An Animal Model for Short-Bowel Syndrome in Piglets to Assess the Efficiency of Bowel-Lengthening Procedures

 

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Abstract

Intestinal lengthening is considered to be one of the most effective surgical interventions to improve the deleterious sequelae of short-bowel syndrome. To assess the efficiency of bowel-lengthening procedures in short-bowel syndrome, an animal model was created in minipigs that show malnutrition, weight loss and small-bowel dilatation. Group 1 consisted of three animals with a 95% distal intestinal resection leaving 15 cm of ileum. Group 2 comprised six animals with a 95% distal intestinal resection leaving only 5 cm of ileum, and group 3 consisted of three animals with a 95% distal intestinal resection leaving 5 cm of ileum and construction of a distal small-bowel stenosis by temporary banding. In group 1 there was a significant increase in length of residual bowel at terminal laparotomy at 10 weeks and a significant difference for protein and potassium. No bowel dilatation occurred and no animal lost weight. Group 2 animals showed a continuous loss of weight after the intestinal resection and significantly different values in animal profile were found at 10 weeks but no significant difference in length or in diameter of the residual bowel. In group 3, all animals demonstrated a significant dilatation of the residual small bowel at 1 week when the stenosis was resected and bowel continuity restored. We conclude that in piglets a 95% distal intestinal resection leaving 5 cm of ileum leads to a short-bowel syndrome with malnutrition and weight loss, but no intestinal dilatation. To provoke an additional intestinal dilatation, creation of a distal stenosis is mandatory. Animals of group 3 represent a suitable model to assess the efficacy of short-bowel lengthening procedures.

Zusammenfassung

Die Darmverlängerungsoperation nach Bianchi wird als eine der geeignetsten chirurgischen Maßnahmen angesehen, die katastrophalen Folgen eines Kurzdarmsyndroms günstig zu beeinflussen. Das Ziel der Arbeit war, ein Tiermodell zu erarbeiten, das die charakteristische Pathophysiologie des Kurzdarmsyndroms zeigt, nämlich Malnutrition, Gewichtsverlust und Dilatation des Restdünndarms, um die Effizienz einer Darmverlängerungsoperation zu überprüfen. Bei drei Tieren wurde eine 95%ige distale Dünndarmresektion durchgeführt, wobei 15 cm Ileum belassen wurden (Gruppe 1). Bei 6 Tieren wurde eine 95%ige distale Dünndarmresektion vorgenommen und nur 5 cm Ileum belassen (Gruppe 2) und bei drei Tieren wurde eine 95%ige distale Dünndarmresektion mit Belassen von 5 cm Ileum durchgeführt sowie eine distale Dünndarmstenose mittels eines temporären Bandings vorgenommen (Gruppe 3). Bei der Relaparotomie nach 10 Wochen zeigten die Tiere der Gruppe 1 eine deutliche Verlängerung des Restdünndarmes sowie signifikant unterschiedliche Werte für Eiweiß und Kalium. Hingegen fand sich keine Dilatation des Restdünndarmes und kein Tier hatte an Geweht abgenommen. Die Tiere der Gruppe 2 zeigten einen kontinuierlichen Gewichtsabfall nach der Dünndarmresektion sowie deutlich unterschiedliche Laborwerte nach 10 Wochen, hingegen keine Unterschiede in bezug auf die Länge und den Durchmesser des Restdünndarmes. Bei den Tieren der Gruppe 3 wurde nach 1 Woche die Stenose reseziert und die Darmkontinuität wieder hergestellt. Alle 3 Tiere dieser Gruppe zeigten zu diesem Zeitpunkt eine signifikante Dilatation des Restdünndarmes und nachfolgend einen kontinuierlichen Gewichtsabfall. Die Resultate der vorliegenden Arbeit zeigen, daß eine 95%ige distale Dünndarmresektion unter Belassen von 5 cm Ileum bei Minipigs zu einem Kurzdarmsyndrom mit Malnutrition, Gewichtsverlust, aber ohne Dilatation des Restdünndarmes führt. Eine Dilatation des Restdünndarmes muß durch Anlegen einer distalen Stenose provoziert werden. Das erarbeitete Tiermodell (Gruppe 3) scheint geeignet, die Effizienz von Darmverlängerungsoperationen beim Kurzdarmsyndrom zu überprüfen.