Method Article
В видеостатье кратко изложена техника панкреатэктомии и аллотрансплантации поджелудочной железы в 3-дневной модели выживания свиней с пошаговым описанием метода и акцентом на хирургические советы и рекомендации по борьбе с ненадежной и деликатной висцеральной анатомией свиньи.
Несмотря на многообещающие результаты трансплантации поджелудочной железы при сахарном диабете 1 типа и метаболическом синдроме, самой большой проблемой, связанной с этим современным методом, остается нехватка органов, считающихся пригодными для трансплантации. Высокое внутрисосудистое сопротивление, тонкий внутрипаренхиматозный капиллярный каркас и сложная дольковая анатомия вокруг брыжеечной сосудистой сети делают этот орган более восприимчивым к травмам и менее устойчивым к тривиальным травмам по сравнению с такими органами, как печень и почки. Тщательное хирургическое вскрытие и разумное обращение с тканями являются краеугольным камнем всей трансплантации поджелудочной железы. Из-за морфологического сходства между анатомией поджелудочной железы свиньи и окружающими брыжеечными сосудами и органами по сравнению с анатомией человека, демонстрация техники в модели свиньи может помочь наиболее точно экстраполировать это на условия человека. Настоящая статья направлена на то, чтобы изложить основные хирургические советы и приемы, которым необходимо следовать, чтобы обеспечить более высокий уровень успеха трансплантации этого высокочувствительного органа в 3-дневной модели выживания свиньи.
За последние несколько десятилетий был достигнут значительный прогресс в стратегиях периоперационного ведения и хирургических методах, что привело к превращению трансплантации поджелудочной железы в одну из наиболее перспективных стратегий лечения сахарного диабета с терминальной стадией почечной недостаточности (обычно в сочетании с трансплантацией почки)1 . Тем не менее, такие осложнения, как трансплантатный панкреатит, ишемия-реперфузионное повреждение и тромбоз сосудов, остаются самыми большими проблемами, которые необходимо преодолеть для обеспечения успешных результатов, особенно в более поврежденных трансплантатах с расширенными критериями2. Кроме того, трансплантаты поджелудочной железы являются наиболее часто выбрасываемыми трансплантатами при закупке и имеют самые низкие коэффициенты использования (9%) для любого органа3. Таким образом, машинная перфузия направлена на обеспечение оптимальной гомеостатической среды для трансплантата поджелудочной железы с целью увеличения коэффициента использования трансплантата, аналогично тому, что было достигнуто при трансплантации печени, почек и легких4. Анатомия поджелудочной железы свиньи сложна с точки зрения ее дольковой архитектуры (состоящей из трех долей), ее расширений по всей брыжеечно-портальной оси, ее вариаций брыжеечного сосуда (в 40-50%) и ее тонких сосудистых каналов вдоль С-петли 5-перстной кишки. Эти анатомические признаки способствуют сложному рассечению как при извлечении трансплантата поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки, так и при панкреатэктомии реципиента, чтобы вызвать ятрогенное состояние апанкреатического диабета, т.е. хирургически индуцированное состояние сахарного диабета с уровнем глюкозы натощак выше 8 ммоль / л. Основываясь на этих особенностях, панкреатэктомия свиней с трансплантацией обеспечивает максимально возможную репликацию техники, которая может быть выполнена на людях в качестве окончательного лечения против терминальной стадии сахарный диабет. Настоящая статья направлена на освещение следующих аспектов: (i) описание периоперационного ухода за свиньями во время реципиентной панкреатэктомии и имплантации трансплантата поджелудочной железы; (ii) технические пошаговые сведения о панкреатэктомии реципиента и имплантации панкреато-дуоденального трансплантата и (iii) советы и рекомендации по операции на поджелудочной железе донора и реципиента на моделях свиней для минимизации травм трансплантата и реципиента.
Протокол получил этическое одобрение Комитета по уходу за животными Главного научно-исследовательского института Торонто. Животные получали гуманный уход в соответствии с Национальным обществом медицинских исследований и Руководством по уходу за лабораторными животными, Национальный институт здравоохранения (NIH), Онтарио, Канада. Для этого исследования были использованы 15-недельные неродственные йоркширские свиньи весом 40-50 кг.
ПРИМЕЧАНИЕ: Весь протокол исследования разделен на следующие основные этапы: (i) извлечение органов и подготовка к работе за столом; (ii) Реципиентная тотальная панкреатэктомия и (iii) имплантация трансплантата. Вся операция донора и реципиента делается за 1 день.
1. Забор донорских органов и подготовка заднего стола
ПРИМЕЧАНИЕ: Метод извлечения органов был описан в отдельном протоколе6. Тем не менее, протокол вкратце описан здесь вместе с некоторыми дополнительными моментами, характерными для хирургической техники (хирургические советы, относящиеся к донорской операции).
2. Реципиентная панкреатэктомия
Рисунок 1: Образец панкреатэктомии, резецированный в массовом порядке. Обратите внимание на кольцо ткани поджелудочной железы, окружающее воротную вену in vivo. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Изображение двенадцатиперстной кишки. С-петля двенадцатиперстной кишки с сохраненной сосудистой аркадой (наконечником стрелки) сравнивается с окружающей тощей петлей и оценивается на предмет застойных явлений. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Периоперационные и послеоперационные, до 3 дней, биохимические параметры из пяти моделей выживания при трансплантации поджелудочной железы приведены ниже (пронумерованы как PTX от 1 до 5 в хронологии). Из пяти трансплантаций поджелудочной железы все хорошо себя чувствовали в течение 3-дневного периода выживания, о чем свидетельствует их общее самочувствие, повреждение поджелудочной железы и тесты эндокринной функции. Результаты, представленные ниже, являются репрезентативными для опыта 3-дневной модели выживания реципиентной панкреатэктомии с последующей аллотрансплантацией поджелудочной железы после статического холодного хранения трансплантата.
Среднее время операции панкреатэктомии составило 52 мин (45-64 мин). Поскольку это была модель с мертвым сердцем, у донора не было фазы асистолической теплой ишемии. Среднее время теплой ишемии реципиента от применения бокового зажима для полой кости до реперфузии трансплантата составило 49,5 мин (40-55 мин). Все пять трансплантатов имели время холодной ишемии 5 часов (300 минут) в соответствии с протоколом исследования. Все животные получали иммуносупрессию в виде 300 мг Сипа циклоспорина два раза в день.
Периоперационные клинические и биохимические показатели
Средняя частота сердечных сокращений через 1 ч после реперфузии составила 135 уд/мин (120-170 уд/мин). Среднее артериальное давление составляло 37 мм рт.ст. (30-55 мм рт.ст.), обычно поддерживалось под прикрытием высокой дозы инфузии норадреналина. Во всех пяти случаях норадреналин можно было сузить и прекратить, прежде чем переместить животное обратно в загон. Уровень лактата контролировали в операционной в течение 3 ч после реперфузии. Тенденция представлена на рисунке 3.
Рисунок 3: Уровни лактата в сыворотке крови после реперфузии трансплантата. Тренд измеряли в течение первых 3 ч реперфузии. Ось Y представляет значения лактата (в ммоль/л). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Биохимические показатели послеоперационного клинического и панкреатического поражения
Все пять животных были клинически бдительными, о чем свидетельствуют активные движения конечностей и дыхание, в течение 5-6 часов после реперфузии. Все они были активны, принимали пероральное питание и лекарства и сдавали мочу и стул к утру 1-го послеоперационного дня.
Послеоперационные уровни амилазы в течение первых 3 дней обобщены на рисунке 4.
Рисунок 4: Уровни амилазы в сыворотке крови после реперфузии трансплантата. Тренд измеряли в течение первых 3 дней после трансплантации. Ось Y представляет собой уровни амилазы (Ед/л). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Послеоперационные уровни липазы в сыворотке крови в течение первых 3 дней приведены на рисунке 5.
Рисунок 5: Уровни липазы в сыворотке крови после реперфузии трансплантата. Тренд измеряли в течение первых 3 дней после трансплантации. Ось Y представляет уровни липазы (Ед/л). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Послеоперационные уровни лактатдегидрогеназы (ЛДГ) в сыворотке крови приведены ниже на рисунке 6.
Рисунок 6: Уровни ЛДГ в сыворотке крови после реперфузии трансплантата. Тенденция измерялась в течение первых 3 дней после трансплантации. Ось Y представляет уровни ЛДГ (ЕД/Л). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Послеоперационный глюкозотолерантный тест
На третий послеоперационный день был проведен 120-минутный внутривенный глюкозотолерантный тест. Доза 50 мл, содержащая 50% декстрозы, вводили через центральный венозный катетер, и время регистрировалось как 0 мин. Образцы крови были взяты впоследствии через 2 мин, 5 мин, 10 мин, 20 мин, 30 мин, 60 мин, 90 мин и 120 мин и обработаны на уровень глюкозы. Оставшуюся часть образца центрифугировали при 8000 x g в течение 10 мин, а надосадочную жидкость хранили в трех микроцентрифужных пробирках при -80 °C. На рисунке 7 показана тенденция теста на толерантность к глюкозе для пяти случаев (PTX 1-5).
Рисунок 7: Уровни глюкозы в сыворотке, оцениваемые с помощью теста на толерантность к глюкозе внутривенно. Уровни глюкозы в сыворотке оценивали через 0-120 минут с помощью внутривенного теста на толерантность к глюкозе и сравнивали между PTX 1-5. Ось Y представляет уровень глюкозы (ммоль/л). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Текущий протокол был выполнен для демонстрации техники и возможности панкреатэктомии и аллотрансплантации поджелудочной железы на моделях свиней. Животных наблюдали в течение 3 дней после трансплантации, чтобы продемонстрировать надежность техники панкреатэктомии и аллотрансплантации. Все животные находились под наблюдением и выхаживались в течение 3 дней после операции с использованием стандартизированного протокола ухода за животными, состоящего из антибиотиков, жидкостей, анальгетиков, дополнительного питания и иммунодепрессантов (например, циклоспорина). Они были принесены в жертву на третий послеоперационный день (через 72 часа или раньше, если это требуется из-за клинического ухудшения) этически одобренной гуманной техникой. Биопсии были взяты из хвоста, тела, головы и двенадцатиперстной кишки и отправлены на гистопатологический анализ, а остальные срезы хранились в буфере изоляции РНК и мгновенно замораживались (-80 ° C) для последующего использования.
Одна из самых ранних попыток успешной демонстрации индукции ятрогенного сахарного диабета в модели свиней с помощью панкреатэктомии была опубликована Chaiba et al. в 2011 году в когорте из 10 белых самцов свиней весом 27-33 кг7. Группа продемонстрировала анатомические плоскости и ориентиры, создав дорожную карту для успешной панкреатэктомии на моделях свиней. Prudhomme et al. в 2020 году продемонстрировали возможность индукции диабета и аллотрансплантации поджелудочной железы в своей когорте из трех свиней-самцов Susscrofa8. Индукцию сахарного диабета оценивали по уровню С-пептида через 3 ч после тотальной панкреатэктомии. Медицинская индукция сахарного диабета у йоркширских свиней была успешно продемонстрирована Grussner et al. в 1993 году с коэффициентом смертности 0% в когорте из 67 йоркширских свиней ландраса9. Успешная индукция диабета с помощью панкреатэктомии оценивалась с использованием уровня глюкозы в сыворотке крови, руководствуясь клиническим благополучием животного нашей группой (Mazilescu et al.) в 2022 году10. После установления успешной индукции наша группа приступила к аллотрансплантации поджелудочной железы после панкреатэктомии на следующем этапе протокола.
Важным ограничением исследования является обеспечение равномерной воспроизводимости во всех когортах животных. В основном это связано с хрупкостью свиной модели с точки зрения склонности к сезонному гриппу, зоонозу и т. д. Эти факторы могут способствовать негативному искажению результатов независимо от техники, используемой для операции.
Факторы, влияющие на исход трансплантации поджелудочной железы, включают предоперационные состояния, такие как общее самочувствие, сердечно-легочный статус, сезонная инфекция и периоперационные состояния, такие как состояние трансплантата в конце машинной перфузии, обращение с трансплантатом во время операции, гемодинамические изменения при реперфузии11. С хирургической точки зрения сведение к минимуму обработки трансплантата in vivo и ex situ играет важную роль в обеспечении имплантации минимально поврежденного трансплантата в этой крайне опасной модели трансплантации12. Изменения в составе перфузионного раствора, диализирующего раствора и физиологических параметров во время машинной перфузии также могут определять исход трансплантации и в настоящее время оцениваются группой. Создание успешной модели аллотрансплантации в трансплантатах с машинной перфузией может еще больше проложить путь для трансплантатов с расширенными критериями, таких как донорство после сердечной смерти (DCD) и расширенное холодное хранение (ECS) поджелудочной железы в будущем.
У авторов нет конфликтов интересов, которые необходимо раскрывать.
Никакой.
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены