציאליות מתפרסמות במקום אחר9.
כל הניסויים נערכו לאחר אישור הוועדה לטיפול בבעלי חיים של KU Leuven ובהתאם להנחיות האירופיות.
1. מידע על בעלי חיים
הערה: חזירי TOPIGS TN70 זכרים, בני 3 חודשים, עם משקל גוף של כ-30 ק"ג ומשקל כבד של 600-700 גרם משמשים לפרוטוקול מחקר זה.
2. הכנת מערך הזלוף
3. אינדוקציה של הרדמה
4. ניתוח
5. זלוף מכונה נורמתרמית
פרוטוקול הזלוף המוצג משתמש בוויסות עצמי של זרימת הדם בכבד כדי להשיג תנאים המודינמיים יציבים עד 24 שעות ולדמות את ההתפלגות הפיזיולוגית של זרימת הדם בווריד הפורטלי ובעורק הכבד. איור 1 מייצג סקירה סכמטית של מעגל הזילוף. איור 2A מראה התפלגות עק...
כאן, פירטנו את הניסיון שלנו עם NMP של כבד חזיר. היתרונות של טכניקה זו כוללים ערך תרגום גבוה ורבגוניות. ניתן ליישם NMP של כבד חזיר כדי לחקור ולהגביר את ההבנה של טכניקת שימור משופרת זו, או לחלופין, כדי לחקות השתלה. הגדרה זו מאפשרת שליטה ידנית על כל היבט של הזילוף, ומאפשרת התאמת ל?...
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים רוצים להודות לכל תלמידי המחקר מהפקולטה לרפואה של KU Leuven המעורבים בניסויים אלה.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alaris GH Plus syringe pump | BD Care Fusion | 80023 UN 01-G | |
Anesthesia device | Dräger | Titus | |
Arterial catheter Cavafix Certo | Braun, Melsungen, Germany | BRAU4152557 | |
Blood gas analyzer | Radiometer | ABL815 | |
Calcium gluconate 10% | Braun, Melsungen, Germany | 570/13596667/1214 | |
Capnograph | Dräger | Scio | |
Cell saver | Medtronic | AutoLog | |
Centrifugal pump Biomedicus | Medtronic | 85315 REV 3.0 | |
Centrifuge Rotina 420R Hettich | VWR | 521-1156 | |
Custom made perfusion circuit | Medtronic | M323901C | |
Disposable set cell saver | Medtronic | ATLS24 | |
DLP Single stage venous cannula, straight 20F | Medtronic | 66120 | |
Epoprostenol | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | Flolan | |
Fentanyl-Janssen 0.05 mg/mL | Janssen | HK-08700 | |
Flow sensor BioPro TT | Em-Tec | 12271 | |
Formaldehyde 4% | VWR | VWRK4078.9005 | |
Freezer -80 °C | New Brunswick Scientific | U570-86 | |
Fridge | Liebherr | CUP 3513 | |
Geloplasma | Fresenius-Kabi, Bad Homburg, Germany | freeflex | |
Heater cooler | Stöckert-Shiley, Sorin group | 16-02-1950 | |
Heparin 5000 IE/mL | Leo Pharma, Ballerup, Denmark | HeparinLeo | |
Hepatic artery canula | Medtronic | BIO-MEDICUS 12F | |
IGL-1 organ preservation solution | Institut Georges Lopez | IGL-1/1000/D | |
In-line blood gas analyzer | TERUMO | Calibrator 3MCDI 540/CDI 500 | |
Insulin 200 IU Actrapid | Novo Nordisk, Dagsvaerd, Denmark | MEDI-00018 | |
Isoflurane 1000 mg/g Inhalation vapour | Chanelle Pharma | Iso-Vet | |
IV catheter BD Insyte-W 20 G | BD | 381334 | |
Liquid nitrogen tank | KGW Isotherm | S22 | |
Mersilene 250CM M3 USP2/0 non needled ligapak | JNJ medical | F4503 | |
Mersilene 250CM M3.5 USP0 non needled ligapak | JNJ medical | F4504 | |
Mersilene 5X70CM M3.5 USP0 non needled | JNJ medical | EH6935H | |
Mersilene 6X45CM M3 USP2/0 non needled | JNJ medical | EH6734H | |
Micro pipettes 1000 µL | Socorex | 82,51,000 | |
Monitoring | Siemens | SC 8000 | |
Plasmalyte Viaflo | Baxter | Plasmalyte Viaflo | |
Portal vein canula | CALMED LABS | 18F RV-40018 | |
Pressure sensor | Stöckert-Shiley, Sorin group | 22-06-2000 | |
Pressure servo regulator | Medtronic | BM 9505-2 | |
Prolene 4-0 | JNJ medical | EH7151H | |
Roller pump | Cobe Century USA | 468048-000 REV C | |
Sodium bicarbonate 8.4% | Braun, Melsungen, Germany | 362 2339 | |
Sodium taurocholate | Sigma Aldrich, Burlington, USA | 86339 | |
Surgical scalpel nr 24 | Swann Morton | 0211 | |
Venous catheter, 3-lumen; 12FR | ARROW | AK-12123-F | |
Vicryl Vio 250CM M2 USP3/0 non needled gigapak | JNJ medical | V1205G | |
Xylazine 2% | VMD Livestock pharma | XYL-M 2% | |
Zinacef Cefuroxime 750 mg | GlaxoSmithKline Belgium, Wavre, Belgium | NDC 0173-0353-32 | |
Zoletil 100 | Virbac | Zoletil 100 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved