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ビデオ記事は、ブタの3日間の生存モデルにおける膵切除術と膵臓同種移植の技術を要約し、方法の段階的な説明と、不安定で繊細なブタの内臓解剖学的構造に対処するための外科的ヒントとコツに重点を置いています。
1型糖尿病とメタボリックシンドロームにおける膵臓移植の有望な結果にもかかわらず、この最先端の技術に関する最大の懸念は、移植に適していると見なされる臓器の不足のままです。高い血管内抵抗、繊細な実質内毛細血管フレームワーク、および腸間膜血管系の周りの複雑な小葉解剖学的構造は、肝臓や腎臓などの臓器と比較して、この臓器を損傷しやすく、些細な外傷に対する耐性が低いものにしています。綿密な外科的解剖と慎重な組織取り扱いは、膵臓移植の運動全体の基礎を形成します。ブタの膵臓の解剖学的構造と周囲の腸間膜血管および臓器との間の形態学的類似性のために、ブタモデルにおける技術のデモンストレーションは、これを人間の設定に最も正確に外挿するのに役立つ可能性がある。本稿は、ブタの3日間生存モデルでこの非常に感受性の高い臓器の移植の成功率を高めるために、従う必要のある重要な外科的ヒントとトリックを概説することを目的としています。
過去数十年にわたって、周術期管理戦略と外科的技術が大幅に進歩し、膵臓移植は末期腎疾患を伴う糖尿病の治療のための最も有望な戦略の1つに進化しました(通常は腎臓移植と組み合わせて)1。.しかし、移植片膵炎、虚血再灌流障害、血管血栓症などの合併症は、成功した結果を確実にするために克服すべき最大の課題であり、より損傷した拡張基準グラフトではなおさらです2。さらに、膵臓移植片は調達から最も一般的に廃棄される移植片であり、どの臓器でも利用率が最も低い(9%)3。したがって、機械灌流は、肝臓、腎臓、および肺移植で達成されたものと同様に、移植片利用率を高めることを目的として、膵臓移植片に最適な恒常性環境を提供することを目的としています4。ブタの膵臓の解剖学的構造は、その小葉構造(3つの葉を含む)、腸間膜門脈軸の周りのその延長、その腸間膜血管の変化(40%〜50%)、および十二指腸のCループに沿ったその繊細な血管チャネルの点で複雑です5。これらの解剖学的属性は、医原性膵臓無蓋糖尿病状態、すなわち空腹時血糖値が8 mmol / Lを超える外科的に誘発された糖尿病状態を誘発するための膵臓十二指腸移植片およびレシピエント膵切除術の両方の困難な解剖に寄与する。 これらの特徴に基づいて、移植を伴うブタ膵切除術は、末期に対する決定的な治療としてヒトで行うことができる技術の可能な限り最も近い複製を提供します 糖尿病。本稿は、以下の側面をカバーすることを目的としています:(i)レシピエント膵切除術および膵臓移植移植中の周術期ブタケアの概要。(ii)レシピエント膵切除術および膵十二指腸移植片の移植の技術的段階の詳細、および(iii)移植片およびレシピエントの損傷を最小限に抑えるためのブタモデルにおけるドナーおよびレシピエント膵臓手術のヒントおよびコツ。
プロトコルは、トロント総合研究所の動物管理委員会から倫理的承認を受けました。動物は、カナダのオンタリオ州にある国立衛生研究所(NIH)の実験動物の世話のための全米医学研究協会およびガイドに準拠して人道的なケアを受けました。この研究では、体重40〜50 kgの15週齢の無関係なヨークシャーの雄豚を使用しました。
注:研究のプロトコル全体は、次の主要なステップに分かれています:(i)臓器回収とバックテーブルの準備;(ii)レシピエント全摘除術および(iii)移植片移植。ドナーとレシピエントの手術全体は1日で行われます。
1.ドナー臓器回収とバックテーブルの準備
注:臓器検索の方法は、別のプロトコル6に記載されています。ただし、プロトコルは、簡単に言えば、外科的技術に固有のいくつかの追加の持ち帰りポイント(ドナー操作に関連する外科的ヒント)とともにここで説明されています。
2.レシピエント膵切除術
図1:膵切除標本をまとめて切除した。in vivoの門脈を取り囲む膵臓組織の輪に注目してください。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:十二指腸の画像。 保存された血管アーケード(矢じり)を有する十二指腸のCループを周囲の空腸ループと比較し、鬱血について評価した。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
5つの膵臓移植生存モデルからの周術期および術後、最大3日間の生化学的パラメータを以下に要約する(年表ではPTX1〜5として番号が付けられている)。5つの総膵臓移植のうち、一般的な健康状態と膵臓損傷および内分泌機能検査から明らかなように、すべてが3日間の生存期間中に良好に推移しました。以下に示す結果は、レシピエントの3日間生存モデルの経験を代表するものです 移植片の静的冷蔵保存後の膵臓他家移植術。
膵切除術の平均手術時間は52分(45-64分)であった。これは脳死心拍動モデルであったため、ドナーには収縮期温虚血期はありませんでした。側噛みカバクランプを適用してから移植片の再灌流までの温虚血時間の平均レシピエントは49.5分(40-55分)であった。5つの移植片はすべて、研究プロトコルに従って5時間(300分)の冷虚血時間を有していた。全ての動物は、1日2回、300mgのSypシクロスポリンの形態で免疫抑制を受けた。
周術期の臨床および生化学的パラメータ
再灌流後の1時間の平均心拍数は135拍/分(120-170拍/分)であった。平均血圧は37mmHg(30-55mmHg)であり、通常は高用量のノルエピネフリン注入のカバーの下で維持される。5つのケースすべてにおいて、ノルエピネフリンは、動物をペンに戻す前に先細りにして中止することができた。乳酸レベルは、再灌流後3時間手術室でモニターされました。この傾向を 図 3 に示します。
図3:移植片再灌流後の血清乳酸レベル。 この傾向は、再灌流の最初の3時間について測定された。Y軸は乳酸値(単位:ミリモル/L)を表す。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
術後の臨床および膵臓損傷の生化学的パラメータ
5匹の動物はすべて臨床的に警戒しており、再灌流から5〜6時間以内に手足の活発な動きと呼吸パターンによって明らかでした。.いずれも活動性があり,経口飼料と投薬を受け入れ,術後1日目の朝までに尿と便を通過させた.
最初の3日間の術後アミラーゼレベルを 図4にまとめます。
図4:移植片の再灌流後の血清アミラーゼレベル。 この傾向は、移植後の最初の3日間測定されました。Y軸はアミラーゼレベル(U/L)を表す。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
最初の3日間の術後血清リパーゼレベルを 図5にまとめる。
図5:移植片の再灌流後の血清リパーゼレベル。 この傾向は、移植後の最初の3日間測定されました。Y軸はリパーゼレベル(U/L)を表す。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
術後の血清乳酸デヒドロゲナーゼ(LDH)レベルを 以下の図6にまとめる。
図6:移植片再灌流後の血清LDHレベル。 この傾向は、移植後最初の3日間測定されました。Y 軸は LDH レベル (U/L) を表します。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
術後耐糖能試験
術後3日目に120分間IVグルコース負荷試験を施行した。50%デキストロースを含む50mL用量を中心静脈カテーテルを通して注入し、時間を0分として記録した。その後、血液サンプルを2分、5分、10分、20分、30分、60分、90分、および120分で採取し、血糖値について処理しました。残りのサンプルを8,000 x g で10分間遠心分離し、上清を-80°Cの3つのマイクロ遠心チューブに保存しました。 図7 は、5例(PTX1-5)についての耐糖能試験の傾向を表す。
図7:IVグルコース負荷試験によって評価された血清グルコースレベル。 血清グルコースレベルをIVグルコース負荷試験を用いて0〜120分評価し、PTX1〜5の間で比較した。Y軸はグルコースレベル(ミリモル/L)を表す。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
現在のプロトコルは、ブタモデルにおける膵切除術および膵臓同種移植の技術と実現可能性を実証するために実施されています。動物を移植後3日間観察し、膵切除術および同種移植の技術の信頼性を実証した。すべての動物は、抗生物質、体液、鎮痛薬、補足栄養、および免疫抑制剤(すなわち、シクロスポリン)の標準化された動物ケアプロトコルを使用して、手術後3日間監視および授乳されました。それらは、倫理的に承認された人道的技術によって、術後3日目(臨床的悪化によって義務付けられている場合は72時間後またはそれ以前)に犠牲にされました。.尾部、コーパス、頭部、十二指腸から生検を採取して病理組織学的解析に送り、残りの切片をRNA単離バッファーに保存し、後で使用するために急速凍結(-80°C)しました。
膵切除術によるブタモデルにおける医原性糖尿病の誘発を首尾よく実証する最も初期の試みの1つは、2011年にChaibaらによって体重27〜33 kgの10頭の白人オスブタのコホートで発表されました7。このグループは、ブタモデルで膵臓切除術を成功させるためのロードマップを確立する解剖学的平面とランドマークを実証しました。2020年のPrudhommeらは、3頭のオスのサスクロファブタのコホートで糖尿病誘発と膵臓同種移植の実現可能性を示しました8。糖尿病の誘発は、全膵切除術の3時間後のCペプチドレベルによって評価された。ヨークシャー豚における糖尿病の医学的誘導は、1993年にGrussnerらによって成功裏に実証され、67頭のヨークシャー在来種豚のコホートで死亡率は0%でした9。膵切除術による糖尿病の誘導の成功は、2022年に私たちのグループ(Mazilescu et al.)によって動物の臨床的幸福によって導かれて、血清グルコースレベルを使用して評価されました10。導入の成功に続いて、私たちのグループは、プロトコルの次のフェーズで膵切除術後の膵臓同種移植を進めました。
この研究の重要な制限は、動物のすべてのコホートで均一な再現性を確保することです。これは主に、季節性インフルエンザ、人獣共通感染症などになりやすいという点でブタモデルの脆弱性によるものです。これらの要因は、手術に使用されている技術に関係なく、結果を負に歪める原因となる可能性があります。
膵臓移植の結果に影響を与える要因には、一般的な健康状態、心肺状態、季節性感染症などの術前状態、および機械灌流終了時の移植片の状態、手術中の移植片の取り扱い、再灌流時の血行動態変化などの周術期状態が含まれます11。外科的観点から、 in vivo および ex situ での移植片の取り扱いを最小限に抑えることは、この非常に不安定な移植モデルにおける最小限の損傷の移植片の移植を確実にする上で重要な役割を果たします12。灌流溶液、透析溶液、および機械灌流中の生理学的パラメータの組成の変更も移植の結果を決定する可能性があり、現在グループによって評価中です。機械灌流移植片における同種移植モデルの確立が成功すれば、将来的には心臓死後の提供(DCD)や膵臓の長期冷蔵(ECS)などの拡張基準移植片への道がさらに開かれる可能性があります。
著者は開示する利益相反を持っていません。
何一つ。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Belzer UW Cold storage solution | Bridge to life Ltd (Columbia, SC, USA) | 4055 | |
Calcium gluconate (10%) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C360019 | |
Composelect (blood collection bags) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | PQ31555 | |
Heparin (10000 IU/10 ml) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C504710 | |
Lactated Ringer's | Baxter (Mississauga, ON, Canada) | JB2324 | |
Percutaneous Sheath Introducer Set with Integral Hemostasis Valve/side Port for use with 7-7.5 Fr Catheters | Arrow International LLC | SI-09880 | |
Sodium bicarbonate (8.4%) | Fresenius Kabi Canada Ltd (Toronto, ON) | C908950 | |
Solu-Medrol | Pfizer Canada Inc. | 52246-14-2 | |
Surgical retreival and transplant instrument set |
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