Univerzita Karlova v Praze 1. lékařská fakulta Autoreferát disertační práce
Využitelnost chirurgických modelů akutního selhání jater v experimentu MUDr. Ondřej Ryska (2013)
1
Doktorské studijní programy v biomedicíně Univerzita Karlova v Praze a Akademie věd České republiky Obor: Experimentální chirurgie Předseda oborové rady: Prof. MUDr. Jaroslav Živný, DrSc. Školicí pracoviště: 1.LF UK Školitel: Prof. František Antoš, CSc.
Disertační práce bude nejméně pět pracovních dnů před konáním obhajoby zveřejněna k nahlížení veřejnosti v tištěné podobě na Oddělení pro vědeckou činnost a zahraniční styky Děkanátu 1. lékařské fakulty.
2
Obsah Obsah …………………………………………………………………………………. 3 Abstrakt ………………………………………………………………………………. 4 Abstract ………………………………………………………………………………. 5 Úvod …………………………………………………………………………………… 6 Cíle práce ……………………………………………………………………………. 7 Materiál a metody ………………………………………………………………. 7 Výsledky ……………………………………………………………………………… 9 Diskuze ……………………………………………………………………………… 12 Závěr …………………………………………………………………………………. 15 Literatura …………………………………………………………………………… 15 Seznam publikací doktoranda ……………………………………………. 18
3
Abstrakt ASJ je závažné, rychle progredující onemocnění s vysokou mortalitou (60 – 90 %). K prokázání účinnosti nových podpůrných eliminačních metod je nutné vytvořit klinicky relevantní model ASJ na velkém laboratorním zvířeti. Ideální chirurgický model ASJ doposud nebyl publikován. Cílem této práce bylo provést 3 základní chirurgické modely ASJ a zhodnotit jejich využitelnost k testování biologických i nebiologických podpůrných metod. Pro účely experimentu bylo použito laboratorní sele o váze 35 - 45kg. Základem devaskularizace (PCA) byl porto-kavální shunt s podvazem společné hepatické artérie v jedné době. Resekční model (RES) byl vytvořen pomocí rozšířené levostranné hemihepatektomie (>70 %) s ischemizací reziduálního parenchymu. Hepatektomie (HEP) byla provedena po zaklipování portální a dolní duté žíly s následnou rekonstrukcí Y polyetylenovou spojkou. U kontrolní skupiny zvířat byly zavedeny všechny vstupy a provedena laparotomie bez další intervence. Všechna zvířata byla sledována v narkóze 12 hodin od operace. Začátek ASJ byl definován jako nástup intrakraniální hypertenze a koagulopatie. K zařazení hodnotitelných 8 zvířat bylo ve skupinách PCA, RES a HEP použito 18, 19 a 10 zvířat. Zvířata ve všech intervenčních skupinách splnila během 12 hodinového sledování kritéria ASJ. Nejrychlejší nástup intrakraniální hypertenze, hyperamonémie doprovázené hemodynamickou nestabilitou byl pozorován ve skupině PCA. Resekční model byl technicky náročný. Vzestup ICP byl pomalejší a nedošlo ani k dekompenzaci oběhu v takové míře jako ve skupině PCA. Provedení hepatektomie bylo nejjednodušší a s nejkratším nácvikem. Nepřítomnost nekrotické jaterní tkáně vedla k nejpomalejšímu nástupu nitrolební hypertenze. Rozdíly v základních parametrech selhání (ICP, amoniak, INR) byly ve všech intervenčních skupinách ve srovnání s kontrolní skupinou signifikantní. Závěrem lze říci, že jaterní selhání po devaskularizaci má nejprogresivnější dynamiku a zároveň nejvyšší klinický korelát. Model hepatektomie je nejlépe reprodukovatelný. Resekční model je jediný potencionálně reverzibilní a splňuje nejvíce z parametrů ideálního modelu ASJ.
4
Abstract Acute liver failure (ALF) is a severe, usually rapidly progressive disease characterized by high mortality (60 – 90 %). To confirm the effectiveness of new artificial liver support systems, clinically relevant model of ALF is essential. The aim of this work was to introduce three surgical models of ALF and evaluate their usefulness for testing biological and non-biological liver support systems. Female laboratory pig weighing 35 - 45 kg was used for the experimental study. Devascularisation (PCA) was achieved by porto-caval shunt with ligation of the common hepatic artery. Resection model (RES) was created by extending left hemihepatectomy (> 70%) with ischemia of residual parenchyma (40 minutes). Hepatectomy (HEP) was performed followed by reconstruction with polyethylene Y tube. Animals with adequate invasions, laparotomy, gastrostomy and epicystostomy without additional intervention had been used as a control group. Beginning of ALF was defined as the onset of intracranial hypertension (intracranial pressure > 20mmHg) and coagulopathy (INR> 1.5). In order to classify the 8 evaluable animals 18, 19 and 10 animals were used in the PCA, RES and HEP groups. Pigs in all groups had met the ALF criteria within the 12hour monitoring. Fastest onset of intracranial hypertension, accompanied by hyperammonemia and hemodynamic instability was observed in the PCA group. The rise of ICP in RES group was slower and did not induce circulation failure to such extent as in the PCA group. Hepatectomy was technically easy with the shortest learning curve. The absence of necrotic liver tissue however led to the slowest onset of intracranial hypertension. Differences in the ALF parameters (ICP, ammonia, INR) were in all intervention groups significant, compared to the control group. In conclusion of the three types of surgical ALF, devascularization model was the most progressive with highest clinical correlation. Resection model is the only potentially reversible and fulfilled most of the parameters of the ideal ALF model.
5
1. Úvod Akutní selhání jater (ASJ) je závažné a rychle progredující onemocnění spojené s vysokou morbiditou a mortalitou (60 – 90 %) i přes skutečnost, že játra jsou orgánem s enormní schopností regenerace (1). Incidence tohoto onemocnění je 16 pacientů / milion obyvatel za rok (2). ASJ je definováno jako potencionálně reverzibilní náhlá ztráta jaterních funkcí charakterizovaná encefalopatií (HE) a koagulopatií bez známého předchozího jaterního onemocnění (3). V současné době zůstává nejúčinnější léčbou transplantace jater s průměrným 1letým přežitím 60 – 90 % (4). V době, po kterou nemocný čeká na vhodného dárce štěpu či po kterou může dojít ke spontánní regeneraci jaterního parenchymu, je pacient akutně ohrožen na životě. Současné možnosti, jak pacienta přes toto období převést (tzv. „bridging“) jsou limitovány. V 80. letech minulého století proto došlo k rozvoji biologických i nebiologických eliminačních metod, které by měly umožnit efektivnější „bridging“, a tím zlepšit šanci nemocného s ASJ na přežití (5). Vhodné experimentální modely akutního selhání (ASJ) jater jsou nezbytné nejenom k porozumění patofyziologii tohoto onemocnění, ale i k hodnocení různých terapeutických modalit. Vzhledem k tomu, že má syndrom ASJ mnoho klinických forem a vede obvykle k dalším komplikacím, je vytvoření relevantního modelu velmi obtížné. Vedle indukce ASJ podáním toxinů je jednou z možností vyřazení jaterních funkcí pomocí chirurgického výkonu. Typy chirurgických modelů ASJ mohou být podle techniky rozděleny do tří kategorií: devaskularizační, resekční a model hepatektomie. Ani jedna z technik nesplňuje kompletně všechna definovaná kritéria ideálního modelu. Dokonalý model vytvořený na velkém zvířeti, který by byl potencionálně reverzibilní, reprodukovatelný s vysokou mortalitou a dostatečným terapeutickým oknem nebyl doposud publikován (6). Studie hodnotící jednotlivé modely jsou navíc nekomplexní, protože nejsou zpravidla současně monitorovány hemodynamické parametry, laboratorní markery a intrakraniální tlak jako známka rozvíjejícího se mozkového edému a HE (7). Experimentální studie, která by provedla srovnání jednotlivých chirurgických
6
modelů ASJ v rámci jednoho pracoviště, za stejných podmínek a při sledování stejných parametrů, nebyla doposud publikována. 2. Cíle práce Cílem této práce bylo provést 3 základní chirurgické modely ASJ (devaskularizace, jaterní resekce, hepatektomie) a zhodnotit jejich využitelnost k testování biologických i nebiologických podpůrných metod. Sekundárním cílem bylo zavést kompletní invazivní monitoraci včetně sledování základních laboratorních markerů, intrakraniálního tlaku a hemodynamiky a provést analýzu a srovnání jednotlivých modelů. 3. Materiál a metodika Pro daný experiment bylo zvoleno jako nejvhodnější laboratorní sele váhy 35 - 45 kg. Experiment probíhal v letech 2005 - 2011 na experimentálním pracovišti Institutu klinické a experimentální medicíny v Praze. Projekt pokusu byl schválen etickou komisí a probíhal v souladu se zákonem na ochranu zvířat proti týrání. Po premedikaci a úvodu do celkové anestézie bylo zvíře umístěno na operační stůl a kanylována žíla na uchu. Čidlo určené k monitoraci pulzní oxymetrie bylo přiloženo na ušní boltec. Intubace byla prováděna v poloze na břiše rovným laryngoskopem. Následně byly preparovány cévní vstupy. Nejdříve byla řezem na krku vpravo vypreparována v. jugularis a zaveden termodiluční katetr přes pravé srdeční oddíly až do plicní tepny, kde byl následně zaklíněn. V třísle byla postupně vypreparována femorální artérie a žíla, do kterých byly zavedeny armovaný arteriální katetr určený pro přímé měření krevního tlaku a double-lumen žilní katétr určený pro aplikaci léků a infuzí. Po dezinfekci a zarouškování byla provedena střední laparotomie. Po naložení rozvěračů byla vyvedena epicystostomie a gastrostomie. Při provedení devaskularizačního modelu byla nejdříve vypreparována portální žíla. Zbytek hepatoduodenálního ligamenta kromě žlučovodu byl podvázán.
7
Následně byla uvolněna v.cava inf. suprarenálně. Při portální okluzi a nástěnné svorce byla ušita porto-kavální anastomóza koncem ke straně. Při provedení resekčního modelu byla nejdříve vypreparována a podvázána levá větev portální žíly a a.hepatica sinistra. Poté byla nasazena svorka na kmen portální žíly na 40 minut k indukci ischemického poškození jaterního parenchymu. Poté při totální venózní okluzi byla pomocí bipolární radiofrekvence vymezena neanatomická resekční linie rozšířené levostranné hepatektomie. Resekční plocha byla následně ošetřena opichy a argon plazma koagulací. U modelu hepatektomie bylo nejdříve vypreparováno lig. hepatoduodenale a dolní dutá žíla nad a pod játry. Následně po zasvorkování portální žíly, v.cava inferior suprarenálně a subdiafragmaticky byla játra vyňata. Oběh byl obnoven založením speciální náhrady polyetylenové Y spojky, která byla fixována k zaklipovaným žílám. Kontrolní skupinu tvořila prasata, u kterých byly zavedeny identické cévní invaze jako u intervenčních skupin. Po provedení střední laparotomie byly vyvedeny epicystostomie a gastrostomie. Po chirurgické intervenci bylo prase ponecháno v celkové anestézii, zahříváno a byla podávána kontinuální analgosedace. Kdykoliv došlo ke snížení středního arteriálního tlaku pod 60 mm Hg i přes kontinuální podávání krystaloidu či koloidu, byla zahájena léčba noradrenalinem. Během pokusu byly kontinuálně sledovány srdeční frekvence (HR), střední arteriální tlak (MAP) a pulzní oxymetrie. Srdeční index (CI) a index systémové vaskulární rezistence (SVRI) byly kalkulovány. V pravidelných intervalech po 3 hodinách byly odebírány krevní vzorky ke stanovení parametrů vnitřního prostředí, iontogramu, glykémie, krevního obrazu, koagulačních parametrů, jaterních testů a sérové urey a kreatininu. Dále byla sledována hladina amoniaku. Monitorace intrakraniálního tlaku (ICP) byla zahájena hodinu po dokončení operace. Intraparenchymatózní čidlo bylo zavedeno frontálně 1 - 2 cm od střední čáry a 2 cm nad očnicí. Hodnoty byly zaznamenávány v hodinových intervalech vč. kalkulovaného perfuzního tlaku mozku (CPP).
8
Syndrom ASJ byl definován nástupem intrakraniální hypertenze (ICP > 20 mmHg; CPP < 50 mmHg) a koagulopatie (INR >1,5) (8, 9, 3). Akutní selhání ledvin bylo definováno jako elevace sérové hladiny kreatininu o 26,4 umol/l nebo o 50 % (tzn. na 1,5 násobek původní hodnoty) nebo anurie (< 0,5 ml/kg/hodinu) trvající déle než 6 hodin (10). Po 12 hodinách sledování byl pokus ukončen utracením zvířete. Vždy byla provedena pitva. Laboratorní parametry byly statisticky hodnoceny a porovnány mezi jednotlivými intervenčními skupinami a kontrolní skupinou. V rámci sledování hemodynamických parametrů bylo provedeno porovnání hodnot naměřených v průběhu pokusu s počátečními hodnotami před operací. Podle typu distribuce dat byl k hodnocení skupin použit t-test nebo Mann-Whintey test a statistická významnost byla definována jako hodnota p nižší než 0,05. 4. Výsledky Celkem bylo k vytvoření 3 intervenčních skupin po 8 zvířatech použito 47 prasat průměrné váhy 42 ± 6,3 kg. Do skupiny devaskularizačního modelu (PCA) bylo zařazeno 18 prasat. Pět zvířat muselo být vyřazeno pro komplikaci při měření ICP (krvácení, špatná funkčnost čidla). Dvě zvířata uhynula pravděpodobně na pneumonii již během operace. Celkem 3 zvířata musela být vyřazena pro chirurgickou komplikaci (zalomení anastomózy, krvácení, iatrogenní poranění sleziny). Po devaskularizaci se objevila u všech zvířat hypoglykémie. Došlo k rychlému nárůstu sérové hladiny amoniaku a hodnoty ICP. Postupně došlo i k rozvoji koagulopatie. Zvířata jevila po 6 hodinách po operaci známky oběhové nestability, akutního selhání ledvin a po 9 hodinách všechna vyžadovala inotropní podporu. Do skupiny resekčního modelu (RES) bylo zařazeno celkem 19 prasat. Pět zvířat bylo vyřazeno pro chirurgické krvácivé komplikace. Další 2 zvířata byla vyřazena pro předčasné úmrtí v průběhu operačního výkonu při závažné komorbiditě
9
(perikarditida). Čtyři zvířata byla vyřazena pro nedostatečně velký resekát jater. Všech 8 zařazených zvířat přežilo 12 hodin od operace bez chirurgických komplikací. V laboratoři se objevila poměrně rychle vyšší sérová hladina amoniaku, stoupal rovněž ICP. Kritické hladiny 20 mmHg dosáhla zvířata v 8. hodině po operaci. Během experimentu vyžadovala 3 zvířata v posledních 4 hodinách nasazení inotropní podpory. Po dokončení pokusu byl při pitvě u všech zvířat nalezen ascites (1000 – 2000 ml). K vytvoření hodnotitelné sestavy modelu hepatektomie (HEP) bylo využito 10 zvířat. Celkem 2 zvířata byla vyřazena – 1 pro selhání intrakraniálního čidla; 1 pro sklouznutí fixace Y- bypassové svorky a vykrvácení. Všech ostatních 8 zvířat přežilo 12 hodinové sledování bez komplikací. Po hepatektomii byl nástup nitrolební hypertenze nejpomalejší. Hodnoty nad 20 mmHg bylo dosaženo až po 11. hodině experimentu. Nástup koagulopatie se objevil až po 12 hodinách experimentu. U 5 (63 %) zvířat se objevila hypoglykémie při odběru 3 hodiny po konci operace. Do kontrolní skupiny (KON) bylo zařazeno celkem 8 zvířat. Všechny operace proběhly bez komplikací. Všechny laboratorní hodnoty byly v referenčních mezích. Náročnost provedení modelu posuzována podle výskytu chirurgických komplikací při zavádění techniky a délky operace byla nejmenší ve skupině HEP (tab. 1). Model Poměr použitých a zařazených zvířat při vývoji modelu PCA 8/18 (44%) RES 8/19 (42%) HEP
8/10 (80%)
Délka operace Délka ischémie (medián; rozmezí) 100 (80-130) min 103 (75-120) min 74 (45-95) min
PVO – 18 ± 2,3 min PVO 15 ± 3,6 min TVO - 40,0 ± 2,3 min TVO – 14 ± 3,2 min
Rozsah resekce
Odhadovaná krevní ztráta
0 73 ± 2,6%. 100%
<50ml 355 (250-400)ml < 50ml
Tabulka 1 – Technická náročnost a charakteristika operačních výkonu u jednotlivých chirurgických modelů ASJ (PCA = devaskularizační model; RES = resekční model; HEP = model hepatektomie; PVO – portální venózní okluze; TVO – totální venózní okluze)
10
Nejvíce kritérií ideálního modelu ASJ splňuje model velké jaterní resekce. Všechny modely lze provést na adekvátně velkém laboratorním zvířeti a nejsou jakkoliv rizikové pro okolní personál (tab. 2). Model PCA RES HEP
Reverzibilita + -
Reprodukovatelnost + + +
Mortalita ? ? ?
Terapeutické okno + + +
Velikost zvířete + + +
Bezpečnost + + +
Tabulka 2 – Splnění kritérií ideálního zvířecího modelu ASJ (PCA = devaskularizační model; RES = resekční model; HEP = model hepatektomie). Pozn.: mortalita nebyla hodnocena, jelikož její sledování nebylo předmětem studie.
Univerzálnost modelu a možnost využití u jednotlivých biologických a nebiologických podpůrných metod včetně transplantace hepatocytů shrnuje tabulka 3.
Model PCA RES HEP
Biologické eliminační metody + + +
Nebiologické eliminační metody + + +
Transplantace hepatocytů + -
Tabulka 3 – Využitelnost jednotlivých modelů k hodnocení jednotlivých modalit „bridging“ terapie ASJ (PCA = devaskularizační model; RES = resekční model; HEP = model hepatektomie)
11
5. Diskuse Při vývoji nových podpůrných eliminačních metod (ALS) v léčbě ASJ je nutné ověřit jejich bezpečnost, technickou aplikovatelnost a terapeutickou efektivitu. První 2 podmínky je možné experimentálně hodnotit na zdravém velkém laboratorním zvířeti a není třeba speciální model. Ke zhodnocení efektivity ALS je však nutný klinicky relevantní model (11). Široké etiologické spektrum a velké množství rozdílných symptomů doprovázejících ASJ takřka znemožňují vyvinout univerzální dokonalý model. K indukci ASJ je možné použít celou řadu toxinů. Problémem tohoto přístupu je neuniformní nástup selhání a nekonstantní toxická dávka nutná k jeho indukci. K této variabilitě dochází především u velkých zvířat. Navíc je zde vysoké riziko intoxikace personálu u některých používaných látek, což je v přímém rozporu se zmíněnými kritérii ideálního modelu ASJ (12). Chirurgické modely naproti tomu nabízejí standardnější průběh ASJ a jejich provedení nemusí vždy představovat komplikovaný operační výkon (13). Problémem chirurgicky indukovaného ASJ může být absence potencionální reverzibility. Nástup ASJ je definován jako rozvoj HE a koagulopatie. K objektivním známkám HE patří edém mozku s rozvojem nitrolební hypertenze. Příčiny nitrolební hypertenze jsou s největší pravděpodobností multifaktoriální (14). Většina experimentálních studií hodnotících jednotlivé modely ASJ však monitoraci ICP neprováděla (15). Příčin může být celá řada. Zavedení intraparenchymatózního čidla do správného místa je u prasete technicky náročné. Při rozvoji koagulopatie v rámci ASJ navíc hrozí nitrolební krvácení (16). Při sledování prezentovaných chirurgických modelů byla hodnota ICP v jasné korelaci se sérovou hladinou amoniaku a to ve všech intervenčních skupinách. Nejrychlejší nárůst ICP byl pozorován ve skupině PCA, kdy střední hodnota amoniaku v 9. hodině přesáhla 400 umol/l a byla v tento okamžik ze všech skupin nejvyšší. Naproti tomu nejpomalejší nástup nitrolební hypertenze byl pozorován ve skupině HEP, ve které sérová hladina amoniaku oscilovala od 6-12 hodiny pokusu kolem hodnoty 300 umol/l a dále nestoupala. V rámci hodnocení hemodynamiky byly pozorovány ve všech skupinách signifikantní změny ve srovnání s předoperačním stavem téměř u všech
12
sledovaných parametrů (MAP, HR, CI, SVRI). V hodnotách indexovaného srdečního výdeje docházelo k nárůstu shodně ve všech intervenčních skupinách v rámci hyperdynamické cirkulace. Nejméně však u skupiny HEP. U modelu devaskularizace je třeba rozlišovat mezi dočasnou a trvalou okluzí jaterní tepny. V závislosti na délce trvání okluze může být model více či méně reverzibilní. Modifikaci devaskularizačního modelu s použitím permanentní okluze jaterní tepny, která byla provedena 2 dny po našití porto-kavální spojky, publikoval v roce 2000 Benoist a kol (17). Výsledkem byla 77% mortalita v průměru 22,5 hodin po okluzi. Ostatní zvířata přežila a byla utracena 5. pooperační den. Použití dočasné okluze vede ke zvýšení nároků na technickou proveditelnost a navíc k vysoké variabilitě v rozvoji ASJ a délce přežití. Model se tak stává hůře reprodukovatelný (18). Proto je v širším měřítku využíván model trvalé úplné jaterní ischemie, který byl rovněž vybrán pro potřeby prezentované práce (19, 20). Technická náročnost provedení modelu devaskularizace nebyla vysoká, nicméně byla zaznamenána poměrně dlouhá „learning curve“. Důvodem mohla být okolnost, že model PCA byl vyvíjen jako první a experimentální skupina se vypořádávala s technickými úskalími včetně monitorace ICP (5 vyřazených zvířat). K čistě chirurgické komplikaci došlo pouze u 3 zvířat. Resekční model vycházel z předpokladu, že 70-75% resekce je minimální k vyvolání změny jaterních funkcí. Vzhledem k anatomii jater prasete tedy nestačí provést pouze levostrannou hemihepatektomii (21). Regenerační schopnost jater je tak vysoká, že je nutné extenzivní resekci doplnit dočasnou ischémií reziduálního štěpu (22). Bez ohledu na technickou náročnost je resekční model jako jediný potencionálně reverzibilní a je možné ho využít pro všechny modality podpůrné léčby ASJ včetně transplantace hepatocytů. Nabízí rovněž možnost hodnocení reaktivní hypertrofie reziduálního jaterního parenchymu nebo efekt transplantace hepatocytů přímo do jaterní tkáně. Nástup jaterního selhání, respektive nitrolební hypertenze, byl pozvolnější než ve skupině PCA. Nedocházelo tak často k významnějším hemodynamickým změnám. Zvířata ve skupině RES však
13
vykazovala nejrychlejší pokles CPP, který dosáhl kritické hodnoty 50 mmHg již po 6 hodinách, což nenabízí příliš velké terapeutické okno k zavedení eliminace tak, aby nedošlo k ireverzibilnímu poškození mozku (23). Model hepatektomie simuluje stav, u kterého je zcela eliminována funkce jater. K rekonstrukci porto-kaválního řečiště lze použít řadu materiálů. Jednou z možností je našití dakronové cévní protézy. Tato technika je poměrně složitá. Po hepatektomii navíc dochází k rozvoji koagulopatie a hrozí krevní ztráta leakem ze všech tří anastomóz a z protézy samotné (24). Použití Y polyetylenové protézy se jevilo jako bezpečné a technicky jednoduché. Model hepatektomie je s ohledem na proveditelnost respektive reprodukovatelnost, v porovnání s ostatními modely nejjednodušší. Operace trvala nejkratší dobu (74 minut) a zavádění modelu nebylo zatíženo chirurgickými komplikacemi. Nevýhodou modelu hepatektomie je malý korelát s humánní medicínou. Při rozvoji ASJ je obvykle přítomen poškozený jaterní parenchym. Nekrotická jaterní tkáň je zdrojem celé řady vazoaktivních mediátorů, které ovlivňují hemodynamiku (25, 26). Tuto skutečnost ilustruje rozdíl mezi skupinami HEP a PCA v hodnotách ICP. Ve skupině PCA, u které byl přítomen nekrotický parenchym, došlo k nástupu nitrolební hypertenze o 4 hodiny dříve. Důkazem nekrotické jaterní tkáně jsou jednoznačně nejvyšší hodnoty AST u zvířat ze skupiny PCA. S ohledem na naplnění kritérií ideálního modelu (tab. 2 ), byly všechny prezentované chirurgické modely provedeny na dostatečně velkém laboratorním zvířeti, splňovaly kritéria reprodukovatelnosti a bezpečnosti a poskytovaly dostatečně dlouhé terapeutické okno. V kritériu potencionální reverzibility se modely lišily a jediný, který tento parametr splňoval, je model resekční. Definice ideálního modelu však konkrétně nezmiňuje podmínku, že model ASJ by měl být použitelný k hodnocení eliminačních metod tzn. napojení na extrakorporální oběh. Tento proces vyžaduje předplnění okruhu zhruba 500-750ml krve, což není zcela zanedbatelné. U modelů, které vykazují větší krevní ztrátu, nebo vedou k rychlé dekompenzaci oběhu, může dojít po napojení na mimotělní oběh k paradoxnímu prohloubení hypotenze, respektive k poklesu perfuzního tlaku
14
mozku. Nezvratné změny v mozkovém parenchymu tak mohou zastřít efekt léčebné metody. Otázkou tedy zůstává, zda nepřidat do podmínek ideálního modelu parametr dostatečně dlouhého zachování hemodynamické stability zvířete (27). S ohledem na to byl nejproblematičtějším model resekční, kdy se ve skupině RES i přes oběhovou podporu nepodařilo udržet střední hodnotu MAP > 60mmHg od 9. hodiny experimentu. 6. Závěry V rámci experimentální práce byly vytvořeny intervenční skupiny všech 3 základních typů chirurgických modelů akutního selhání jater. Zvířata ve všech skupinách naplnila kritéria akutního jaterního selhání do 12 hodin od intervence. Rozdíly v základních parametrech selhání (intrakraniální tlak, cerebrální perfuzní tlak, amoniak, INR) byly ve srovnání s kontrolní skupinou signifikantní. Ze tří využitých typů chirurgických modelů má devaskularizace nejprogresivnější dynamiku jaterního selhání a zároveň nejvyšší korelát s humánní medicínou. Využití tohoto modelu v hodnocení léčby akutního selhání jater je limitované časnou hemodynamickou nestabilitou. Model hepatektomie je technicky nejjednodušší, snadno reprodukovatelný a vhodný k hodnocení všech typů podpůrných eliminačních metod. Jeho nevýhodou je nepřítomnost nekrotického jaterního parenchymu. Resekční model je jediný potencionálně reverzibilní a splňuje nejvíce parametrů ideálního modelu. Nevýhodou je však jeho technická náročnost. Tato práce a její výsledky vytvářejí podklady pro další studie nutné k vývoji nových a efektivních eliminačních metod a jejich zavedení do klinické praxe u nemocných s akutním jaterním selháním. 7. Použitá literatura 1 - Gill RQ, Sterling RK. Acute liver failure. J Clin Gastroenterol 2001;33(3):191–8.
15
2 - Bower WA, Johns M, Margolis HS et al. Population-based surveillance for acute liver failure. Am J Gastroenterol 2007; 102: 2459–63. 3 - Lee WM, Squires RH Jr, Nyberg SL et al. Acute liver failure: Summary of a workshop. Hepatology. 2008 Apr;47(4):1401-15. 4 - Lidofsky SD, Bass NM, Prager MC et al. Intracranial pressure monitoring and liver transplantation for fulminant hepatic failure. Hepatology 1992; 16(1):1–7. 5 - Naruse K: Artificial liver support: future aspects. J Artif Organs. 2005;8(2):71-6. 6 - Terblanche J, Hickman R. Animal models of fulminant hepatic failure. Dig Dis Sci 1991; 36: 770-774. 7 - Tunón MJ, Alvarez M, Culebras JM. An overview of animal models for investigating the pathogenesis and therapeutic strategies in acute hepatic failure.World J Gastroenterol. 2009 Jul 7;15(25):3086-98. 8 - Ratanalert S, Phuenpathom N, Saeheng S et al. ICP threshold in CPP management of severe head injury patients. Surg Neurol 2004 May; 61(5): 429-34. 9 - Guidelines for the Management of Severe Traumatic Brain Injury 3rd Edition, braintrauma.org/pdf/protected/Guidelines_Management_2007w_bookmarks.pdf 10 - Mehta RL, Kellum JA, Shah SV et al. Acute Kidney Injury Network: report of an initiative to improve outcomes in acute kidney injury. Crit Care 2007; 11(2): R31. 11 - Newsome PN, Plevris JN, Nelson LJ et al.. Animal models of fulminant hepatic failure: a critical evaluation. Liver Transpl 2000; 6: 21-31. 12 - Miller DJ, Hickman R, Fratter R et al. An animal model of fulminant hepatic failure: a feasibility study. Gastroenterology 1976; 71: 109-113. 13 - van de Kerkhove MP, Hoekstra R, van Gulik TM et al. Large animal models of fulminant hepatic failure in artificial and bioartificial liver support research. Biomaterials 2004 Apr; 25(9): 1613-25. 14 - Rolando N, Wade J, Davalos M et al. The systemic inflammatory response syndrome in acute liver failure. Hepatology 2000; 32: 734–739. 15 - Belanger M, Butterworth RF. Acute Liver Failure: A Critical Appraisal of Available Animal Models. Metab Brain Dis 2005 Dec; 20(4): 409-23.
16
16 - Sosef MN, van Gulik TM. Total hepatectomy model in pigs: revised method for vascular reconstruction using a rigid vascular prosthesis. Eur Surg Res 2004 Jan-Feb; 36(1): 8-12. 17 - Benoist S, Sarkis R, Baudrimont M et al. A reversible model of acute hepatic failure by temporary hepatic ischemia in the pig. J Surg Res 2000 Feb; 88(2): 63-9. 18 - Fourneau I, Pirenne J, Roskams T et al. An improved model of acute liver failure based on transient ischemia of the liver. Arch Surg 2000; 135(10): 1183–9. 19 - Ytrebo LM, Nedredal GI, Langbakk B et al. An experimental large animal model for the assessment of bioartificial liver support systems in fulminant hepatic failure. Scand J Gastroenterol 2002; 37: 1077-1088. 20 - Filipponi F, Boggi U, Meacci L et al. A new technique for total hepatectomy in the pig for testing liver support devices. Surgery 1999; 125(4): 448–55. 21 - Court FG, Wemyss-Holden SA, Morrison CP et al. Segmental nature of the porcine liver and its potential as a model for experimental hepatectomy. Br J Surg 2003; 90: 440–444. 22 - Ladurner R, Hochleitner B, Schneeberger S et al. Extended liver resection and hepatic ischemia in pigs: a new, potentially reversible model to induce acute liver failure and study artificial liver support systems. Eur Surg Res 2005 Nov-Dec; 37(6): 365-9. 23 - Asgeirsson B, Grande PO, Nordstrom CH. A new therapy of post-trauma brain oedema based on haemodynamic principles for brain volume regulation. Intensive Care Med. 1994; 20: 260-267. 24 - Mazziotti A, Bernardi M, Antonini L et al. Plasma amino acid patterns in experimental acute hepatic failure: Comparison between hepatectomy and liver devascularization in pigs. Surgery 1981; 90: 527–534. 25 - Frühauf NR, Oldhafer KJ, Westermann S et al. Acute hepatic failure in swine: hepatectomy versus vascular occlusion. J Invest Surg 2004 May-Jun; 17(3): 163-71. 26 - Theodoraki K, Kostopanagiotou G, Smyrniotis V et al. Haemodynamic changes in ischaemic vs. anhepatic pig experimental model of acute liver failure. Eur J Anaesthesiol 2002; 19(1): 40–6.
17
27 - Prazak J, Laszikova E, Ryska O, Ryska M. Intracranial hypertension in acute liver failure and microdialysis. Rozhl Chir. 2010 Oct; 89(10): 642-6.
Seznam publikací doktoranda 1) publikace in extenso, které jsou podkladem disertace a) s impact factorem (uvést hodnotu IF) Ryska O, Pantoflicek T, Laszikova E, Prazak J, Koblihova E, Ryska M. Artificial liver support system reduces intracranial pressure more effectively than bioartificial system: an experimental study. Int J Artif Organs. 2012 Jul;35(7):503-10. (IF=1,86) Kieslichova E, Ryska M, Pantoflicek T, Ryska O, Zazula R, Skobova J. Hemodynamic parameters in a surgical devascularization model of fulminant hepatic failure in the minipig. Physiol Res. 2005;54(5):485-90. (IF=1,65) Ryska M, Kieslichova E, Pantoflicek T, Ryska O, Zazula R, Skibova J, Hajek M. Devascularization surgical model of acute liver failure in minipigs. Eur Surg Res. 2004 May-Jun;36(3):179-84. (IF=1,32) Ryska M, Laszikova E, Pantoflicek T, Ryska O, Prazak J, Koblihova E. Fractionated plasma separation and adsorption significantly decreases intracranial pressure in acute liver failure: experimental study. Eur Surg Res. 2009;42(4):230-5. (IF=1,50)
b) bez IF Ryska O, Pantoflicek T, Laszikova E, Prazak J, Ryska M. Current benefit of biological and non-biological methods in the treatment of acute liver failure. Rozhl Chir. 2008 Jun;87(6):291-6. Ryska M, Laszikova E, Pantoflicek T, Kieslichova E, Ryska O, Prazak J, Koblihova E, Skibova J. Biological and non-biological elimination therapy of acute liver failure. Experimental study on large laboratory animal. Cas Lek Cesk. 2008;147(7):367-75.
18
Ryska M, Kieslichova E, Pantoflicek T, Ryska O, Zazula R, Skibova J. A model of acute hepatic failure in a minipig from the surgical and anesthesia point of view. Rozhl Chir. 2004 Sep;83(9):436-42.
2. publikace in extenso bez vztahu k tématu disertace a) s IF (uvést hodnotu IF) Ryska O, Martinek J, Filipkova T, Dolezel R, Juhasova J, Motlik J, Zavoral M, Ryska M. Single loop-and-clips technique (KING closure) for gastrotomy closure after transgastric ovariectomy: a survival experiment. Wideochir Inne Tech Malo Inwazyjne. 2012 Dec;7(4):233-9. (IF=1,0) Martinek J, Ryska O, Tuckova I, Filipkova T, Dolezel R, Juhas S, Motlik J, Zavoral M, Ryska M. Comparing over-the-scope clip versus endoloop and clips (KING closure) for access site closure: a randomized experimental study. Surg Endosc. 2012 Oct 17. (IF=4,0) Martinek J, Ryska O, Filipkova T, Dolezel R, Juhas S, Motlik J, Holubova M, Nosek V, Rotnaglova B, Zavoral M, Ryska M. Natural orifice transluminal endoscopic surgery vs laparoscopic ovariectomy: complications and inflammatory response. World J Gastroenterol. 2012 Jul 21;18(27):3558-64. (IF=2,5) Serclova Z, Dytrych P, Marvan J, Nova K, Hankeova Z, Ryska O, Slegrova Z, Buresova L, Travnikova L, Antos F. Fast-track in open intestinal surgery: prospective randomized study (Clinical Trials Gov Identifier no. NCT00123456).Clin Nutr. 2009 Dec;28(6):618-24. (IF=4,1)
b) bez IF Ryska M, Dusek L, Pohnan R, Bunganic B, Bieberova L, Ryska O, Lovecek M, Jon B, Rupert K, Krejci M, Jarkovsky J. Quality of life is an important factor in the
19
indication in patients with advanced pancreatic carcinoma--a prospective multicentric study. Rozhl Chir. 2012 Apr;91(4):199-208. Serclova Z, Ryska O, Dytrych P, Marvan J, Marx K, Konecna E, Miksikova A, Antos F. Fascial closure of the abdominal wall by dynamic suture after topical negative pressure laparostomy treatment of severe peritonitis--results of a prospective randomized study. Rozhl Chir. 2012 Jan;91(1):26-31. Ryska O, Filipkova T, Martinek J, Dolezel R, Juhas S, Juhasova J, Zavoral M, Ryska M. Transrectal hybrid NOTES versus laparoscopic cholecystectomy--a randomized prospective study in a large laboratory animal. Rozhl Chir. 2011 Dec;90(12):695700. Slauf P, Antos F, Dytrych P, Marvan J, Ryska O, Bartoska P. Sacral nerve stimulation in the treatment of fecal incontinence--initial experience in the Czech Republic and assessment of functional outcomes. Rozhl Chir. 2011 Dec;90(12):674-81. Ryska O, Serclova Z, Konecna E, Fulik J, Kneifl T, Dytrych P, Marx J, Antos F. Antibiotic prophylaxis in acute surgical procedures--the current praxis in Czech Republic. Rozhl Chir. 2011 Jul;90(7):402-7. Prazak J, Laszikova E, Ryska O, Ryska M. Intracranial hypertension in acute liver failure and microdialysis. Rozhl Chir. 2010 Oct;89(10):642-6. Antos F, Dytrych P, Vitek P, Ryska O, Marvan J, Serclovla Z. Malignant ascites-optional management using hyperthermic peroperative chemotherapy (HIPEC). Rozhl Chir. 2010 Apr;89(4):237-41. Serclova Z, Dytrych P, Marvan J, Nova K, Hankeova Z, Ryska O, Slegrova Z, Buresova L, Travnikova L, Antos F. Tolerance of accelerated postoperative rehabilitation following intestinal resections. Rozhl Chir. 2009 Apr;88(4):178-84. Slauf P, Bartoska P, Ryska O, Antos F. Reconstruction of anal sphincters following fecal incontinence and assessment of functional results. Rozhl Chir. 2008 Aug;87(8):426-31.
20
