T. Schmid

Altered distribution of MHC class II antigens on enterocytes during acute small bowel allograft rejection in rats

Class II major histocompatibility complex (MHC) antigen induction was investigated on enterocytes of heterotopic rat small bowel allografts in the Lewis-Brown Norway strain combination and on isografts in the Lewis-Lewis strain combination. I a antigens were detected with monoclonal antibodies using an immunoperoxidase technique. Generally, MHC class II antigens were not exhibited in the isografted group, with the exception of two long-term isografts that presented the same pattern as normal small bowel. In these cases, I a was expressed in a patchy distribution predominantly in the villi, and only very few enterocytes stained positive in Lieberkühns crypts. Allografted rats showed a typical pattern of I a expression on the enterocytes during the rejection course. The initial expression was confined to the crypts, indicating a very early stage of rejection when compared to histological findings. More advanced stages of rejection were accompanied by increasing I a biosynthesis in the crypts and I a expression by the epithelium lining the villi. Cyclosporin (CyA) was not able to fully inhibit MHC class II antigen expression; however, the appearance of I a was delayed.

The pattern of rejection after combined stomach, small bowel, and pancreas transplantation in the rat

This study was designed to investigate whether in combined stomach, smallbowel, and pancreas transplantation allograft rejection occurs in the individual organs concomitantly and with the same intensity. Heterotopic enbloc transplantation of the stomach, small bowel, and pancreas was performed in a Lewis‐to‐Brown Norway rat combination. Group 1 animals received no immunosuppressive therapy while animals in group 2 were treated with cyclo‐sproin (10 mg/kg body weight, orally) daily. Grafts were histologically evaluated on the 5th (subgroups 1 a and 2a) and 10th (subgroups lb and 2b) postoperative days. The degree of rejection was defined as moderate, intermediate, or severe according to predefined criteria. The results indicate that the small bowel is more susceptible to rejection than either the stomach or the pancreas. Mucosal biopsies of the stomach are unlikely to provide a reliable guide to rej ection in the small bowel.

First Experiences with Robotic‐Assisted Laparoscopic Cholecystectomies

SummaryBackground: The recent introduction of surgical robotic systems marks a new milestone in surgical medicine comparable to the laparoscopic approach in the late 1980s. At Innsbruck University Hospital we have been using the da Vinci™ robotic system (Intuitive Surgical, Mountain View, CA, USA) since June 2001. Our first general surgical experiences with this device and laparoscopic cholecystectomies are reported here. Methods: The da Vinci™ robot is a supervised on-line system in which the surgeon at a remote console controls the endoscopic instruments and a binocular 3-D videoscope via three robotic arms. A scrubbed ‘conventional’ team consisting of at least one surgeon and a nurse assists the procedure to change the robotic surgical instruments as well as to allow immediate conversion to a conventional laparoscopic or open procedure, if necessary. During the first 6 months, 25 cholecystectomies were performed using the da Vinci™ surgical robot. Results: Two out of 25 cholecystectomies had to be converted to conventional laparoscopy due to system break-down. Two intraoperative complications were managed successfully, and one redo-operation was necessary because of postoperative bleeding at a port site. Operating time was 100 (60–171) min with a duration of 52 (35–99) min for the robot-assisted act itself. Postoperative results and hospitalization times did not differ from conventional laparoscopic procedures. Conclusions: Laparoscopic cholecystectomy can be performed with the surgical robotic da Vinci™ system as safely as with the conventional laparoscopic approach. The longer operating time is mainly due to the learning curve and the time-consuming installation of the robot itself. Laparoscopic cholecystectomy is the ideal procedure for learning and teaching robot-assisted operations in general surgery. Although the present limitations of the system are evident (cumbersome equipment, lack of special instruments, only two working arms) we feel ready to perform more complex procedures in the near future.ZusammenfassungGrundlagen: Operationsroboter stellen die innovativste, technische Weiterentwicklung der laparoskopischen Chirurgie seit dem Ende der 80er Jahre dar. Die Universitätsklinik Innsbruck verfügt seit Juni 2001 über den da Vinci™ Operationsroboter (Intuitive Surgical, Mountain View, CA). Wir berichten über unsere ersten Erfahrungen mit dem Roboter an Hand von 25 Cholezystektomien. Methodik: Beim da Vinci™ Operationsroboter steuert der Chirurg von einer Konsole aus, über drei Roboterarme eine 3-D-Kamera sowie spezielle laparoskopische Instrumente. Direkt beim Patienten befinden sich ein weiterer Chirurg und eine Instrumentenschwester, die das Auswechseln der Instrumente an den Roboterarmen übernehmen und jederzeit bereit sind, den Eingriff konventionell laparoskopisch oder offen weiterzuführen. In den ersten sechs Monaten wurden 25 Cholezystektomien mit dem da Vinci™ Operationsroboter durchgeführt. Ergebnisse: Zweimal mußte aufgrund eines technischen Gebrechens am Gerät auf das konventionelle laparoskopische Verfahren umgestiegen werden. Es traten zwei beherrschbare intraoperative Komplikationen auf. Eine Revision erfolgte aufgrund einer Blutung aus einer Trokareinstichstelle. Die mediane Operationszeit betrug 100 (60–171) min, wobei der eigentliche Roboterakt 52 (35–99) min dauerte. Die postoperativen Ergebnisse sowie die stationäre Aufenthaltsdauer unterscheiden sich nicht von denen konventionell laparoskopisch operierter Patienten. Schlußfolgerungen: Die laparoskopische Cholezystektomie kann mittels Operationsroboter ohne Qualitätsverlust durchgeführt werden. Die im Vergleich zur konventionellen laparoskopischen Cholezystektomie längere Operationszeit ist in erster Linie auf die Aufrüstzeit des Roboters zurückzuführen, der Eingriff selbst dauert mit einiger Erfahrung sogar kürzer. Die roboterassistierte Cholezystektomie stellt in der Allgemeinchirurgie die ideale Lehr- und Lernoperation für das Arbeiten mit dem Operationsroboter dar. Trotz der momentan noch systembedingt begrenzten technischen Möglichkeiten (limitierte Auswahl an Arbeitsinstrumenten, Fehlen eines dritten Roboterarms für Instrumente, unpraktische Instrumente) streben wir komplexere Eingriffe mit dem Operationsroboter für die nahe Zukunft an.

Technical note — Prevention of gas loss in total extraperitoneal hernia repair (TEP)

SummaryBackground: The preperitoneal mesh repair of inguinal hernias has technical limitations in cases with large hernias or persistent processus vaginalis. Air leakage from excessive dissection of the sac can result in a loss of space, and conversion to a transperitoneal or even an open technique has been described. Methods: Ligation of the hernia sac in situ and cutting the sac distally is a modification of the established technique. It was applied in 15 patients. Feasibility and complications were noted. Results: In 15 patients, the technique was applied easily and without complications. Conclusions: Ligation of the hernia sac in situ and cutting the sac distally helps to avoid gas loss into the abdomen and prevents collapse of the pneumopreperitoneum. Furthermore, excessive dissection along the spermatic cord with all its possible complications can be avoided. The technique can be performed easily and without complications.ZusammenfassungGrundlagen: Bei der präperitonealen Netzplastik von großen Leistenhernien oder bei persistierendem Processus vaginalis kann es im Rahmen der Präparation zur Verletzung des Peritoneums und somit zum plötzlichen Gasverlust kommen. Die Operation wird dadurch unübersichtlich und der Umstieg zur transperitonealen Technik oder sogar zum offenen inguinalen Zugang wird beschrieben. Methodik: Ligatur und anschließend distales Durchtrennen des Bruchsacks in situ ist eine Modifikation der bisher üblichen Technik. An 15 Patienten wurde die Durchführbarkeit und Komplikationsrate evaluiert. Ergebnisse: Bei 15 Patienten wurde die Modifikation einfach und ohne Komplikationen durchgeführt. Schlußfolgerungen: Ligatur des Bruchsackes in situ und distale Durchtrennung desselben verhindert Gasverlust in das Abdomen und ein Zusammenfallen des Pneumo-Präperitoneums. Darüber hinaus kann somit ein exzessives Präparieren am Samenstrang mit all seinen Komplikationsmöglichkeiten vermieden werden. Die Technik ist leicht und komplikationsfrei durchführbar.

Die Bedeutung der videoassistierten Thorakoskopie (VATS) für die Diagnostik und Therapie des solitären pulmonalen Rundherdes

ZusammenfassungGrundlagen: Nach Entdeckung eines solitären intrapulmonalen Rundherdes ist das weitere Vorgehen nicht standardisiert. Da mehr als die Hälfte derartiger Läsionen malignen sind, ist ein abwartendes Vorgehen heute kaum mehr akzeptabel.Methodik: Die Diagnostik umfaßt bildgebende Verfahren sowie bei Bedarf auch Bronchoskopie und perkutane Nadelbiopsie. Zur sicheren histologischen Dignitätsbeurteilung steht neben der offenen Biopsie über eine Thorakotomie das videoassistierte thorakoskopische (VATS) Verfahren zur Verfügung.Ergebnisse: Mittels VATS ist bei richtiger Indikationsstellung eine Diagnosesicherung und gegebenenfalls gleichzeitige Therapie möglich.Schlußfolgerungen: Beim solitären pulmonalen Rundherd sollte die VATS bei fehlender Kontraindikation frühzeitig durchgeführt werden.SummaryBackground: The optimal management of an indeterminate solitary pulmonary nodule still remains controversial.Methods: Diagnosis includes radiographic examinations and bronchoscopic or percutaneous needle biopsy. For definitive histological evaluation the video-assissted thoracoscopic approach is an alternative to open biopsy by thoracotomy.Results: Video-assisted thoracoscopic surgery (VATS) is effective in diagnosis and therapy of a solitary pulmonary nodule.Conclusions: VATS should be performed early in the algorithm for management of an indeterminate solitary pumonary nodule.

Experimentelle Untersuchungen zur Abstoßungsdiagnostik nach allogener Dünndarmtransplantation

ZusammenfassungGrundlagen: Nach allogener Dünndarmtransplantation stehen wegen der großen Masse an mitverpflanztem lymphatischem Material immunologische Probleme im Vordergrund. Verläßliche histologische Aussagen über den Schweregrad einer Abstoßung lassen sich nur aus Biopsien gewinnen, die sämtliche Wandschichten beinhalten. Wegen der Perforationsgefahr bei derartigen Biopsien wurde nach anderen, lediglich auf die Schleimhautoberfläche begrenzten Methoden gesucht.Methodik: Mit Hilfe eines heterotopen Transplantationsmodells an Ratten (Lewis-Brown-Norway) wurde eine immunhistochemische Untersuchung einer abstoßungsassoziierten Antigenexpression auf Enterozyten entwickelt. Es wurde das Verteilungsmuster der MHC-Klasse-ll-Antigene (la) an den Enterozyten sowie das Vorkommen von intraepithelialen Leukozyten (IEL) während der verschiedenen Schweregrade der Abstoßungsreaktion beurteilt.Ergebnisse: Es konnte gezeigt werden, daß die MHC-Klasse-ll-Antigenexpression auf dem Darmepithel in direktem Zusammenhang mit der Abstoßung steht. Während man bei initialen Abstoßungsreaktionen la lediglich in den Lieberkühnschen Drüsen beobachtet, verursacht eine schwere Abstoßung eine Expression in den Lieberkühnschen Drüsen und auf den Zotten. Ebenso besteht eine direkte Korrelation zwischen dem Schweregrad der Abstoßung und der Anzahl der IEL.Schlußfolgerungen: Die Beurteilung der Expression von MHC-Klasse-ll-Antigen an den Enterozyten und die quantitative Bestimmung der IEL stellen wesentliche Hilfen bei der Früherkennung von Abstoßungsreaktionen nach allogener Dünndarmtransplantation dar.SummaryBackground: Due to the large quantity of lymphatic tissue, the transplantation of the small bowel poses an enormous immunological challenge. Histologic changes of the mucosa only, do not provide sufficient information for early allograft rejection. For this purpose biopsies, containing all layers of the intestinal wall, are required. In order to avoid the risk of perforation of such biopsies, other methods were sought that deal solely with the surface of the mucous membrane.Methods: The exhibition of rejection associated antigens (MHC class II antigens) on enterocytes was investigated in a Lewis to Brown Norway rat strain model. Additionally, the relative number of intraepithelial lymphocytes (IEL), was counted during the various phases of allograft rejection.Results: A well defined and reproduceable pattern of MHC class II antigen (Ia) expression reflects the allograft rejection. Severe degrees are accompanied by intensive Ia expression in the crypts as well as in the villi, whereas initial phases present class II antigens only in the crypts. It could also be demonstrated that the number of IEL correlates with the degree of rejection. p]Conclusions: The detection of MHC class II antigen expression on enterocytes and of IEL allows an acurate diagnosis of allograft rejection after small bowel transplantation.

Abstoßung von Pankreasallotransplantaten im Rattenmodell: Pankreassaftzytologische und histologische Veränderungen)

ZusammenfassungEine Zunahme mononukleärer Zellen im Pankreassaft nach klinischer Pankreastransplantation erwies sich als indikativ für eine Abstoßungsreaktion. Im Tiermodell sollte diese Methode verfeinert und mit morphologischen Veränderungen korreliert werden. Zur Gewinnung von reinem Pankreassaft wurde dieser in einem selbstgebauten und voll implantierbaren Katheter-Reservoir-System aufgefangen und durch tägliche Punktion gewonnen. Für die histologische Untersuchung wurden die Tiere zwischen Tag 4 und 14 getötet. Insgesamt 36 mittels Streptozotocin diabetisierte Lewis-(LEW-) Ratten erhielten entweder LEW-(Gruppe 0, n=10), oder Brown-Norway-(BN-)Pankreata ohne Immunsuppression (Gruppe 1, n=16), oder mit Cyclosporin A (CyA) 12 mg/kg/KG/d (Gruppe 2, n=10). Neben der lichtmikroskopischen Pankreassaftzytologie (PSZ) erfolgte zusätzlich die flowzytometrische Bestimmung der Lymphozyten und einiger Untergruppen (Pan T-Zellen, aktivierte Lymphozyten, T4-Zellen, T8-Zellen). Während in Gruppe 1 zwischen Tag 5 und 7 ein signifikanter Lymphozytenanstieg auftrat, blieb dieser in Gruppe 0 und 2 aus. Gleiches zeigte sich auch in der Flowzytometrie (FCM) durch einen Anstieg der Pan T-Zellen und eine prozentuelle Verschiebung der Subpopulationen. Die Transplantatabstoßung beginnt am 4. Tag mit einer infiltration des Azinusepithels durch mononukleäre Zellen (Phase I). Kurz darauf kommt es zur Infiltration der Pankreasgänge, welche in den folgenden 4 bis 5 Tagen zerstört werden (Phase II). Eine Vaskulitis und Insulitis wird erst ab Tag 7 beobachtet und führt zur völligen Destruktion der Drüse (Phase III). CyA kann zwar die Infiltration der Azini und gering-gradige Gangläsionen nicht verhindern, schwere Veränderungen am Gangsystem und an den Gefäßen sowie Insulitiden bleiben jedoch aus. Da es im Bereich von fokalen Pankreatitiden auch bei Kontrolltieren zu Azinusinfiltrationen kommt, kann alleine die Gangläsion als sicherer morphologischer Hinweis für Abstoßungsvorgänge gewertet werden. Diesen Veränderungen kommt mehr Spezifität als den Azinusläsionen und mehr Sensitivität als den Gefäßveränderungen zu. Aufgrund der konstanten Korrelation mit den morphologischen Läsionen erlaubt die PSZ eine frühe und sichere Abstoßungsdiagnose.SummaryAn increased number of lymphocytes in the pancreatic secretion has proven to be indicative of acute rejection after clinical allotransplantation. We have established an animal model to refine this method and correlate cytological findings with graft histology. In order to obaain pure pancreatic juice after heterotopic pancreas transplantation, a self-made catheter-reservoir system was implanted. Animals were sacrificed between days 4 and 14 for histological examination. A total of 36 Lewis (LEW) rats rendered diabetic by means of streptozotocin received either LEW grafts (group 0, n=10) or Brown Norway (BN) grafts without immunosuppression (group 1, n=16) or with Cyclosporin A 12 mg/kg BW (group 2, n=10). Conventional pancreatic juice cytology (PJC) was performed daily as well as flow cytometric determination of lymphocyte subpopulations (Pan-T-cells, activated lymphocytes, T4-cells, T8-cells). Whereas a significant increase in lymphocytes was observed in group 1 animals between days 5 and 7, this was not seen in groups 0 and 2. The behaviour of lymphocytes identified by light microscopy was identical to that of pan T-cells and activated lymphocytes identified by flowcytometry (FCM). Rejection in group 1 animals began with infiltration of the acinar epithelium by mononuclear cells on day 4 (phase I). Shortly thereafter, interlobular ducts were infiltrated and destroyed within 4 to 5 days (phase II). Vasculitis and infiltration of islet cells were first seen on day 7 following transplantation, leading to complete destruction of the graft (phase III). Cyclosporin was not able to prevent infiltration of the acinar epithelium or minor duct lesions, but to prevent severe lesions of the ductal system and vasculitis as well as islet cell destruction. Infiltration of the acinar epithelium, however, was also observed in control animals in areas of focal pancreatitis. Lesions of the pancreatic ducts represent a safe criterion of pancreas graft rejection. They proved to be more sensitive, as compared to vascular lesions, and more specific than infiltration of the acinar epithelium. Pancreatic juice cytology facilitates early and safe rejection diagnosis.