Summary
Bu protokol, ESLP araştırmalarında kullanılmak üzere tasarlanmış ortotopik sol akciğer allotransplantasyonunun bir juvenil domuz modelini açıklamaktadır. Anestezi ve cerrahi tekniklerin yanı sıra kritik adımlar ve sorun gidermeye odaklanılır.
Abstract
Akciğer nakli, dünya çapında yılda 4.600'den fazla akciğer nakli ile son dönem akciğer hastalığı için altın standart tedavidir. Bununla birlikte, akciğer nakli, mevcut donör organların yetersizliği ile sınırlıdır. Bu nedenle, yüksek bekleme listesi ölüm oranı vardır. Ex situ akciğer perfüzyonu (ESLP) bazı merkezlerde donör akciğer kullanım oranlarını %15-20 oranında artırmıştır. ESLP, marjinal donör akciğerlerini değerlendirmek ve yenilemek için bir yöntem olarak uygulanmıştır ve genişletilmiş kriterli donör (ECD) akciğerlerinin transplantasyonunu takiben kabul edilebilir kısa ve uzun vadeli sonuçlar göstermiştir. Devam eden in vitro araştırma bulgularını doğrulamak için büyük hayvan (in vivo) transplantasyon modelleri gereklidir. İnsanlar ve domuzlar arasındaki anatomik ve fizyolojik farklılıklar önemli teknik ve anestezik zorluklar doğurmaktadır. Kolayca tekrarlanabilir bir nakil modeli, mevcut ESLP stratejilerinin in vivo olarak doğrulanmasına ve donör akciğer fonksiyonunu iyileştirmek için tasarlanmış çeşitli müdahalelerin klinik öncesi değerlendirmesine izin verecektir. Bu protokol, ortotopik sol akciğer allotransplantasyonunun bir domuz modelini tanımlar. Bu, anestezik ve cerrahi teknikleri, özelleştirilmiş bir cerrahi kontrol listesini, sorun gidermeyi, modifikasyonları ve yaklaşımın yararlarını ve sınırlamalarını içerir.
Introduction
Akciğer nakli, son dönem akciğer hastalığı için önde gelen uzun vadeli tedavidir. Dünya çapında yılda 4.600'den fazla akciğer nakli gerçekleştirilmektedir1. Bununla birlikte, akciğer nakli şu anda önemli sınırlamalara sahiptir. Birincisi, organ ihtiyacı mevcut bağışçıları gölgede bırakmaya devam ediyor. 2012'den bu yana akciğer nakli oranlarının her yıl artmasına rağmen, nakil için daha fazla adayın listelenmesi, donör sayısındaki artış ve kurtarılan organların daha iyi kullanılmasının birleşik etkileri nedeniyle, nakil bekleme listesi mortalitesi önemli ölçüde azalmamıştır2. Organ kalitesi endişeleri, bildirilen organ kullanım oranlarının %20-30 kadar düşük olmasıyla bir başka önemli sınırlamayı temsil etmektedir3,4,5. Son olarak, akciğer transplantasyonunun postoperatif sonuçlarındaki eğilimler tatmin edici olmaktan uzaktır ve uzun vadeli greft ve hasta sonuçları hala diğer solid organ transplantasyonlarının gerisinde kalmaktadır2.
Gelişmekte olan bir teknoloji olan ex situ akciğer perfüzyonu (ESLP), bu sınırlamaları hafifletme potansiyeline sahiptir. ESLP, marjinal donör akciğerlerini değerlendirmek ve yenilemek için bir yöntem olarak giderek daha fazla uygulanmaktadır ve genişletilmiş kriterli donör (ECD) akciğerlerinin transplantasyonunu takiben kabul edilebilir kısa ve uzun vadeli sonuçlar göstermiştir6,7,8,9,10. Sonuç olarak, ESLP bazı merkezlerde kullanım oranlarını %15-%20 oranında artırmıştır6,7,8,9,10,11.
Uygun ESLP araştırması, in vitro bulguların in vivo olarak doğrulanmasını gerektirir; bununla birlikte, ESLP12,13,14,15 için domuz akciğer nakli modelleri hakkında sınırlı literatür bulunmaktadır. Ayrıca, mevcut literatür, hemodinamik olarak oldukça kararsız olabilen akciğer nakli için Yorkshire domuzlarının anestezik yönetimi ile ilgili yetersiz ayrıntılar sunmaktadır12,13,14,15. Kolayca tekrarlanabilir bir model oluşturmak, mevcut ESLP stratejilerinin in vivo olarak doğrulanmasına ve akciğer iskemi-reperfüzyon hasarını azaltmak için çeşitli müdahalelerin klinik öncesi değerlendirmesine izin verecektir. Bu çalışmanın amacı, ESLP ile birlikte kullanılmak üzere ortotopik sol akciğer allotransplantasyonunun domuz modelini tanımlamaktır. Protokol, anestezi ve cerrahi tekniklerin açıklamalarını, özel bir cerrahi kontrol listesini ve sorun giderme deneyimi ve protokol değişiklikleriyle ilgili ayrıntıları içerir. Bu çalışmada sol akciğer domuz nakli modelinin sınırlamaları ve yararları da tartışılmıştır. Bu makale, 35-50 kg'lık Yorkshire domuzlarında domuz akciğerlerinin geri alınma sürecini özetlemediği gibi, ESLP'nin kurulmasını ve sonlandırılmasını da kapsamamaktadır. Bu protokol sadece alıcı nakli operasyonunu ele alır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm prosedürler, Kanada Hayvan Bakımı Konseyi'nin yönergelerine ve laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımına ilişkin kılavuza uygun olarak gerçekleştirildi. Protokoller, Alberta Üniversitesi'nin kurumsal hayvan bakım komitesi tarafından onaylandı. Bu protokol 35-50 kg arasındaki dişi yavru Yorkshire domuzlarında uygulanmıştır. Domuzlar patojen içermeyen, gıda sınıfı örneklerdir. Edmonton, AB, Kanada'daki (https://srtc.ualberta.ca) Domuz Araştırma ve Teknoloji Merkezi'nden satın alınırlar. ESLP prosedürlerine dahil olan tüm bireyler uygun biyogüvenlik eğitimi almıştır.
1. Ameliyat öncesi hazırlıklar ve anestezi
NOT: Domuzlar ameliyattan önce gece boyunca en fazla 12 saat aç bırakılır.
- Ameliyathanede alıcı domuz için prezervatif olarak intramüsküler ketamin (20 mg / kg) ve atropin (0.05 mg / kg) enjeksiyonları uygulayın.
- Normotermiyi korumak için domuzu ısıtılmış bir ameliyat masasına sırtüstü yatırın ve maske indüksiyonuna devam edin.
- Oksijen akış hızını hayvan ağırlığına ve anestezik sisteme göre titre edin.
NOT: Oksijen akışı 20-40 mL/kg olmalıdır. - İzofluranı %4-5 oranında uygulayın ve 1-2 dakika sonra %3'e düşürün.
- Anestezi derinliğini değerlendirin, domuzun zararlı bir uyarana yanıt olarak geri çekilme refleksi olmadığından emin olun. Her 5 dakikada bir tekrarlayın.
NOT: Bir ağrı yanıtı varsa, uygun anestezi derinliğine ulaşılana kadar izofluran uygulama yüzdesini arttırın. Ketamin ve hidromorfon ile idame analjezisi hakkında daha fazla ayrıntı için bu bölümün 10. adımına bakın. Felçli uygulanmaz. Bu, bir geri çekilme refleksinin değerlendirilmesine izin verir. Burun tutam, zararlı bir uyaran olarak kullanılır. - Doğru anestezi derinliği onaylandıktan sonra domuzu entübe edin. 40-50 kg'lık domuzlar için özel bir 10 inç, düz bıçaklı laringoskop ve 9 veya 10 boyutunda endotrakeal tüpler kullanın.
- Dile (tercih edilen) veya kulağa bir nabız oksimetresi probu yerleştirin ve %90'ın üzerinde bir oksijen satürasyonunu hedefleyin.
NOT: Sıcaklık bir burun sondası ile izlenir. Normotermiyi korumak için bir ısıtma yastığı kullanılır. - Anesteziyi sürdürmek için oksijen akışını (20-40 mL/kg) ve inhalan gaz oranını (%1-%3) ayarlayın.
- Ventilatör ayarlarını 12-30 nefes/dk solunum hızında, 6-10 mL/kg TV'de, 5 cm H2O PEEP'te ve 20 cm H2O Tepe Basıncında tutun.
NOT: Anestezi ve ventilasyon için kapalı bir sistem oluşturmak için standart bir YBÜ tipi pozitif basınçlı ventilatör kullanılır. Hayati değerler 15 dakikalık aralıklarla sürekli olarak izlenir ve kaydedilir. ABG'ler, hayvanın stabilitesine bağlı olarak her 15-60 dakikada bir çekilir. TV'ler 10 mL/kg'a kadar hedeflense de 6-8 mL/kg'a ulaşılır. Şekil 1 , laboratuvarda uygulanan nakil protokolü için negatif basınçlı ventilasyon (NPV)-ESLP'ye şematik bir genel bakış sağlar. - Povidon iyot kullanarak insizyon bölgesini tıraş edin, yıkayın ve aseptik olarak hazırlayın.
NOT: Ketamin / Atropin ile sedasyonun ardından, analjezik rejim, 3 mg / kg Ketamin IV q 1 saat (hasta parametrelerine bağlı olarak 1-3 mg / kg aralığında) ve Hidromorfon 0.05 mg / kg IM q 2 saat periferik olarak yerleştirilmiş bir IV hattı yoluyla uygulanmasını içerir. Dozlar arasındaki daha uzun süre, yüksek kalp atış hızı ve anormal solunum paternleri / karın kası hareketi gibi çığır açan ağrı tepkisine neden olur.
2. Santral venöz ve arteriyel hatların yerleştirilmesi
- Sıvı ve heparin uygulaması için merkezi bir hat yerleştirin.
NOT: Toplam IV sıvı uygulaması 1 mL / kg / s olarak hesaplanır ve bir MAP >60 mmHg'yi korumak için sıvı bolusları PRN uygulanır. Merkezi hat ayrıca steroidler, antibiyotikler, vazopresörler ve inotropları uygulamak için kullanılır. Çizgi konumlandırma için Şekil 2A'ya bakın.- Cildi bir povidon iyot hazırlama solüsyonu kullanarak hazırlayın ve tamamen kurumasını bekleyin. Elektrokoter kullanarak trakea üzerinde ortalanmış 5-8 cm'lik bir orta hat kesisi yapın ve sternal çentikten kraniyal olarak uzanın.
- Cildi ve deri altı yağını koter kullanarak bölün.
- Orta hat düzlemini kayış kasları arasında bölün ve ardından trakeanın lateralindeki sol veya sağ karotis intravasküler demetini tanımlamak için bağ dokusu katmanlarını bölün.
- Damar halkaları olarak ipek bağlar (boyut 2-0) kullanarak juguler venin proksimal ve distal kontrolünü elde edin.
- Kraniyal çevreleyen bağı bağlayın ve kan akışını kontrol etmek için proksimal bağ üzerinde yukarı doğru geri çekin.
- İki portlu, 7 Fr merkezi çizgiyi (damarın çevresinin ~1/3'ü) yerleştirmek için Metzenbaum makası (Malzeme Tablosuna bakınız) kullanarak damarda küçük bir kesi yapın.
- Eşzamanlı olarak, proksimal damar halkasındaki gerilimi serbest bırakın, damarı kanül edin ve ardından kanülü damarda 10 cm derinlikte sabitlemek için bağlayın.
- Hattı heparinle yıkayın,% 0.9 normal salin içeren bir IV hattına bağlayın ve domuz dehidrasyondan intravasküler olarak tükenmişse sıvı uygulayın.
NOT: Heparin, kullanılmayan tüm bağlantı noktalarını kilitler. - 500 mg metilprednizon ve 1 g sefazolin IV uygulayın.
- Doğru kan basıncı yönetimi için 7 Fr arteriyel çizgi kullanarak ortak karotis arteri kanüle etmek için aynı teknikleri izleyin.
3. Sol akciğer alımı
- Domuzu sağ lateral dekübit pozisyonunda konumlandırın.
- Sol anterolateral torakotomi yapın (Şekil 2).
- Cildi bir povidon iyot hazırlama solüsyonu kullanarak hazırlayın ve tamamen kurumasını bekleyin. Aşağıdaki işaretleri kullanarak torakotomi insizyonunu (20 cm) işaretleyin: sol kürek kemiğinin ucunu tanımlamak için palpasyon kullanın; Aynı şekilde, sternumdan daha düşük olan ksifoid süreci palpasyonla tanımlayın. İkisini Şekil 2B'de gösterildiği gibi bağlayın.
- İnsizyon hattına ve insizyonun üstünde ve altında iki kaburga boşluğuna toplam 10 mL% 0.25 bupivakain enjekte edin.
- Cildi, deri altı katmanlarını ve kas katmanlarını incelemek için elektrokoter kullanın. Latissimus dorsi bölünmelidir. İnsizyonun hemen altındaki kaburgayı tanımlayın ve interkostal nörovasküler demetten kaçınırken interkostal kasları ortaya çıkarmak için kaburganın üstüne koterize edin.
- Kaburganın hemen üzerindeki interkostal kasları delmek için bir sivrisinek hemostatı kullanın ve ardından bir parmak kullanarak yapışıklıklar için göğsün içinde hissedin. Torakotomiyi uzatmak için kaburganın üst kenarı boyunca koterize ederken bir Yankauer emme veya parmak kullanarak akciğeri itin ( Malzeme Tablosuna bakın).
- Torakotomiyi sternumdan 1 inç uzağa kadar öne doğru uzatın. Torakotomiyi posteriordan paraspinal kaslara uzatın.
- Torakotomiyi geniş (10 cm) açmak için bir Cooley sternal ekartör takın (Malzeme Tablosuna bakın) (Şekil 2C). Sol hemi-azygot veni ortaya çıkarmak için akciğeri geri çekin (Şekil 2D).
- Metzenbaum makası ve ince bir Lauer kullanarak sol hemiazigos damarını çevresel olarak inceleyin. Kabı ipek bağlarla çevreleyin ve ardından bağlayın ve geçirin (Şekil 2E). Daha fazla kontrol için proksimal güdük üzerinde ipek bir kravat tutun.
NOT: Lauer, doku diseksiyonu için kullanılan dik açılı bir kelepçe veya çölyak kelepçesidir. - Sol pulmoner arteri (PA) ve sol pulmoner venleri (PV) diseke edin. Kontrol için damarları ipek bağlarla çevreleyin (Şekil 2F).
NOT: Üstün PV'ler çok küçüktür ve bireysel anatomiye bağlı olarak dal noktalarında veya ortak gövdelerinde sütür bağlanır. Sol ana gövde bronş PA ve LA'ya (sol atriyum) derindir, bu nedenle bazen arter ve venler klemplenip kesilene kadar kolayca diseke edilemez (Şekil 2G). - PA'yı klemplemeden 5 dakika önce 5000 ünite heparin IV uygulayın.
NOT: Heparin 5000 ünite IV, PA'nın kelepçesini açmadan 5 dakika önce de uygulanır. Bundan sonraki her saat için 1000 ünite IV heparin uygulanır. - PA (DeBakey çapraz kelepçe), sol inferior pulmoner ven (Satinsky kelepçesi) ve sol bronşları (Spoon Potts kelepçesi) ayrı ayrı kelepçeleyin (bkz. Sol bronş klemplendikten sonra tidal hacimleri 5 mL / kg'a düşürün.
- PA, sol inferior pulmoner ven ve sol bronştan transekt. Dikmek için en az 0,5 cm doku manşeti bırakın. Sol inferior pulmoner bağı bölün ve sol akciğeri çıkarın.
NOT: Sol akciğer kontrol histolojisi için atılabilir veya saklanabilir.
4. ESLP'nin sonlandırılması, sol akciğerin bölünmesi ve elektrolit solüsyonu ile yıkama
- Ventilasyon tüpünü maksimum inspirasyonda kelepçeleyin, perfüzyon ve ventilasyonu sonlandırın ve akciğerleri ESLP cihazından ayırın.
- Ödem oluşum miktarını belirlemek için akciğerleri tartın.
NOT: Ödem, fazla sıvı birikmesine bağlı doku şişmesidir. - Aksesuar lobun doku biyopsisini alın, üç eşit parçaya bölün ve aşağıdakilerin her birine bir parça yerleştirin: optimum kesme sıcaklığı (OCT) jeli, formalin ve sıvı nitrojen içinde dondurun.
NOT: Bu adım genellikle yazarın laboratuvarında izlenir. Numuneler daha sonra gelecekteki analizler için saklanır: OCT ve snap-dondurulmuş numuneler -80 °C'lik bir dondurucuda tutulur ve formalinle saklanan numuneler uygun şekilde kapatılmış bir kaba yerleştirilir ve 4 °C'lik buzdolaplarında saklanır. Spesifik ESLP protokolü ve doku analizinin ayrıntıları başka bir yerde yayınlanmaktadır16. - Sol donör akciğeri sağ akciğerden ayırın. Alıcı LA'ya dikmek için 1 cm donör PA, 1 cm donör bronş ve yeterli donör LA manşeti (çevresel olarak ~ 0.5 cm) bırakın (Şekil 2H). Daha sonraki anastomozları kolaylaştırmak için sol inferior PV'yi ve sol superior PV'leri donör LA duvarı ile süreklilik içinde bırakın.
- Sol akciğeri tartın.
- Bir IV hattına bağlı bir damla emici kullanarak donör sol PA'yı kanüle edin ve 500 mL hücre dışı, düşük potasyumlu, dekstran bazlı elektrolit koruma solüsyonunu akciğer damar sistemi boyunca antegrad olarak yıkayın. Yıkama sırasında PA'daki kanülü ipek bir bağ ile sabitleyin ve yıkama tamamlandığında bırakın.
NOT: Bahsedilen adımlar, bu çalışma için kullanılan belirli ESLP cihazıyla ilgilidir ve diğer cihazlara doğrudan uygulanamayabilir.
5. Sol akciğer nakli
- Donör akciğerini alt lobdan başlayarak alıcının göğsüne yerleştirin. Akciğeri yerine oturtmaya zorlamayın.
NOT: Sternal ekartör üzerinde tork uygulanarak donör akciğeri barındırmak için alt göğüs kafesinin yukarı doğru kaldırılması gerekebilir. İdeal olarak, alıcı, bir boyut eşleşmesini kolaylaştırmak için donörden birkaç kilogram daha büyüktür. - Bronşiyal anastomozu önce bir TF iğnesinde 4-0 prolen kullanarak gerçekleştirin (Şekil 2I).
NOT: Çalışan, uçtan uca bir anastomoz iyi çalışır. Gereksiz dokunun neden olduğu bükülmeyi önlemek için dikişten önce iki anastomoz ucundaki fazla uzunluğu kesin. - Koşan, uçtan uca bir anastomoz kullanarak BV-1 iğnelerinde 6-0 prolene ile LA anastomozunu ikinci kez gerçekleştirin. Yine, bükülmeyi önlemek için fazla dokuyu kesin.
NOT: LA gevrektir ve küçük BV-1 iğnesinden yararlanır. Yeterli doku satın almak ve donör IPV ve SPV'nin alıcı IPV/LA açıklığına dikilmesinden kaynaklanan uyumsuz boyutu düzeltmek için donör üzerinde yatay ısırıklar gerekebilir. - Sol üst akciğer lobu venöz drenajına izin vermek için donör SPV'leri inferior PV ve LA anastomozuna dahil edin (Şekil 2J).
NOT: Dal superior pulmoner venlerin (SPV'ler) çapı 0,5 cm'den azdır. Ortak SPV gövdesinin uzunluğu değişkendir ve rutin olarak mevcut değildir, bu da verici ve alıcı SPV'ler arasında doğrudan anastomozu zayıf bir seçenek haline getirir. - PA anastomozunu BV-1 iğnelerinde 6-0 prolene ile uçtan uca bir anastomoz kullanarak tamamlayın. Yine, bükülmeyi önlemek için fazla dokuyu kesin.
- Bronşiyal kelepçeyi çıkarın ve TV'leri hedef 10 mL/kg'a yükseltin.
- Heparinizasyonu onaylayın, bir potasyum kayması uygulayın (40 mg furosemid, 10 ünite insülin, 100 mL% 25 dekstroz çözeltisi), PA kelepçesini kısmen açın, havayı alın ve PA sütürünü bağlayın. PA cl'yi tamamen serbest bırakınamp 10 dakika sonra.
- Bu arada, LA'nın havasını alın, dikişleri bağlayın ve LA kelepçesini çıkarın.
- Santral hattan reperfüzyon kan gazı ve sol orta lobdan reperfüzyon doku biyopsisi alın.
NOT: Doku biyopsisi almak için, orta lob tepesinin 0 cm'lik bir kısmını çevrelemek için 1 numara ipek bir kravat kullanın, dokuyu tuzağa düşürmek için bağlayın ve ardından izole edilen kısmı Metzenbaum makasıyla kesin. Biyopsiyi üç eşit parçaya bölün ve daha önce tarif edildiği gibi yönetin. - Bronşiyal anastomozu değerlendirmek ve sekresyonları aspire etmek için sol ve sağ akciğer bronkoskopisi yapın. Bir adaptör bağlantısı kullanarak endotrakeal tüpe bir bronkoskop yerleştirin.
- Kapsamı emmeye bağlayın. Bronkoskopu sol bronşun içine ilerletin. Bronşiyal anastomozu inceleyin (Şekil 2N). Kapsamı bronşiyollerden aşağı doğru ilerletin ve herhangi bir sıvıyı emdirin. Sağ tarafta tekrarlayın.
NOT: Oksijen doygunluğunun %90'ın altına düşmesine izin vermeyin. Doygunluklar bu seviyenin altına düşerse, dürbünü çıkarın ve domuzun iyileşmesi için birkaç dakika kesintisiz havalandırmaya izin verin.
- Kapsamı emmeye bağlayın. Bronkoskopu sol bronşun içine ilerletin. Bronşiyal anastomozu inceleyin (Şekil 2N). Kapsamı bronşiyollerden aşağı doğru ilerletin ve herhangi bir sıvıyı emdirin. Sağ tarafta tekrarlayın.
- 20 Fr dövülebilir bir göğüs tüpü yerleştirin (Şekil 2L), torakotomiyi üç kat halinde kapatın (Şekil 2M) ve arteriyel kan gazları (ABG'ler) stabil olur olmaz domuzu yüzüstü yatırın (Şekil 2O).
- Domuzu yüzüstü pozisyonda 4 saatten fazla izleyin. Her 30 dakikada bir ABG analizi yapın. Reperfüzyondan sonra her saat başı 1000 ünite heparin uygulayın.
- İnflamatuar belirteçlerin santrifüj ve enzime bağlı immünosorbent testi (ELISA) analizi için her saat 10 mL kan örneği alın16.
NOT: Santrifüj parametreleri daha sonra detaylandırılmıştır.
- İnflamatuar belirteçlerin santrifüj ve enzime bağlı immünosorbent testi (ELISA) analizi için her saat 10 mL kan örneği alın16.
6. İzole Sol Akciğer Değerlendirmesi
- Domuzu sırtüstü yatırın ve povidon iyot hazırlama solüsyonu kullanarak sternumu yeniden hazırlayın. Son izole sol akciğer değerlendirmesi için orta hat sternotomi yapın (Şekil 2P).
- Metzenbaum makasını kullanarak sol plevrayı açın ve daha önce tarif edildiği gibi sol alt lobdan doku biyopsisi alın (adım 5.9'a NOT).
- Aksesuar lob plevrasını açın ve Metzenbaum makası kullanarak ortak damarı inceleyin.
NOT: Bu daha sonra sıkıştırılacaktır. - 21 G'lik bir iğne kullanarak LA anastomozundan bir kan örneği alın. İğneyi sol pulmoner venlere doğru ve ortak sol atriyum veya aksesuar lob gövdesinden uzağa yönlendirin.
- Sağ hiler kelepçeler için yer açmak için sağ plevrayı açın (bkz. Sağ inferior pulmoner ligamenti hiluma kadar diseke edin. Bir kelepçenin hilumun etrafına üstün, alt ve ön olarak yerleştirilebildiğinden emin olun.
NOT: Bu, hilusun tıkanmasını ve tüm oksijenasyonun sol akciğere bağlı olmasını sağlar. Sağ akciğer şu anda havalanmayacaktır, bu da ventilatör solunumlarında şişirme/söndürme eksikliği ile belirgin olmalıdır. Bunu başarmak için sağ alt lob göğüsten kaldırılabilir. - Herhangi bir aksesuar lob drenajını LA'ya tıkamak için bir DeBakey aort çapraz klemp (Malzeme Tablosuna bakın) kullanarak aksesuar lob damarını kelepçeleyin (Şekil 2Q).
- Sağ hilyumu klempleyin ve sol akciğere doğru yönlendirilmiş 21 G'lik bir iğne ile sol PV anastomozundan aşağıdaki seri kan örneklerini alın: klemplemeden 0 dk, 1 dk, 2 dk, 5 dk ve 10 dk sonra.
NOT: Kısmi oksijen basıncındaki (PaO2) herhangi bir eğilimi izlemek için beş numune alınır (Şekil 2R). PaO2 , uygun sol akciğer fonksiyonunu temsil etmek için nispeten stabil kalmalıdır. Beş numune ayrıca, herhangi bir numunenin pıhtılaşması ile ilgili bir sorun olması veya ABG analizi ile ilgili bir sorun ortaya çıkması durumunda bir kalite değerlendirmesinin sigortasını sağlar. - Anastomozları kesin ve sol akciğeri çıkarın. Anestezi altında kan kaybı yoluyla ötenaziyi hızlandırmak için IVC'yi transekt edin.
NOT: Alıcı domuz için toplam anestezi süresi 8 saattir. - Ödem oluşumunu değerlendirmek için donör akciğerini tartın ve genel görünüm açısından inceleyin. PA, bronş ve LA manşetini donör akciğerde ve alıcı mediastende pıhtı veya başka bir patoloji belirtileri açısından inceleyin.
- Son gaz analizlerini yapın, perfüzat örneklerini santrifüjleyin ve doku biyopsilerini daha önce açıklandığı gibi saklayın (adım 4.3'e NOT).
NOT: Santrifüj ayarları şunlardır: 112 x g, 9 hızlanma, 9 yavaşlama, 4 °C ve 15 dakika süre.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Tüm sonuçlar, 12 saatlik NPV-ESLP16'yı takiben 4 saatlik reperfüzyon bağlamındadır. Akciğer eksplantı sırasında, tahmin edilmesi gereken birkaç klinik sonuç vardır (Şekil 3). Tipik olarak, başarılı bir sol akciğer eksplantasyonunu takiben domuz hemodinamik olarak stabil kalacaktır, ancak cerrahiye vazodilatör yanıt nedeniyle düşük dozda fenilefrin infüzyonu (doz aralığı: 2-10 mg / s) gerektirebilir. Kalp hızı yaklaşık 100-120 bpm'yi hedeflemelidir, solunum hızı (RR) SpO 2 için 8-30 > %90, ortalama arter basıncı (MAP) 60 mmHg>, normotermik (38 °C) ve tidal hacimler (TV) 5 mL/kg'da hedeflenirken, 20-24 cm H2O pik basınçlarla tek akciğer ventilasyonunda hedeflenir. Tek akciğer ventilasyonu sırasında, sol akciğeri aşırı şişmeden korumak için ventilasyon hacimleri yarı yarıya azaltıldı. Solunum hızı, fizyolojik bir gelgit sonu karbondioksit seviyesini hedeflemek için arttırıldı (Şekil 3). Bu nedenle, Şekil 3, transplantasyonun kritik noktaları sırasında tipik hemodinamik ve ventilasyon parametrelerini göstermektedir.
Akciğer implantı sırasında aşağıdaki sonuçlar tipiktir. Sol akciğer, ESLP çalışması sırasında sıvıyı emmiş olacak ve ekilen akciğerden daha ağır ve daha büyük görünecektir. Bu nedenle, alıcı donörden (2-4 kg) biraz daha büyük olmalıdır, böylece toraks biraz ödemli akciğeri barındırabilir. Akciğer, torakotomi yoluyla göğse yerleştirmek için hafif bir basınç gerektirecektir. Önce alt lobu, ardından üst lobu yerleştirmek daha kolaydır. Bronş direkt uçtan uca bir anastomozdur ve önce yapılmalıdır. TF iğnesi üzerinde 4-0 prolene önerilir. LA manşetleri oldukça gevrektir, ancak dokunun fazlalığı ve esnekliği nedeniyle dikilmesi çok zor değildir. BV-1 iğnelerindeki 6-0 prolene, LA anastomozları için iyi çalışır. PA yapılan son anastomozdur. Bu damar çok az çekiş ile kolayca yırtılabilir. Yırtılırsa, perikardın açılması ve kelepçenin dikiş için sağlıklı dokuya doğru proksimal olarak hareket ettirilmesi mümkündür. Yine, BV-1 iğnelerinde 6-0 prolen bu anastomoz için iyi çalışır.
Reperfüzyon sırasında aşağıdaki eğilimler fark edildi. Bronş açıldıktan ve TV'ler tekrar 10 mL / kg'a yükseltildiğinde, sol akciğer şişmeye başlayacaktır. Tidal hacimler için hedef 10 mL/kg olmasına rağmen, genellikle 6-8 mL/kg'a ulaşıldı, bu da kullanılan ESLP protokolüne ve implante edilen akciğerin kalitesine bağlı olarak ilk 2-3 saatlik reperfüzyonda kademeli olarak elde edildi. Nadiren küçük bir hava kaçağı olabilir ve bu ön duvarda basit bir dikişle giderilebilir. Arka duvarın onarımı daha zordur ve paketleme gerektirir. Bronşiyal anastomozdan hava sızıntılarını önlemek için büyük çaba gösterilmelidir. Bronkoskopide sağ akciğer normal görünür ve sol akciğer tipik olarak ödemlidir. Dikiş hattı incelenir ve hava yollarından yaklaşık 50-100 mL berrak sıvı emilir. TV, emme sırasında 300 saniyeden 20 saniyeye önemli ölçüde düşecektir, bu nedenle domuzun iyileşmesini sağlamak için bu işlem hızlı bir şekilde gerçekleştirilmelidir. Arteriyel satürasyon% 90'ın altına düşerse, bronkoskopi sonlandırılmalı ve domuzun 1-2 dakikalık ventilasyondan sonra iyileşmesine izin verilmelidir. İlk arteriyel kan gazı (ABG) tipik olarak normaldir, çünkü sol akciğer iyileşirken sağ akciğer iyi çalışır.
Reperfüzyon sırasında furosemid, dekstroz ve insülinin proaktif olarak uygulanması, hücre içi kayma yoluyla potasyumda dramatik bir artışı hafifletmeye hizmet eder. Potasyum, 60-120 dakikalık reperfüzyon sırasında tahmin edilebileceği gibi artacaktır (Tablo 1). Tablo 1 , 12 saatlik normotermik negatif basınçlı ventilasyon (NPV) ESLP'yi takiben 4 saatlik reperfüzyon ile transplantasyon üzerinden ABG örneğini göstermektedir. Potasyumu 5 mmol / L'< tutmak için 4 saatlik reperfüzyon sırasında yaklaşık iki ila dört vardiya gerekir. Eğilim yukarı yönlüyse ve 30 dakikalık aralıklarla çekilen iki gaz arasında hızlı bir değişim olarak görünüyorsa, hedef K+< 4.5 mmol/L'dir. Kaymalar arasında 40 mg furosemid, 100 mL %25 dekstroz (D25) ve merkezi hat üzerinden IV itme olarak uygulanan 10 ünite düzenli insülin bulunur. Bazen, domuz, gelişmekte olan bir vazoplejik yanıtı tedavi etmek için 30-60 dakikalık reperfüzyondan sonra fenilefrin (2-10 mg / s) ile birlikte düşük doz dobutamin infüzyonuna (1.5-5 mcg / kg / dak) ihtiyaç duyacaktır. Bu durumda sadece fenilefrin kullanılması tercih edilir. Bununla birlikte, dobutamin, özellikle kalp atış hızı bradikardik ise, 60 mmHg'den daha yüksek bir ortalama arter basıncını korumak için yararlı bir ek inotrop olabilir.
Torakotominin kapatılması ve domuzun yüzüstü döndürülmesi üzerine ventilasyon ve hemodinamikte bir iyileşme gösterilmiştir. Değişiklik sert olabilir ve 5-10 dakika içinde gerçekleşebilir, ancak bazen yanıt 1 saat sürer. Sağ akciğerden basınç/ağırlık alındıkça tidal hacimler artar ve sol akciğer, daha iyi uyum ve işe alım ile ventilasyona devam eder. Pozisyon değişikliğinden sonra hava yolunu temizlemek için tekrar bronkoskopi yapılabilir. Takip eden 4 saat boyunca, fenilefrin gereksinimleri azalır, TV'ler hedef 10 mL / kg'a yaklaşır ve ABG'ler stabilize olur (Tablo 1). Tekrarlamak gerekirse, 10 mL/kg'lık TV'ler hedeflenirse, tipik olarak 6-8 mL/kg aralığındaki TV'ler elde edilir (Şekil 3).
Son izole sol akciğer değerlendirmesi sırasında, stabil bir davranış paterni gözlenmiştir. Domuz, sternotomi için sırtüstü pozisyonda hemodinamik olarak daha az toleranslıdır ve ek vazopresör desteği gerektirebilir. Sol akciğerin muayenesi, iskemik reperfüzyon hasarından (IRI) değişken derecelerde hafif hiperemi ortaya koymaktadır. Sağ akciğer normal görünüyor. Sağ hilum klemplendikten sonra domuz sinüs taşikardik hale gelir (120-140 bpm) ve kalp debisinin %100'ü sol akciğere yönlendirilir. Tüm süreç 10 dakika sürdüğü için hedeflenen gelgit hacimleri şu anda azalmaz. Domuz 5 dakikaya kadar stabil kalır, ancak kalp 5-10 dakika arasında ventriküler fibrilasyon geliştirebilir ve sol akciğeri perfüze etmeye devam etmek için potansiyel olarak manuel kalp masajı gerekir. Sol akciğer eksplante edilir, tartılır ve anastomozlar açıklık açısından incelenir. Domuz, daha önce nakledilen akciğerin eksplantasyonu ile çakışan kan kaybı sırasında hızla sona erer.
Başarılı bir nakil, deneyden sonra öngörülebilir bulgulara sahiptir (Tablo 1 ve Şekil 4). Şekil 4 , nakil protokolü sırasında tipik P:F oranı değişikliklerini ve ödem oluşumunu göstermektedir. Tipik olarak, sol akciğer yaklaşık% 35 (+/-% 15) kilo artışı yaşayacaktır; Bununla birlikte, dolaşımdaki artık kan bu ağırlığa katkıda bulunur. Sol akciğer oksijenasyonda hemen etkili olmadığı için PF oranları reperfüzyonda yaklaşık 100 düşer, ancak bu tutarsızlık 2-3 saat içinde düzelir. 4 saatte izole sol akciğer değerlendirmesinde, PF oranı sabit kalacak veya hafifçe azalacaktır. Genel olarak, 10 dakikada izole edilen sol akciğer gazı, 12 saatlik ESLP sonrası son gaz analizine benzer olacaktır (Tablo 1). Ancak, bu tamamen kullanılan ESLP protokolüne ve ortaya çıkan IRI'nin kapsamına bağlıdır. Başarısız bir nakil, LPA'nın pıhtılaşmasından kaynaklanabilir, bu da oksijenlenmeyen enfarktüslü bir akciğere neden olur. Aynı şekilde, nakil ameliyatının süresi, reperfüze akciğer fonksiyonunun kalitesini etkileyebilir. İmplantasyon ameliyatı 30-60 dakika arasında sürmelidir. Daha uzun operasyonlar, donör akciğeri, iskemik reperfüzyon hasarını şiddetlendiren ve deneysel ESLP protokolünün sonuçlarını karıştırabilen zararlı sıcak iskemik zamana maruz bırakır. Belirli bir deneyin spesifik ESLP protokolü, patent anastomozlarına rağmen transplantasyondan sonra oksijenlenemeyen çalışmayan bir akciğer üretebilir. Bu tür izole edilmiş sol akciğer gazları, düşük kısmi oksijen basıncı (PaO2) ile çok koyu renkli (oksijensiz) olacaktır.
Şekil 1: Domuz sol akciğer nakli protokolünün şeması. Bir Yorkshire domuzunda 12 saatlik NPV-ESLP çalışmasının ardından sol akciğer naklinin şematik gösterimi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Domuz sol akciğer nakli cerrahi protokolünün fotoğrafları . (A) İç juguler ve ortak karotis çizgisinin yerleştirilmesi. (B) Torakotomi insizyonu. (C) Torakotomi. (D) Sol Hemi-azygot ven. (E) Bağlanmış Sol Hemi-azygot ven. (F) Pulmoner venlerin izolasyonu. (G) Klempli sol atriyal manşet, sol bronş ve sol pulmoner arter. (H) Pulmoner ven, bronşiyal ve PA manşetleri ile sol donör akciğer. (I) Pulmoner arter anastomozu. (J) Sol akciğer nakledildi ve kelepçesiz. (K) Akciğer yeniden konumlandırıldı. (L) Göğüs tüpü yerleştirilmiş. (M) Torakotomi kapanması. (N) Bronşiyal anastomoz. (O) Domuz yüzüstü pozisyonda. (P) Sternotomi. (Q) Aksesuar lob klemplendi (Sağ akciğer klemplendi, ancak gösterilmedi). ( R ) Sol pulmoner ven kan örnekleri pulmoner ven anastomozundan (önceki ponksiyon bölgesinden kanama) alındı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Domuz sol akciğer nakli ameliyatı için izleme ve ventilasyon parametreleri. (A) Alıcı nakil öncesi için tipik parametreler. (B) Alıcı sol akciğer eksplantındaki tipik parametreler. (C) Sol akciğer donör naklinden 4 saat sonra tipik parametreler. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Nakil öncesi ve sonrası P:F oranı ve kilo alımı. (A) Nakil boyunca PaO 2:FiO2 oranları. (B) NPV-ESLP'den 12 saat sonra nakil boyunca sol akciğerin kilo alımı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| Arteriyel Kan Gazları (%100 FiO2) | İn vivo Alıcı | T0 Reperfüzyon | T1 Reperfüzyon | T2 Reperfüzyon | T3 Reperfüzyon | T4 Reperfüzyon | İzole Sol Akciğer Ön Kelepçesi | İzole Sol Akciğer Post-klemp (0 dk) | İzole Sol Akciğer Post-klemp (1 dk) | İzole Sol Akciğer Post-klemp (5 dk) | İzole Sol Akciğer Post-klemp (10 dk) |
| Kan Gazı Değerleri | |||||||||||
| Ph | 7.402 | 7.327 | 7.284 | 7.402 | 7.421 | 7.479 | 7.504 | 7.399 | 7.371 | 7.423 | 7.435 |
| pCO2 (mmHg) | 47.7 | 57.3 | 56.4 | 36.9 | 35.3 | 35.6 | 34.2 | 45.6 | 48.1 | 40.6 | 36.6 |
| pO2 (mmHg) | 299 | 184 | 165 | 355 | 358 | 300 | 327 | 287 | 207 | 335 | 249 |
| Oksimetre Değerleri | |||||||||||
| Hb (g/dL) | 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 |
| Elektrolit Değerleri | |||||||||||
| K+ (mmol/L) | 4.5 | 6.2 | 4.4 | 4 | 4.1 | 4.6 | 5.2 | 5.4 | 5.3 | 6.9 | 7.4 |
| Na+ (mmol/L) | 141 | 143 | 140 | 245 | 145 | 144 | 140 | 141 | 139 | 137 | 136 |
| Ca2+ (mmol/L) | 0.99 | 0.88 | 0.81 | 0.74 | 0.66 | 0.61 | 0.36 | 0.98 | 0.42 | 0.36 | 0.38 |
| Cl- (mmol/L) | 97 | 97 | 95 | 101 | 100 | 96 | 91 | 102 | 94 | 91 | 94 |
| Osm (mmol/kg) | 287 | 287.9 | 293.7 | 292.4 | 297.5 | 293.5 | 284.7 | 287.1 | 282.9 | 278.2 | 277.1 |
| Metabolit değerleri | |||||||||||
| Glikoz (mmol/L) | 4,2 | 2.7 | 13.4 | 2.8 | 8.3 | 5 | 5.1 | 4.9 | 4.5 | 4.6 | 4.2 |
| Laktat (mmol/L) | 1.2 | 1.3 | 3.8 | 2.5 | 1.3 | 1.2 | 1.4 | 1.8 | 1.4 | 1.9 | 2.7 |
| Asit Baz durumu | |||||||||||
| HCO-3 (mmol/L) | 29 | 29.1 | 25.9 | 22.4 | 22.5 | 26.1 | 26.7 | 27.6 | 27.1 | 26.1 | 24.1 |
Tablo 1: ESLP'den 12 saat sonra sol akciğer nakli sonrası yapılan kan gazı analizi. Ca+, kalsiyum iyonu; Cl-, klorür iyonu; Hb, hemoglobin; HCO3-, bikarbonat iyonu; K+, potasyum iyonu; Na+, sodyum iyonu; Osm, ozmolarite; paCO2, arteriyel kısmi karbondioksit basıncı; PaO2, arteriyel kısmi oksijen basıncı; sO2, oksijen doygunluğu; izole sol akciğer ön klemp, sağ hilus açık; Sağ hilus klemplendikten 1 dakika sonra izole sol akciğer klemplendi.
Ek Dosya 1: Sol akciğer nakli için cerrahi güvenlik kontrol listesi. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu protokolde birkaç kritik cerrahi adım yer almaktadır ve başarılı transplantasyon ve akciğer değerlendirmesi sağlamak için sorun giderme gereklidir. Juvenil domuz akciğerleri, yetişkin insan akciğerlerine kıyasla inanılmaz derecede hassastır, bu nedenle ameliyat eden cerrah domuz akciğerlerini tutarken dikkatli olmalıdır. Bu, özellikle 12 saatlik bir ESLP çalışmasından sonra geçerlidir, çünkü organ sıvı hacmini almış olacak ve aşırı manipülasyondan kaynaklanan yaralanmalara duyarlı olacaktır. Herhangi bir aşırı baskı, deneysel akciğerde değerlendirme sonuçlarını etkileyecek atelektazi veya travmaya neden olacaktır. Aynı şekilde, genç domuzlarda vasküler yapılar çok hassastır. Doku katmanlarının yırtılmasına veya diseksiyonuna neden olabileceğinden, PA kelepçesinin burulmasını önlemek çok önemlidir. PA'daki bir yırtık, implante eden akciğere anastomoz edilebilen sol PA'nın daha proksimal bir kısmına erişmek için perikardın açılmasını gerektirecektir. Bir DeBakey vasküler kelepçesi, cerrahi alana iyi uyan düşük bir profile sahiptir, ancak cerrah dikkatli olmazsa bu alet hassas PA'nın yaralanmasına neden olabilir. Yerinden çıkmayı veya burulmayı önlemek için perdelere tutturulmuş ipek bir bağ kullanarak kelepçeyi yerine sabitlemek yararlıdır. Bronşiyal anastomozun klemplenmesi sonrası nakledilen akciğerin bronkoskopisi de önemlidir. 12 saatlik ESLP ve transplantasyondan sonra donör akciğer hava yolunda genellikle sıvı bulunur. Bu sıvının emilmesi, sol akciğer fonksiyonunun optimal iyileşmesini sağlamak ve böylece 4 saatlik reperfüzyondan sonra değerlendirmek için hayati önem taşır. Bronkoskopi ve ilk ABG tatmin edici potasyum seviyeleri ile geri döndükten sonra, bir göğüs tüpü yerleştirmek, insizyonu kapatmak ve domuzu yüzüstü bırakmak çok önemlidir. Domuzun hemodinamiği ve ventilasyonu, göğüs kafesi yeniden yaklaştırıldığında, yüzüstü pozisyonda önemli ölçüde daha stabildir. Bu aşamada 5.5 mmol / L'> yüksek potasyum bradikardik arrest riski taşır ve perfüzyonu desteklemek için acil olarak yeniden açma ve manuel kalp masajı gerektirir, bu da en iyi şekilde önlenir. Reperfüzyon sırasında hiperkalemi ve bradikardik arrest riskinin önemli olması nedeniyle, reperfüzyondan başlayarak ve 4 saatlik kan kaybına kadar her 30 dakikada bir tekrarlayan seri ABG'lerin yapılması kritik öneme sahiptir. ABG'ler, oksijenasyon, kısmi karbondioksit basıncı (PCO2), potasyum ve glikoz ile ilgili temel okumaları verir. Bu dört bileşeni yakından izlemek ve uygun şekilde ele almak, başarılı bir deney için hayati önem taşır. Hiperkalemi ve bradikardi beklentisi ile ilişkili pik T dalgalarını izlemek için sürekli bir telemetri okuması da kritik öneme sahiptir. Deneyin son aşamalarında, LA anastomozundan son kan örneklerini almadan önce sağ akciğer hilusunu ve aksesuar lobunu klemplemek çok önemlidir. Sağ hilus, aksesuar akciğer lobuna kan sağlar ve aksesuar lob, genellikle ortak bir gövde yoluyla sol inferior pulmoner vene bitişik olarak drene olur. Sağ akciğer fonksiyonunun kan karışması yoluyla örnek LA gazlarına katkıda bulunmadığından emin olmak için sağ hilum ve aksesuar lobun ayrı ayrı klemplenmesi gerekir. Sol akciğer ABG örneğinin PV anastomozundan veya hemen ötesinden alınması önerilir.
Açıklanan yöntemlerde önemli sorun giderme ile birlikte bu protokolde çeşitli değişiklikler yapılmıştır. Başlangıçta, implantasyon median sternotomi ile gerçekleştirilmeye çalışıldı; bununla birlikte, domuz PA, bronş ve LA'nın oryantasyonu nedeniyle maruziyet yetersizdi. Yaklaşım başarılı bir şekilde gerçekleştirildi, ancak daha iyi pozlama için sonraki ameliyatlarda torakotomi denendi. Bu, görselleştirme ve teknik açıdan üstün bir cerrahi yaklaşım olduğunu kanıtladı. Bir diğer önemli değişiklik, bir cerrahi güvenlik/protokol kontrol listesinin geliştirilmesi ve uygulanmasıydı (Ek Dosya 1). Katılan tüm ekip üyeleri için önemli bir öğrenme eğrisi vardı ve bu deneyler kaynak yoğundur. İletişim ve belge protokolü geliştirmeye rehberlik etmek için bir kontrol listesi geliştirilmiştir (Ek Dosya 1). Kontrol listesi, daha hızlı öğrenme için protokolün sistemleştirilmesine ve basitleştirilmesine izin verdi. Heparinizasyon protokolü de değiştirildi. Yapılan ilk on nakilden ikisinde sol PA'da pıhtı oluşumuna bağlı sol akciğer iskemisi vardı. Başlangıçta, PA klemplemeden 5 dakika önce 5000 ünite heparin IV ve PA klemplemeden 5 dakika önce ek 5000 ünite uygulandı. Dozlama sıklığı, PA klempinin açılmasından sonra her saat 5000 üniteyi içerecek şekilde arttırıldı ve bu yaklaşımı benimsediğinden beri kanama veya PA pıhtılaşması ile ilgili herhangi bir sorun olmadı. PA klemplemesinden 5 dakika önce ve kısmi PA klemplemeden 5 dakika önce 5000 ünite IV heparin dozu ile masrafları kontrol etmek için daha az heparin kullanan bir strateji geliştirilmiştir. Bunu, vakanın geri kalanında her saat başı 1000 ünite IV heparin bolusu takip eder. Heparinizasyon yeterliliğine ulaşmanın en doğru yolu olan ACT analizine erişim yoktu.
PA'nın kelepçesinin açılması da ani bir açmadan, nakledilen akciğere 10 dakika boyunca kademeli olarak tam akışı yeniden sağlayan bir yaklaşıma değiştirildi. Sol inferior PV ve LA manşeti, antegrad hava tahliyesine izin vermek için PA kelepçesinin açılması üzerine kenetlenmiş halde kalır. Tam PA akımı, hassas LA sütür hatları üzerinde önemli bir basınç ve akciğer damar sistemi içinde önemli bir basınç oluşturdu ve bu da zarar verici görünüyordu. Uzun süreli PA açma, ani açılma ve akışta ani bir artışın aksine, akışta kademeli bir artışla LA'nın antegrad havasının alınmasına izin verir. Uzun süreli açma işlemi, dikiş hatlarını ve akciğer endotelini ani basınç artışından korur. ESLP ile bile, nakledilen akciğere iskemik bir hakaret ve hücre ölümü, iskemik reperfüzyonu takiben domuzun dolaşımına önemli miktarda potasyum salınmasına katkıda bulunur. Hiperkalemiyi proaktif olarak yönetmek için protokol, 40 mg IV furosemid, 100 mL %25 dekstroz (D25) ve 10 birim düzenli insülin uygulanarak reperfüzyon sırasında potasyumu önceden kaydıracak şekilde değiştirildi. Bu, reperfüzyonun ilk saatinde ABG'lerde hedef potasyumu korur ve domuz, deneyde daha önce güvenli bir şekilde provoke edilebilir, bu da greft fonksiyonuna yardımcı olur. Hemodinamik açıdan bakıldığında, protokol baskın vazopresör desteği olarak fenilefrin kullanacak şekilde modifiye edilmiştir. Vazopressinin daha az etkili olduğu bulundu. Kan basıncını korumak için bir fenilefrin infüzyonu ile birlikte kalp debisini artırmak için bazen düşük dozda dobutamin damlatıldı. Yine de dobutamin, aritmojenik özelliklerinden dolayı az miktarda kullanılmaktadır. Son olarak, izole sol akciğerin değerlendirmesi değiştirildi. Sağ akciğer hilumunu klempledikten sonra, LA gazları başlangıçta kalp sefaladını kaldırdıktan sonra LA'nın gövdesinden çekildi; bununla birlikte, aksesuar lob drenajından LA'ya gaz karışması, yanlış yüksekPaO2 okumaları üretti. Şimdi, sağ akciğer ve aksesuar lob ayrı ayrı klemplendikten sonra örnekler LA anastomoz hattının distalinden çekilir. Bu örnekler, sağ hilum klemplendikten 0, 1, 2, 5 ve 10 dakika sonra alınır ve izole sol akciğer fonksiyonunun daha doğru bir temsilidir. 5-10 dakika arasında manuel kalp masajı gerekebilir. En son protokol iyileştirmesi süperior pulmoner ven (SPV) anastomozları ile ilgilidir. Başlangıçta, alıcı SPV'ler, küçük kalibreleri ve pıhtılaşma eğilimleri nedeniyle aşırı dikildi. Yine de, donörün üst lobu, domuzlar arasında kollateral drenaj değişken ve yetersiz olduğu için zaman zaman tıkanıklık yaşadı. Bunu düzeltmek için, donör SPV ve IPV, alıcının IPV / LA anastomozuna dahil edildi ve venöz drenaj ve akciğer tıkanıklığı ile ilgili herhangi bir sorunu ortadan kaldırdı. Bu protokol, deneyim arttıkça daha fazla değişiklikten yararlanmaya devam edecektir.
Bu sol akciğer nakli yöntemi ile ilgili bazı sınırlamalar vardır. Model sadece 4 saatlik bir süre ile değerlendirilmiştir, bu da sadece 12 saatlik ESLP'yi takiben akut postoperatif dönemde nakledilen akciğer fonksiyonunu dikkate alır. Bu protokol, hayvanın iyileşmesi göz önünde bulundurularak tasarlanmıştır; Ancak, henüz bu kapasitede test edilmemiştir. Teknik operasyon önemli bir cerrahi beceri gerektirir ve gerçekleştirmek için eğitimli bir cerrah veya son derece bağımsız bir cerrahi stajyer gerektirir. Tüm deneyi tehlikeye atacak ölümcül hataların meydana gelmesi için birçok fırsat vardır ve bu tür tehlikeleri önlemek veya düzeltmek için uygun cerrahi tekniğe ihtiyaç vardır. Nakledilen akciğerin tek gerçek değerlendirmesi reperfüzyonun en sonunda gerçekleşir. Doğal sağ akciğer, domuzun oksijen gereksinimlerini karşılayabilir ve tatmin edici ABG'ler üretebilir. Sağ akciğer hilusta tamamen klemplendiğinde, taze oksijen, taze oksijensiz kan akımı ve oksijenli kan drenajı alması engellenir. Bu, nakledilen sol akciğer fonksiyonunu belirlemek için çok önemli bir andır, çünkü kalp debisinin% 100'ü, yalnızca sistemik oksijenasyondan sorumlu olan nakledilen akciğere yönlendirilir.
Bu yöntemin mevcut/alternatif yöntemlere göre birçok faydası vardır. Literatürü gözden geçirdiktensonra 12,13,14,15, bu yöntem, genç bir kalp cerrahisi stajyerinin veya tam nitelikli cerrahın elinde 1 veya 2 domuzun ilk öğrenme eğrisinden sonra en ayrıntılı ve tekrarlanabilir yöntemdir. İşlem basittir; Bununla birlikte, domuzun hemodinamiği (ölümcül aritmilere duyarlılığı dahil), kardiyopulmoner açıdan daha sağlam olan yetişkin insanlar üzerinde çalışmaya alışkın olanlar için bir öğrenme fırsatı yaratır. İzole sol akciğer fonksiyonel değerlendirme yöntemleri, kısa olmasına rağmen, uygulanması kolaydır ve yüksek oranda tekrarlanabilir. Özellikle, bu metodoloji anestezi yönetimi hakkında şu anda literatürde mevcut olandan daha fazla ayrıntı sağlar.
İn vivo transplantasyon, ESLP ve akciğer transplantasyonu araştırmaları için gereklidir. ESLP, antirejeksiyon ilacının piyasaya sürülmesinden bu yana akciğer transplantasyonundaki en önemli gelişmedir ve bazı merkezler bu teknolojinin sağladığı artan organ kullanım oranlarından zaten yararlanmaktadır 6,7,8,9,10,11,12. Bekleme listesi ölüm oranını azaltmak ve ESLP platformlarının erişilebilirliğini genişletmek için bu araştırma alanında daha fazla ilerlemeye ihtiyaç vardır. ESLP ile in vitro analiz, büyük bir hayvan modelinin in vivo değerlendirmesinden ve doğrulanmasından yararlanır. İn vitro bulguları doğrulayan büyük hayvan modelleri, gelişmekte olan laboratuvarlar için klinik araştırma denemesi onayı için genellikle gereklidir. Bu yöntem, ESLP araştırması yapan laboratuvarlar için güvenilir ve nispeten basit bir nakil yöntemi sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
DHF, Ex situ organ perfüzyon teknolojisi ve yöntemleri konusunda patentlere sahiptir. DHF ve JN, Tevosol, Inc.'in kurucuları ve ana hissedarlarıdır.
Acknowledgments
Bu araştırma Üniversite Hastanesi Vakfı adına finanse edilmektedir.
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).
