Summary
يصف هذا البروتوكول نموذج خنزير الأحداث لزراعة الرئة اليسرى التقويمية المصممة للاستخدام مع أبحاث ESLP. يتم التركيز على تقنيات التخدير والجراحة ، بالإضافة إلى الخطوات الحاسمة واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
Abstract
زراعة الرئة هي العلاج القياسي الذهبي لمرض الرئة في المرحلة النهائية ، حيث يتم إجراء أكثر من 4600 عملية زرع رئة في جميع أنحاء العالم سنويا. ومع ذلك ، فإن زراعة الرئة محدودة بسبب نقص الأعضاء المانحة المتاحة. على هذا النحو ، هناك ارتفاع معدل الوفيات في قائمة الانتظار. أدى التروية الرئوية خارج الموقع (ESLP) إلى زيادة معدلات استخدام رئة المتبرع في بعض المراكز بنسبة 15٪ -20٪. تم تطبيق ESLP كطريقة لتقييم وتجديد رئتي المتبرع الهامشي وأظهر نتائج مقبولة على المدى القصير والطويل بعد زرع رئتي المتبرع بمعايير ممتدة (ECD). مطلوب نماذج زرع الحيوانات الكبيرة (في الجسم الحي) للتحقق من صحة نتائج البحوث الجارية في المختبر . تشكل الاختلافات التشريحية والفسيولوجية بين البشر والخنازير تحديات تقنية ومخدرة كبيرة. سيسمح نموذج الزرع القابل للتكرار بسهولة بالتحقق في الجسم الحي من استراتيجيات ESLP الحالية والتقييم قبل السريري لمختلف التدخلات المصممة لتحسين وظائف الرئة لدى المتبرع. يصف هذا البروتوكول نموذجا خنزيريا لزرع الرئة اليسرى التقويمية. وهذا يشمل تقنيات التخدير والجراحة ، وقائمة مراجعة جراحية مخصصة ، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، والتعديلات ، وفوائد وقيود النهج.
Introduction
زرع الرئة هو العلاج البارز على المدى الطويل لمرض الرئة في المرحلة النهائية. يتم إجراء أكثر من 4600 عملية زرع رئة في جميع أنحاء العالم سنويا1. ومع ذلك ، فإن زراعة الرئة لديها حاليا قيود كبيرة. أولا ، لا تزال الحاجة إلى الأعضاء تحجب المتبرعين المتاحين. على الرغم من زيادة معدلات زراعة الرئة كل عام منذ عام 2012 بسبب الآثار المشتركة لإدراج المزيد من المرشحين للزرع ، وزيادة عدد المتبرعين ، وتحسين استخدام الأعضاء المستعادة ، لم تنخفض وفيات قائمة انتظار الزرع بشكل ملحوظ2. تمثل مخاوف جودة الأعضاء قيدا رئيسيا آخر ، حيث تنخفض معدلات استخدام الأعضاء المبلغ عنها إلى 20٪ -30٪ 3،4،5. وأخيرا، فإن الاتجاهات في نتائج ما بعد الجراحة لزراعة الرئة أقل من مرضية، حيث لا تزال نتائج الكسب غير المشروع والمرضى على المدى الطويل متخلفة عن نتائج عمليات زرع الأعضاء الصلبة الأخرى2.
التكنولوجيا الناشئة ، تروية الرئة خارج الموقع (ESLP) ، لديها القدرة على التخفيف من هذه القيود. تم تطبيق ESLP بشكل متزايد كطريقة لتقييم وتجديد رئتي المتبرعين الهامشيين وأظهر نتائج مقبولة على المدى القصير والطويل بعد زرع رئتي المتبرع بالمعايير الموسعة (ECD)6،7،8،9،10. ونتيجة لذلك، زادت ESLP معدلات الاستخدام في بعض المراكز بنسبة 15٪ -20٪ 6،7،8،9،10،11.
يتطلب البحث المناسب في ESLP التحقق من صحة النتائج في المختبر في الجسم الحي ؛ ومع ذلك ، هناك أدبيات محدودة حول نماذج زراعة الرئة الخنازير ل ESLP12،13،14،15. علاوة على ذلك ، توفر الأدبيات المتاحة تفاصيل غير كافية فيما يتعلق بإدارة التخدير لخنازير يوركشاير لزراعة الرئة ، والتي يمكن أن تكون غير مستقرة للغاية من الناحية الديناميكيةالدموية 12،13،14،15. إن إنشاء نموذج قابل للتكرار بسهولة من شأنه أن يسمح بالتحقق في الجسم الحي من استراتيجيات ESLP الحالية والتقييم قبل السريري للتدخلات المختلفة للحد من إصابة نقص تروية الرئة. الهدف من هذه الدراسة هو وصف نموذج خنزير لزراعة الرئة اليسرى التقويمية للاستخدام مع ESLP. يتضمن البروتوكول أوصافا لتقنيات التخدير والجراحة ، وقائمة مراجعة جراحية مخصصة ، وتفاصيل تتعلق بتجربة استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتعديلات البروتوكول. كما تمت مناقشة قيود وفوائد نموذج زراعة الخنازير في الرئة اليسرى في هذا العمل. لا تحدد هذه المخطوطة عملية استرجاع رئتي الخنازير في خنازير يوركشاير التي يتراوح وزنها بين 35 و 50 كجم ، ولا تغطي إنشاء وإنهاء ESLP. يتناول هذا البروتوكول حصريا عملية زرع المتلقي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا للمبادئ التوجيهية للمجلس الكندي لرعاية الحيوان ودليل رعاية واستخدام المختبر. تمت الموافقة على البروتوكولات من قبل لجنة رعاية الحيوان المؤسسية بجامعة ألبرتا. تم تطبيق هذا البروتوكول على إناث خنازير يوركشاير بين 35-50 كجم. الخنازير هي عينات خالية من مسببات الأمراض ، من الدرجة الغذائية. يتم شراؤها من مركز أبحاث وتكنولوجيا الخنازير في إدمونتون ، AB ، كندا (https://srtc.ualberta.ca). وقد تلقى جميع الأفراد المشاركين في إجراءات ESLP تدريبا مناسبا على السلامة الأحيائية.
1. الاستعدادات قبل الجراحة والتخدير
ملاحظة: يتم صيام الخنازير طوال الليل قبل الجراحة لمدة أقصاها 12 ساعة.
- تطبيق الحقن العضلي للكيتامين (20 ملغ/كغ) والأتروبين (0.05 ملغ/كغ) كتخدير للخنزير المتلقي في غرفة العمليات.
- ضع مستلق الخنزير على طاولة عمليات ساخنة للحفاظ على الحرارة الطبيعية والمضي قدما في تحريض القناع.
- معايرة معدل تدفق الأكسجين وفقا لوزن الحيوان ونظام التخدير.
ملاحظة: يجب أن يكون تدفق الأكسجين 20-40 مل / كجم. - يتم تطبيق الأيزوفلوران بنسبة 4٪ -5٪ ويتم تقليله إلى 3٪ بعد 1-2 دقيقة.
- تقييم عمق التخدير ، والتأكد من أن الخنزير ليس لديه رد فعل الانسحاب استجابة لحافز ضار. كرر كل 5 دقائق.
ملاحظة: في حالة وجود استجابة للألم ، قم بزيادة النسبة المئوية لإدارة الأيزوفلوران حتى يتم تحقيق عمق التخدير المناسب. انظر الخطوة 10 من هذا القسم للحصول على مزيد من التفاصيل حول تسكين الصيانة مع الكيتامين والهيدرومورفون. لا تدار أي مشلول. هذا يسمح لتقييم رد فعل الانسحاب. يستخدم قرصة الأنف كحافز ضار. - تنبيب الخنزير بمجرد تأكيد عمق التخدير الصحيح. استخدم منظار الحنجرة ذو الشفرة المسطحة مقاس 10 بوصات وحجم 9 أو 10 أنابيب قصبة هوائية للخنازير 40-50 كجم.
- ضع مسبار مقياس التأكسج النبضي على اللسان (المفضل) أو الأذن واستهدف تشبع الأكسجين فوق 90٪.
ملاحظة: يتم مراقبة درجة الحرارة عن طريق مسبار الأنف. يتم استخدام وسادة التدفئة للحفاظ على الحرارة الطبيعية. - للحفاظ على التخدير ، اضبط تدفق الأكسجين (20-40 مل / كجم) ومعدل غاز الاستنشاق (1٪ -3٪).
- حافظ على إعدادات جهاز التنفس الصناعي بمعدل تنفس يتراوح بين 12 و 30 نفسا / دقيقة ، وتلفزيون 6-10 مل / كجم ، و PEEP 5 سم H 2 O ، وضغط الذروة 20 سم H2O.
ملاحظة: يتم استخدام جهاز التنفس الصناعي القياسي بالضغط الإيجابي على غرار وحدة العناية المركزة لإنشاء نظام مغلق للتخدير والتهوية. تتم مراقبة العناصر الحيوية وتسجيلها باستمرار على فترات 15 دقيقة. يتم سحب ABG كل 15-60 دقيقة ، اعتمادا على استقرار الحيوان. على الرغم من استهداف أجهزة التلفزيون بارتفاع يصل إلى 10 مل / كجم ، يتم تحقيق 6-8 مل / كجم. يقدم الشكل 1 نظرة عامة تخطيطية على تهوية الضغط السلبي (NPV) -ESLP لبروتوكول الزرع المطبق في المختبر. - حلق وغسل وإعداد موقع شق معقم باستخدام بوفيدون اليود.
ملاحظة: بعد التخدير بالكيتامين/الأتروبين، يتضمن النظام المسكن إعطاء 3 ملغ/كغ من الكيتامين الوريدي بوزن 1 ساعة (في حدود 1-3 ملغ/كغ حسب معايير المريض) وهيدرومورفون 0.05 ملغ/كغ بالحقن العضلي ف 2 ساعة عن طريق خط وريدي يتم إدخاله طرفيا في وريد الأذن. أي مدة أطول بين الجرعات تؤدي إلى استجابة الألم الخارقة ، مثل ارتفاع معدل ضربات القلب وأنماط التنفس غير الطبيعية / حركة عضلات البطن.
2. إدخال الخطوط الوريدية والشريانية المركزية
- أدخل خطا مركزيا لإدارة السوائل والهيبارين.
ملاحظة: يتم حساب إجمالي إعطاء السوائل الوريدية إلى 1 مل / كجم / ساعة ، ويتم إعطاء جرعات السوائل PRN للحفاظ على MAP >60 مم زئبق. يستخدم الخط المركزي أيضا لإدارة المنشطات والمضادات الحيوية ومثبطات الأوعية والمؤثرات العضلية. انظر الشكل 2 أ لتحديد موضع الخط.- جهزي البشرة باستخدام محلول تحضير اليود البوفيدون واتركيه حتى يجف تماما. استخدم الكي الكهربائي لعمل شق خط الوسط 5-8 سم متمركز فوق القصبة الهوائية ويمتد بشكل جمجمي من الشق القصي.
- تقسيم الجلد والدهون تحت الجلد باستخدام الكي.
- قسم مستوى خط الوسط بين عضلات الشريط ، ثم قسم طبقات النسيج الضام لتحديد الحزمة السباتية اليسرى أو اليمنى داخل الأوعية الجانبية للقصبة الهوائية.
- احصل على التحكم القريب والبعيد في الوريد الوداجي باستخدام أربطة حريرية (مقاس 2-0) كحلقات وعاء.
- اربط ربطة العنق المحيطة بالجمجمة وتراجع لأعلى على ربطة العنق القريبة للتحكم في تدفق الدم.
- قم بعمل شق صغير في الوريد باستخدام مقص Metzenbaum (انظر جدول المواد) لاستيعاب خط مركزي ثنائي المنافذ ، 7 Fr (~ 1/3 محيط الوعاء).
- في الوقت نفسه ، حرر التوتر على حلقة الوعاء القريب ، وقم بقنية الوريد ، ثم اربطه لتأمين القنية في الوريد على عمق 10 سم.
- اغسل الخط بالهيبارين ، وقم بتوصيله بخط وريدي يحتوي على محلول ملحي طبيعي بنسبة 0.9٪ ، وقم بتطبيق السائل إذا كان الخنزير مستنفدا داخل الأوعية الدموية من الجفاف.
ملاحظة: قفل الهيبارين أي منافذ غير مستخدمة. - تطبيق 500 ملغ ميثيل بريدنيزون و1 غ سيفازولين الوريدي.
- اتبع نفس التقنيات لقنية الشريان السباتي المشترك باستخدام خط شرياني 7 Fr لإدارة ضغط الدم بدقة.
3. شراء الرئة اليسرى
- ضع الخنزير في وضع الاستلقاء الجانبي الأيمن.
- إجراء بضع الصدر الأمامي الجانبي الأيسر (الشكل 2).
- جهزي البشرة باستخدام محلول تحضير اليود البوفيدون واتركيه حتى يجف تماما. ضع علامة على شق الصدر (20 سم) باستخدام المعالم التالية: استخدم الجس لتحديد طرف الكتف الأيسر ؛ وبالمثل ، حدد عملية الخنجري أدنى من القص مع الجس. قم بتوصيل الاثنين كما هو موضح في الشكل 2B.
- حقن ما مجموعه 10 مل من 0.25٪ بوبيفاكايين في الخط الجراحي وفراغين من الضلع أعلى وأسفل الشق.
- استخدم الكي الكهربائي لتشريح الجلد والطبقات تحت الجلد وطبقات العضلات. يجب تقسيم الظهرية العريضة. حدد الضلع الموجود أسفل الشق مباشرة وقم بالكي أعلى الضلع لكشف العضلات الوربية مع تجنب الحزمة الوعائية العصبية الوربية.
- استخدم مرقئ البعوض لثقب العضلات الوربية مباشرة فوق الضلع ، ثم تحسس داخل الصدر للالتصاقات باستخدام إصبع. ادفع الرئة بعيدا باستخدام شفط Yankauer أو إصبعك (انظر جدول المواد) أثناء الكي على طول الحافة العلوية للضلع لتمديد بضع الصدر.
- تمديد بضع الصدر إلى الأمام حتى 1 بوصة بعيدا عن القص. تمديد بضع الصدر الخلفي إلى العضلات المجاورة للعمود الفقري.
- أدخل مبعدة كولي القصية (انظر جدول المواد) لفتح بضع الصدر على نطاق واسع (10 سم) (الشكل 2 ج). اسحب الرئة لكشف الوريد النصفي الأيسر (الشكل 2 د).
- تشريح محيطي الوريد النصفي الأيسر باستخدام مقص Metzenbaum و Lauer غرامة. قم بتطويق الوعاء برباط حريري ، ثم قم بربطه ونقله (الشكل 2E). احتفظ بربطة عنق حريرية على الجذع القريب لمزيد من التحكم.
ملاحظة: Lauer هو مشبك قائم الزاوية أو مشبك الاضطرابات الهضمية يستخدم لتشريح الأنسجة. - تشريح الشريان الرئوي الأيسر (PA) والأوردة الرئوية اليسرى (PV). قم بتطويق الأوردة برباط حريري للتحكم (الشكل 2F).
ملاحظة: PVs العليا صغيرة جدا ويتم ربطها بالخياطة عند نقاط فرعها أو جذعها المشترك ، اعتمادا على التشريح الفردي. القصبة الهوائية الرئيسية اليسرى عميقة في PA و LA (الأذين الأيسر) ، لذلك في بعض الأحيان ، لا يمكن تشريحها بسهولة حتى يتم تثبيت الشريان والأوردة ونقلها (الشكل 2G). - تطبيق 5000 وحدة من الهيبارين الوريدي قبل 5 دقائق من تثبيت السلطة الفلسطينية.
ملاحظة: يتم إعطاء الهيبارين 5000 وحدة IV أيضا قبل 5 دقائق من فك تثبيت السلطة الفلسطينية. لكل ساعة بعد ذلك ، يتم إعطاء 1000 وحدة من الهيبارين الوريدي. - قم بتثبيت PA (DeBakey cross-clamp) ، والوريد الرئوي السفلي الأيسر (مشبك Satinsky) ، والقصبة الهوائية اليسرى (مشبك Spoon Potts) بشكل فردي (انظر جدول المواد). قلل أحجام المد والجزر إلى 5 مل / كجم بمجرد تثبيت القصبة الهوائية اليسرى.
- عبر السلطة الفلسطينية ، الوريد الرئوي السفلي الأيسر ، والشعب الهوائية اليسرى. اترك ما لا يقل عن 0.5 سم من سوار المناديل للخياطة. قسم الرباط الرئوي السفلي الأيسر وأزل الرئة اليسرى.
ملاحظة: يمكن التخلص من الرئة اليسرى أو الاحتفاظ بها للتحكم في الأنسجة.
4. إنهاء ESLP ، وتقسيم الرئة اليسرى ، والتنظيف بمحلول المنحل بالكهرباء
- قم بتثبيت أنبوب التهوية بأقصى قدر من الإلهام ، وإنهاء التروية والتهوية ، وافصل الرئتين عن جهاز ESLP.
- وزن الرئتين لتحديد كمية تشكيل وذمة.
ملاحظة: الوذمة هي تورم الأنسجة بسبب تراكم السوائل الزائدة. - خذ خزعة الأنسجة من الفص الملحق ، وقسمها إلى ثلاث قطع متساوية ، وضع قطعة واحدة في كل مما يلي: جل درجة حرارة القطع المثلى (OCT) ، والفورمالين ، والتجميد المفاجئ في النيتروجين السائل.
ملاحظة: عادة ما يتم اتباع هذه الخطوة في مختبر المؤلف. ثم يتم تخزين العينات لتحليلها في المستقبل: يتم الاحتفاظ بعينات OCT والعينات المجمدة في ثلاجة -80 درجة مئوية ، ويتم وضع العينات المخزنة بالفورمالين في حاوية محكمة الغلق وتخزينها في ثلاجات 4 درجات مئوية. يتم نشر تفاصيل بروتوكول ESLP المحدد وتحليل الأنسجة في مكان آخر16. - اقسم رئة المتبرع الأيسر عن الرئة اليمنى. اترك 1 سم من PA المانحة ، و 1 سم من القصبات الهوائية المانحة ، وكفة LA المانحة الكافية (~ 0.5 سم محيطيا) لخياطتها إلى LA المتلقي (الشكل 2H). اترك PV السفلي الأيسر و PVs العلوية اليسرى في استمرارية مع جدار LA المانح لتسهيل المفاغرة اللاحقة.
- وزن الرئة اليسرى.
- قم بتقليب المتبرع الأيسر PA باستخدام مصاصة قطرة متصلة بخط IV وشطف 500 مل من محلول حفظ الكهارل خارج الخلية ، منخفض البوتاسيوم ، قائم على ديكستران من خلال الأوعية الدموية الرئوية. قم بتأمين القنية في السلطة الفلسطينية بربطة عنق حريرية أثناء التدفق ، ثم حررها عند اكتمال التدفق.
ملاحظة: تتعلق الخطوات المذكورة بجهاز ESLP المحدد المستخدم لهذا العمل وقد لا تكون قابلة للتطبيق مباشرة على الأجهزة الأخرى.
5. زرع الرئة اليسرى
- أدخل رئة المتبرع في صدر المتلقي ، بدءا من الفص السفلي. لا تجبر الرئة على وضعها في مكانها.
ملاحظة: قد يحتاج القفص الصدري السفلي إلى رفعه لأعلى لاستيعاب رئة المتبرع عن طريق الالتواء على المبعدة القصية. من الناحية المثالية ، يكون المتلقي أكبر ببضعة كيلوغرامات من المتبرع لتسهيل مطابقة الحجم. - قم بإجراء مفاغرة الشعب الهوائية أولا باستخدام 4-0 برولين على إبرة TF (الشكل 2I).
ملاحظة: تعمل مفاغرة الجري من طرف إلى طرف بشكل جيد. قم بقص أي طول زائد من طرفي المفاغرة قبل الخياطة لتجنب الالتواء الناجم عن الأنسجة الزائدة عن الحاجة. - قم بإجراء مفاغرة LA الثانية باستخدام 6-0 برولين على إبر BV-1 باستخدام مفاغرة جارية من طرف إلى طرف. مرة أخرى ، قم بقص الأنسجة الزائدة لتجنب الالتواء.
ملاحظة: LA قابل للتفتيت ويستفيد من إبرة BV-1 الصغيرة. قد تكون هناك حاجة لدغات أفقية على المتبرع لشراء الأنسجة الكافية وتصحيح الحجم غير المتطابق الناجم عن خياطة المتبرع IPV و SPV إلى فتحة IPV / LA المتلقي. - دمج SPVs المانحة في مفاغرة PV و LA السفلية للسماح بالتصريف الوريدي لفص الرئة العلوي الأيسر (الشكل 2J).
ملاحظة: يبلغ قطر الأوردة الرئوية العلوية للفرع (SPVs) أقل من 0.5 سم. جذع SPV الشائع متغير في الطول وغير موجود بشكل روتيني ، مما يجعل المفاغرة المباشرة بين المتبرع والمتلقي SPVs خيارا سيئا. - أكمل مفاغرة PA ب 6-0 برولين على إبر BV-1 باستخدام مفاغرة جارية من طرف إلى طرف. مرة أخرى ، قم بقص الأنسجة الزائدة لتجنب الالتواء.
- قم بإزالة مشبك الشعب الهوائية وقم بزيادة أجهزة التلفزيون لاستهداف 10 مل / كجم.
- تأكيد الهيبارين ، وإدارة تحول البوتاسيوم (40 ملغ من فوروسيميد ، 10 وحدات من الأنسولين ، 100 مل من محلول سكر العنب 25 ٪) ، افتح المشبك PA جزئيا ، وإزالة الهواء ، وربط خياطة السلطة الفلسطينية. حرر مشبك PA بالكامل بعد 10 دقائق.
- في هذه الأثناء ، قم بإزالة الهواء من لوس أنجلوس ، واربط الغرز ، وقم بإزالة مشبك LA.
- خذ غاز الدم لإعادة التروية من الخط المركزي وخزعة أنسجة إعادة التروية من الفص الأوسط الأيسر.
ملاحظة: لأخذ خزعة من الأنسجة ، استخدم ربطة عنق من الحرير مقاس 0 لتطويق جزء 1 سم من قمة الفص الأوسط ، واربطها لأسفل لإيقاع الأنسجة ، ثم اقطع الجزء المعزول بمقص Metzenbaum. قسم الخزعة إلى ثلاثة أجزاء متساوية وقم بإدارتها كما هو موضح سابقا. - إجراء تنظير القصبات في الرئة اليمنى واليسرى لتقييم مفاغرة الشعب الهوائية وشفط الإفرازات. أدخل منظار القصبات في الأنبوب الرغامي باستخدام وصلة محول.
- قم بتوصيل المنظار بالشفط. تقدم منظار القصبات إلى القصبات الهوائية اليسرى. فحص مفاغرة الشعب الهوائية (الشكل 2N). تقدم المنظار أسفل القصيبات وشفط أي سائل. كرر على الجانب الأيمن.
ملاحظة: لا تسمح لتشبع الأكسجين بالانخفاض إلى أقل من 90٪. إذا انخفض التشبع إلى ما دون هذا المستوى ، فقم بإزالة النطاق واترك للخنزير بضع دقائق من التهوية المتواصلة للتعافي.
- قم بتوصيل المنظار بالشفط. تقدم منظار القصبات إلى القصبات الهوائية اليسرى. فحص مفاغرة الشعب الهوائية (الشكل 2N). تقدم المنظار أسفل القصيبات وشفط أي سائل. كرر على الجانب الأيمن.
- أدخل أنبوبا صدريا مرنا 20 Fr (الشكل 2L) ، وأغلق بضع الصدر في ثلاث طبقات (الشكل 2M) ، وعرضة الخنزير بمجرد استقرار غازات الدم الشرياني (ABGs) (الشكل 2O).
- مراقبة الخنزير أكثر من 4 ساعات في وضعية الانبطاح. قم بإجراء تحليل ABG كل 30 دقيقة. تطبيق 1000 وحدة من الهيبارين كل ساعة بعد التروية.
- خذ عينة دم سعة 10 مل كل ساعة للطرد المركزي وتحليل مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) لعلامات الالتهاب16.
ملاحظة: يتم تفصيل معلمات الطرد المركزي لاحقا.
- خذ عينة دم سعة 10 مل كل ساعة للطرد المركزي وتحليل مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم (ELISA) لعلامات الالتهاب16.
6. تقييم الرئة اليسرى المعزولة
- ضع الخنزير مستلقا وأعد تحضير القص باستخدام محلول تحضير اليود البوفيدون. إجراء بضع القص في خط الوسط لتقييم الرئة اليسرى المعزولة النهائي (الشكل 2P).
- افتح غشاء الجنب الأيسر باستخدام مقص Metzenbaum وأخذ خزعة الأنسجة من الفص السفلي الأيسر كما هو موضح سابقا (ملاحظة إلى الخطوة 5.9).
- افتح غشاء الجنب الفص الملحق وقم بتشريح الوريد المشترك باستخدام مقص Metzenbaum.
ملاحظة: سيتم تثبيت هذا لاحقا. - خذ عينة دم من مفاغرة LA باستخدام إبرة 21 جرام. وجه الإبرة نحو الأوردة الرئوية اليسرى وبعيدا عن الأذين الأيسر الشائع أو جذع الفص الملحق.
- افتح غشاء الجنب الأيمن لتوفير مساحة لمشابك الهيلار اليمنى (انظر جدول المواد). تشريح الرباط الرئوي السفلي الأيمن حتى الهيلوم. تأكد من إمكانية وضع المشبك حول الهيلوم بشكل أعلى وأسفل وأمامي.
ملاحظة: هذا يضمن انسداد الهيلوم ، وكل الأوكسجين يعتمد على الرئة اليسرى. لن يتم تهوية الرئة اليمنى في هذا الوقت ، وهو ما يجب أن يكون واضحا من خلال نقص التضخم / الانكماش مع تنفس جهاز التنفس الصناعي. يمكن رفع الفص السفلي الأيمن من الصدر لتحقيق ذلك. - قم بتثبيت وريد الفص الملحق باستخدام مشبك DeBakey الأبهري المتقاطع (انظر جدول المواد) لسد أي تصريف فص ملحق في LA (الشكل 2Q).
- قم بتثبيت الهيليوم الأيمن وأخذ عينات الدم التسلسلية التالية من مفاغرة PV اليسرى بإبرة 21 G موجهة نحو الرئة اليسرى: 0 دقيقة ، 1 دقيقة ، 2 دقيقة ، 5 دقائق ، و 10 دقائق بعد التثبيت.
ملاحظة: يتم أخذ خمس عينات لمراقبة أي اتجاه في الضغط الجزئي للأكسجين (PaO2) (الشكل 2R). يجب أن يظل PaO2 مستقرا نسبيا لتمثيل وظيفة الرئة اليسرى المناسبة. توفر خمس عينات أيضا تأمينا لتقييم الجودة إذا كانت هناك مشكلة في تخثر أي عينات أو نشأت مشكلة في تحليل ABG. - عبور المفاغرة ، وإزالة الرئة اليسرى. انقل IVC لتسريع القتل الرحيم تحت التخدير عن طريق الاستنزاف.
ملاحظة: إجمالي وقت التخدير للخنزير المتلقي هو 8 ساعات. - وزن رئة المتبرع لتقييم تكوين الوذمة وفحصها للتأكد من مظهرها العام. افحص PA والقصبات الهوائية وكفة LA بحثا عن علامات الجلطة أو غيرها من الأمراض داخل رئة المتبرع والمنصف المتلقي.
- قم بإجراء تحليلات الغاز النهائية ، والطرد المركزي لعينات البيروسات ، وتخزين خزعات الأنسجة كما هو موضح سابقا (ملاحظة إلى الخطوة 4.3).
ملاحظة: إعدادات الطرد المركزي هي: 112 × جم ، 9 تسارع ، 9 تباطؤ ، 4 درجات مئوية ، ومدة 15 دقيقة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
جميع النتائج في سياق 4 ساعات من إعادة التروية بعد 12 ساعة من NPV-ESLP16. أثناء زراعة الرئة ، هناك العديد من النتائج السريرية التي يجب توقعها (الشكل 3). عادة ، سيبقى الخنزير مستقرا ديناميكيا بعد عملية زرع الرئة اليسرى الناجحة ولكنه قد يتطلب ضخ جرعة منخفضة من فينيليفرين (نطاق الجرعة: 2-10 مجم / ساعة) بسبب استجابة توسع الأوعية للجراحة. يجب أن يستهدف معدل ضربات القلب حوالي 100-120 نبضة في الدقيقة ، ومعدل التنفس (RR) 8-30 ل SpO 2 > 90٪ ، ومتوسط الضغط الشرياني (MAP) > 60 مم زئبق ، والحرارة العادية (38 درجة مئوية) ، وأحجام المد والجزر (TV) تستهدف 5 مل / كجم أثناء التهوية الرئوية الواحدة مع ضغوط ذروة 20-24 سم H2O. أثناء التهوية ذات الرئة الواحدة ، تم تقليل أحجام التهوية بمقدار النصف لحماية الرئة اليسرى من التضخم المفرط. تم زيادة معدل التنفس لاستهداف مستوى ثاني أكسيد الكربون الفسيولوجي في نهاية المد والجزر (الشكل 3). وبالتالي ، يعرض الشكل 3 معلمات الدورة الدموية والتهوية النموذجية خلال النقاط الحرجة لعملية الزرع.
أثناء زراعة الرئة ، تكون النتائج التالية نموذجية. ستمتص الرئة اليسرى السوائل أثناء تشغيل ESLP وتبدو أثقل وأكبر من الرئة المزروعة. لهذا السبب ، يجب أن يكون المتلقي أكبر قليلا من المتبرع (2-4 كجم) ، لذلك يمكن أن يستوعب الصدر الرئة الوذمية إلى حد ما. ستتطلب الرئة ضغطا لطيفا لإدخالها في الصدر من خلال بضع الصدر. من الأسهل إدخال الفص السفلي أولا ، يليه الفص العلوي. الشعب الهوائية هي مفاغرة مباشرة من طرف إلى طرف ويجب إجراؤها أولا. يوصى باستخدام 4-0 برولين على إبرة TF. الأصفاد LA قابلة للتفتيت للغاية ولكن ليس من الصعب جدا خياطتها بسبب التكرار ومرونة الأنسجة. 6-0 البرولين على إبر BV-1 تعمل بشكل جيد لمفاغرة LA. السلطة الفلسطينية هي آخر مفاغرة يتم إجراؤها. يمكن أن تمزق هذه السفينة بسهولة مع القليل من الجر. إذا تمزق ، فمن الممكن فتح التامور وتحريك المشبك بالقرب من الأنسجة السليمة للخياطة. مرة أخرى ، يعمل البرولين 6-0 على إبر BV-1 بشكل جيد لهذا المفاغرة.
في وقت إعادة ضخ الدم ، لوحظت الاتجاهات التالية. بمجرد فك القصبات الهوائية وزيادة أجهزة التلفزيون مرة أخرى إلى 10 مل / كجم ، ستبدأ الرئة اليسرى في النفخ. على الرغم من أن الهدف كان 10 مل / كجم لأحجام المد والجزر ، فقد تم تحقيق 6-8 مل / كجم بشكل عام ، والذي يتم تحقيقه تدريجيا خلال أول 2-3 ساعات من إعادة التروية ، اعتمادا على بروتوكول ESLP المستخدم وجودة الرئة المزروعة. نادرا ما يكون هناك تسرب صغير للهواء ، ويمكن علاج ذلك بغرزة بسيطة على الجدار الأمامي. يصعب إصلاح الجدار الخلفي وسيتطلب التعبئة. يجب بذل جهد كبير لتجنب تسرب الهواء من مفاغرة الشعب الهوائية. عند تنظير القصبات ، تبدو الرئة اليمنى طبيعية ، والرئة اليسرى عادة ما تكون ذمي. يتم فحص خط الخياطة ، ويتم شفط ما يقرب من 50-100 مل من السائل الصافي من الشعب الهوائية. سينخفض التلفزيون بشكل كبير أثناء الشفط من 300 ثانية إلى 20 ثانية ، لذلك يجب تنفيذ هذا الإجراء بسرعة للسماح للخنزير بالتعافي. إذا انخفض التشبع الشرياني إلى أقل من 90٪ ، فيجب إنهاء تنظير القصبات ، ويسمح للخنزير باستعادة أكثر من 1-2 دقيقة من التهوية. عادة ما يكون غاز الدم الشرياني الأول (ABG) طبيعيا لأن الرئة اليمنى تعمل بشكل جيد بينما تتعافى الرئة اليسرى.
تعمل الإدارة الاستباقية للفوروسيميد والدكستروز والأنسولين في وقت إعادة التروية على التخفيف من الارتفاع الكبير في البوتاسيوم من خلال التحول داخل الخلايا. سيرتفع البوتاسيوم بشكل متوقع خلال 60-120 دقيقة من إعادة التروية (الجدول 1). يوضح الجدول 1 عينة من ABGs على الزرع مع إعادة تروية لمدة 4 ساعات بعد 12 ساعة من التهوية بالضغط السلبي الطبيعي (NPV) ESLP. هناك حاجة إلى ما يقرب من نوبتين إلى أربع نوبات خلال إعادة التروية لمدة 4 ساعات للحفاظ على البوتاسيوم < 5 مليمول / لتر. إذا كان الاتجاه تصاعديا ويظهر كتغير سريع بين غازين مسحوبين على فترات 30 دقيقة ، فإن الهدف هو K + < 4.5 مليمول / لتر. تشمل التحولات 40 مجم من فوروسيميد ، و 100 مل من سكر العنب بنسبة 25٪ (D25) ، و 10 وحدات من الأنسولين العادي تدار كدفعة وريدية عبر الخط المركزي. في بعض الأحيان ، سيحتاج الخنزير إلى جرعة منخفضة من تسريب الدوبوتامين (1.5-5 ميكروغرام / كجم / دقيقة) جنبا إلى جنب مع فينيليفرين (2-10 مجم / ساعة) بعد 30-60 دقيقة من إعادة التروية لعلاج استجابة الأوعية الدموية النامية. يفضل استخدام فينيليفرين في هذه الحالة حصريا. ومع ذلك ، يمكن أن يكون الدوبوتامين مؤثرا عضليا تكميليا مفيدا للحفاظ على متوسط ضغط شرياني أكبر من 60 مم زئبق ، خاصة إذا كان معدل ضربات القلب بطء القلب.
عند إغلاق بضع الصدر وتحويل الخنزير عرضة ، يظهر تحسن في التهوية وديناميكا الدم. يمكن أن يكون التعديل جذريا ويحدث أكثر من 5-10 دقائق ، ولكن في بعض الأحيان تستغرق الاستجابة 1 ساعة. تزداد أحجام المد والجزر مع إزالة الضغط / الوزن من الرئة اليمنى ، وتستمر الرئة اليسرى في التهوية مع تحسين الامتثال والتوظيف. يمكن إجراء تنظير القصبات المتكرر بشكل أكبر لتنظيف مجرى الهواء بعد تغيير الموقف. خلال 4 ساعات التالية ، تنخفض متطلبات فينيليفرين ، وتقترب أجهزة التلفزيون من الهدف 10 مل / كجم ، وتستقر ABGs (الجدول 1). للتكرار ، إذا تم استهداف أجهزة تلفزيون بحجم 10 مل / كجم ، فعادة ما يتم تحقيق أجهزة تلفزيون في نطاق 6-8 مل / كجم (الشكل 3).
في وقت التقييم النهائي للرئة اليسرى المعزولة ، لوحظ نمط مستقر من السلوك. الخنزير أقل تحملا من الناحية الديناميكية الدموية في وضع ضعيف لبضع القص وقد يتطلب دعما إضافيا لضغط الأوعية. يكشف فحص الرئة اليسرى عن درجات متفاوتة من احتقان الدم الخفيف الناتج عن إصابة نقص تروية الدم (IRI). تبدو الرئة اليمنى طبيعية. عند تثبيت الهيلوم الأيمن ، يصبح الخنزير تسرع القلب الجيبي (120-140 نبضة في الدقيقة) ، ويتم تحويل 100 ٪ من الناتج القلبي إلى الرئة اليسرى. لا يتم تقليل أحجام المد والجزر المستهدفة في هذا الوقت حيث تستغرق العملية بأكملها 10 دقائق. يظل الخنزير مستقرا حتى علامة 5 دقائق ، ولكن قد يصاب القلب بالرجفان البطيني بين 5-10 دقائق ومن المحتمل أن يكون هناك حاجة إلى تدليك القلب اليدوي لمواصلة تعطير الرئة اليسرى. يتم زرع الرئة اليسرى ووزنها وفحص المفاغرة للتأكد من سالكها. تنتهي صلاحية الخنزير بسرعة في وقت الاستنزاف ، والذي يتزامن مع زرع الرئة المزروعة سابقا.
عملية الزرع الناجحة لها نتائج يمكن التنبؤ بها بعد التجربة (الجدول 1 والشكل 4). يعرض الشكل 4 التغيرات النموذجية في نسبة P: F وتشكيل الوذمة أثناء بروتوكول الزرع. عادة ، ستشهد الرئة اليسرى زيادة في الوزن بنسبة 35٪ (+/- 15٪ تقريبا. ومع ذلك ، فإن الدم المتبقي في الدورة الدموية يساهم في هذا الوزن. تنخفض نسب PF بحوالي 100 عند إعادة التروية لأن الرئة اليسرى ليست فعالة على الفور في الأوكسجين ، ولكن هذا التناقض يتحسن خلال 2-3 ساعات. عند تقييم الرئة اليسرى المعزولة عند 4 ساعات ، ستبقى نسبة PF مستقرة أو تنخفض قليلا. بشكل عام ، سيكون غاز الرئة اليسرى المعزول في 10 دقائق مشابها لتحليل الغاز النهائي بعد 12 ساعة ESLP (الجدول 1). ومع ذلك ، فإن هذا يعتمد كليا على بروتوكول ESLP المستخدم ، ومدى تكبد IRI. يمكن أن تحدث عملية زرع غير ناجحة بسبب تخثر LPA ، مما يؤدي إلى احتشاء الرئة التي لا تؤكسج. وبالمثل ، يمكن أن تؤثر مدة جراحة الزرع على جودة وظيفة الرئة المعاد استخدامها. يجب أن تستغرق جراحة الزرع ما بين 30-60 دقيقة. تعرض العمليات الأطول رئة المتبرع لوقت نقص تروية دافئ ضار يؤدي إلى تفاقم إصابة التروية الإقفارية ويمكن أن يربك نتائج بروتوكول ESLP التجريبي. قد ينتج بروتوكول ESLP المحدد لتجربة معينة رئة غير عاملة تفشل في الأكسجين بعد الزرع على الرغم من مفاغرة براءة الاختراع. ستكون غازات الرئة اليسرى المعزولة داكنة اللون (غير مؤكسجة) مع ضغط جزئي منخفض للأكسجين (PaO2).
الشكل 1: رسم تخطيطي لبروتوكول زرع الرئة اليسرى للخنازير. تمثيل تخطيطي لتشغيل NPV-ESLP لمدة 12 ساعة متبوعا بزرع الرئة اليسرى في خنزير يوركشاير. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: صور بروتوكول جراحة زرع الرئة اليسرى للخنازير . (أ) وضع الخط السباتي الوداجي الداخلي والشائع. ب: شق الصدر. ج: بضع الصدر. د: الوريد النصفي الأزيجومي الأيسر. (ه) الوريد النصفي الأيسر المربوط. (و) عزل الأوردة الرئوية. (ز) الكفة الأذينية اليسرى المشدودة والقصبات الهوائية اليسرى والشريان الرئوي الأيسر. (H) رئة المتبرع الأيسر مع الوريد الرئوي والشعب الهوائية وأصفاد PA. ط: مفاغرة الشريان الرئوي. (ي) زرع الرئة اليسرى وفكها. ك: تغيير موضع الرئة. (L) وضع أنبوب الصدر. (م) إغلاق بضع الصدر. (ن) مفاغرة الشعب الهوائية. (س) خنزير في وضعية الانبطاح. (ع) بضع القص. (Q) الفص الملحق مثبت (الرئة اليمنى مثبتة ، لكن غير معروضة). (ص) تم سحب عينات دم الوريد الرئوي الأيسر من مفاغرة الوريد الرئوي (نزيف من موقع ثقب سابق). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: معلمات المراقبة والتهوية لجراحة زرع الرئة اليسرى للخنازير. (أ) المعلمات النموذجية للمتلقي قبل الزرع. (ب) المعلمات النموذجية عند زرع الرئة اليسرى المتلقية. (ج) المعلمات النموذجية بعد 4 ساعات من زراعة الرئة اليسرى. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: نسبة P: F وزيادة الوزن قبل وبعد الزرع. (أ) نسب PaO2: FiO2 طوال عملية الزرع. (ب) زيادة وزن الرئة اليسرى طوال عملية الزرع بعد 12 ساعة من NPV-ESLP. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| غازات الدم الشرياني (100٪ FiO2) | في الجسم الحي المستلم | T0 إعادة التروية | T1 إعادة التروية | T2 إعادة التروية | T3 إعادة التروية | T4 إعادة التروية | الرئة اليسرى المعزولة قبل المشبك | الرئة اليسرى المعزولة بعد المشبك (0 دقيقة) | الرئة اليسرى المعزولة بعد المشبك (1 دقيقة) | الرئة اليسرى المعزولة بعد المشبك (5 دقائق) | الرئة اليسرى المعزولة بعد المشبك (10 دقائق) |
| قيم غازات الدم | |||||||||||
| الرقم الهيدروجيني | 7.402 | 7.327 | 7.284 | 7.402 | 7.421 | 7.479 | 7.504 | 7.399 | 7.371 | 7.423 | 7.435 |
| pCO2 (مم زئبق) | 47.7 | 57.3 | 56.4 | 36.9 | 35.3 | 35.6 | 34.2 | 45.6 | 48.1 | 40.6 | 36.6 |
| pO2 (مم زئبق) | 299 | 184 | 165 | 355 | 358 | 300 | 327 | 287 | 207 | 335 | 249 |
| قيم قياس التأكسج | |||||||||||
| Hb (جم / ديسيلتر) | 11.2 | 12.5 | 11.3 | 11.6 | 10.3 | - | 17.1 | 11.7 | 13.5 | 16.3 | 13.8 |
| sO2 (٪) | 100.1 | 99.2 | 99 | 99.8 | 99.8 | - | 99.9 | 100.2 | 99.7 | 99.8 | 99.9 |
| قيم المنحل بالكهرباء | |||||||||||
| K + (مليمول / لتر) | 4.5 | 6.2 | 4.4 | 4 | 4.1 | 4.6 | 5.2 | 5.4 | 5.3 | 6.9 | 7.4 |
| Na+ (ملليمول/لتر) | 141 | 143 | 140 | 245 | 145 | 144 | 140 | 141 | 139 | 137 | 136 |
| الكالسيوم2+ (مليمول / لتر) | 0.99 | 0.88 | 0.81 | 0.74 | 0.66 | 0.61 | 0.36 | 0.98 | 0.42 | 0.36 | 0.38 |
| Cl- (مليمول / لتر) | 97 | 97 | 95 | 101 | 100 | 96 | 91 | 102 | 94 | 91 | 94 |
| Osm (مليمول / كجم) | 287 | 287.9 | 293.7 | 292.4 | 297.5 | 293.5 | 284.7 | 287.1 | 282.9 | 278.2 | 277.1 |
| قيم الأيض | |||||||||||
| الجلوكوز (مليمول / لتر) | 4,2 | 2.7 | 13.4 | 2.8 | 8.3 | 5 | 5.1 | 4.9 | 4.5 | 4.6 | 4.2 |
| اللاكتات (مليمول / لتر) | 1.2 | 1.3 | 3.8 | 2.5 | 1.3 | 1.2 | 1.4 | 1.8 | 1.4 | 1.9 | 2.7 |
| حالة القاعدة الحمضية | |||||||||||
| HCO3 (مليمول / لتر) | 29 | 29.1 | 25.9 | 22.4 | 22.5 | 26.1 | 26.7 | 27.6 | 27.1 | 26.1 | 24.1 |
الجدول 1: تم إجراء تحليل غازات الدم بعد زرع الرئة اليسرى بعد 12 ساعة من ESLP. الكالسيوم + ، أيون الكالسيوم. Cl- ، أيون الكلوريد. Hb ، الهيموغلوبين. HCO3- ، بيكربونات أيون ؛ K + ، أيون البوتاسيوم. Na + ، أيون الصوديوم. Osm ، الأسمولية. paCO2 ، الضغط الجزئي الشرياني لثاني أكسيد الكربون ؛ PaO2 ، الضغط الجزئي الشرياني للأكسجين. sO2 ، تشبع الأكسجين ؛ معزولة الرئة اليسرى قبل المشبك ، هيلوم الأيمن مفتوحة ؛ الرئة اليسرى المعزولة بعد المشبك ، 1 دقيقة بعد تثبيت hilum الأيمن.
الملف التكميلي 1: قائمة مراجعة السلامة الجراحية لزراعة الرئة اليسرى. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يتم تضمين العديد من الخطوات الجراحية الحاسمة في هذا البروتوكول ، وهناك حاجة إلى استكشاف الأخطاء وإصلاحها لضمان نجاح عملية الزرع وتقييم الرئة. رئات الخنازير اليافعة حساسة بشكل لا يصدق مقارنة برئتي الإنسان البالغ ، لذلك يجب على جراح التشغيل توخي الحذر عند التعامل مع رئتي الخنازير. هذا صحيح بشكل خاص بعد تشغيل 12 ساعة من ESLP حيث أن العضو سيأخذ حجم السائل ويكون عرضة للإصابة من التلاعب المفرط. أي ضغط لا مبرر له سوف يسبب انخماص أو صدمة للرئة التجريبية التي ستؤثر على نتائج التقييم. وبالمثل ، فإن الهياكل الوعائية حساسة للغاية في خنزير الأحداث. من الأهمية بمكان تجنب التواء مشبك PA لأن هذا يمكن أن يتسبب في تمزق أو تشريح طبقات الأنسجة. سيتطلب التمزق في السلطة الفلسطينية فتح التامور للوصول إلى جزء أكثر قربا من السلطة الفلسطينية اليسرى التي يمكن مفاغرة رئة الزرع. يتميز مشبك الأوعية الدموية DeBakey بمظهر جانبي منخفض يتناسب جيدا مع المجال الجراحي ، ولكن هذه الأداة يمكن أن تسبب إصابة PA الحساسة إذا لم يكن الجراح حذرا. من المفيد تثبيت المشبك في موضعه باستخدام ربطة عنق حريرية مثبتة على الستائر لمنع الإزاحة أو الالتواء. تنظير القصبات من الرئة المزروعة بعد فك مفاغرة الشعب الهوائية أمر بالغ الأهمية أيضا. غالبا ما يكون هناك سائل داخل مجرى الهواء الرئوي للمتبرع بعد 12 ساعة من ESLP والزرع. يعد شفط هذا السائل أمرا حيويا لضمان التعافي الأمثل لوظائف الرئة اليسرى وبالتالي التقييم بعد 4 ساعات من التروية. بعد تنظير القصبات وعودة ABG الأول بمستويات مرضية من البوتاسيوم ، من الأهمية بمكان إدخال أنبوب صدري وإغلاق الشق وتعريض الخنزير. تكون ديناميكا الدم والتهوية للخنزير أكثر استقرارا في وضعية الانبطاح ، مع إعادة تقريب القفص الصدري. ارتفاع > البوتاسيوم 5.5 مليمول / لتر في هذه المرحلة يخاطر بتوقف بطء القلب وسيتطلب إعادة فتح طارئة وتدليك القلب اليدوي لدعم التروية ، والتي من الأفضل تجنبها. نظرا للخطر الكبير لفرط بوتاسيوم الدم وتوقف بطء القلب عند إعادة التروية ، من الأهمية بمكان إجراء ABGs التسلسلي الذي يبدأ عند إعادة التروية ويتكرر كل 30 دقيقة حتى 4 ساعات من الاستنزاف. تعطي ABGs قراءات أساسية للأكسجة والضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون (PCO2) والبوتاسيوم والجلوكوز. تعد مراقبة هذه المكونات الأربعة عن كثب ومعالجتها بشكل مناسب أمرا حيويا لتجربة ناجحة. تعد قراءة القياس عن بعد المستمرة أمرا بالغ الأهمية أيضا لمراقبة موجات T التي بلغت ذروتها المرتبطة بفرط بوتاسيوم الدم وتوقع بطء القلب. في المراحل الأخيرة من التجربة ، من الضروري تثبيت هيلوم الرئة الأيمن والفص الملحق قبل سحب عينات الدم النهائية من مفاغرة LA. يمد الهيلوم الأيمن الدم إلى فص الرئة الملحق، ويصرف الفص الملحق بجوار الوريد الرئوي السفلي الأيسر، غالبا عبر جذع مشترك. يجب تثبيت الهيلوم الأيمن والفص الملحق بشكل منفصل لضمان عدم مساهمة وظيفة الرئة اليمنى في عينة غازات LA من خلال خلط الدم. يقترح سحب عينة ABG للرئة اليسرى من مفاغرة PV أو خارجها مباشرة.
تم إجراء العديد من التعديلات على هذا البروتوكول جنبا إلى جنب مع استكشاف الأخطاء وإصلاحها بشكل كبير للطرق الموصوفة. في البداية ، تمت محاولة إجراء عملية الزرع عن طريق بضع القص المتوسط. ومع ذلك ، كان التعرض دون المستوى الأمثل بسبب اتجاه خنزير PA ، الشعب الهوائية ، ولوس أنجلوس. تم تنفيذ هذا النهج بنجاح ، ولكن تمت محاولة بضع الصدر في العمليات الجراحية اللاحقة لتحسين التعرض. أثبت هذا أنه نهج جراحي متفوق من التصور والمنظور التقني. ومن التعديلات الأساسية الأخرى وضع وتنفيذ قائمة مرجعية للسلامة الجراحية/البروتوكول (الملف التكميلي 1). كان هناك منحنى تعليمي كبير لجميع أعضاء الفريق المعنيين ، وهذه التجارب كثيفة الاستخدام للموارد. ووضعت قائمة مرجعية لتوجيه عملية وضع بروتوكولات الاتصال والوثائق (الملف التكميلي 1). سمحت قائمة المراجعة بتنظيم وتبسيط البروتوكول لتعلم أسرع. كما تم تعديل بروتوكول الهيبارين. عانت اثنتان من عمليات الزرع العشر الأولى التي أجريت من نقص تروية الرئة اليسرى بسبب تكوين جلطة في السلطة الفلسطينية اليسرى. في البداية ، تم إعطاء 5000 وحدة من الهيبارين الوريدي قبل 5 دقائق من تثبيت PA وتم إعطاء 5000 وحدة إضافية قبل 5 دقائق من فك تثبيت PA. تمت زيادة وتيرة الجرعات لتشمل 5000 وحدة كل ساعة بعد فك PA ، ولم تكن هناك أي مشاكل مع النزيف أو تخثر PA منذ اعتماد هذا النهج. تم تطوير استراتيجية تستخدم كمية أقل من الهيبارين للتحكم في النفقات ، بجرعة 5000 وحدة من الهيبارين الوريدي قبل 5 دقائق من تثبيت PA و 5 دقائق قبل فك PA الجزئي. ويتبع ذلك 1000 جرعة من الهيبارين الوريدي كل ساعة لبقية الحالة. لم يكن هناك وصول إلى تحليل ACT ، والذي سيكون أدق وسيلة للوصول إلى كفاية الهيبارين.
تم تعديل فك تثبيت PA أيضا من فك مفاجئ إلى نهج يعيد تدريجيا التدفق الكامل إلى الرئة المزروعة على مدار 10 دقائق. تظل الكفة الكهروضوئية السفلية اليسرى و LA مثبتة على فك PA للسماح بإزالة التهوية من الدرجة الأولى. أنتج تدفق PA الكامل ضغطا كبيرا على خطوط خياطة LA الحساسة وضغطا كبيرا داخل الأوعية الدموية الرئوية ، والتي بدت ضارة. يسمح فك PA المطول بإلغاء بث LA مع زيادة تدريجية في التدفق بدلا من فك التثبيت المفاجئ وزيادة مفاجئة في التدفق. يحمي فك التثبيت المطول خطوط الخياطة وبطانة الرئة من الزيادة المفاجئة في الضغط. حتى مع ESLP ، تساهم الإهانة الإقفارية للرئة المزروعة وموت الخلايا في إطلاق كبير للبوتاسيوم في الدورة الدموية للخنزير بعد إعادة التروية الإقفارية. لإدارة فرط بوتاسيوم الدم بشكل استباقي ، تم تعديل البروتوكول لتحويل البوتاسيوم بشكل استباقي في وقت إعادة التروية عن طريق إعطاء فوروسيميد 40 ملغ IV ، 100 مل من سكر العنب 25 ٪ (D25) ، و 10 وحدات من الأنسولين العادي. يحافظ هذا على البوتاسيوم المستهدف على ABGs خلال الساعة الأولى من إعادة التروية ، ويمكن إخراج الخنزير بأمان في وقت مبكر من التجربة ، مما يساعد في وظيفة الكسب غير المشروع. من منظور الدورة الدموية ، يتم تعديل البروتوكول لاستخدام فينيليفرين كدعم سائد للأوعية الدموية. تم العثور على فاسوبريسين ليكون أقل فعالية. تم تشغيل جرعة منخفضة بالتنقيط من الدوبوتامين في بعض الأحيان لزيادة النتاج القلبي ، جنبا إلى جنب مع ضخ فينيليفرين للحفاظ على ضغط الدم. ومع ذلك ، يتم استخدام الدوبوتامين بشكل ضئيل بسبب خصائصه غير المنتظمة. أخيرا ، تم تعديل تقييم الرئة اليسرى المعزولة. بعد تثبيت هيلوم الرئة الأيمن ، تم سحب غازات LA في البداية من جسم LA بعد رفع القلب الرأسي. ومع ذلك ، فإن خلط الغاز من تصريف الفص الملحق إلى LA أنتج قراءات PaO2 عالية بشكل خاطئ. الآن ، يتم سحب العينات البعيدة إلى خط مفاغرة LA بعد تثبيت الرئة اليمنى والفص الملحق بشكل فردي. تؤخذ هذه العينات في 0 و 1 و 2 و 5 و 10 دقائق بعد تثبيت الهيلوم الأيمن وهي تمثيل أكثر دقة لوظيفة الرئة اليسرى المعزولة. قد تكون هناك حاجة لتدليك القلب اليدوي بين علامة 5-10 دقائق. يتعلق أحدث تحسن في البروتوكول بمفاغرة الوريد الرئوي العلوي (SPV). في البداية ، تم خياطة SPVs المتلقية بسبب عيارها الصغير وميلها إلى التجلط. ومع ذلك ، عانى الفص العلوي للمتبرع أحيانا من الازدحام لأن الصرف الجانبي كان متغيرا وغير كاف بين الخنازير. لعلاج هذا ، تم دمج المتبرع SPV و IPV في مفاغرة IPV / LA للمتلقي ، مما يلغي أي مشكلة في التصريف الوريدي واحتقان الرئة. وسيستمر هذا البروتوكول في الاستفادة من المزيد من التعديلات مع نمو التجربة.
هناك العديد من القيود مع هذه الطريقة لزراعة الرئة اليسرى. تم تقييم النموذج فقط مع فترة 4 ساعات ، والتي تأخذ في الاعتبار فقط وظيفة الرئة المزروعة في فترة ما بعد الجراحة الحادة بعد 12 ساعة من ESLP. تم تصميم هذا البروتوكول مع وضع تعافي الحيوان في الاعتبار. ومع ذلك ، لم يتم اختباره بعد بهذه الصفة. تتطلب العملية الفنية مهارة جراحية كبيرة وتتطلب جراحا مدربا أو متدربا جراحيا مستقلا للغاية لأداءها. هناك العديد من الفرص لحدوث أخطاء قاتلة من شأنها أن تعرض التجربة بأكملها للخطر ، وهناك حاجة إلى تقنية جراحية مناسبة لتجنب أو تصحيح مثل هذه المخاطر. التقييم الحقيقي الوحيد للرئة المزروعة يحدث في نهاية التروية. الرئة اليمنى الأصلية قادرة على تلبية متطلبات الأكسجين للخنزير وإنتاج ABGs مرضية. عندما يتم تثبيت الرئة اليمنى تماما في الهيلوم ، يتم منعها من تلقي الأكسجين الطازج ، وإمدادات الدم غير المؤكسجة الطازجة ، وتصريف الدم المؤكسج. هذه لحظة محورية لتحديد وظيفة الرئة اليسرى المزروعة حيث يتم إعادة توجيه 100٪ من النتاج القلبي نحو الرئة المزروعة ، والتي تصبح المسؤولة الوحيدة عن الأوكسجين الجهازي.
هناك فوائد متعددة لهذه الطريقة فيما يتعلق بالطرق الحالية / البديلة. بعد مراجعة الأدبيات12،13،14،15 ، هذه الطريقة هي الأكثر تفصيلا وقابلية للتكرار بعد منحنى تعليمي أولي من 1 أو 2 خنزير في أيدي متدرب جراحة القلب المبتدئ أو الجراح المؤهل بالكامل. العملية واضحة ومباشرة. ومع ذلك ، فإن ديناميكا الدم للخنزير (بما في ذلك قابليته لعدم انتظام ضربات القلب المميت) تخلق فرصة تعليمية لأولئك الذين اعتادوا على العمل على البشر البالغين ، والتي هي أكثر قوة من منظور القلب والرئة. طرق التقييم الوظيفي للرئة اليسرى المعزولة ، على الرغم من أنها قصيرة ، سهلة الأداء وقابلة للتكرار بشكل كبير. على وجه الخصوص ، توفر هذه المنهجية المزيد من التفاصيل حول إدارة التخدير أكثر مما هو متاح حاليا في الأدبيات.
زرع في الجسم الحي ضروري لأبحاث ESLP وزرع الرئة. ESLP هو التطور الأكثر أهمية في زراعة الرئة منذ إدخال الأدوية المضادة للرفض ، حيث تستفيد بعض المراكز بالفعل من زيادة معدلات استخدام الأعضاء التي توفرها هذه التكنولوجيا6،7،8،9،10،11،12. هناك حاجة إلى مزيد من التقدم في هذا المجال من البحث لتقليل معدل الوفيات في قائمة الانتظار وتوسيع إمكانية الوصول إلى منصات ESLP. يستفيد التحليل في المختبر باستخدام ESLP من التقييم في الجسم الحي وتأكيد نموذج حيواني كبير. غالبا ما تكون النماذج الحيوانية الكبيرة التي تؤكد النتائج في المختبر ضرورية للموافقة على التجارب البحثية السريرية لتطوير المختبرات. توفر هذه الطريقة طريقة زرع موثوقة ومباشرة نسبيا للمختبرات التي تجري أبحاث ESLP.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
تمتلك DHF براءات اختراع في تكنولوجيا وطرق تروية الأعضاء خارج الموقع . DHF و JN هما مؤسسان ومساهمان رئيسيان في شركة Tevosol، Inc.
Acknowledgments
يتم تمويل هذا البحث نيابة عن مؤسسة المستشفى الجامعي.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ABL 800 FLEX Blood Gas Analyzer | Radiometer | 989-963 | |
| Adult-Pediatric Electrostatic Filter HME - Small | Covidien | 352/5877 | |
| Allison Lung Retractor | Pilling | 341679 | |
| Arterial Filter | SORIN GROUP | 01706/03 | |
| Backhaus Towel Clamp | Pilling | 454300 | |
| Bovine Serum Albumin | MP biomedicals | 218057791 | |
| Biomedicus Pump | Maquet | BPX-80 | |
| Bronchoscope | |||
| Cable Ties – White 12” | HUASU International | HS4830001 | |
| Calcium Chloride | Fisher Scientific | C69-500G | |
| Cooley Sternal Retractor | Pilling | 341162 | |
| CUSHING Gutschdressing Forceps | Pilling | 466200 | |
| Debakey-Metzenbaum Dissecting | Pilling | 342202 | |
| Scissors | Pilling | 342202 | |
| DeBakey Peripheral Vascular Clamp | Pilling | 353535 | |
| Debakey Straight Vascular Tissue Forceps | Pilling | 351808 | |
| D-glucose | Sigma-Aldrich | G5767-500G | |
| Drop sucker | |||
| Endotracheal Tube 9.0mm CUFD | Mallinckrodt | 9590E | |
| Flow Transducer | BIO-PROBE | TX 40 | |
| Infusion Pump | Baxter | AS50 | |
| Inspire 7 M Hollow Fiber Membrane Oxygenator | SORIN GROUP | K190690 | |
| Intercept Tubing Connector 3/8" x 1/2" | Medtronic | 6013 | |
| Intercept Tubing 1/4" x 1/16" x 8' | Medtronic | 3108 | |
| Intercept Tubing 3/8" x 3/32" x 6' | Medtronic | 3506 | |
| Laryngoscope | N/A | N/A | Custom-made with 10-inch blade |
| Metzenbaum Dissecting Scissors | Pilling | 460420 | |
| Medical Carbon Dioxide Tank | Praxair | 5823115 | |
| Medical Oxygen Tank | Praxair | 2014408 | |
| Medical Nitrogen Tank | Praxair | NI M-K | |
| Mosquito Clamp | Pilling | 181816 | |
| Harken Auricle Clamp | |||
| Organ Chamber | Tevosol | ||
| PlasmaLyte A | Baxter | TB2544 | |
| Poole Suction Tube | Pilling | 162212 | |
| Potassium Phosphate | Fischer Scientific | P285-500G | |
| PERFADEX Plus | XVIVO | 19811 | |
| Satinsky Clamp | Pilling | 354002 | |
| Scale | TANITA | KD4063611 | |
| Silicon Support Membrane | Tevosol | ||
| Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich | 792519-1KG | |
| Sodium Chloride 0.9% | Baxter | JB1324 | |
| Sorin XTRA Cell Saver | SORIN GROUP | 75221 | |
| Sternal Saw | Stryker | 6207 | |
| Surgical Electrocautery Device | Kls Martin | ME411 | |
| TruWave Pressure Transducer | Edwards | VSYPX272 | |
| Two-Lumen Central Venous Catheter 7fr X2 | Arrowg+ard | CS-12702-E | |
| Vorse Tubing Clamp | Pilling | 351377 | |
| Willauer-Deaver Retractor | Pilling | 341720 | |
| Yankauer Suction Tube | Pilling | 162300 | |
| 0 ETHIBOND Green 1X36" Endo Loop 0 | ETHICON | D8573 | |
| 0 PDS II CP-1 2x27” | ETHICON | Z467H | |
| 1 VICRYL MO-4 1x18” | ETHICON | J702D | |
| 2-0 SILK Black 12" x 18" Strands | ETHICON | SA77G | |
| 4-0 PROLENE Blue TF 1x24” | ETHICON | 8204H | |
| 6-0 PROLENE Blue BV 2x30” | ETHICON | M8776 | |
| 21-Gauge Needle |
References
- Chambers, D. C., et al. The international thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fifth adult lung and heart-lung transplant report-2018; focus theme: Multiorgan transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation: The Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 37 (10), 1169-1183 (2018).
- Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2017 annual data report: Lung. American Journal of Transplantation: Official Journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 19, Suppl 2 404-484 (2019).
- Klein, A. S., et al. Organ donation and utilization in the united states, 1999-2008. American Journal of Transplantation: Official Journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 10 (4), Pt 2 973-986 (2010).
- Kotecha, S., et al. Continued successful evolution of extended criteria donor lungs for transplantation. The Annals of Thoracic Surgery. 104 (5), 1702-1709 (2017).
- Singh, E., et al. Sequence of refusals for donor quality, organ utilization, and survival after lung transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 38 (1), 35-42 (2019).
- Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. The New England Journal of Medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).
- Wallinder, A., et al. Early results in transplantation of initially rejected donor lungs after ex vivo lung perfusion: A case-control study. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery: Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery. 45 (1), 40-44 (2014).
- Sage, E., et al. Lung transplantation from initially rejected donors after ex vivo lung reconditioning: The french experience. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery: Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery. 46 (5), 794-799 (2014).
- Valenza, F., et al. Extracorporeal lung perfusion and ventilation to improve donor lung function and increase the number of organs available for transplantation. Transplantation Proceedings. 44 (7), 1826-1829 (2012).
- Fildes, J. E., et al. Clinical outcome of patients transplanted with marginal donor lungs via ex vivo lung perfusion compared to standard lung transplantation. Transplantation. 99 (5), 1078-1083 (2015).
- Cypel, M., et al. Experience with the first 50 ex vivo lung perfusions in clinical transplantation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 144 (5), 1200-1206 (2012).
- Clark, S. C., et al. A new porcine model of reperfusion injury after lung transplantation. Laboratory Animals. 33, 135-142 (1999).
- Karimi, A., et al. Technical pearls for swine lung transplantation. Journal of Surgical Research. 171, 107-111 (2011).
- Kruger, M., et al. Porcine pulmonary auto-transplantation for ex vivo therapy as a model for new treatment strategies. Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery. 23, 358-366 (2016).
- Mariscal, A., et al. Pig lung transplant survival model. Nature Protocols. 13, 1814-1828 (2018).
- Aboelnazar, N. S., et al. Negative pressure ventilation decreases inflammation and lung edema during normothermic ex vivo lung perfusion. The Journal of Heart and Lung Transplantation: The Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 37 (4), 520-530 (2018).
