طريقة معزولة فيفو السابقين الإرواء الرئة في الفئران نموذج: الدروس المستفادة من تطوير برنامج EVLP الجرذ

ملخص

وقد سمح السابق فيفو الرئة الإرواء (EVLP) زرع الرئة في الإنسان حتى تصبح أكثر توافرا من خلال تمكين القدرة على تقييم الأجهزة وتوسيع مجموعة المانحين. هنا، نحن تصف وضع برنامج EVLP الفئران والتحسينات التي تسمح لنموذج استنساخه للتوسع في المستقبل.

الملخص

عدد الرئتين المانحة مقبولة المتاحة للزرع الرئة محدودة للغاية بسبب نوعية رديئة. وقد سمح السابقين فيفو الرئة الإرواء (EVLP) زرع الرئة في الإنسان حتى تصبح أكثر توافرا من خلال تمكين القدرة على تقييم الأجهزة وتوسيع مجموعة المانحين. كما توسع هذه التكنولوجيا ويحسن، والقدرة المحتملة لتقييم وتحسين نوعية الرئتين دون المستوى المطلوب قبل الزرع هو حاجة ملحة. من أجل تقييم أكثر صرامة هذه النهج، يحتاج إلى نموذج حيواني استنساخه التي ستنشأ من شأنها أن تسمح لاختبار تحسين تقنيات وإدارة الرئتين تبرعت وكذلك إلى المستلم الرئة زرع. وبالإضافة إلى ذلك، نموذج حيواني EVLP من الأمراض المرتبطة بها، على سبيل المثال، والتهوية الناجم عن إصابة الرئة (فيلي)، من شأنه أن يوفر طريقة جديدة لتقييم علاجات لهذه الأمراض. هنا، نحن تصف وضع برنامج الرئة EVLP الفئران والتحسينات لهذا ليثود التي تسمح لنموذج استنساخه للتوسع في المستقبل. وصفنا أيضا تطبيق هذا النظام EVLP لنموذج فيلي في الرئتين الفئران. والهدف هو تزويد المجتمع البحثي مع المعلومات الأساسية و "لآلئ الحكمة" / التقنيات التي نشأت من التجربة والخطأ وتعتبر بالغة الأهمية لإنشاء نظام EVLP التي هي قوية واستنساخه.

المقدمة

الأقرب للالسريري

حاليا هناك ندرة في الرئتين المناسبة المتاحة للزرع مع 19٪ فقط من الرئتين القدرة على استخدامها على الصعيد الوطني مما يؤدي إلى مطولة وقت الانتظار، قائمة أو المرضى يموتون في انتظار زرع ^1. يمكن أن يكون راجعا إلى الجهات المانحة الأكبر سنا، والصدمات النفسية، والعدوى، وفشل الجهاز نظام متعدد وجرح أحيانا الرئتين المانحة على الحصاد ² ​​النقص. وبالإضافة إلى ذلك، الرئة هي جهاز واهية خارج التجويف الصدري وتقنيات النقل والحفاظ القياسية يمكن أن يؤدي إلى تدهور وغير قابلة للحياة الرئتين. لذلك، والحفاظ على وتحسين قابلية الرئة المجراة سابقا أصبح في الآونة الأخيرة محورا رئيسيا في الطب زرع رئة.

السابق فيفو الرئة الإرواء (EVLP)

وقد تطورت السابق فيفو الرئة نضح (EVLP) ليروي باستمرار الأجهزة التي يتم تقييمها للزرع ويتيح فترة من التقييم أن جميعالدودة الحلزونية للإمكانات إنعاش الرئة أو تجديد. EVLP يمكن أن تطيل مجموعه من أعضاء جسم الانسان الوقت الدماغية والسماح للأجهزة تبرعت للسفر مزيد من مسافات ^3. عادة، يتم تهوية الرئتين بنسبة 50٪ من إجمالي قدرة الرئة أو 20 بيت إدارة المال ₂ O ضغط مجرى الهواء الذروة مع جزء بسيط من الأكسجين من وحي (قوة المراقبة الدولية ₂₎ من 30٪ إلى 50٪ ^4. وperfused لحل الحفاظ على 40-60 مل / كغ (ما يقرب من 40٪ من النتاج القلبي وتوقع من 100 مل / كغم) في البشر والحيوانات الكبيرة ^5،6، ولكن perfused لفي حوالي 20٪ من الناتج القلب للفئران ^7. وقد سمح بإدراج الحل STEEN الرئتين الإنسان للسفر في بيئات RT دون تطوير وذمة رئوية ^9. وقد تم تنقيح هذا العمل الريادي من قبل الرئة زرع جامعة تورنتو برنامج ^10-13 ويجري تقييمها لتحسين تقييم الرئتين المانحة هامشية لزرع ^14،15. ومع ذلك، فإن ventilatio الأمثلن ونضح الظروف اللازمة لتجديد الرئتين هامشية و / أو دون المستوى لزرع غير معروف وحاليا منطقة نشطة للبحث.

وقد استخدمت أنظمة نضح الرئة معزولة في الحيوانات الصغيرة أن تسبب إصابة الرئة، وإعادة إنشاء أمراض الجهاز التنفسي، ويروي الرئتين مع حلول مختلفة لمنع الضرر الدماغية. خلقت المحققين نموذجا الحيوانات الصغيرة من زرع الرئة باستخدام نظام الرئة نضح معزولة لتقليد البروتوكولات EVLP التي يمكن استخدامها في البشر والحيوانات الكبيرة ^16-18. ومع ذلك، هذا النموذج التجريبي لديه العديد من التحديات فيما يتعلق مختلف التقنيات والمعايير المستخدمة لتقليد علم وظائف الأعضاء البشرية. على وجه الخصوص، هناك العديد من الخفايا في الحفاظ على استمرارية الرئة خلال EVLP. ويمكن لهذه الدقيقة تنشأ بسبب الاختلافات في أسلوب الحصاد، وإعدادات إيجابية التهوية الضغط، وظروف تكوينه وتدفق سائل الإرواء والقسطرة في الرئة. ذرefore، والهدف هنا هو توفير الأوساط البحثية مع عدد من استكشاف الأخطاء وإصلاحها وتنفيذ النصائح التي وجدنا يؤدي إلى وسيلة قوية لتنفيذ EVLP في نموذج القوارض.

البروتوكول

ملاحظة: تم تنفيذ كافة الإجراءات وفقا لدليل خطوط للرعاية الحيوان المؤسسية والدليل المجلس القومي للبحوث لرعاية الرفق بالحيوان واستخدام الحيوانات المختبرية (IACUC) وخضع موافقة لجنة جامعة ولاية أوهايو IACUC.

1. الإعداد الأولي

1. إعداد الدائرة EVLP ويكون دافئ (37 درجة مئوية) الإرواء من خلال تعميم النظام قبل إدراج الرئة المزروعة السابق (الشكل 1).
2. تعيين حمام الماء الدافئ، وتستخدم لسترة خزان سائل الإرواء، مبادل حراري، والصدر الاصطناعي، إلى 37 درجة مئوية، وتعميم (الشكل 1).
3. تشغيل حل نزع الأوكسجين (على سبيل المثال، 6٪ O _2، 8٪ CO _2، 84٪ N ₂₎ مكافحة حاليا من خلال الإرواء في تصفية الغاز لضمان سائل الإرواء له ~ 6٪ الأوكسجين المذاب للتجربة.
   ملاحظة: هذا الإرواء-المؤكسج دي تمكن س تقييمو وظيفة الرئة عن طريق قياس الأكسجين التي أدخلت على الإرواء، بعد الجهاز.
4. فتح البرنامج الحصول على البيانات وتوصيل الرئوي محول ضغط الشريان، محول القصبة الهوائية الضغط التفاضلي، الجهاز التنفسي التفاضلي تدفق محول الضغط والرئة الوزن محول، وسرعة مضخة محول إلى الدائرة EVLP وتحويل مربع الحصول على البيانات / التناظرية إلى الرقمية ( الشكل 2).
5. إعداد جدول التشغيل وأدوات التشغيل على حلبة EVLP (الشكل 3).
6. إعداد وعاء صغير من النيتروجين السائل بالقرب من حلبة EVLP إذا كان سيتم الحصول على عينات.
   ملاحظة: تم تعديل نظام مقدم البلاغ إلى جمع ما قبل الأعضاء وسائل الإرواء بعد الجهاز دون انقطاع ديناميات ضغط التدفق التي يحتمل أن تصيب الرئة.

2. إعداد التخدير والهيبارين، التخدير من الفئران

1. وضعت على معدات الحماية الشخصية التالية(PPE) قبل التعامل مع الجرذان والفئران الأنسجة: قناع جراحي، والقفازات الجراحية، وثوب المتاح.
2. وزن الفئران وتسجيل الوزن.
3. إعداد 1،200 U / كغ الهيبارين.
4. إعداد كل من 60 ملغم / كغم من الكيتامين و 5 ملغ / كغ زيلازين في نفس السرنجة، وإعداد الكيتامين أولا.
5. البريتونى حقن مزيج من الكيتامين وزيلازين في الفئران والسماح 5 دقائق لالفئران لتصبح فاقد الوعي.
6. تأكيد التخدير السليم عن طريق فحص القدمين قرصة المنعكس. إذا لم تنسحب الفئران أخمص القدمين، فإنه لا يشعر بالألم.
7. الانتقال الفئران إلى طاولة العمليات، وتأمين في موقف ضعيف، ورذاذ مع الكحول لتعقيم.

3. استخراج والتهوية الأولية من الرئتين الجرذ

1. إعداد 4-20 سم خيوط الحرير طويل (3-0 أو 4-0 ينبغي أن يكون كافيا).
2. بدء تسجيل البيانات باستخدام برنامج الحصول على البيانات.
3. التحقق من وجود العمق المناسب لتخدير، وذلك باستخدام مقص جراحي تدخل كاليفورنيا البريتونيvity من البطن خط الوسط وحقن الهيبارين في الوريد الأجوف السفلي.
4. حمل شق cranially الماضي المقبض في الرقبة حتى يتعرض القصبة الهوائية. لا تمزق التجويف الصدري (الشكل 4A).
5. تشريح الخلفي إلى القصبة الهوائية في خط الوسط ومرر لالخلفي خياطة الحرير إلى القصبة الهوائية (الشكل 4B).
6. رفع الجزء الأمامي من القصبة الهوائية وجعل شق عرضي بين الحلقات الغضروفية، وارتفاع في القصبة الهوائية. لا قطع طريق الخلفي جزء غشائي من القصبة الهوائية في هذه المرحلة (الشكل 4C).
7. يقني؛ يدخل القنية القصبة الهوائية مع قنية القصبة الهوائية وآمنة مع خياطة الحرير (الشكل 4D). ضمان أن يتم تأمين ضمد خياطة في الإحراز لتخفيف الهجرة من قنية.
8. توصيل قنية القصبة الهوائية إلى الدائرة التهوية.
9. بدوره على جهاز التنفس الصناعي الميكانيكي لبدء ميكانيكيا تهوية لوخ ع.
   ملاحظة: تم اختيار الإعدادات الأولية أن يكون حجم المد والجزر من 4 مل / كغ وإيجابي ضغط نهاية الزفير (اللمحة) من 2 بيت إدارة المال ₂ O. هذه الإعدادات هي الإعدادات الأولية واعتمادا على الظروف التجريبية قد يتم تعديلها مرة واحدة الجهاز هو في النظام نضح الجسم الحي السابقين.
10. أدخل التجويف الصدري من خلال القص / سيفي الشكل والاستمرار cranially نحو الشق فوق القص. الحرص على تجنب لمس الرئتين.
    ملاحظة: كما في رئات الفئران هشة، ويمكن أي تلاعب غير مقصود يؤدي إلى الصدمة وذمة رئوية (الشكل 5A).
11. باستخدام 2 الكامشات، يتراجع التجويف الصدري لفضح التشريح (الشكل 5A) بشكل صحيح. ومرة أخرى، الحرص على تجنب لمس الرئتين.
12. إزالة الغدة الصعترية مع ارتفاع طفيف وتشريح حادة.
13. تحويل محتويات البطن إلى جانب لفضح إما الوريد الأجوف السفلي (IVC) أو الوريد المساريقي (MV).
14. شق إما IVC أو MV ليستنزف الفئران، وتوفير القتل الرحيم.
15. وضع الخلفي خياطة الحرير إلى الشريان الرئوي والشريان الأورطي في إطار التحضير للتأمين الشريان الرئوي قنية (الشكل 5B).
16. جعل 2-3 ملم شق على السطح الأمامي من اليمين البطين تدفق المسالك ووضع قنية في شق وإلى الشريان الرئوي الرئيسي وتأمين مع خياطة الحرير (الشكل 5C).
17. القطع قمة القلب للسماح بالوصول إلى البطين الأيسر وطرد أي جلطات داخل الأوعية الدموية الرئوية التي تتدفق ~ 15 مل من انخفاض K ⁺ حل بالكهرباء من خلال الشريان الرئوي والخروج من خلال قمة القلب في تجويف الصدر ( الشكل 5D).
18. ربط الشريان الرئوي (PA) قنية إلى الدائرة EVLP. ضمان وتستعد خط تدفق القادمين من الدائرة لقنية السلطة الفلسطينية مع سائل الإرواء لتجنب أي هواء يدخل القلب والرئتين.
19. بدوره علىمضخة تحوي الرئيسية وتعيينها إلى أدنى مستوى (~ 2 مل / دقيقة) سرعة للسماح للسائل الإرواء لتشغيل من خلال الشريان الرئوي وخارج البطين الأيسر في تجويف الصدر. ** خطوة حاسمة ** تأكد من ضغط السلطة الفلسطينية لا ارتفاع كما هذا هو علامة على إما انسداد أو سوء القسطرة (الشكل 6).
20. إيقاف المضخة تحوي.
21. ضع خياطة الحرير وراء القلب، وحول البطينات (الشكل 7).
22. بدء عملية cannulating الأذين الأيسر عن طريق إدخال زوج صغير من ملقط جراحي في قمة، من خلال الصمام التاجي، وإلى الأذين الأيسر.
    ملاحظة: هذا تمدد صمام التاجي وتسهيل القسطرة. تمدد العدوانية، أو تمدد عميق جدا، ويمكن ممزق عن غير قصد الأذين الأيسر مما يجعل شراء غير فعالة.
23. إزالة ملقط من القلب.
24. إدراج اليسار قنية الأذين إلى قمة من خلال الصمام التاجي وإلى اليسار فيrium.
25. تأمين قنية الأذين الأيسر مع خياطة الحرير وراء القلب (الشكل 8).
    ملاحظة: هذا الخيط يمكن أن يكون "ما قبل مرتبطة" لتسهيل القسطرة.
26. ربط الشريان الرئوي قنية إلى الجسم الحي السابقين نضح الرئة الدائرة (الشكل 9A). لا تقم بتوصيل قنية الأذين الأيسر إلى الدائرة EVLP حتى تمت إزالة كتلة القلب والرئة تماما من الجسم.
27. المشبك المريء مع مرقئ وقطع تحت المشبك (بين الشبك والحجاب الحاجز) بحيث المريء يمكن استخدامها لرفع هياكل رأسيا القلب.
28. بصراحة تشريح الأنسجة المحيطة بها وقطع الشريان الأورطي النازل والسفن المساعدة للافراج عن كتلة القلب والرئة كما يتم رفعه عن طريق المريء (الشكل 9B).
29. القطع القصبة الهوائية رأسيا إلى القصبة الهوائية قنية لخالية تماما كتلة القلب والرئة.
30. إزالة كتلة القلب والرئة ووضع في منتدياتموقع gnated على حلبة EVLP (الشكل 9C).
31. توصيل قنية الأذين الأيسر إلى خط تدفق وبدء ضخ تحوي الرئيسية (الشكل 9D).

4. فيفو السابقين الإرواء من الرئتين

1. بسرعة إزالة السطر التهوية من الجزء العلوي من الجهاز EVLP وإرفاق السكن مع أجهزة استشعار الضغط، ثم إدراج خط التهوية على رأس الإسكان على رأس الجهاز EVLP.
   ملاحظة: هذا سيسمح البيانات التهوية ليتم تسجيلها والضغط رصدها.
2. ضمان شغل في فخ فقاعة مع كمية كافية من الإرواء بحيث لا فقاعات الهواء (أي الصمات الهواء) وقدم إلى الرئتين.
3. تتغير ببطء والتهوية، ونضح الإعدادات إلى مستويات التجريبية المطلوب أثناء الأولي 15 دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، وخلال هذه المرحلة المنحدر تصل الأولية، وزيادة معدل تدفق نضح إلى معدل و / أو الضغط المطلوب.
   ملاحظة: البرنامج للجي التنفس الصناعي لإنتاج الأنفاس متقطعة تنفس الصعداء، والتي تسهل حركة السوائل من الفضاء الرئة وبالتالي تأخير ظهور وذمة، ويوصى. يمكن أن تنتج هذه بواسطة مراوح مجهزة وظيفة تنفس الصعداء.
4. تعريف "الوقت 0" لأن الوقت عندما المعلمات التهوية هي في حجم المد والجزر من 4 مل / كغ، PEEP في 2 سم H ₂ O، والمعلمات نضح هي عند مستوياتها المتوقعة وتبقى ثابتة.
5. إذا لزم الأمر، أخذ عينات سائل الإرواء من ميناء العينة، تجميد فلاش في النيتروجين السائل، ونلاحظ ذلك الوقت من العينات.
6. عندما اكتمال التجربة، عزل أي القطع التشريحية اللازمة لجمع وإما تجميد فلاش في النيتروجين السائل أو مكان في تحديد الحل لمزيد من الدراسات.

النتائج

البيانات الميكانيكية في الوقت الحقيقي التي تم جمعها من خلال برنامج الحصول على البيانات يمكن بسهولة تحليلها لاختبار أي عدد من الفرضيات. على سبيل المثال، ويبين الشكل 10A متوسط ​​وزن الرئة خلال 60 دقيقة من 10 تجارب الفئران حيث تم تهوية الحيوانات مع انخفاض حجم المد والجزر / اللمحة منخفض من 4 مل / كغ و 2 بيت إدارة المال ₂ O. على الرغم من أن هناك زيادة طفيفة جدا في الوزن الرئة في كافة مراحل التجربة، فإن هذه الزيادة ليست ذات دلالة إحصائية (ANOVA، ص = 0.92). ويبين الشكل 10B متوسط ​​الضغط الشرياني الرئوي (PAP) خلال 60 دقيقة من 12 تجارب الفئران. وPAP أقل في نقطة زمنية 0 دقيقة هو نتيجة لانخفاض تدفق إعدادات والتهوية المستخدمة في بداية كل التجارب وPAP يبقى ثابتا بعد هذه النقطة الوقت مع أي تغييرات ذات دلالة إحصائية بعد ر = 10 دقيقة (ANOVA على الرتب، ص = 0.89). الشكل 10C يدل على المقاومة الوعائية الرئوية (PVR) خلال 60 دقيقة من 12 الفئرانالتجارب وعلى الرغم من أن هناك انخفاض طفيف في PVR بعد ر = 20 دقيقة، لم يكن هناك فروق ذات دلالة إحصائية في PVR خلال هذه التجربة (ANOVA على الرتب، ع = 0.65). وبالمقارنة مع بيانات PVR هو موضح هنا، نودا وآخرون. أظهرت PVR لزيادة قليلا مع مرور الوقت لمدة 4 ساعة. ومع ذلك، هؤلاء المؤلفين وتفيد البيانات في PVR ابتداء من الساعة 1 ساعة بدلا من بداية التجربة ويتم توفير أية قيم الانحراف المعياري ^7. نودا وآخرون. أيضا لا تظهر البيانات ذمة رئوية للتجارب ساعة 4 لذلك لا يمكن إجراء المقارنة مع البيانات المقدمة هنا في الشكل 10A. اختلافات كبيرة في نودا وآخرون. إجراء مقارنة ما هو مبين في هذه الورقة ما يلي: على الحفاظ على البارد 1 ساعة في حل LPS قبل EVLP، والتهوية الفئران في البداية مع خليط الغاز بما في ذلك الأيزوفلورين لجعلها اللاوعي، واستكملت الحل سائل الإرواء مع 50 ملغ من ميثيل و 50 ملغ من السيفالوسبورين، ومجموع فلوريداآه كان يعرف بأنه 20٪ من النتاج القلبي المحسوبة، تم أخذ عينات سائل الإرواء إلا بعد تهوية الرئة على 100٪ O ₂ لمدة 5 دقائق مسبق وتم تشغيل التجربة لمدة 4 ساعة.

ويمكن أيضا أن العينات التي أخذت أثناء التجربة من سائل الإرواء يتم تحليلها لأغراض كثيرة. وعلى سبيل المثال، في الشكل 11 ونحن لشرح كيفية المد والجزر حجم / عالية التهوية اللمحة عالية يمكن أن تحدث استجابة الموالية للالتهابات في 60 دقيقة. لهذه التجارب، وسائل الإرواء من 4 الفئران التهوية في ظل ظروف الضارة، أي حجم المد والجزر العالي من 10 مل / كغ واللمحة عال من 8 شركة بيت إدارة المال ₂ O، تم تحليلها لالسيتوكينات الالتهابية المؤيدة والمناهضة IL1β، TNFα وIL4 باستخدام معيار تقنيات ELISA. كما هو مبين في الشكل 11، مقارنة بمستويات خلوى قبل التهوية (0 دقيقة)، أدى 60 دقيقة من التهوية الضارة في زيادة ذات دلالة إحصائية في IL-1β وTNFα (السيتوكينات الموالية للالتهابات) ل الثاني أي تغيير في IL-4 (وهو خلوى المضادة للالتهابات) التركيز. وبالتالي، فإن هذا النظام EVLP قادر على إنشاء ملفات تعريف إصابة الرئة احظ عادة خلال التهوية الميكانيكية.

الشكل 1. رسم بياني وصورة صغيرة الحيوان السابقين فيفو نضح الرئة (EVLP) الدائرة. رسائل في الرسم البياني المباراة مع الحروف في الصورة. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

وترتبط الشكل 2. جميع محولات الطاقة بشكل آمن إلى صناديق التحكم."> الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

تم تعيين الرقم 3. طاولة العمليات الفئران بشكل آمن يصل المتاخمة للخارج الحي الرئة نضح (EVLP) الدائرة. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4. (A) يتم إجراء شق cranially لفضح القصبة الهوائية. لا يتعرض تجويف الصدر. يتم وضع (B) خياطة والحرير وراء القصبة الهوائية. يتم قطع (C) والقصبة الهوائية جزئيا للتحضير لالقسطرة. (D) يتم وضع قنية القصبة الهوائية إلى positio ن والمضمون مع خياطة الحرير. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5. (A) يتم سحبها وتجويف الصدر الظهر للسماح بالوصول إلى القلب والرئة. (ب) إعداد لوضع خياطة وراء الشريان الرئوي. (C) ومقنى الشريان الرئوي، وتعادل مع خياطة الحرير وضعت سابقا. (D) يتم مسح منخفض K ⁺ حل بالكهرباء من خلال الشريان الرئوي والخروج الأذين الأيسر لإزالة أي جلطات الدم. الرجاء انقر هنا لعرض أكبر نسخة من هذا الرقم.

lways ">
الشكل 6. زيادة تدفق الشرياني الرئوي عند التنظيف الرئة قد يتسبب في الضغط الشرياني الرئوي لزيادة بشكل كبير. إذا تم إجراء القسطرة بشكل صحيح وليس هناك انسداد كبير، والضغط يجب أن الانخفاض. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم .

يتم وضع الرقم 7. خياطة الحرير حول القلب كله في إطار التحضير للالقسطرة الأذين الأيسر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

ن صفحة = "دائما">
الرقم 8. يتم تأمين قنية الأذين الأيسر في مكان مع خياطة الحرير. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

يتم توصيل الشكل 9. (A) والشريان الرئوي قنية إلى الجسم الحي السابقين الرئة نضح الدائرة. يشد (B) والمريء ويتم تشريح النسيج الضام بصراحة لإزالة كتلة القلب والرئة. تتم إزالة (C) وكتلة القلب والرئة من تجويف الصدر وضعها في الجسم الحي السابقين الرئة نضح الدائرة. يتم توصيل (D) والأذين الأيسر إلى الجسم الحي السابقين الرئة نضح الدائرة. أ href = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/52309/52309fig9large.jpg" الهدف = "_ فارغة"> الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 10. (A) الوزن الرئة من الذكور الفئران سبراغ داولي خلال 60 دقيقة من خارج الحي نضح الرئة (ن = 10). (B) ضغط الدم الرئوي من الذكور الفئران سبراغ داولي خلال 60 دقيقة من خارج الحي نضح الرئة (ن = 12). (C) المقاومة الوعائية الرئوية من الذكور سبراغ داولي الفئران من خلال 60 دقيقة من خارج الحي الرئة نضح (ن = 12)، NS يشير أي إحصائيا فرق كبير. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

"الرقم 11" SRC = "/ الملفات / ftp_upload / 52309 / 52309fig11highres.jpg" />
الرقم 11. تأثير 1 ساعة التهوية في حجم المد العالية (10 مل / كغ)، واللمحة عالية (8 شركة بيت إدارة المال ₂ O) على تركيزات خلوى التهابات المؤيدة والمناهضة في الإرواء. ن = 4 *، يشير فروق ذات دلالة إحصائية مع بالنسبة لعينة 0 ساعة (P <0.05). الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 12. (A) والتهوية بشكل صحيح وperfusing الرئة متصلة بالدائرة EVLP. (B) الإيجابي ارتفاع ضغط نهاية الزفير (اللمحة) يسبب المسيل للدموع في التشعب القصبة الهوائية مما يسبب فقاعات لتشكيل في إصابة وملء الصدر الاصطناعي. وفاق / ftp_upload / 52309 / 52309fig12large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 13. (A) الرئوية قنية الشريان. هذا قنية أصغر من قنية الأذين الأيسر. (B) الأذين الأيسر قنية. هذا قنية هو أكبر بكثير من الشريان الرئوي قنية. (C) القصبة الهوائية قنية. هذا قنية ديها الأضلاع للمساعدة في تأمين القصبة الهوائية مع خياطة الحرير. كما وأشار النهاية أن يتم إدراجها في القصبة الهوائية قليلا للمساعدة في إدخال قنية في القصبة الهوائية. يرجى النقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

09fig14highres.jpg "/>
الرقم 14. (A) وعقد قمة القلب عن طريق زوج من ملقط كما البطين الأيمن هو على وشك أن قطعي من أجل يقني؛ يدخل القنية الشريان الرئوي. (B) تمدد من بالطوق الصمام التاجي مع زوج من صغيرة كليلة العضوية اللواري يجعل من السهل تصور الجهاز إلى الأذين الأيسر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

المناقشة

نظام الرصد

ما هي الأشياء التي تبدو وكأنها عندما التجربة يعمل بشكل جيد:

مرة واحدة وقد تم وضع حقنة عادية في الدائرة والرئتين والتهوية، وهناك طرق متعددة لضمان أن النظام يعمل بشكل صحيح. ينبغي أن يكون هناك أي تسرب للسائل الإرواء في جميع أنحاء خط. المقاومة الوعائية الرئوية (PVR) ينبغي أن تظل ثابتة نسبيا (على افتراض تدفق مستمر). ينبغي أن تزيد تبادل الأكسجين مرة واحدة وتعمل المروحة بشكل صحيح وتوسيع الرئتين لتجنيد المزيد من الحويصلات الهوائية لتبادل الغازات. الشكل 12A معارض التهوية بشكل صحيح والرئتين متصلة بالدائرة EVLP داخل القفص الصدري الاصطناعي perfused ل.

ما هي الأشياء التي تبدو وكأنها عندما التجربة لا يعمل بشكل جيد:

هناك عدد قليل من القضايا المشتركة والتي كان لها أعلى معدل الحدوث خلال المراحل الأولى من تجربة EVLP. أول وأسهل رس علاج هو تسرب في خط الخروج من الرئة. هذا هو ملحوظ من قبل مجموعة من تجميع سائل الإرواء تحت جزء من الدائرة ومستوى في الخزان تناقص مستمر. تحقق وتشديد أي موصلات أنبوب حول منطقة التسرب وتفقد أنبوب نفسها للتسرب. في حالة حدوث هذا تسرب قبل الرئة، فإنه يمكن أيضا إدخال فقاعات في الرئة. وهذا ينبغي معالجتها في أسرع وقت ممكن فقاعات الهواء في سائل الإرواء سوف يؤدي إلى تلف الأنسجة وتسبب زيادة كبيرة في PVR. قد يكون هناك أيضا تسرب القادمة من الرئة أو واحد من حقنة عادية. قد يكون سبب هذا إما عن طريق انزلاق قنية أو انسداد في خط الخروج مما تسبب في تراكم الضغوط. تفقد الموقف لكل من حقنة عادية لضمان أيا منهما لم تراجع أو الملتوية. وينبغي أيضا مراقبة ضغط السلطة الفلسطينية خلال هذه العملية بسبب زيادة فورية في ضغط السلطة الفلسطينية هو علامة واضحة على أن إعاقة من نوع ما قد وقعت في الآونة الأخيرة. الشكل 12Bيظهر الرئة تمزق أن تمزق بسبب الضغوط العالية. ويمكن أيضا أن يكون سبب تسرب من الرئة نفسها من خلال المسيل للدموع في الأنسجة. قد تكون أو لا تكون هذه المشكلة القابل لكن اعادة تمركز وإعادة ربط حقنة عادية هو الخيار الأفضل في هذا السيناريو.

الرئيسية نقاط التعلم / الفرص:

وقد سمح محاكمة والتنمية الخطأ من نظام نضح الرئة الجسم الحي السابقين لنا للتعرف على العديد من القضايا الرئيسية التي نحن الخطوط العريضة هنا لتسهيل التنفيذ الفعال للنظام EVLP. أولا، فيما يتعلق بالمشتريات، من المهم أن يتم اتباع تقنيات مخدر القياسية لتخدير الحيوانات (يكفي مخدر، حقن في الصفاق) والتقيد بشكل صحيح على جميع السياسات IACUC هو مطلوب. حقنة عادية (كما هو موضح في الشكل رقم 13 A، B، C و) يجب أن يتم مسح متكرر من أجل إزالة أي جلطة و / أو الحطام داخل vasculat الرئويةلدى عودتهم. وفيما يتعلق اختيار الحيوان، نقترح استخدام سبراغ داولي أو لويس الفئران وزنها 250-350 غرام. وينبغي إيلاء عناية خاصة عندما cannulating الفئران وزنها يقارب 250 ز منذ السفن سوف تكون أصغر وبالتالي أكثر صعوبة ليقني؛ يدخل القنية دون إصابة الأوعية الدموية. إذا الفئران الصغيرة، أو نموذج الفأر، لاستخدامه، قد تكون هناك حاجة لاستخدامها أصغر قنية.

القصبة الهوائية القسطرة ليست عادة تحديا طالما يتم تأمين خياطة بشكل صحيح عن طريق تمرير أولا الخلفي خياطة الحرير إلى القصبة الهوائية بعد تشريح اللفافة المحيطة بها، وقبل القسطرة. اتبع هذا مع الأمامية شق 1-2 حلقات القصبة الهوائية فوق خياطة لتمرير قنية. ربط عقدة مربع في بين حلقات القصبة الهوائية من أجل ضمان الحصول عليها داخل أخدود لتحسين الأمن (الشكل 4C). القسطرة من الشريان الرئوي (PA) هو أكثر صعوبة مقارنة مع قنية القصبة الهوائية. استخدمت الخطوات التالية في هذه الدراسةلهذا الإجراء. أولا، فهم قمة القلب مع زوج من الملقط. تمرير زوج آخر من الملقط في الجيوب الأنفية عرضية والخيط خياطة لتأمين قنية في السلطة الفلسطينية القريبة. شق البطين الأيمن مباشرة قبل الصحيح البطين تدفق المسالك (RVOT) (الشكل 14A). بعد شق في RVOT، سوف تسترشد قنية نحو الشريان الرئوي تدفق المسالك. وجود خياطة في موقف وراء الشريان الرئوي / الشريان الأورطي قبل بضع البطين الأيمن يزيد من كفاءة (الشكل 5C). ينبغي تأمين قنية في مكانه مع خياطة لمنع الخلع. يمكن أن يحدث مضاعفات كبيرة إذا قنية السلطة الفلسطينية ليست في الاتجاه الصحيح التشريحية. ويمكن إدراج قنية بعيدا جدا وفقط يروي فرع واحد أو أصبح سوء وضعه مع التواء العينة القلب والرئة على إزالة من تجويف الصدر. هذا يمكن بسهولة أن تكون موجهة إلى وضعه الأصلي للحفاظ على الزاوية المناسبة من التشريحكال الموقف. وأخيرا، يسار الرجفان (LA) القسطرة هو الجزء الأكثر تحديا من الإجراء. تحتاج قنية LA لتوضع داخل الأذين الأيسر. مع أنسجة يجري تفتيت للغاية، أن تضع في اعتبارها عدم استخدام القوة أو التواء كبيرة من أجل منع المسيل للدموع داخل الوريد الرئوي والأذين الأيسر الأمر الذي سيجعل ثم التجربة unsalvageable. هو الأقدر قنية السلطة الفلسطينية قبل قنية LA. وقد أظهرت بضع البطين الأيسر مع إزالة قمة لتعطيل tendinae الحبلية والسماح سهولة الوصول من خلال منشورات التاجية. أيضا، فإن بضع البطين يجعل من الاسهل لتمدد وتصور الصمام التاجي وطعمة للقنية من خلال الصمام التاجي. تمدد من بالطوق الصمام التاجي مع زوج من صغيرة كليلة العضوية اللواري يمكن القيام به من أجل رؤية الجهاز في LA (الشكل 14B). يجب وضع خياطة وراء القلب قبل القسطرة. ويمكن القيام بذلك ببساطة عن طريق رفع القلب حتى باستخدام زوج من األصغرل كليلة العضوية اللواري ووضع الخيط تحت وعبر القلب. لوس انجليس هو الآن جاهزة للمقنى. تغذية قنية LA عبر اللواري من أجل تصور وضع قنية بشكل صحيح إلى الأذين الأيسر. رعاية خاصة لا لطرد قنية العودة إلى البطين الأيسر. وينبغي بعد ذلك حصل على خياطة بإحكام على طول عضلة القلب من البطين الأيسر. يمكن تأمين خياطة إلى الأذين الأيسر انسداد كامل أو جزء من قنية.

خلال هذا الإجراء، فمن الأهمية بمكان أن تبقى لا الهواء في القسم تدفق الجهاز. أي الهواء كبير يمكن أن تنتج الانسداد الهواء يزيد من PVR (فعليا "قفل الهواء") والتي سوف تؤدي إلى تدفق سائل الإرواء أقل بكثير للضغط معين. نقاط مختلفة يمكن استخدامها لإزالة الهواء داخل النظام. ومن المتوقع الهواء داخل القسم تدفق ويجب أن لا يكون له أي تأثير ضار على الرئتين. وثمة نموذج الخنازير لارتفاع ضغط الدم الرئويأظهرت لإعادة علم الأمراض من كميات صغيرة مستمرة من الهواء على مدى فترة 8 أسابيع. زيادة الهواء يقلل من كمية نضح الحاضر بينما تسبب التهاب في الأنسجة المحيطة بها ^(19).

يمكن أن يحدث الشروع في نضح مرة واحدة في القسطرة اكتمال ولكن قبل الأنبوب قادمة من LA متصل إلى خط EVLP. يجب تشغيل سائل الإرواء من خلال لطرد أي جلطات الدم وسائل الإرواء هذا يمكن أن تصب في جدار الصدر دون أية مشاكل. تبديل مضخة سائل الإرواء إلى الوضع اليدوي وزيادة ببطء معدل التدفق إلى ~ 2 مل / دقيقة يسمح لمراقبة وثيقة للضغط السلطة الفلسطينية. يمكن أن الضغوط على 20-30 بيت إدارة المال ₂ O تشير إلى وجود انسداد ومشاهدة للسائل الإرواء الخروج من LA هو أيضا مؤشرا ولكن هذا يمكن أن يكون من الصعب جدا أن نرى. إذا كان ضغط لا يزيد إلى أكثر من 20-30 بيت إدارة المال ₂ O، ووقف ضخ وإعادة فحص كل من cannulations. بمجرد الضغط هو ثابت حوالي 10-20 بيت إدارة المال ₂ O سماح عشرالبريد الإرواء لتشغيل من خلال وداخل تجويف الصدر لمدة 2 دقيقة. في هذا الوقت يمكن توصيل خط من LA إلى الدائرة EVLP. ويمكن زيادة سائل الإرواء سرعة المضخة إلى 5-10 مل / دقيقة. كما تقدم رئيس السوائل عبر الدائرة، سيكون هناك زيادة في ضغط السلطة الفلسطينية بسبب الزيادة في ارتفاع الرأس السائل، وبالتالي الضغط ثابت. إذا كان السائل لا يمكن أن تتدفق على أعلى نقطة في الخط، فإنه قد يكون من الضروري إما تطبيق قوة الشفط على الطرف الآخر من الخط أو محاولة لخفض أعلى جزء من الخط. بمجرد التغلب على هذه المسألة، ينبغي للسائل الإرواء تعمم دون أية مشاكل.

ينبغي رصد عدد قليل من القضايا فيما يتعلق التنفس الصناعي. أولا، قد يحدث التواء القصبات / القصبة الهوائية وموقف القلب والرئة عندما تصبح الرئتين أكثر ذمي والزيادات الوزن. من المهم للحقنة عادية للبقاء في وضع التشريحي قريبة نسبيا، وبالتالي تغيير أو كليهما قنيةقد يكون من الضروري الإلكترونية. ضغط أو حجم تسيطر مراوح وكذلك التهوية إيجابية أو سلبية يمكن استخدامها مع هذا النظام EVLP. لنموذج الفئران، وجدنا باستخدام ضغط إيجابي، وحجم تسيطر التهوية يعمل بشكل جيد في أحجام المد والجزر بين 4-10 مل / كغ وتحت ضغوط نهاية الزفير الإيجابية (اللمحة) بين 2-8 CMH ₂ O. ومع ذلك، فإن اللمحة من 8 شركة بيت إدارة المال ₂ O يمكن أن يسبب تمزق ممكن في التشعب من القصبة الهوائية. بعد كل تجربة (أو مجموعة من التجارب إذا أجريت-العودة إلى الوراء)، يجب تنظيف خط التهوية مما يؤدي إلى القصبة الهوائية من أي غسل القصبات (BAL) السائل الذي قد سافر تصل القصبة الهوائية. وهذا السائل تتصلب إذا يمسها ويمكن أن تسد تماما خط التهوية.

تكوين سائل الإرواء أمر بالغ الأهمية لتجربة EVLP ناجحة. مزيج ديكستران 5٪ يسمح لنضح الرئة والمقرب من الظروف الفسيولوجية، ويحافظ على ضغط جرمي مستقر لدفع السوائل بACK إلى الأوعية الدموية لمنع وذمة ويمنع تجلط الدم داخل الأوعية الرئوية. من المهم أن نلاحظ أن بعض الأنواع من الفئران يمكن أن يكون حساسية من ديكستران والتي قد تسبب وذمة رئوية ^20. وكانت محتويات سائل الإرواء متناسقة عبر جميع المجموعات التجريبية في هذه الدراسة، ولذا ينبغي أن المحتوى ديكستران لا يمكن أن يكون المحير. وضغط جرمي هو متغير الأهمية بمكان أن لديه القدرة على تحسين أو إنتاج وذمة الأنسجة. وقد استخدمت الحلول نضح المتاحة تجاريا التي هي الأمثل لتخزين ساكنة البارد أو perfusions سوي الحرارة في هذا النظام لزيادة مرات الجدوى الرئة. نلاحظ أن بعض هذه الحلول يحتوي على زلال واحد للقلق هو إمكانية الزلال البقري اثار ردا التهابات في الرئة القوارض. على الرغم من أن تكوين سائل الإرواء الأمثل هو موضوع مستمر من التحقيق، يحتاج سائل الإرواء أن تأخذ في الاعتبار ضغط جرمي، والضغط والتخزين المؤقت قدرة التناضحي. Wالبريد يوصي بأن الحل أن تقوم على كريبس-هنسلايت حل أو زراعة الخلايا وسائل الإعلام المعدلة. ينبغي الحفاظ على ضغط جرمي من قبل ديكستران أو الزلال، اعتمادا على التطبيق. يؤثر على معدل ضغط التروية وتدفق يمكن للجهاز وفوق فيزيولوجي المعلمات نضح يجعل الجهاز عرضة للصدمات الميكانيكية.

المؤشرات البصرية خلال التجربة:

هناك العديد من الإشارات البصرية وكذلك مؤشرات من البيانات في الوقت الحقيقي التي يمكن استخدامها لتحديد ما إذا كان تجربة EVLP يعمل بشكل جيد. سوف الرئة تبقى بنفس الحجم، وسوف تنكمش إلى نفس حجم بعد كل نفس. سيكون هناك أيضا أي تسريب من الرئة نفسها. سوف PVR، الوزن الرئة، والامتثال تظل ثابتة نسبيا. سيبقى إنتاج الأكسجين ثابتة أو تزيد قليلا.

هناك العديد من المؤشرات المرئية عندما تصبح الرئة خطر أثناء التجربة. تصبح الرئة ذمي لالثانية ينمو بسرعة في الحجم والوزن. لون التغييرات الرئة (من الوردي إلى الأبيض تان) وجيوب من السائل يمكن تحديدها في الأنسجة. إذا القصبة الهوائية أو الرئة تصدعات من الضغطي أو أكثر من انتفاخ، سيكون هناك فقاعات من وجهة الإصابة (الشكل 12B). سوف إنتاج الأكسجين تنخفض وسوف PVR والامتثال زيادة كبيرة أيضا.

إمكانية استخدام نموذج EVLP على الحيوانات الصغيرة مثل القوارض يفتح الباب للدراسات المستقبلية تحسين معاملة زرع الرئة. ومع ذلك، يتطلب نموذج حيوان صغير فهم أفضل لتقليد حقا زرع الرئة. هذا النموذج يمكن أن تستخدم في المستقبل لتحسين العلاجات الطبية وتحديد معايير أساسية للدراسات المستقبلية زرع رئة.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة

الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
IPL-2 نظام نضح الرئة الأساسي	هارفارد جهاز
ملاقط # 5 الفولاذ المقاوم للصدأ ، منحني 11   ؛ cm	Kent Scientific Corporation	IND500232
Tweezer # 5 Dumostar ، 11 & nbsp ؛ سم	شركة كينت العلمية	INS500085-A
ملاقط # 7 تيتانيوم ، 12   ؛ سم نصائح منحنية	شركة كينت العلمية	INS600187
McPherson-Vannas مقص 8   ؛ سم, شارع 5  مم	شركة كينت العلمية	INS14124
مقص فاناس 8   ؛ سم شارع 5  مم	كينت ساينتفيك كوربوريشن	INS14003
صينية تعقيم الأدوات 5 "× 7"	كينت العلمية	INS800101
الهيبارين 30،000 وحدة لكل 30 مل	APP Pharmaceuticals	الموردة من صيدلية
OSU Ketamine 500 & nbsp ؛ ملغ لكل 5   مل	JHP Pharmaceuticals	الموردة من صيدلية
Xylazine 100 & nbsp ؛ ملغ لكل 1  مل	Akorn	الموردة من صيدلية
أوهايو 10   ؛ حقنة الأنسولين CC 29   ؛ G x 1/2 "إبرة	B-D	309301
Hyflex NBR	Ansell	S-17310M	قفازات واقية من اللدغة
BL1500	Sartarius	Practum 1102-1S	مقياس
كبير مسطح	Braintree Scientific Inc	FB L 3.375 ضياء × 8.5 ، 250-500 جم فأر   ؛	نفق الفئران للحقن
قفازات الفحص الخالية من مسحوق النتريل الاسترليني ، كبير	Kiberly-Clark	50708
Rapidpoint 405	غازات الدم	Siemens
Fiberoxygenator D150	Hugo Sachs Elektronik	PY2 73-3762
LabChart v7.3.7	ADnstruments
قنية القصبة الهوائية	جهاز هارفارد	733557
الرئة قنية الشريان	جهاز هارفارد	730710
قنية الأذين الأيسر	هارفارد	730712
مضخة تمعجية   ؛	للحيوانات الصغيرة Ismatec	ISM 827B
موديل 683	جهاز هارفارد	55-000
Ecoline Star Edition 003 ، E100	Lauda	LCK 1879	سخان المياه
	Cole-Parmer	IS 0649
Connect kit D150	Cole-Parmer	VK 73-3763
PowerLab 8/35	ADInstruments	730045
وحدة مضخم محول الطاقة TAM-A 705/1	Hugo Sachs - جهاز هارفارد	73-0065
مضخم محول TAM-D نوع 705/2	هوغو ساكس - جهاز هارفارد	73-1793
SCP وحدة تحكم مؤازرة لنوع التروية 704	هوغو ساكس - جهاز هارفارد	732806
مضخم جسر تردد الناقل CFBA نوع 672	هوغو ساكس - جهاز هارفارد	731747
نوع وحدة التحكم في جهاز التنفس الصناعي VCM 681	Hugo Sachs - Harvard Devices	731741
وحدة التحكم في الوقت TCM نوع 686	Hugo Sachs - Harvard Apparatus	731750
IL2 مجموعة أنابيب لجهاز	هارفارد	733842
الأنابيب للغرفة الرطبة	Harvard Apparatus	73V83157
Tygon E-3603 الأنابيب 2.4   ؛ مم معرف	جهاز هارفارد	721017	خط الانحيم الذي يدخل الرئة
Tygon E-3603 Tubing 3.2 & nbsp ؛ مم معرف	جهاز هارفارد	721019	خط التحييم يترك الرئة
محلول جلوكوز			ديكستران يغسل الرئة