Summary
Dit protocol beschrijft een juveniel varkensmodel van orthotope allotransplantatie van de linkerlong, ontworpen voor gebruik met ESLP-onderzoek. De nadruk ligt op anesthesie- en chirurgische technieken, maar ook op kritieke stappen en het oplossen van problemen.
Abstract
Longtransplantatie is de gouden standaardbehandeling voor longziekte in het eindstadium, met jaarlijks meer dan 4.600 longtransplantaties die wereldwijd worden uitgevoerd. Longtransplantatie wordt echter beperkt door een tekort aan beschikbare donororganen. Als zodanig is er een hoge sterfte op de wachtlijst. Ex situ longperfusie (ESLP) heeft de bezettingsgraad van donorlongen in sommige centra met 15%-20% verhoogd. ESLP is toegepast als een methode om marginale donorlongen te beoordelen en te reconditioneren en heeft aanvaardbare korte- en langetermijnresultaten aangetoond na transplantatie van donorlongen met uitgebreide criteria (ECD). Transplantatiemodellen voor grote dieren (in vivo) zijn nodig om lopende in vitro onderzoeksresultaten te valideren. Anatomische en fysiologische verschillen tussen mensen en varkens vormen aanzienlijke technische en esthetische uitdagingen. Een gemakkelijk reproduceerbaar transplantatiemodel zou de in vivo validatie van de huidige ESLP-strategieën en de preklinische evaluatie van verschillende interventies die zijn ontworpen om de longfunctie van de donor te verbeteren, mogelijk maken. Dit protocol beschrijft een varkensmodel van orthotope allotransplantatie van de linkerlong. Dit omvat anesthesie- en chirurgische technieken, een op maat gemaakte chirurgische checklist, probleemoplossing, aanpassingen en de voordelen en beperkingen van de aanpak.
Introduction
Longtransplantatie is de meest voorkomende langetermijnbehandeling voor longziekte in het eindstadium. Jaarlijks worden wereldwijd meer dan 4.600 longtransplantaties uitgevoerd1. Longtransplantatie heeft momenteel echter aanzienlijke beperkingen. Ten eerste blijft de behoefte aan organen de beschikbare donoren overschaduwen. Ondanks het feit dat het aantal longtransplantaties sinds 2012 elk jaar is gestegen als gevolg van de gecombineerde effecten van meer kandidaten die op de lijst voor transplantatie staan, een toename van het aantal donoren en een verbeterd gebruik van herstelde organen, is de sterfte op de wachtlijst voor transplantaties niet significant gedaald2. Zorgen over de orgaankwaliteit vormen een andere belangrijke beperking, met gerapporteerde orgaanbezettingspercentages van slechts 20%-30%3,4,5. Ten slotte zijn de trends in de postoperatieve resultaten van longtransplantatie niet bevredigend, waarbij de langetermijnresultaten van transplantaten en patiënten nog steeds achterblijven bij die van andere solide orgaantransplantaties.
Een opkomende technologie, ex situ longperfusie (ESLP), heeft het potentieel om deze beperkingen te verminderen. ESLP wordt in toenemende mate toegepast als een methode om marginale donorlongen te beoordelen en te herstellen en heeft aanvaardbare korte- en langetermijnresultaten aangetoond na transplantatie van donorlongen met uitgebreide criteria (ECD) 6,7,8,9,10. Bijgevolg heeft ESLP de bezettingsgraad in sommige centra met 15%-20% verhoogd6,7,8,9,10,11.
Goed ESLP-onderzoek vereist de in vivo validatie van in-vitrobevindingen; er is echter beperkte literatuur over longtransplantatiemodellen bij varkens voor ESLP12,13,14,15. Bovendien biedt de beschikbare literatuur onvoldoende details over de anesthesiebehandeling van Yorkshire-varkens voor longtransplantatie, die hemodynamisch zeer onstabiel kan zijn12,13,14,15. Het opzetten van een gemakkelijk reproduceerbaar model zou de in vivo validatie van de huidige ESLP-strategieën en de preklinische evaluatie van verschillende interventies om longischemie-reperfusieschade te verminderen, mogelijk maken. Het doel van de huidige studie is het beschrijven van een varkensmodel van orthotope allotransplantatie van de linkerlong voor gebruik met ESLP. Het protocol bevat beschrijvingen van de anesthesie- en chirurgische technieken, een aangepaste chirurgische checklist en details over de ervaring met het oplossen van problemen en protocolwijzigingen. De beperkingen en voordelen van het varkenstransplantatiemodel van de linkerlong zijn ook in dit werk besproken. Dit manuscript schetst niet het ophaalproces van varkenslongen bij Yorkshire-varkens van 35-50 kg, noch behandelt het de oprichting en beëindiging van ESLP. Dit protocol heeft uitsluitend betrekking op de transplantatie van de ontvanger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de richtlijnen van de Canadian Council on Animal Care en de gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren. De protocollen zijn goedgekeurd door de institutionele dierenverzorgingscommissie van de Universiteit van Alberta. Dit protocol is toegepast bij vrouwelijke juveniele Yorkshire-varkens tussen 35-50 kg. Varkens zijn pathogeenvrije, voedselveilige exemplaren. Ze worden gekocht bij het Swine Research and Technology Centre in Edmonton, AB, Canada (https://srtc.ualberta.ca). Alle personen die betrokken waren bij ESLP-procedures hadden een goede bioveiligheidstraining gekregen.
1. Preoperatieve voorbereidingen en anesthesie
OPMERKING: Varkens worden voorafgaand aan de operatie een nacht vasten voor een maximale duur van 12 uur.
- Dien intramusculaire injecties van ketamine (20 mg/kg) en atropine (0,05 mg/kg) toe als premedicatie voor het ontvangende varken in de operatiekamer.
- Plaats het varken op een verwarmde operatietafel om normothermie te behouden en ga verder met maskerinductie.
- Titreer het zuurstofdebiet op basis van het gewicht van het dier en het anesthesiesysteem.
NOTITIE: De zuurstofstroom moet 20-40 ml/kg zijn. - Dien isofluraan toe in een dosis van 4%-5% en verlaag tot 3% na 1-2 minuten.
- Evalueer de diepte van de anesthesie, zorg ervoor dat het varken geen terugtrekkingsreflex heeft als reactie op een schadelijke stimulus. Herhaal dit elke 5 minuten.
OPMERKING: Als er een pijnreactie aanwezig is, verhoog dan het percentage toediening van isofluraan totdat de juiste diepte van anesthesie is bereikt. Zie stap 10 van dit hoofdstuk voor meer informatie over onderhoudsanalgesie met ketamine en hydromorfon. Er worden geen verlammingsmiddelen toegediend. Dit maakt het mogelijk om een ontwenningsreflex te beoordelen. Een neusknijp wordt gebruikt als een schadelijke stimulus. - Intubeer het varken zodra de juiste diepte van de anesthesie is bevestigd. Gebruik een op maat gemaakte 10 inch, platte laryngoscoop en maat 9 of 10 endotracheale tubes voor varkens van 40-50 kg.
- Plaats een pulsoximetersonde op de tong (bij voorkeur) of oor en richt op een zuurstofverzadiging van meer dan 90%.
NOTITIE: De temperatuur wordt bewaakt via een neussonde. Een verwarmingskussen wordt gebruikt om normothermie in stand te houden. - Om de anesthesie te behouden, past u de zuurstofstroom (20-40 ml/kg) en de inhalatiegassnelheid (1%-3%) aan.
- Houd de instellingen van de ventilator op een ademhalingsfrequentie van 12-30 ademhalingen/min, TV van 6-10 ml/kg, PEEP van 5 cm H 2 O enpiekdruk van 20 cm H2O.
NOTITIE: Een standaard overdrukventilator in ICU-stijl wordt gebruikt om een gesloten systeem voor anesthesie en beademing te creëren. Vitale functies worden continu gemonitord en geregistreerd met tussenpozen van 15 minuten. ABG's worden elke 15-60 minuten getrokken, afhankelijk van de stabiliteit van het dier. Hoewel tv's worden gericht op een snelheid van 10 ml/kg, wordt 6-8 ml/kg bereikt. Figuur 1 geeft een schematisch overzicht van de onderdrukventilatie (NPV)-ESLP voor het transplantatieprotocol dat in het lab wordt toegepast. - Scheer, was en bereid de incisieplaats aseptisch voor met povidonjodium.
OPMERKING: Na sedatie met ketamine/atropine omvat het analgetische regime toediening van 3 mg/kg ketamine IV q 1 uur (bereik 1-3 mg/kg afhankelijk van patiëntparameters) en hydromorfon 0,05 mg/kg IM q 2 uur via een perifeer ingebrachte IV-lijn in een oorader. Elke langere duur tussen de doses resulteert in een doorbraakpijnrespons, zoals een verhoogde hartslag en abnormale ademhalingspatronen / buikspierbewegingen.
2. Inbrengen van centrale veneuze en arteriële lijnen
- Voeg een centrale lijn in voor toediening van vloeistof en heparine.
OPMERKING: De totale IV-vloeistoftoediening wordt berekend op 1 ml/kg/u en vloeistofbolussen worden PRN toegediend om een MAP >60 mmHg te behouden. De centrale lijn wordt ook gebruikt om steroïden, antibiotica, vasopressoren en inotropen toe te dienen. Zie figuur 2A voor de positionering van de lijn.- Bereid de huid voor met een povidonjodiumoplossing en laat volledig drogen. Gebruik elektrocauterisatie om een incisie van 5-8 cm in de middellijn te maken, gecentreerd over de luchtpijp en craniaal uit te strekken vanaf de sternale inkeping.
- Verdeel de huid en het onderhuidse vet met behulp van cauterisatie.
- Verdeel het middellijnvlak tussen de bandspieren en verdeel vervolgens de bindweefsellagen om de linker of rechter halsslagader intravasculaire bundel lateraal van de luchtpijp te identificeren.
- Verkrijg proximale en distale controle van de halsader met behulp van zijden banden (maat 2-0) als vaatlussen.
- Bind de craniale omringende band vast en trek deze naar boven terug op de proximale band om de bloedstroom te regelen.
- Maak een kleine incisie in de ader met behulp van een Metzenbaum-schaar (zie Materiaaltabel) om plaats te bieden aan een centrale lijn met twee poorten en 7 Fr (~1/3 van de omtrek van het vat).
- Laat tegelijkertijd de spanning op de proximale vaatlus los, kanunneer de ader en bind vervolgens vast om de canule op een diepte van 10 cm in de ader vast te zetten.
- Spoel de lijn door met heparine, sluit aan op een IV-lijn van 0,9% normale zoutoplossing en dien vloeistof toe als het varken intravasculair uitgeput is door uitdroging.
NOTITIE: Heparine vergrendelt alle ongebruikte poorten. - Dien 500 mg methylprednison en 1 g cefazoline IV toe.
- Volg dezelfde technieken om de gemeenschappelijke halsslagader te cannuleren met behulp van een 7 Fr arteriële lijn voor nauwkeurig bloeddrukbeheer.
3. Aanschaf van de linkerlong
- Plaats het varken in een rechter laterale decubituspositie.
- Voer een linker anterolaterale thoracotomie uit (Figuur 2).
- Bereid de huid voor met een povidonjodiumoplossing en laat volledig drogen. Markeer de incisie in de thoracotomie (20 cm) met behulp van de volgende oriëntatiepunten: gebruik palpatie om de punt van het linkerschouderblad te identificeren; Identificeer op dezelfde manier het xiphoid-proces dat inferieur is aan het borstbeen met palpatie. Verbind de twee zoals weergegeven in afbeelding 2B.
- Injecteer in totaal 10 ml 0,25% bupivacaïne in de incisielijn en twee ribben boven en onder de incisie.
- Gebruik elektrocauterisatie om de huid, onderhuidse lagen en spierlagen te ontleden. De latissimus dorsi moet worden verdeeld. Identificeer de rib direct onder de incisie en schroei bovenop de rib om de intercostale spieren bloot te leggen en vermijd de intercostale neurovasculaire bundel.
- Gebruik een muggenhemostaat om de tussenribspieren direct boven de rib te doorboren en voel vervolgens met een vinger in de borst voor verklevingen. Duw de long weg met behulp van een Yankauer-zuignap of vinger (zie Materiaaltabel) terwijl u langs de bovenrand van de rib schroeit om de thoracotomie te verlengen.
- Verleng de thoracotomie naar voren tot 1 inch verwijderd van het borstbeen. Verleng de thoracotomie naar achteren naar de paraspinale spieren.
- Plaats een Cooley sternale retractor (zie Tabel met materialen) om de thoracotomie wijd (10 cm) te openen (Figuur 2C). Trek de long terug om de linker hemi-azygote ader bloot te leggen (Figuur 2D).
- Ontleed de linker hemiazygos-ader omtrek met een Metzenbaum-schaar en een fijne Lauer. Omring het vat met zijden banden en maak het vervolgens los en doorsnijd het (Figuur 2E). Houd een zijden stropdas om de proximale stomp voor extra controle.
OPMERKING: Lauer is een haakse klem of een coeliakieklem die wordt gebruikt voor weefseldissectie. - Ontleed de linker longslagader (PA) en linker longaders (PV). Omcirkel de aderen in zijden banden voor controle (Figuur 2F).
OPMERKING: De superieure PV's zijn erg klein en worden gehecht aan hun vertakkingspunten of gemeenschappelijke stam, afhankelijk van de individuele anatomie. De linker bronchus van de hoofdstam bevindt zich diep in de PA en LA (linker atrium), dus af en toe kan deze niet gemakkelijk worden ontleed totdat de slagader en aders zijn vastgeklemd en doorgesneden (Figuur 2G). - Dien 5000 eenheden heparine IV 5 minuten toe voordat u de PA vastklemt.
OPMERKING: Heparine 5000 eenheden IV wordt ook 5 minuten toegediend voordat de PA wordt losgemaakt. Voor elk uur daarna worden 1000 eenheden intraveneuze heparine toegediend. - Klem de PA (DeBakey-kruisklem), de linker inferieure longader (Satinsky-klem) en de linker bronchus (Spoon Potts-klem) afzonderlijk vast (zie Materiaaltabel). Verlaag het teugvolume tot 5 ml/kg zodra de linker bronchus is vastgeklemd.
- Doorsnijd de PA, linker inferieure longader en de linker bronchiën. Laat minimaal 0,5 cm tissue cuff over om te naaien. Verdeel het linker inferieure longligament en verwijder de linkerlong.
OPMERKING: De linkerlong kan worden weggegooid of bewaard voor controlehistologie.
4. Beëindiging van ESLP, deling van de linkerlong en spoelen met elektrolytoplossing
- Klem de beademingsslang vast bij maximale inspiratie, beëindig perfusie en beademing en koppel de longen los van het ESLP-apparaat.
- Weeg de longen om de hoeveelheid oedeemvorming te bepalen.
OPMERKING: Oedeem is zwelling van het weefsel als gevolg van de ophoping van overtollig vocht. - Neem een weefselbiopsie van de accessoirekwab, verdeel deze in drie gelijke stukken en plaats een stuk in elk van de volgende: optimale snijtemperatuur (OCT) gel, formaline en snap freeze in vloeibare stikstof.
OPMERKING: Deze stap wordt meestal gevolgd in het lab van de auteur. De monsters worden vervolgens opgeslagen voor toekomstige analyse: OCT- en diepvriesmonsters worden bewaard in een vriezer van -80 °C en in formaline opgeslagen monsters worden in een goed afgesloten container geplaatst en bewaard in koelkasten van 4 °C. Details van het specifieke ESLP-protocol en de weefselanalyse worden elders gepubliceerd16. - Verdeel de linker donorlong van de rechterlong. Laat 1 cm donor-PA, 1 cm donorbronchiën en een geschikte donor-LA-manchet (~0.5 cm omtrek) over om aan de LA van de ontvanger te naaien (Figuur 2H). Laat de linker inferieure PV en linker superieure PV's in continuïteit met de LA-wand van de donor om latere anastomosen te vergemakkelijken.
- Weeg de linkerlong.
- Maak de linker PA van de donor onbedoeld met behulp van een druppelzuignap die is aangesloten op een infuuslijn en spoel 500 ml extracellulaire, kaliumarme, op dextran gebaseerde elektrolytconserveringsoplossing antegrade door de longvasculatuur. Zet de canule tijdens het spoelen vast in de PA met een zijden band en laat los wanneer het spoelen is voltooid.
OPMERKING: De genoemde stappen hebben betrekking op het specifieke ESLP-apparaat dat voor dit werk wordt gebruikt en zijn mogelijk niet direct van toepassing op andere apparaten.
5. Linker longtransplantatie
- Steek de donorlong in de borstkas van de ontvanger, te beginnen met de onderste kwab. Forceer de long niet op zijn plaats.
NOTITIE: De onderste ribbenkast moet mogelijk omhoog worden getild om plaats te bieden aan de donorlong door het sternale oprolmechanisme te draaien. Idealiter is de ontvanger een paar kilo groter dan de donor om een maatmatch mogelijk te maken. - Voer de bronchiale anastomose eerst uit met behulp van 4-0 prolene op een TF-naald (Figuur 2I).
OPMERKING: Een lopende, end-to-end anastomose werkt goed. Knip overtollige lengte van de twee anastomose-uiteinden af voordat u gaat naaien om knikken door overtollig weefsel te voorkomen. - Voer de LA-anastomose als tweede uit met 6-0 prolene op BV-1-naalden met behulp van een lopende, end-to-end anastomose. Nogmaals, snijd overtollig weefsel bij om knikken te voorkomen.
OPMERKING: De LA is brokkelig en profiteert van de kleine BV-1-naald. Horizontale beten op de donor kunnen nodig zijn om voldoende weefsel te kopen en de niet-overeenkomende grootte te corrigeren die wordt veroorzaakt door het naaien van de donor-IPV en SPV aan de IPV/LA-opening van de ontvanger. - Neem de SPV's van de donor op in de inferieure PV- en LA-anastomose om veneuze drainage van de linker bovenlongkwab mogelijk te maken (Figuur 2J).
OPMERKING: De tak superieure longaders (SPV's) hebben een diameter van minder dan 0,5 cm. De gemeenschappelijke SPV-stam is variabel in lengte en is niet routinematig aanwezig, waardoor directe anastomose tussen de SPV's van de donor en de ontvanger een slechte optie is. - Voltooi de PA-anastomose met 6-0 prolene op BV-1-naalden met behulp van een lopende, end-to-end anastomose. Nogmaals, snijd overtollig weefsel bij om knikken te voorkomen.
- Verwijder de bronchiale klem en verhoog de tv's tot 10 ml/kg.
- Bevestig de heparinisatie, dien een kaliumverschuiving toe (40 mg furosemide, 10 eenheden insuline, 100 ml 25% dextrose-oplossing), open de PA-klem gedeeltelijk, ontlucht en bind de PA-hechting vast. Laat de PA-klem na 10 minuten volledig los.
- Ontlucht ondertussen de LA, bind de hechtingen vast en verwijder de LA-klem.
- Neem een reperfusiebloedgas uit de centrale lijn en een reperfusieweefselbiopsie uit de linker middenkwab.
OPMERKING: Om een weefselbiopsie te nemen, gebruikt u een zijden stropdas van maat 0 om een deel van 1 cm van de top van de middelste lob te omcirkelen, vast te binden om het weefsel te verstrikken en knipt u vervolgens het geïsoleerde gedeelte af met een Metzenbaum-schaar. Verdeel de biopsie in drie gelijke porties en beheer zoals eerder beschreven. - Voer een bronchoscopie van de linker- en rechterlong uit om de bronchiale anastomose te beoordelen en secreties op te zuigen. Steek een bronchoscoop in de endotracheale tube met behulp van een adapteraansluiting.
- Sluit de scoop aan op zuigkracht. Schuif de bronchoscoop in de linker bronchiën. Inspecteer de bronchiale anastomose (Figuur 2N). Schuif de scoop langs de bronchiolen naar beneden en zuig eventuele vloeistof op. Herhaal aan de rechterkant.
NOTITIE: Zorg ervoor dat de zuurstofverzadiging niet onder de 90% komt. Als de saturatie onder dit niveau daalt, verwijder dan de scoop en geef het varken een paar minuten ononderbroken ventilatie om te herstellen.
- Sluit de scoop aan op zuigkracht. Schuif de bronchoscoop in de linker bronchiën. Inspecteer de bronchiale anastomose (Figuur 2N). Schuif de scoop langs de bronchiolen naar beneden en zuig eventuele vloeistof op. Herhaal aan de rechterkant.
- Breng een kneedbare thoraxbuis van 20 Fr in (Figuur 2L), sluit de thoracotomie in drie lagen (Figuur 2M) en leg het varken op buik zodra de arteriële bloedgassen (ABG's) stabiel zijn (Figuur 2O).
- Houd het varken gedurende 4 uur in buikligging in de gaten. Voer elke 30 minuten een ABG-analyse uit. Dien elk uur na reperfusie 1000 eenheden heparine toe.
- Neem elk uur een bloedmonster van 10 ml voor centrifugatie en analyse van enzymgekoppelde immunosorbenttest (ELISA) van ontstekingsmarkers16.
OPMERKING: Centrifugatieparameters worden later beschreven.
- Neem elk uur een bloedmonster van 10 ml voor centrifugatie en analyse van enzymgekoppelde immunosorbenttest (ELISA) van ontstekingsmarkers16.
6. Geïsoleerde beoordeling van de linkerlong
- Leg het varken op zijn rug en bereid het borstbeen opnieuw voor met povidonjodiumprep-oplossing. Voer een middellijnsternotomie uit voor de laatste geïsoleerde beoordeling van de linkerlong (Figuur 2P).
- Open het linker borstvlies met een Metzenbaum-schaar en neem een weefselbiopsie uit de linker onderkwab zoals eerder beschreven (OPMERKING bij stap 5.9).
- Open het borstvlies van de accessoirelob en ontleed de gemeenschappelijke ader met een Metzenbaum-schaar.
LET OP: Deze wordt later vastgeklemd. - Neem een bloedmonster van de LA-anastomose met behulp van een naald van 21 G. Richt de naald naar de linker longaders en weg van het gemeenschappelijke linker atrium of de romp van de accessoirekwab.
- Open het rechter borstvlies om ruimte te creëren voor de juiste hilarische klemmen (zie Materiaaltabel). Ontleed het rechter inferieure longligament tot aan het hilum. Zorg ervoor dat een klem superieur, inferieur en anterieur rond het hilum kan worden geplaatst.
OPMERKING: Dit zorgt ervoor dat het hilum wordt afgesloten en dat alle oxygenatie afhankelijk is van de linkerlong. De rechterlong zal op dit moment niet beademd worden, wat zou moeten blijken uit een gebrek aan inflatie/deflatie met beademingsapparatuur. De rechter onderkwab kan uit de borst worden getild om dit te bereiken. - Klem de ader van de accessoirelob vast met behulp van een DeBakey aortakruisklem (zie Materiaaltabel) om eventuele afvoer van de accessoirelob in de LA af te sluiten (Figuur 2Q).
- Klem het rechter hilium vast en neem de volgende seriële bloedmonsters van de linker PV-anastomose met een naald van 21 G gericht op de linkerlong: 0 min, 1 min, 2 min, 5 min en 10 min na het klemmen.
OPMERKING: Er worden vijf monsters genomen om te controleren op een trend in de partiële zuurstofdruk (PaO2) (Figuur 2R). De PaO2 moet relatief stabiel blijven om een goede linkerlongfunctie weer te geven. Vijf monsters bieden ook zekerheid voor een kwaliteitsbeoordeling als er een probleem is met de stolling van monsters of als er zich een probleem voordoet met de ABG-analyse. - Doorsnijd de anastomosen en verwijder de linkerlong. Transect het IVC om euthanasie onder narcose te versnellen via verbloeding.
NOTITIE: De totale anesthesietijd voor het ontvangende varken is 8 uur. - Weeg de donorlong om te beoordelen op oedeemvorming en inspecteer deze op het algehele uiterlijk. Inspecteer de PA, bronchus en LA-manchet op tekenen van stolsel of andere pathologie in de donorlong en het mediastinum van de ontvanger.
- Voer de laatste gasanalyses uit, centrifugeer de perfusaatmonsters en bewaar de weefselbiopten zoals eerder beschreven (OPMERKING bij stap 4.3).
NOTITIE: De centrifugatie-instellingen zijn: 112 x g, 9 versnelling, 9 vertraging, 4 °C en 15 minuten duur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Alle resultaten zijn in de context van 4 uur reperfusie na 12 uur NPV-ESLP16. Tijdens longexplantatie zijn er verschillende klinische uitkomsten waarop moet worden geanticipeerd (Figuur 3). Doorgaans blijft het varken hemodynamisch stabiel na een succesvolle explantatie van de linkerlong, maar kan een infusie met een lage dosis fenylefrine (dosisbereik: 2-10 mg/uur) nodig zijn vanwege een vaatverwijdende reactie op een operatie. De hartslag moet ongeveer 100-120 slagen per minuut bedragen, de ademhalingsfrequentie (RR) 8-30 voor SpO 2 > 90%, de gemiddelde arteriële druk (MAP) > 60 mmHg, normotherm (38 °C) en het teugvolume (TV's) is gericht op 5 ml/kg bij beademing met één long met een piekdruk van 20-24 cm H2O. Tijdens beademing met één long werden de beademingsvolumes met de helft verminderd om de linkerlong te beschermen tegen overmatig opblazen. De ademhalingsfrequentie werd verhoogd om een fysiologisch kooldioxidegehalte aan het einde van het getij aan te pakken (figuur 3). Figuur 3 toont dus typische hemodynamische en beademingsparameters tijdens kritieke punten van de transplantatie.
Tijdens longimplantatie zijn de volgende resultaten typisch. De linkerlong heeft tijdens de ESLP-run vocht opgenomen en lijkt zwaarder en groter dan de geëxplanteerde long. Om deze reden moet de ontvanger iets groter zijn dan de donor (2-4 kg), zodat de thorax de enigszins oedemateuze long kan herbergen. De long heeft lichte druk nodig om via de thoracotomie in de borstkas te worden ingebracht. Het is gemakkelijker om eerst de onderste lob in te brengen, gevolgd door de bovenste lob. De bronchus is een directe end-to-end anastomose en moet eerst worden uitgevoerd. 4-0 prolene op een TF-naald wordt aanbevolen. De LA-manchetten zijn zeer brokkelig, maar niet te moeilijk te naaien vanwege de redundantie en buigzaamheid van het weefsel. 6-0 prolene op BV-1 naalden werken goed voor de LA anastomosen. De PA is de laatste anastomose die wordt uitgevoerd. Dit vat kan gemakkelijk scheuren met weinig tractie. Als het scheurt, is het mogelijk om het hartzakje te openen en de klem proximaal in de richting van gezond weefsel te verplaatsen om te naaien. Nogmaals, een 6-0 prolene op BV-1 naalden werkt goed voor deze anastomose.
Op het moment van reperfusie werden de volgende trends opgemerkt. Zodra de bronchus is losgemaakt en de tv's weer zijn verhoogd tot 10 ml/kg, begint de linkerlong op te blazen. Hoewel het streefdoel 10 ml/kg voor teugvolumes was, werd over het algemeen 6-8 ml/kg bereikt, wat geleidelijk wordt bereikt gedurende de eerste 2-3 uur van reperfusie, afhankelijk van het gebruikte ESLP-protocol en de kwaliteit van de geïmplanteerde long. In zeldzame gevallen kan er een klein luchtlek zijn, en dit kan worden verholpen met een eenvoudige steek op de voorwand. De achterwand is moeilijker te repareren en moet worden ingepakt. Er moet veel moeite worden gedaan om luchtlekken uit de bronchiale anastomose te voorkomen. Bij bronchoscopie lijkt de rechterlong normaal en is de linkerlong meestal oedemateus. De hechtdraad wordt geïnspecteerd en ongeveer 50-100 ml heldere vloeistof wordt uit de luchtwegen gezogen. De tv zal tijdens het zuigen aanzienlijk dalen van 300 s naar 20 s, dus deze actie moet snel worden uitgevoerd om het varken te laten herstellen. Als de arteriële verzadiging onder de 90% daalt, moet de bronchoscopie worden beëindigd en mag het varken herstellen gedurende 1-2 minuten ventilatie. Het eerste arteriële bloedgas (ABG) is meestal normaal omdat de rechterlong goed functioneert terwijl de linkerlong herstelt.
De proactieve toediening van furosemide, dextrose en insuline op het moment van reperfusie dient om een dramatische stijging van kalium te verminderen door intracellulaire verschuiving. Het kalium zal voorspelbaar stijgen gedurende 60-120 minuten reperfusie (tabel 1). Tabel 1 toont een steekproef van ABG's tijdens transplantatie met 4 uur reperfusie na 12 uur normotherme negatieve drukventilatie (NPV) ESLP. Tijdens 4 uur reperfusie zijn ongeveer twee tot vier ploegen nodig om kalium < 5 mmol/L te houden. Als de trend opwaarts is en verschijnt als een snelle verandering tussen twee gassen die met tussenpozen van 30 minuten worden opgezogen, is het doel K+< 4,5 mmol/L. Verschuivingen omvatten 40 mg furosemide, 100 ml 25% dextrose (D25) en 10 eenheden gewone insuline toegediend als IV-push via de centrale lijn. Af en toe heeft het varken een lage dosis dobutamine-infusie (1,5-5 mcg/kg/min) samen met fenylefrine (2-10 mg/uur) nodig na 30-60 minuten reperfusie om een zich ontwikkelende vasoplegische respons te behandelen. Het verdient de voorkeur om in deze situatie uitsluitend fenylefrine te gebruiken. Dobutamine kan echter een nuttige aanvullende inotroop zijn om een gemiddelde arteriële druk van meer dan 60 mmHg te handhaven, vooral als de hartslag bradycardie is.
Bij het sluiten van de thoracotomie en het op de buik draaien van het varken wordt een verbetering van de ventilatie en hemodynamica aangetoond. De wijziging kan drastisch zijn en gedurende 5-10 minuten plaatsvinden, maar af en toe duurt de reactie 1 uur. Ademvolumes nemen toe naarmate druk/gewicht van de rechterlong wordt weggenomen, en de linkerlong blijft ventileren met verbeterde therapietrouw en rekrutering. Een herhaalde bronchoscopie kan verder worden uitgevoerd om de luchtweg vrij te maken na een verandering van positie. In de loop van de volgende 4 uur neemt de behoefte aan fenylefrine af, naderen tv's de beoogde 10 ml/kg en stabiliseren de ABG's (tabel 1). Nogmaals, als tv's van 10 ml/kg worden beoogd, worden doorgaans tv's in het bereik van 6-8 ml/kg bereikt (Figuur 3).
Op het moment van de laatste geïsoleerde beoordeling van de linkerlong is een stabiel gedragspatroon waargenomen. Het varken is hemodynamisch minder tolerant in rugligging voor sternotomie en heeft mogelijk extra vasopressorondersteuning nodig. Inspectie van de linkerlong onthult variabele gradaties van milde hyperemie door ischemische reperfusieschade (IRI). De rechterlong ziet er normaal uit. Bij het vastklemmen van het rechter hilum wordt het varken sinustachycardie (120-140 slagen per minuut) en wordt 100% van het hartminuutvolume omgeleid naar de linkerlong. De beoogde teugvolumes worden op dit moment niet verminderd, aangezien het hele proces 10 minuten duurt. Het varken blijft stabiel tot 5 minuten, maar het hart kan ventriculaire fibrillatie ontwikkelen tussen 5-10 minuten en manuele hartmassage is mogelijk nodig om door te gaan met perfunderen van de linkerlong. De linkerlong wordt geëxplanteerd, gewogen en de anastomosen worden geïnspecteerd op doorgankelijkheid. Het varken sterft snel op het moment van verbloeding, wat samenvalt met de explantatie van de eerder getransplanteerde long.
Een succesvolle transplantatie heeft voorspelbare bevindingen na het experiment (tabel 1 en figuur 4). Figuur 4 toont typische veranderingen in de P:F-verhouding en oedeemvorming tijdens het transplantatieprotocol. Doorgaans zal de linkerlong een gewichtstoename van ongeveer 35% (+/-15%) ervaren; Resterend bloed in de bloedsomloop draagt echter bij aan dit gewicht. PF-ratio's dalen met ongeveer 100 bij reperfusie omdat de linkerlong niet onmiddellijk effectief is bij oxygenatie, maar deze discrepantie verbetert gedurende 2-3 uur. Bij geïsoleerde beoordeling van de linkerlong na 4 uur zal de PF-ratio stabiel blijven of licht dalen. Over het algemeen zal het geïsoleerde linkerlonggas na 10 minuten vergelijkbaar zijn met de uiteindelijke gasanalyse na 12 uur ESLP (tabel 1). Dit is echter volledig afhankelijk van het gebruikte ESLP-protocol en de omvang van de opgelopen IRI. Een mislukte transplantatie kan worden veroorzaakt door stolling van de LPA, wat resulteert in een infarct van de long die geen zuurstof geeft. Evenzo kan de duur van de transplantatieoperatie de kwaliteit van de geresterfeerde longfunctie beïnvloeden. Een implantatieoperatie duurt tussen de 30-60 minuten. Langere operaties stellen de donorlong bloot aan schadelijke warme ischemische tijd die ischemische reperfusieschade verergert en de resultaten van het experimentele ESLP-protocol kan verwarren. Het specifieke ESLP-protocol van een bepaald experiment kan een niet-functionerende long produceren die na transplantatie geen zuurstof krijgt, ondanks open anastomosen. Dergelijke geïsoleerde linkerlonggassen zullen zeer donker van kleur zijn (zuurstofarm) met een lage partiële zuurstofdruk (PaO2).
Figuur 1: Schema van het protocol voor transplantatie van de linkerlong van varkens. Schematische weergave van 12 uur NPV-ESLP run gevolgd door linkerlongtransplantatie bij een Yorkshire varken. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: Foto's van het protocol voor transplantatiechirurgie van de linkerlongtransplantatie van varkens . (A) Plaatsing van de interne halsslagader en de gemeenschappelijke halsslagaderlijn. (B) Incisie in thoracotomie. (C) Thoracotomie. (D) Linker hemi-azygote ader. (E) Ligated linker hemi-azygote ader. (F) Isolatie van longaders. (G) Vastgeklemde linker boezemmanchet, linker bronchiën en linker longslagader. (H) Linker donorlong met longader, bronchiale en PA-manchetten. (I) Anastomose van de longslagader. (J) Linkerlong getransplanteerd en ontklemd. (K) Long verplaatst. (L) Borstslang geplaatst. (M) Sluiting van de thoracotomie. (N) Bronchiale anastomose. (O) Varken in buikligging. (P) Sternotomie. (Q) Accessoire lob vastgeklemd (rechterlong vastgeklemd, maar niet afgebeeld). (R) Bloedmonsters van de linker longader werden afgenomen van longaderanastomose (bloeding van eerdere punctieplaats). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Monitoring- en beademingsparameters voor transplantatiechirurgie van de linkerlong van varkens. (A) Typische parameters voor de ontvanger vóór transplantatie. (B) Typische parameters bij de explantatie van de linkerlong van de ontvanger. (C) Typische parameters 4 uur na transplantatie van de linkerlongdonor. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: P:F-verhouding en gewichtstoename voor en na de transplantatie. (A) PaO 2:FiO2-verhoudingen tijdens de transplantatie. (B) Gewichtstoename van de linkerlong tijdens de transplantatie na 12 uur NPV-ESLP. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Arteriële bloedgassen (100% FiO2) | In vivo Ontvanger | T0 Reperfusie | T1-reperfusie | T2-reperfusie | T3-reperfusie | T4-reperfusie | Geïsoleerde linkerlong pre-clamp | Geïsoleerde linkerlong Post-clamp (0 min) | Geïsoleerde linkerlong postklem (1 min) | Geïsoleerde linkerlong postklem (5 min) | Geïsoleerde linkerlong postklem (10 min) |
| Bloedgaswaarden | |||||||||||
| 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 |
| Oximetrie waarden | |||||||||||
| 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 |
| Elektrolyt Waarden | |||||||||||
| 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 |
| Metaboliet waarden | |||||||||||
| Glucose (mmol/L) | 4,2 | 2.7 | 13.4 | 2.8 | 8.3 | 5 | 5.1 | 4.9 | 4.5 | 4.6 | 4.2 |
| Lactaat (mmol/L) | 1.2 | 1.3 | 3.8 | 2.5 | 1.3 | 1.2 | 1.4 | 1.8 | 1.4 | 1.9 | 2.7 |
| Zuur-base-status | |||||||||||
| 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 |
Tabel 1: Bloedgasanalyse uitgevoerd na transplantatie van de linkerlong na 12 uur ESLP. Ca+, calciumion; Cl-, chloride-ion; Hb, hemoglobine; HCO3-, bicarbonaation; K+, kaliumion; Na+, natriumion; Osm, osmolariteit; paCO2, arteriële partiële druk van kooldioxide; PaO2, arteriële partiële zuurstofdruk; sO2, zuurstofverzadiging; geïsoleerde linkerlong pre-clamp, rechter hilum open; Geïsoleerde linkerlong na klem, 1 minuut nadat rechter hilum is vastgeklemd.
Aanvullend dossier 1: Chirurgische veiligheidschecklist voor linkerlongtransplantatie. Klik hier om dit bestand te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Dit protocol omvat verschillende kritieke chirurgische stappen en probleemoplossing is nodig om een succesvolle transplantatie en longbeoordeling te garanderen. Juveniele varkenslongen zijn ongelooflijk delicaat in vergelijking met volwassen menselijke longen, dus de opererende chirurg moet voorzichtig zijn bij het hanteren van varkenslongen. Dit is met name het geval na een 12 uur durende ESLP-run, omdat het orgaan vloeistofvolume heeft aangenomen en vatbaar is voor letsel door overmatige manipulatie. Elke overmatige druk zal atelectase of trauma aan de experimentele long veroorzaken, wat de beoordelingsresultaten zal beïnvloeden. Evenzo zijn de vasculaire structuren erg delicaat bij het juveniele varken. Het is van cruciaal belang om torsie van de PA-klem te voorkomen, omdat dit een scheur of dissectie van de weefsellagen kan veroorzaken. Een scheur in de PA maakt het openen van het hartzakje noodzakelijk om toegang te krijgen tot een meer proximaal deel van de linker PA dat kan worden geanastomoseerd naar de implanterende long. Een DeBakey vaatklem heeft een laag profiel dat goed past in het chirurgische veld, maar dit instrument kan letsel veroorzaken aan de delicate PA als de chirurg niet oppast. Het is handig om de klem op zijn plaats te houden met behulp van een zijden band die aan de gordijnen wordt vastgeklikt om losraken of torsie te voorkomen. Bronchoscopie van de getransplanteerde long na het losmaken van de bronchiale anastomose is ook van cruciaal belang. Er is vaak vocht in de luchtwegen van de donorlong na 12 uur ESLP en transplantatie. Het opzuigen van deze vloeistof is van vitaal belang voor een optimaal herstel van de linkerlongfunctie en daarmee voor beoordeling na 4 uur reperfusie. Nadat de bronchoscopie is hersteld en de eerste ABG is teruggekeerd met bevredigende kaliumspiegels, is het van cruciaal belang om een thoraxbuis in te brengen, de incisie te sluiten en het varken te buikligging. De hemodynamica en ventilatie van het varken zijn aanzienlijk stabieler in buikligging, waarbij de ribbenkast opnieuw wordt benaderd. Een verhoogd kaliumgehalte > 5,5 mmol/L in dit stadium riskeert een bradycardische stilstand en vereist een opkomende heropening en manuele hartmassage om de perfusie te ondersteunen, wat het beste kan worden vermeden. Vanwege het aanzienlijke risico op hyperkaliëmie en bradycardische stilstand bij reperfusie, is het van cruciaal belang om seriële ABG's uit te voeren, beginnend bij reperfusie en elke 30 minuten terugkerend tot de 4 uur exsanguinatie. ABG's geven essentiële metingen van oxygenatie, partiële druk van kooldioxide (PCO2), kalium en glucose. Het nauwlettend volgen en behandelen van deze vier componenten is van vitaal belang voor een succesvol experiment. Een continue telemetriemeting is ook van cruciaal belang om te controleren op piek-T-golven geassocieerd met hyperkaliëmie en de anticipatie op bradycardie. In de laatste fase van het experiment is het van cruciaal belang om het rechter longhilum en de accessoirekwab vast te klemmen voordat de definitieve bloedmonsters van de LA-anastomose worden afgenomen. Het rechter hilum levert bloed aan de accessoire longkwab en de accessoire kwab loopt af naast de linker inferieure longader, vaak via een gemeenschappelijke romp. Het rechter hilum en de accessoirekwab moeten afzonderlijk worden vastgeklemd om ervoor te zorgen dat er geen rechterlongfunctie bijdraagt aan de LA-gassen van het monster door middel van bloedmenging. Het nemen van het ABG-monster van de linkerlong uit de PV-anastomose of net daarbuiten wordt voorgesteld.
Er zijn verschillende wijzigingen aangebracht in dit protocol, samen met aanzienlijke probleemoplossing van de beschreven methoden. Aanvankelijk werd geprobeerd de implantatie uit te voeren via mediane sternotomie; de blootstelling was echter suboptimaal vanwege de oriëntatie van de PA van het varken, de bronchus en LA. De aanpak werd met succes uitgevoerd, maar bij volgende operaties werd een thoracotomie geprobeerd voor een betere blootstelling. Dit bleek een superieure chirurgische aanpak te zijn vanuit visualisatie- en technisch perspectief. Een andere essentiële wijziging was het ontwikkelen en implementeren van een checklist voor chirurgische veiligheid/protocol (aanvullend dossier 1). Er was een aanzienlijke leercurve voor alle betrokken teamleden en deze experimenten zijn arbeidsintensief. Er werd een checklist ontwikkeld als leidraad voor de ontwikkeling van communicatie- en documentprotocollen (aanvullend dossier 1). De checklist maakte het mogelijk om het protocol te systematiseren en te vereenvoudigen voor sneller leren. Ook het heparinisatieprotocol werd aangepast. Twee van de eerste tien uitgevoerde transplantaties leden aan ischemie van de linkerlong als gevolg van stolselvorming in de linker PA. Aanvankelijk werden 5000 eenheden heparine IV toegediend 5 minuten vóór het vastklemmen van de PA en nog eens 5000 eenheden werden 5 minuten vóór het losmaken van de PA toegediend. De doseringsfrequentie werd verhoogd tot 5000 eenheden per uur na het losmaken van de PA, en er zijn geen problemen geweest met bloedingen of PA-stolling sinds deze aanpak is aangenomen. Er werd een strategie ontwikkeld die minder heparine gebruikt om de kosten te beheersen, met een dosis van 5000 eenheden IV heparine 5 minuten voor het vastklemmen van de PA en 5 minuten voor de gedeeltelijke ontklemming van de PA. Dit wordt gevolgd door 1000 eenheid IV heparinebolussen per uur gedurende de rest van de casus. Er was geen toegang tot ACT-analyse, wat de meest nauwkeurige manier zou zijn om toegang te krijgen tot de adequaatheid van heparinisatie.
Het losmaken van de PA werd ook gewijzigd van een plotselinge ontklemming naar een benadering die geleidelijk de volledige stroom naar de getransplanteerde long gedurende 10 minuten herintroduceert. De linker inferieure PV- en LA-manchet blijven vastgeklemd bij het losmaken van de PA om antegrade de-airing mogelijk te maken. Volledige PA-stroom veroorzaakte aanzienlijke druk op de delicate LA-hechtlijnen en aanzienlijke druk in de longvasculatuur, wat schadelijk leek. Langdurige PA-ontklemming maakt het mogelijk om de LA antegrade te ontluchten met een geleidelijke toename van de stroom in tegenstelling tot plotseling ontklemmen en een plotselinge toename van de stroom. Langdurig losmaken beschermt de hechtingslijnen en het longendotheel tegen plotselinge drukverhoging. Zelfs met ESLP draagt een ischemische belediging van de getransplanteerde long en celdood bij aan een significante afgifte van kalium in de bloedsomloop van het varken na ischemische reperfusie. Om hyperkaliëmie proactief te behandelen, werd het protocol aangepast om kalium preventief te verschuiven op het moment van reperfusie door toediening van furosemide 40 mg IV, 100 ml 25% dextrose (D25) en 10 eenheden gewone insuline. Hierdoor blijft het doelkalium op de ABG's binnen het eerste uur van reperfusie op peil en kan het varken eerder in het experiment veilig worden geprikt, wat helpt bij de transplantaatfunctie. Vanuit een hemodynamisch perspectief is het protocol aangepast om fenylefrine te gebruiken als de overheersende vasopressorondersteuning. Vasopressine bleek minder effectief te zijn. Af en toe werd een infuus met een lage dosis dobutamine toegediend om het hartminuutvolume te verhogen, samen met een infuus met fenylefrine om de bloeddruk op peil te houden. Toch wordt dobutamine spaarzaam gebruikt vanwege zijn aritmogene eigenschappen. Ten slotte werd de beoordeling van de geïsoleerde linkerlong gewijzigd. Na het vastklemmen van het rechter longhilum, werden de LA-gassen aanvankelijk uit het lichaam van de LA getrokken na het opheffen van de hartkope; gasmenging van de afvoer van de accessoirelobben in de LA produceerde echter vals hoge PaO2-waarden . Nu worden monsters distaal van de LA-anastomoselijn getrokken nadat de rechterlong en de accessoirekwab afzonderlijk zijn vastgeklemd. Deze monsters worden genomen op 0, 1, 2, 5 en 10 minuten na het vastklemmen van het rechter hilum en zijn een nauwkeurigere weergave van de geïsoleerde linkerlongfunctie. Handmatige hartmassage kan nodig zijn tussen de 5-10 minuten. De meest recente protocolverbetering heeft betrekking op de anastomosen van de superieure longader (SPV). Aanvankelijk waren de ontvangende SPV's overgenaaid vanwege hun kleine kaliber en neiging om te stollen. Toch had de bovenkwab van de donor af en toe last van congestie omdat de collaterale drainage variabel en ontoereikend was tussen varkens. Om dit te verhelpen, werden de SPV en IPV van de donor opgenomen in de IPV/LA-anastomose van de ontvanger, waardoor elk probleem met veneuze drainage en longcongestie werd geëlimineerd. Dit protocol zal verder worden gewijzigd naarmate de ervaring groeit.
Er zijn verschillende beperkingen aan deze methode van linkerlongtransplantatie. Het model is alleen beoordeeld met een periode van 4 uur, waarbij alleen rekening wordt gehouden met de getransplanteerde longfunctie in de acute postoperatieve periode na 12 uur ESLP. Dit protocol is ontworpen met het oog op het herstel van het dier; Het moet echter nog in die hoedanigheid worden getest. De technische operatie vereist aanzienlijke chirurgische vaardigheid en vereist een getrainde chirurg of een zeer onafhankelijke chirurgische stagiair om uit te voeren. Er zijn veel mogelijkheden voor fatale fouten die het hele experiment in gevaar zouden brengen, en de juiste chirurgische techniek is nodig om dergelijke gevaren te voorkomen of te corrigeren. De enige echte beoordeling van de getransplanteerde long vindt plaats helemaal aan het einde van de reperfusie. De natuurlijke rechterlong is in staat om aan de zuurstofbehoefte van het varken te voldoen en bevredigende ABG's te produceren. Wanneer de rechterlong volledig is vastgeklemd bij het hilum, wordt voorkomen dat deze verse zuurstof, verse zuurstofarme bloedtoevoer en zuurstofrijke bloedafvoer ontvangt. Dit is een cruciaal moment om de getransplanteerde linkerlongfunctie te bepalen, aangezien 100% van het hartminuutvolume wordt omgeleid naar de getransplanteerde long, die als enige verantwoordelijk wordt voor systemische oxygenatie.
Er zijn meerdere voordelen van deze methode met betrekking tot bestaande/alternatieve methoden. Na bestudering van de literatuur12,13,14,15 is deze methode het meest gedetailleerd en reproduceerbaar na een initiële leercurve van 1 of 2 varkens in de handen van een junior hartchirurg in opleiding of volledig gekwalificeerde chirurg. De bediening is eenvoudig; De hemodynamica van het varken (inclusief de gevoeligheid voor dodelijke aritmieën) creëert echter een leermogelijkheid voor degenen die gewend zijn volwassen mensen te opereren, die robuuster zijn vanuit een cardiopulmonaal perspectief. De methoden voor geïsoleerde functionele beoordeling van de linkerlong, hoewel kort, zijn eenvoudig uit te voeren en zeer reproduceerbaar. In het bijzonder geeft deze methodologie meer details over anesthesiemanagement dan momenteel beschikbaar is in de literatuur.
In vivo transplantatie is essentieel voor ESLP en longtransplantatie onderzoek. ESLP is de meest cruciale ontwikkeling in longtransplantatie sinds de introductie van anti-afstotingsmedicatie, waarbij sommige centra al profiteren van de verhoogde orgaanbenutting die door deze technologie wordt geboden 6,7,8,9,10,11,12. Verdere vooruitgang op dit onderzoeksgebied is nodig om de sterfte op de wachtlijst te verminderen en de toegankelijkheid van ESLP-platforms uit te breiden. In-vitro-analyse met ESLP profiteert van de in vivo beoordeling en bevestiging van een groot diermodel. Grote diermodellen die in vitro bevindingen bevestigen, zijn vaak nodig voor goedkeuring van klinische onderzoeksproeven voor ontwikkelingslaboratoria. Deze methode biedt een betrouwbare en relatief eenvoudige transplantatiemethode voor laboratoria die ESLP-onderzoek uitvoeren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
DHF heeft patenten op Ex situ orgaanperfusietechnologie en -methoden. DHF en JN zijn oprichters en grootaandeelhouders van Tevosol, Inc.
Acknowledgments
Dit onderzoek wordt gefinancierd in opdracht van de Stichting Academisch Ziekenhuis.
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).
