Summary
Protokollen beskriver en stordyrsmodell (svine) for donasjon etter sirkulasjonsdød, etterfulgt av torakoabdominal normoterm regional perfusjon som nøye simulerer det kliniske scenariet ved hjertetransplantasjon, og har potensial til å legge til rette for terapeutiske studier og strategier.
Abstract
Økningen i etterspørselen etter hjertetransplantasjon gjennom årene har drevet interessen for donasjon etter sirkulasjonsdød (DCD) for å utvide organdonorbassenget. DCD-prosessen er imidlertid forbundet med risikoen for hjertevevskade på grunn av den uunngåelige perioden med varm iskemi. Normothermic regional perfusion (NRP) muliggjør en in situ organvurdering, slik at anskaffelse av hjerter som er bestemt å være levedyktige. Her beskriver vi en klinisk relevant stordyrmodell av DCD etterfulgt av NRP. Sirkulasjonsdød etableres hos bedøvede griser ved å stoppe mekanisk ventilasjon. Etter en forhåndsinnstilt varm iskemiperiode brukes en ekstrakorporeal membranoksygenator (ECMO) i en NRP-periode som varer minst 30 minutter. I løpet av denne reperfusjonsperioden tillater modellen innsamling av forskjellige myokardbiopsier og blodprøver for innledende hjerteevaluering. Når NRP er avvent, kan biokjemiske, hemodynamiske og ekkokardiografiske vurderinger av hjertefunksjon og metabolisme utføres før organinnkjøp. Denne protokollen simulerer nøye det kliniske scenariet som tidligere er beskrevet for DCD og NRP ved hjertetransplantasjon, og har potensial til å legge til rette for studier som tar sikte på å redusere iskemi-reperfusjonsskade og forbedre hjertefunksjonell bevaring og gjenoppretting.
Introduction
Over 300 000 personer dør i Nord-Amerika hvert år av hjertesvikt (HF); Hjertetransplantasjon er fortsatt eneste behandlingsalternativ for noen av disse pasientene med sykdom i sluttstadiet1. Historisk sett var den eneste kilden til hjertetransplantasjon donorhjerter oppnådd etter nevrologisk bestemmelse av død (NDD), men selv da var bare rundt 40% tilstrekkelig for transplantasjon2. Mellom 15% og 20% av pasientene dør mens de venter på en hjertedonasjon, med mangel på donorhjerter som en av årsakene som skaper en uoverensstemmelse mellom tilgjengelige hjerter og hjertene som trengs2. For å øke organdonorpoolen er det viktig å ta hensyn til bruk av hjerter donert etter sirkulasjonsdød (DCD)3. Det er motvilje mot å bruke DCD-hjerter fordi disse organene alltid blir utsatt for en periode med ubeskyttet (varm) iskemi etter opphør av blodsirkulasjon og kan opprettholde irreversibel skade. Selv om rapporter for vellykket DCD-hjertetransplantasjon med gode tidlige resultater eksisterer 4,5, er det behov for å utvikle en validert vurderingsmetode for å avgjøre om disse hjertene er brukbare og potensielt forutsi deres ytelse etter transplantasjon 6,7. For å begrense iskemiske perioder med DCD-hjerter og kontinuerlig overvåke dem under lagring og transport, ble ex situ hjerteperfusjonssystemer utviklet8. Denne teknologien er imidlertid avhengig av komplekse maskiner med perfusjonsutstyr, og har en høy forhåndskostnad uten noen garanti for at det anskaffede organet vil være egnet for transplantasjon. En ny protokoll for DCD hjertetransplantasjon basert på normoterm regional perfusjon (NRP) ble foreslått av Messer et al3. Denne teknikken innebærer å gjenopprette myokardial perfusjon mens hjertet fortsatt er i donoren og unntatt cerebral sirkulasjon. Det tillater en funksjonsvurdering in situ før anskaffelse3.
Ved bruk av store dyremodeller er svinehjertet en av de foretrukne plattformene for å utføre hjertekirurgisk forskning med tanke på dens anatomiske likhet med menneskets hjerte. Imidlertid bør noen viktige faktorer i svinehjerter vurderes når du bruker denne modellen. For eksempel er svin hjertevev svært skjøre og sprø og er utsatt for tårer, spesielt i lungearterien og høyre atrium9. En annen viktig faktor å vurdere er at svinekjøttet er svært følsomt for iskemi og utsatt for arytmier, og derfor bør antiarytmika administreres rutinemessig til hvert dyr før forsøket; Likevel anses det fortsatt som en hensiktsmessig modell for studiet av akutt iskemi ved hjertetransplantasjon9.
Dette manuskriptet beskriver en stordyrmodell (svine) for donasjon etter sirkulatorisk død etterfulgt av torakoabdominal normoterm regional perfusjon som nøye simulerer det kliniske scenariet ved hjertetransplantasjon og har potensial til å legge til rette for nye terapeutiske studier og strategier for translasjonsforskning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Den institusjonelle dyrepleie- og brukskomiteen ved Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM) godkjente alle eksperimentelle protokoller, og dyr ble behandlet i samsvar med veiledningen for omsorg og bruk av forsøksdyr. For denne protokollen ble 3-4 måneder gamle store hvite mannlige eller kvinnelige griser som veide 50-60 kg brukt. Dyrestørrelse kan variere i henhold til etterforskernes eksperimentelle mål.
1. Dyreforberedelse og bedøvelsesinduksjon
- Premedisinere dyret ved hjelp av en intramuskulær injeksjon av atropin (0,04 mg/kg), midazolam (0,3 mg/kg) og ketamin (20 mg/kg). Administrer isofluran i en endetidalkonsentrasjon på 1%-3% i 3 l/minO2, ved bruk av en ansiktsmaske for anestesiinduksjon og vedlikehold.
- Bekreft tilstrekkelig anestesi ved å teste for en avslappet kjevetone, og fravær av smerte ved hjelp av tåklemmerespons. Sørg for at dyret er plassert i dorsaldecubitusstilling og opprettholdt i normotermi ved hjelp av et oppvarmingstepper.
- Etter å ha bekreftet anestetisk tilstrekkelighet, utfør en orotrachealintubasjon med et 6,5-8 mm endotrakealrør som beskrevet i 10.
- Plasser oksygenmetningsmonitoren på øret eller underleppen på dyret for kontinuerlig overvåking. Juster ventilasjonen til et positivt endeekspiratorisk trykk (PEEP) på 5 cm H 2O, et maksimalt inspiratorisk trykk (PIP) på 15 cm H 2 O, en brøkdel av inspirert oksygen (FIO 2) på 0,5 og en respirasjonsfrekvens (RR) på 15 respirasjoner/min som når et tidalvolum (TV) på 6-8 ml/kg og normalt partialtrykk påO2 og CO2. Juster RR for å opprettholde et endetidalt CO2-nivå på 35-45 mmHg.
- Få perifer intravenøs tilgang via ørevenen ved hjelp av et 20 G kateter. Start en vedlikeholdsinfusjon av normal saltoppløsning (0,9% NaCl) og administrer 2 g magnesiumsulfat (MgSO4) som en intravenøs bolus for å forhindre arytmier.
- Forbered operasjonsstedene ved å barbere og skrubbe thoraxen og lyskene tilstrekkelig. Desinfiser lyskene og nakken ved hjelp av klorhexidin og draper på riktig måte samtidig som det gir venøs og arteriell tilgang.
- Plasser cautery elektrodeputen på dyrets rygg. Plasser dyret i Trendelenburg-posisjon for å lette sentral venøs tilgang.
- Finn høyre jugularvenen ved hjelp av en ultralyd. Når du er lokalisert, ved hjelp av en nål, skriv inn huden i en 45 ° vinkel til blod ses og nålen ses i venen på ultralydet.
- Plasser føringstråden i nålen og sett deretter inn en 7 Fr perkutan sentral venekappeintroduksjon over føringstråden.
- Fjern ledetråden mens du holder kappeintroduksjonen på plass, og sett deretter inn et Swans-Ganz-kateter for å sikre hjerteutgangsmålinger og høyre hjertekateterisering.
MERK: Den venstre halsvenen kan brukes i stedet for den rette. Hvis tilgang ikke er mulig, sett hylsen direkte inn i vena jugularis interna (venstre eller høyre) etter midtlinjesternotomi. I så fall må du sørge for å dissekere venen. - Bruk samme teknikk, sett inn et sentralt venekateter (f.eks. dobbelt lumen) i venstre vena jugularis .
- Sett inn en annen 7 Fr perkutan sentral venekappeintroduksjon i høyre femorale vene ved hjelp av Seldinger-teknikken som beskrevet i trinn 1.7. til 1,10., for innføring av et konduktanskateter i høyre ventrikkel (RV). Dette kan gjøres perkutant med ekkoveiledning, eller etter midtlinjesternotomi.
- Tillat en stabilitetsperiode i 10 minutter etter intubasjon og manipulering, og mål deretter baseline hemodynamiske og hjertefunksjonsparametere, inkludert lunge- og systemisk trykk, hjerteutgang, RV- og LV-trykkvolumsløyfer og transtorakal ekkokardiografi.
2. Etablering av kirurgisk tilgang
- Bruk en cautery penn, utfør et midtlinjesnitt fra midten av livmorhalsområdet til xiphoid. Deretter deler du det subkutane fettet, lag for lag, langs midtlinjen ved hjelp av elektrokauteriet for å nå peri-sternum.
- Skjær rundt sternal hakk og bruk en finger til å trekke tilbake og feie myke vev fra under brystbenet. Åpne brystbenet med en beinsag og sørg for at brystbenet er helt delt mens du er forsiktig med venen under den øvre delen av sternalbenet. Cauterize brystbenet og / eller bruke benvoks for å sikre tilstrekkelig hemostase.
- Bruk elektrokauteriseringen, dissekere og fjern thymus ved å løfte den fra perikardiet. Cauterize fartøyene som leverer thymus fra aorta og overlegen vena cava (SVC) for å forhindre blødning.
- Klipp forsiktig perikardiet åpent med kauteriet. Sett fingrene under perikardiet mens du skjærer for å unngå skade på hjertet.
- Administrer 300 enheter/kg heparin IV for å oppnå systemisk antikoagulasjon. Hvis testen er tilgjengelig, sørg for aktivert koagulasjonstid (ACT) på 300 s.
3. Tilbaketrekking av livsopprettholdende behandling og dødserklæring
- Administrer en bolus med 3 mg/kg propofol i.v., stopp deretter mekanisk ventilasjon og koble fra endotrakealslangen.
MERK: Dette trinnet tilsvarer "Tilbaketrekking av livsstøtte" for å starte Normothermic Regional Perfusion. For eutanasibetingelser, se avsnitt 8. - Overvåk arterielt trykk og periferO2-metning . Start funksjonell varm iskemitid når systolisk trykk < 50 mmHg.
- Opprett sirkulasjonsstans når det er asystole (eller ventrikulær fibrillering) og fravær av arteriell pulsatilitet. Start en minimum observasjonsfase på 5 minutter etter at sirkulasjonsstans er etablert (stand-off periode) og deretter erklære dyr død.
4. Plassering av torakoabdominal normoterm regional perfusjon
- Bruk cautery, forsiktig dissekere aortopulmonale rommet. Trekk RV-utstrømningskanalen dårligere, lungearterien til venstre og aorta til høyre for å unngå direkte lesjoner til sistnevnte. Ta en assistent hjelp om nødvendig i løpet av dette trinnet.
- Dissekere og ligere supra-aortakarene for å unngå og utelukke cerebral perfusjon. Alternativt kan du bruke en stor tverrklemme over fartøyene.
- Sett inn to 18 G katetre i carotisene bilateralt distalt for okklusjonen for å evaluere potensiell blodstrøm til hjernen. Samle og måle blod gjennom hele eksperimentet og reinfuse via NRP-kretsen.
- Bruk metzenbaum og rettvinklet tang, dissekere delikat mellom SVC og innominate arterie, og mellom IVC og perikard. Omkrans SVC og IVC ved hjelp av en navlestreng eller en enkel 0-silke sutur og fest dem med en turniquet.
- Bruk en 3-0 sutur, plasser to konsentriske veskestrengsuturer på den distale stigende aorta adventitia; Unngå suturer i full tykkelse. Plasser en veskestrengsutur på høyre atrium (RA). Fest alle suturer med en turniquet.
- Oppsett og prime NRP-systemet i henhold til etterforskernes og eksperimentelle behov. For denne protokollen, bruk en ECMO-krets med en sentrifugalpumpe, primet med 2 liter krystalloid oppløsning inneholdende 500 mg Solumedrol, 200 ml 8,4% natriumbikarbonat (NaOH), 300 enheter / kg heparin og 2 g MgSO4.
MERK: Oppsettet som brukes her ligner det som brukes av institusjonens perfusjonister ved hjertekirurgisk klinikk. - Bruk en 17 til 21 F arteriell kanyle, kanylere aorta, og stram deretter tourniqueten som holder veskestrengsuturen for å sikre kanylen på plass.
MERK: Alternativt kan du sette inn en ekstrakorporeal membranoksygenator (ECMO) kanyle ved hjelp av Seldinger-teknikken for å minimere blodtap. En annen metode består av å bruke en standard bypass arteriell kanyle. Aortakanylen kobles deretter til arterielinjen til NRP-kretsen ved hjelp av en 3/8-3/8-kontakt; Sørg for fullstendig avlufting for å unngå luftemboli. - Lag et 5 mm snitt i midten av veskestrengen på RA, og utvid den deretter ved hjelp av et lite vinklet instrument som en rettvinklet eller snap. Dekk snittet med en finger for å unngå overdreven blødning.
- Bruk en dobbelttrinns venekanyle til å kanylere RA, og stram deretter veskestrengsuturene ved hjelp av en turniquet for å feste kanylen på plass.
- Koble kanylene til venøs linje i NRP-kretsen ved hjelp av en 1/2-3/8-kontakt og sørg for fullstendig avlufting for å unngå luftsluse i systemet.
- Sørg for at det har gått minst 15 minutter mellom dødserklæring og oppstart av NRP for å omfatte den tiden som trengs i klinisk praksis forberedelse, drapering og tilgang til hjertet.
- Start NRP 15 min etter starten av funksjonell varm iskemitid. Opprettholde normotermi gjennom hele prosedyren. Juster strømningshastighetene gradvis for å nå en perfusjonsindeks på 2,5 l/min/m2. Start mekanisk ventilasjon på nytt med en FIO2 på 50 % og en TV på 6 ml/kg.
MERK: Endre disse innstillingene i henhold til eksperimentell design. - Tilfør kontinuerlig 10 μg/kg/min dopamin og 4 enheter/min vasopressin i.v. Bruk adrenalin og noradrenalin under første perfusjon og deretter titrere dem etter behov for å hjelpe til med trykkregulering mens du opprettholder arterielt trykk over 50 mmHg.
5. Opprettholdelse av reperfusjon og mål for avvenning
- Reperfuse hjertet i 30 min før du prøver å avvenne for NRP. Hvis avvenningen ikke lykkes, utfør ytterligere 15 minutter med reperfusjon for å støtte med NRP før du prøver å avvenne igjen for en total maksimal reperfusjonstid på 180 min.
- Gå videre til hjertevurdering etter vellykket avvenning. Hvis avvenning ikke oppnås etter dette tidspunktet, stopper du eksperimentet og rapporterer problemet.
MERK: Dette bør tilpasses hver enkelt etterforskers mål. - Evaluer NRPs avvenningskriterier og sørg for at alle kriteriene er oppfylt som beskrevet i tabell 1.
6. Vurdering av hjertegjenoppretting
- Generer trykk-volum (PV) sløyfeanalyser for å måle hjertekontraktilitet. Konduktanskateteret muliggjør kontinuerlige målinger av LV-PV-relasjoner.
- Få steady-state-opptak for å generere volumavhengige parametere, slagarbeid og utviklet trykk, og okkluder IVC med et navlestrengbånd for å generere volumuavhengige parametere gjennom okklusjon, nemlig forhåndsbelastning av rekrutterbart slagarbeid.
- Mål sentralt venetrykk, lungearterietrykk, hjerteutgang, RV-trykk og pulmonalt kapillærkiletrykk ved hjelp av Swans-Ganz-kateteret introdusert i begynnelsen av forsøket.
- Analyser hjertefunksjonen gjennom ekkokardiografi ved hjelp av en standard transesophageal sonde og en transtorakal sonde plassert direkte på hjertet.
- Utføre metabolske vurderinger ved å samle arterielle og venøse blodprøver for analyser. Tegn blod direkte fra koronar sinus for å vurdere hjertets metabolske funksjon spesielt. Analyser blodgasser og laktatnivåer.
- I tillegg samle myokardbiopsier fra RV og LV om nødvendig. Få prøver fra andre transplanterbare organer av interesse (f.eks. lunger, lever, nyrer), avhengig av utprøverens mål.
7. NRP-fjerning og hjerteevaluering
- Når avvenningskriteriene er oppfylt, stopp NRP. Fjern kanylen fra RA og stram raskt veskestrengsuturen for å minimere blodtap. Fest suturen med knuter og følg samme prosedyre for å fjerne aortakanylen.
- Evaluer hjertefunksjonen hvert 30. minutt i 2 timer etter at NRP har stoppet som beskrevet i trinn 6.1. til 6.4.
8. Avslutning av eksperiment
- Etter 2 timer, plasser et 16 G eller 18 G kardioplegikateter i den stigende aorta. Koble kanylen til NRP-kretsen.
- Deretter dekomprimerer du høyre hjertehulrom ved å snitte IVC og venstre hulrom ved å snitte venstre atrium ved hjelp av kauteriet.
- Klem den stigende aorta etter innsetting av kanylen og administrer 1,5 l Del Nido kardioplegioppløsning ved 4 °C til hjertet. Sørg for at perfusjonstrykket er 50 mmHg.
- Stopp den mekaniske ventilasjonen og plasser isslaps (0,9% NaCl) i thoraxhulen etter initiering av kardioplegi for kjøling. Fortsett med hjerteektomi på en tradisjonell måte når kardioplegiinfusjonen er fullført.
- Bruk det innsamlede hjertet til å få omfattende myokardbiopsier for vurdering og evaluering. Utfør andre biopsier fra andre organer (f.eks. Lunger, lever, nyrer) avhengig av eksperimentell design og mål for etterforskerne
MERK: Figur 1 gir et sammendrag av protokolltrinnene som vises, og tabell 1 gir definisjon av parametrene og kriteriene som ble brukt i denne studien.
Figur 1: Skjematisk sammendrag av eksperimentell protokoll. Forkortelser: NRP = Normothermic Regional Perfusion. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
| Definisjon/kriterier | |
| Funksjonell varm iskemi periode | Periode som starter når systolisk trykk < 50 mmHg og slutter når NRP initieres. I denne protokollen er denne perioden 15 min |
| Sirkulasjonsstans | Det er etablert når hjertet er i asystole eller i ventrikulær fibrillering |
| Stand-off periode | Periode som starter med sirkulasjonsstansen og slutter med dødserklæringen. I denne protokollen er denne perioden 5 min |
| Vellykket NRP-avvenning | Minimal bruk av inotroper og vasopressorer |
| CI > 2,2 l/min/m2 | |
| KART > 55 mmHg | |
| RAP < 15 mmHg | |
| PCWP < 15 mmHg | |
| Normal LV- og RV-funksjon |
Tabell 1: Representativ definisjon av parametere og kriterier brukt i denne protokollen. Forkortelser: CI = hjerteindeks; MAP = gjennomsnittlig arterielt trykk; NRP = Normothermic regional perfusjon; PCWP = pulmonalt kapillært kiletrykk; RAP = Høyre atrietrykk.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Denne prekliniske modellen har blitt brukt i vår institusjon for flere eksperimenter. For det første viste vi at DCD-hjerter, opprinnelig reperfusert med NRP, viste lignende funksjonell gjenoppretting etter transplantasjon sammenlignet med konvensjonell hjertedonasjon bevart med kald lagring. Videre har vi brukt denne protokollen for å vise at hjertefunksjonsvurdering etter NRP var prediktiv for bedring etter transplantasjon. Endelig har vi også studert effekten av NRP på cerebral perfusjon og lungebevaring etter sirkulasjonsstans.
Figur 2 viser representative resultater av hjertefunksjon ved baseline og etter DCD og NRP målt med lungearteriekateter. Her ser vi at det er en betydelig nedgang i hjertefunksjonen etter DCD; Imidlertid viste disse organene lignende funksjonell gjenoppretting etter transplantasjon sammenlignet med konvensjonelt transplanterte hjerter (bankende hjertedonasjon etterfulgt av kald lagring). Figur 3 viser målinger av cerebral oksymetri under NRP med supraaortakarene fastklemt; Målingene bekrefter fraværet av adekvat cerebral perfusjon. Til slutt viser figur 4 målinger av lungecompliance under NRP og etter avvenning fra støtte. Den viste ingen signifikant chang fra baseline under NRP.
Figur 2: Hjerte under NRP. Hjerteindeks (median ± interkvartilbredde) ble målt ved baseline, under NRP og etter transplantasjon med lungearteriekateter. DCD-hjerter (i HTK lagringsløsning) viste lignende funksjonell restitusjon sammenlignet med kontrollhjerter (donasjoner som slår standard) etter transplantasjon (n = 5/gruppe). Forkortelser: DCD = donasjon etter sirkulasjonsdød; HTK = Histidin-tryptofan-ketoglutarat lagringsløsning; NRP = Normothermic regional perfusjon; Tx = Behandling. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 3 Måling av cerebral oksymetri. Cerebral oksimetrimålinger gjennom hele forsøket viste progressiv nedgang under tilbaketrekking av livsopprettholdende tiltak og forble på minimale nivåer under NRP. Forkortelser: NRP = Normothermic Regional Perfusion; WLST = Seponering av livsopprettholdende behandling Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4: Lungecompliancemåling under NRP og etter avvenning. Lungeetterlevelse, målt ved forholdet mellom tidevannsvolum og middeltrykk sett på respirator (median ± interkvartilbredde), viste ingen signifikante endringer fra baseline under NRP (n = 5). Statisk compliance (statisk) måles under endespirasjonshold. Dynamisk compliance (Dyn) måles gjennom hele respirasjonssyklusen. Forkortelser: NRP = Normothermic Regional Perfusion. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Dette manuskriptet beskriver en stordyrmodelldonasjon etter sirkulatorisk død (DCD) etterfulgt av torakoabdominal normoterm regional perfusjon. I dette eksperimentet reperfuseres hjertet i minimum 30 minutter og maksimalt 3 timer før det avvennes fra ECMO-kretsen. Hjertet fungerer da på egen hånd i 2 timer, noe som gir verdifull hjertevurdering på kort sikt. Derfor er den største begrensningen i denne protokollen den kortsiktige oppfølgingen; En langsiktig vurdering vil imidlertid være ressurskrevende og kostbar. Denne prosedyren fokuserer på akutt iskemi-reperfusjonsskade, og kan være en pålitelig metode for å vurdere hjertefunksjonen til et donorhjerte i donoren og fastslå om organet kan transplanteres. Det kan også være en tilstrekkelig preklinisk modell som kan brukes til å undersøke nye farmakologiske og ikke-farmakologiske intervensjoner som kan forbedre hjertefunksjonell utvinning og har tidligere blitt validert bare i smådyrmodeller 11,12,13,14,15,16. Endringer i denne protokollen kan tilpasses etterforskerens mål og i tilfelle feilsøking. Disse modifikasjonene kan inkludere, men er ikke begrenset til, kardioplegi, primingløsninger, iskemiske tider og tillegg av farmakologiske inngrep for å studere.
Ved bruk av store dyremodeller er svinehjertet en av de foretrukne plattformene for å utføre hjertekirurgisk forskning med tanke på dens anatomiske likhet med menneskets hjerte. Imidlertid bør noen viktige faktorer i svinehjerter vurderes når du bruker denne modellen. For eksempel er svin hjertevev svært skjøre og sprø og er utsatt for tårer, spesielt i lungearterien og høyre atrium9. Cannulation og hjerte manipulasjon bør gjøres med forsiktighet. En annen viktig faktor å vurdere er at svinehjertet er svært følsomt for iskemi og utsatt for arytmier, og derfor bør antiarytmika som magnesiumsulfatet som brukes i denne eksperimentelle protokollen, administreres rutinemessig til hvert dyr før forsøket. Likevel anses denne modellen fortsatt som hensiktsmessig for studiet av akutt iskemi ved hjertetransplantasjon9. Selv om denne protokollen bare beskriver NRP for hjertefunksjonsvurdering, kan og bør den samme prosedyren, når den er optimalisert, helst brukes til å evaluere andre organer også, og dermed maksimere potensialet for informasjon fra forsøksdyret.
Denne eksperimentelle prosedyren krever minst en utdannet kirurg, og for å optimalisere protokollen innen hver forskningsgruppe, bør rundt tre til fem eksperimenter utføres. Ett medlem av teamet bør tildeles for å utføre anestesi og blodprøvetaking for analyse, og et annet lagmedlem bør være ansvarlig for thoracoabdominal normoterm regional perfusjon og styring av hjertet for å inkludere administrasjon av antiarytmika, vasopressorer og andre medisiner om nødvendig. Flere trinn i denne protokollen er avgjørende for adekvat fortsettelse av forsøket, slik som induksjon av anestesi og intubasjon, hjertemanipulasjon, kanylering og dekanylering, og bør fortrinnsvis utføres av en erfaren kirurg. Det er gjennom repetisjon og konsistens at denne modellen kan optimaliseres og være pålitelig for ulike fremtidige bruksområder.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Vi vil gjerne takke Melanie Borie, Caroline Landry, Henry Aceros og Ahmed Menaouar for deres dyrebare hjelp og støtte.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amiodarone | As available in the institution | ||
| Angiocath 20G | BD | 381704 | |
| Atropine 0.4 mg/mL | As available in the institution | ||
| Biomedicus Centrifugal Pump | Medtronic | ||
| Cardioplegia Solution (Del Nido) | in-house made | Another solution can be used at the discretion of the researcher | |
| Cautery Pencil | Covidien | E2515H | |
| Central Venous Catheter double-lumen | Cook Medical | C-UDLM-501J-LSC | |
| Central Venous Sheath Introducer 7 Fr | |||
| Conductance Catheter | |||
| CPB pack | Medtronic | ||
| DLP Aortic Root Cannula | Medtronic | 12218 | |
| DLP double-stage venous cannula (29 or 37 F) | Medtronic | ||
| Dobutamine | As available in the institution | ||
| Dopamine | As available in the institution | ||
| Electrode Polyhesive | Covidien | E7507 | |
| EOPA Arterial Cannula (17 or 21 F) | |||
| Epinephrine | As available in the institution | ||
| O2 Face Mask | As available in the institution | ||
| Gloves, Nitrile, Medium | Fischer | 27-058-52 | |
| Heparin 1000 IU/mL | As available in the institution | ||
| Inhaled Isofurane | Provided by the institution's animal facility | ||
| Jelco 16 or 18 G catheter | |||
| Ketamine inj. 50 mL vial (100 mg/mL) | Health Canada | Health Canada approval is required | |
| Lidocaine/Xylocaine 1% | As available in the institution | ||
| Magnesium Sulfate 5 g/10 mL | As available in the institution | ||
| Midazolam inj. 10 mL vial (5 mg/mL) | Health Canada | Health Canada approval is required | |
| MPS Quest delivery disposable pack | Quest Medical | 5001102-AS | |
| Norepinephrine | As available in the institution | ||
| Normal Saline (NaCl 0.9%) 1L bag | Baxter | JB1324 | |
| Pipette Tips 1 mL | Fisherbrand | 02-707-405 | |
| Propofol 1 mg/mL | As available in the institution | ||
| Rocuronium | As available in the institution | ||
| Set Admin Prim NF PB W/ Checkvalve | Smith Medical | 21-0442-25 | |
| Sodium Bicarbonate (NaOH) 8.4% | As available in the institution | ||
| Sofsil 0 wax coated | Covidien | S316 | |
| Solumedrol 500 mg/5 mL | As available in the institution | ||
| Suction Tip | Covidien | 8888501023 | |
| Suction Tubing 1/4'' x 120'' | Med-Rx | 70-8120 | |
| Suture 3.0 Prolene Blu M SH | Ethicon | 8523H | |
| Suture 5.0 Prolene BB | Ethicon | 8580H | |
| Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 | Ethicon | 8521H | |
| Suture BB 4.0 Prolene | Ethicon | 8881H | |
| Tracheal Tube, 6.5 mm | Mallinckrodt | 86449 | |
| Vasopressin | As available in the institution |
References
- Yusen, R. D., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: thirty-third adult heart transplantation report-2016; focus theme: primary diagnostic indications for transplant. The Journal of Heart and Lung Transplantation: the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 35 (10), 1170-1184 (2016).
- Hornby, K., Ross, H., Keshavjee, S., Rao, V., Shemie, S. D. Non-utilization of hearts and lungs after consent for donation: a Canadian multicentre study. Canadian Journal of Anaesthesia. 53 (8), 831-837 (2006).
- Messer, S. J., et al. Functional assessment and transplantation of the donor heart after circulatory death. The Journal of Heart and Lung Transplantation: the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 35 (12), 1443-1452 (2016).
- Messer, S., et al. Outcome after heart transplantation from donation after circulatory-determined death donors. The Journal of Heart and Lung Transplantation: the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 36 (12), 1311-1318 (2017).
- Dhital, K. K., Chew, H. C., Macdonald, P. S. Donation after circulatory death heart transplantation. Current Opinion in Organ Transplantation. 22 (3), 189-197 (2017).
- Ardehali, A., et al. Ex-vivo perfusion of donor hearts for human heart transplantation (PROCEED II): a prospective, open-label, multicentre, randomised non-inferiority trial. The Lancet. 385 (9987), 2577-2584 (2015).
- White, C. W., et al. Assessment of donor heart viability during ex vivo heart perfusion. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 93 (10), 893-901 (2015).
- Xin, L., et al. A new multi-mode perfusion system for ex vivo heart perfusion study. Journal of Medical Systems. 42 (2), 25 (2017).
- Robinson, N., et al. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. Iaizzo, P. A., et al. , Springer International Publishing. 469-491 (2015).
- Swindle, M. M. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques. , CRC press. (2007).
- Nasir, B. S., et al. HSP90 inhibitor improves lung protection in porcine model of donation after circulatory arrest. The Annals of Thoracic Surgery. 110 (6), 1861-1868 (2020).
- Aceros, H., et al. Novel heat shock protein 90 inhibitor improves cardiac recovery in a rodent model of donation after circulatory death. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 163 (2), 187-197 (2022).
- Der Sarkissian, S., et al. Heat shock protein 90 inhibition and multi-target approach to maximize cardioprotection in ischaemic injury. British Journal of Pharmacology. 177 (15), 3378-3388 (2020).
- Aceros, H., et al. Celastrol-type HSP90 modulators allow for potent cardioprotective effects. Life Sciences. 227, 8-19 (2019).
- Aceros, H., et al. Pre-clinical model of cardiac donation after circulatory death. Journal of Visualized Experiments. (150), e59789 (2019).
- Der Sarkissian, S., et al. Celastrol protects ischaemic myocardium through a heat shock response with up-regulation of haeme oxygenase-1. British Journal of Pharmacology. 171 (23), 5265-5279 (2014).
