In dieser Arbeit wird ein Perfusionsapparat zur druckkonstanten Perfusion renaler Gewebesegmente im Single-Pass Verfahren präsentiert. Es wurden Schweinenieren vom Schlachthof bezogen und Korrosionspräparate der intrarenalen Gefäßarchitektur angefertigt. Nach Determinierung eines für die Perfusion geeigneten Gefäßes wurden die Organe nach 4 verschiedenen Versuchsprotokollen perfundiert. Hierbei wurden der Effekt von Isoproterenol, Angiotensin II, EGTA, SNAP, Acetylcholin, Bumetanid und einer Änderung des Perfusionsdrucks auf die Flussrate, sowie Reninsekretion untersucht. Als Perfusionskontrolle wurden histologische Schnitte, sowie Korrosionspräparate der Organe post perfusionem angefertigt. Es konnte gezeigt werden, dass das Modell die wesentlichen physiologischen Funktionen der Niere in vivo, im Sinne der Reninregulation als essentieller Teil des renalen Hormonhaushalts, adäquat widerzuspiegeln vermag. Die isoliert perfudierten Schweinenierensegmente stellen daher eine mögliche Alternative zur isolierten Perfusion ganzer Nieren, wie etwa der isoliert perfundierten Mäuse- oder Rattenniere dar. Die Datenlage der oben genannten Modelle war im Bezug auf die Reninregulation replizierbar, wenn auch weniger ausgeprägt. Die Perfusion der Organe von Schlachttieren bietet darüber hinaus wirtschaftliche und ethische Vorteile gegenüber Labortieren. Bislang konnte keine funktionsfähige Vasoreagibilität etabliert werden und es bestehen Hinweise auf eine endotheliale Dysfunktion, sowie Leckfluss unklaren Ausmaßes als Korrelat der fragmentären Natur des perfundierten Gewebes. Aus Gründen der besseren Replikation ist das bisher verwendete Setup aber sehr simplistisch gehalten und eröffnet sich einer Auswahl an Optimierungen, je nach gewünschter Fragestellung. Die Perfusion unvollständiger Organe ermöglicht so die wirtschaftliche Perfusion von Organen einer Vielzahl von Spezies, am bemerkenswertesten auch des Menschen. Aus Rücksprache mit unseren urologischen Kollegen ergab sich die Eignung der totalen Nephrektomie-Präparate, die häufig als Überschussmaterial nach klinischer Diagnostik verworfen werden, für derartige Perfusionsversuche. Bei zunehmender Bedeutungsschwere des Tierschutzes in der Grundlagenforschung stellt dieses Modell eine attraktive Alternative zu bislang etablierten Modellen der isolierten Organperfusion dar und vermag bei entsprechender Optimierung aufgrund seiner einfachen und kostengünstigen Implementierung die Lücke nach einer geeigneten isolierten Organpräparation für kleine Fallzahlen zu decken. Wertvolles menschliches Gewebe kann so einem sinnvollen wissenschaftlichen Zweck zugeführt, anstatt als Überschuss verworfen zu werden.

This paper presents a novel method for constant-pressure perfusion of renal tissue segments in single-pass mode. Slaughterhouse pig kidneys were acquired and corrosion casts of the vascular structure were made. After determination of a suitable vessle for cannulation, the organs were perfused following 4 different protocols of admistered interventions. Isoproterenol, angiotensin II, EGTA, SNAP, acetylcholine, bumetanide and a sudden change of perfusion pressure were examined regarding their effect on renin secretion rate and vasoreaction. To verify vitality of perfused tissue histologic imaging as well as corrosion casts were done. The data in this paper shows that this model can accurately depict essential physiological functions such as renin secretion as part of renal hormone regulation. Isolated perfused pig kidney segments therefore represent an alternative to isolated perfusion of whole organs, such as isolated perfused mouse and rat kidney. Known effects of various interventions on renin secretion in those models could be replicated in isolated pig kidney segments, albeit with less pronounced effect. Perfusion of organs acquired from slaughterhouse animals also offers ethical as well as logistical advantages compared to laboratory animals. So far no fully functional vasoreactivity has been achieveable. There are indications for endothelial dysfunction as well as leakage of unknown extent due to the fragmented nature of the perfused organs. For means of easy replication the perfusion apparatus was kept as simple as possible allowing for a range of optimizations specific to the scientific problem to be studied. Perfusion of partial organs enables cost-effective perfusion of organs from a variety of species, most notably also humans. In consultation with our urological colleagues, the suitability of total nephrectomy specimens - often discarded as surplus material after clinical diagnostics - was confirmed. With upcoming importance of animal welfare in basic research the model presented in this paper acts as an enticing alternative to established models for isolated perfusion. With appropriate optimization, it can help fill the gap for a cost-effective model that can easily be established even for small case number experiments. Valuable human tissue can thus be used to serve a meaningful scientific purpose instead of simply being discarded.