استكشاف حلول التروية البديلة باستخدام الجيل التالي من ناقلات الأكسجين المبلمرة القائمة على الهيموجلوبين في نموذج لنضح الرئة خارج الجسم الحي للفئران

Doug  A. Gouchoe; Yong Gyu Lee; Alisyn Greenfield; Clayton Cuddington; Jung-Lye Kim; Sylvester M. Black; Andre F. Palmer; Bryan A. Whitson

doi:10.3791/66702

Method Article

استكشاف حلول التروية البديلة باستخدام الجيل التالي من ناقلات الأكسجين المبلمرة القائمة على الهيموجلوبين في نموذج لنضح الرئة خارج الجسم الحي للفئران

DOI:

10.3791/66702

⸱

June 14th, 2024

Doug A. Gouchoe*¹^,² , Yong Gyu Lee*¹^,² , Alisyn Greenfield³ , Clayton Cuddington³ , Jung-Lye Kim¹^,² , Sylvester M. Black¹ , Andre F. Palmer³ , Bryan A. Whitson¹^,²

¹COPPER Laboratory, Department of Surgery, The Ohio State University Wexner Medical Center, ²Division of Cardiac Surgery, Department of Surgery, The Ohio State University Wexner Medical Center, ³William G. Lowrie Department of Chemical and Biomolecular Engineering, College of Engineering, The Ohio State University

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

هنا ، نصف تطبيق حامل أكسجين قائم على الهيموجلوبين البشري المبلمر (PolyhHb) باعتباره معطلا والبروتوكول الذي يمكن من خلاله اختبار محلول التروية هذا في نموذج نضح الرئة خارج الجسم الحي للفئران.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعوق زرع الرئة عدم وجود متبرعين مناسبين. في السابق ، تم تجاهل المانحين الذين كان يعتقد أنهم هامشيون أو غير كافيين. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا الجديدة والمثيرة ، مثل التروية الرئوية خارج الجسم الحي (EVLP) ، تقدم لمقدمي خدمات زراعة الرئة تقييما موسعا للطعم الخيفي للمتبرعين الهامشيين. أدت منصة التقييم الديناميكية هذه إلى زيادة في زراعة الرئة وسمحت لمقدمي الخدمات باستخدام المتبرعين الذين تم تجاهلهم سابقا ، وبالتالي توسيع مجموعة المتبرعين. تستخدم تقنيات التروية الحالية المعطرات الخلوية أو اللاخلوية ، وكلاهما له مزايا وعيوب مميزة. تكوين التروية أمر بالغ الأهمية للحفاظ على بيئة الاستتباب ، وتوفير الدعم الأيضي الكافي ، وتقليل الالتهاب والموت الخلوي ، وتحسين وظائف الأعضاء في نهاية المطاف. يجب أن تحتوي محاليل التروية على تركيز بروتين كاف للحفاظ على ضغط الأورام المناسب. ومع ذلك ، غالبا ما تؤدي محاليل التروية الحالية إلى تسرب السوائل من خلال البطانة الرئوية ، مما يؤدي إلى وذمة رئوية غير مقصودة وتلف. وبالتالي ، من الضروري تطوير حلول نضح جديدة تمنع الضرر المفرط مع الحفاظ على التوازن الخلوي المناسب. هنا ، نصف تطبيق حامل الأكسجين القائم على الهيموغلوبين البشري المبلمر (PolyhHb) باعتباره perfusate والبروتوكول الذي يمكن من خلاله اختبار محلول التروية هذا في نموذج EVLP للفئران. الهدف من هذه الدراسة هو تزويد مجتمع زراعة الرئة بالمعلومات الأساسية في تصميم وتطوير حلول نضح جديدة ، بالإضافة إلى البروتوكولات المناسبة لاختبارها في نماذج زرع متعدية ذات صلة سريريا.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

مثل أي مجال في زراعة الأعضاء الصلبة ، تعاني زراعة الرئة من نقص في الأعضاء المانحة. من أجل زيادة مجموعة المتبرعين ، تم تكريس بحث كبير للتحقيق في إمكانات الطعم الخيفي الذي كان يعتقد في السابق أنه غير مناسب للزرع ، أي المتبرعين بالمعايير الموسعة (ECD). يمكن اعتبار هذه الطعم الخيفي لتنمية الطفولة المبكرة لمجموعة من الأسباب ، بما في ذلك الجودة المشكوك فيها ، وضعف الوظيفة ، والعدوى ، والصدمات ، وأوقات نقص تروية الدفء أو البرودة المطولة ، والتقدم في سن ^1,2. في بعض الحالات ، حيث تكون هذه الرئتين مناسبة للزرع الفوري³ ، غالبا ما يكون من المفيد لمقدمي الخدمات والمتلقين على حد سواء تقييم هذه الرئتين لفترة إضافية لتحديد مدى ملاءمتها للزرع. نضح الرئة خارج الجسم الحي (EVLP) هو تقنية تسمح بإجراء تقييم موسع للطعم الخيفي الرئوي المحتمل في دائرة مغلقة خارج المتبرع²^،⁴^،⁵^،⁶^،⁷ ، مما يمنح مقدم الزرع القدرة على تحديد مدى ملاءمة الزرع. أظهر EVLP القدرة على تقييم الأعضاء المانحة بشكل كاف⁸^،⁹^،¹⁰^،¹¹ ، وتقليل آثار إصابة نقص تروية الدم (IRI) ¹²^،¹³ وزيادة مجموعة المتبرعين¹⁴^،¹⁵ مما يجعل زراعة الرئة علاجا أكثر سهولة للجميع.

بشكل عام ، نظام EVLP هو نظام مغلق مع دائرة تهوية (يتم تحقيقه عن طريق توصيل جهاز التنفس الصناعي بالقصبة الهوائية لإدخال الهواء في النظام) ودائرة الأوعية الدموية (يتم تحقيقه عن طريق توصيل الأذين الأيسر (LA) بالشريان الرئوي (PA) مع الأنابيب)⁷. تحتوي الدائرة الوعائية على مادة بيروزوت تمر عبر الأنبوب لإعطاء الرئة العناصر الغذائية الحيوية والأكسجين مع الحد من الوقت الإقفاري البارد (CIT)⁵^،⁸^،¹⁶^،¹⁷. هذا الحل إما قائم على الدم (أي عن طريق إضافة خلايا الدم الحمراء المعبأة (PRBCs)^)16,17 أو قائم على الخلايا (أي بدون PRBCs)^4,5. ومع ذلك ، هناك العديد من العيوب الملحوظة لاستخدام PRBCs. في حالة استخدام PRBCs من المتبرعين الذين ماتوا من الصدمات أو المتبرعين المتوفين دماغيا (BDD) ، غالبا ما تحتوي هذه السوائل على كميات كبيرة من السيتوكينات الالتهابية ، والتي قد تزيد من تلف الخلايا أثناء EVLP بالإضافة إلى زيادة مستويات الهيموجلوبين الخالي من الخلايا (Hb) والهيم والحديد وشظايا الخلايا التي تسبب أضرارا إضافية للخلايا^18,19. علاوة على ذلك ، نظرا لأن هؤلاء المتبرعين غالبا ما يكونون متعددي الأعضاء ، فإن جمع PRBCs قبل الشراء يمكن أن يؤدي إلى انخفاض حجم الدم في المتبرع وبالتالي زيادة نقص التروية لجميع الأعضاء. في حالة استخدام PRBCs من مصدر آخر ، قد يواجه مقدمو الخدمة نقصا في الدم لأن هذه مادة نادرة في حد ذاتها ^20,21. أخيرا ، تكون PRBCs عرضة للتحلل الميكانيكي على دائرة EVLP بغض النظر عن مصدرها ، مما يؤدي إلى إطلاق Hb والمكونات الأخرى التي تساهم في تلف الخلايا.

وبالتالي ، لأسباب عديدة ، قد يكون من المفيد استخدام بديل لخلايا الدم الحمراء الاصطناعية ، أي ناقلات الأكسجين القائمة على الهيموغلوبين (HBOCs) ، كمكمل بيروسات. أحد HBOC الواعد بشكل خاص هو الهيموغلوبين البشري المبلمر (PolyhHb). يتم تصنيع PolyhHb من Hb المنقى من PRBCs منتهية الصلاحية والتي اعتبرت غير مناسبة لنقل الدم^{الفوري 22}. لقد ثبت أنها بدائل دم قابلة للحياة في الصدمة النزفية²³ والزرع²⁴ ويمكن إنتاجها بكميات كبيرة²². ومع ذلك ، فإن اعتماد PolyhHb على نطاق واسع لم ينجح بسبب المضاعفات غير المتوقعة مثل تضيق الأوعية ، وزيادة ضغط الدم ، والسكتة القلبية^23,25. من المحتمل أن تكون الأسباب الكامنة وراء هذه النتائج بسبب وجود Hb الخالي من الخلايا أو بوليمرات Hb منخفضة الوزن الجزيئي (< 500 كيلو دالتون) في محلول PolyhHb ، حيث أن لديهم ميلا إلى التسرب في مساحة الأنسجة ، مما أدى إلى انخفاض توافر أكسيد النيتريك ، وتضيق الأوعية اللاحقة ، وارتفاع ضغط الدم الجهازي ، وإصابة الأنسجة المؤكسدة في نهاية المطاف^26,27. لتحسين هذه المشكلات ، عمل مختبر بالمر على تطوير الجيل التالي من PolyhHb الذي يحتوي على الحد الأدنى من أنواع MW المنخفضة و Hb الخالية من الخلايا ، والتي أظهرت خصائص فيزيائية حيوية محسنة واستجابات في الجسم الحي ²²^،²⁸^،²⁹^،³⁰. أظهرت العديد من دراسات نقل الدم في أنه إذا تم التخلص من بوليمرات Hb منخفضة الوزن الجزيئي من HBOC ، يمكن تخفيف تضيق الأوعية وارتفاع ضغط الدم الجهازي والضرر التأكسدي²⁸^،²⁹^،³¹^،³²^،³³^،³⁴^،³⁵. لذلك ، جعل هذا الجيل القادم من PolyhHb مرشحا واعدا.

هنا ، نصف تطبيق الجيل التالي من PolyhHb لاستخدامه في perfusate والبروتوكول الذي يمكن من خلاله اختبار محلول التروية هذا في نموذج EVLP للفئران. الهدف من هذه الدراسة هو تزويد مجتمع زراعة الرئة بالمعلومات الأساسية في تصميم وتطوير حلول نضح جديدة ، بالإضافة إلى توفير بروتوكولات لاختبارها في نماذج زرع متعدية ذات صلة سريريا.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم الحصول على فئران Sprague-Dawley (300 غرام من وزن الجسم) تجاريا وإيوائها في ظل ظروف خالية من مسببات الأمراض في مرفق التابع لمركز ويكسنر الطبي بجامعة ولاية أوهايو. تم تنفيذ جميع الإجراءات بشكل إنساني وفقا للمعاهد الوطنية للصحة ودليل المجلس القومي للبحوث للرعاية الإنسانية واستخدام المختبر وبموافقة لجنة رعاية واستخدام المؤسسية بجامعة ولاية أوهايو (بروتوكول IACUC 2023A00000071).

1. توليف وتنقية PolyhHb

ملاحظة: تم نشر إنتاج وتوليف مادة PolyhHb التي تم استخدامها في تجارب EVLP التالية في البداية بواسطة Cuddington et al. في 2020²². يرجى الرجوع إلى هذا العمل للحصول على مخططات متعمقة وتحليل لتوليف PolyhHb. فيما يلي ملخص لتوليف وتنقية PolyhHb على نطاق تجريبي وإعداده اللاحق باعتباره perfusate.

غسل كرات الدم الحمراء ، والتحلل ، وتنقية الهيموغلوبين
1. شراء 18 وحدة من كرات الدم البيضاء البشرية منتهية الصلاحية وصبها في وعاء ترشيح سعة 20 لترا ، مخففا بنسبة 0.9٪ بالوزن إلى الهيماتوكريت النهائي بنسبة 22٪ (الشكل 1B ، C).
2. قم بإجراء ستة تبادلات حجم النظام (diacycles) على وحدة ترشيح التدفق العرضي (TFF) المعدلة من البولي إيثيلين سلفون (mPES) 0.65 ميكرومتر مع محلول ملحي بنسبة 0.9٪ بالوزن على محلول كرات الدم الحمراء. ملاحظة: الغرض من خطوة الغسيل هذه هو إزالة كرات الدم الحمراء التالفة وشظايا الغشاء والمواد الأخرى خارج الخلية قبل انحلال الدم (الشكل 1B ، C).
3. تحلل محلول كرات الدم الحمراء مع 10 لتر من المخزن المؤقت للفوسفات (PB ، 3.75 mM ، درجة الحموضة 7.4) لمدة 1 ساعة عند 4 درجات مئوية مع التحريك المستمر.
4. قم بإزالة شظايا الغشاء المحللة والركام الآخر عن طريق ترشيح المحلول على وحدة TFF 500 كيلو دالتون وجمع النفاذية في وعاء مفاعل الدفعات 30 لترا (الشكل 1A-C).
5. بمجرد وجود 480 جم من Hb في المفاعل ، أضف شحنة ملح لتحويل PB إلى محلول ملحي مخزن بالفوسفات (PBS).
6. أعد تدوير الهيموغلوبين من خلال موصل غاز يتم تغذيته بالنيتروجين ، بالإضافة إلى الحفاظ على مساحة رأس النيتروجين في المفاعل ، لإزالة الأكسجين من البروتين طوال الليل. تبرد إلى 14 درجة مئوية للحد من تكوين الميثيموغلوبين (metHb).
بلمرة الهيموغلوبين
1. سخن محلول الهيموغلوبين إلى درجة حرارة فسيولوجية (37 درجة مئوية) أثناء إعادة تدوير المحلول على حلقة قواطع الغاز.
  ملاحظة: الهدف هو إزالة الأكسجين من البروتين إلى pO₂ بين 0-10 مم زئبق لضمان أن معظم الهيموغلوبين في الحالة الرباعية المتوترة (الشكل 1 أ).
2. أضف 1 غرام من ثنائي ثيونايت الصوديوم ، حسب الحاجة ، لضمان إزالة الأكسجين بشكل فعال.
3. مع الحفاظ على حلقة إعادة التدوير وإزالة الغاز من محلول Hb ، أضف نسبة مولية 30: 1 من الجلوتارالدهيد (GA) إلى Hb المخفف في 3 لتر من PBS غير المؤكسج (الرقم الهيدروجيني 7.4).
4. أضف المحلول إلى وعاء المفاعل على مدى 3 ساعات مع ساعة إضافية من وقت التفاعل.
5. إخماد تفاعل التشابك بنسبة 7: 1 مولية من سيانوبوروهيدريد الصوديوم إلى GA ، مخففة في 3 لتر PBS (درجة الحموضة 7.4). أضفه إلى المفاعل لأكثر من 10 دقائق.
6. مفاعل التبريد عند 14 درجة مئوية بين عشية وضحاها.
تنقية بوليهب
1. قم بضخ محتويات المفاعل في وعاء ترشيح سعة 10 لتر وابدأ الدوران من خلال وحدة TFF من البولي إيثيلين سلفون (PES) 0.2 ميكرومتر (المرحلة 1). ستزيل هذه الخطوة الركام الكبير والملوثات غير المرغوب فيها.
2. قم بتغذية النفاذية في وعاء ترشيح ثانوي سعة 10 لترات يقوم بتدوير أكثر من وحدة TFF بولي سلفون (PS) 500 كيلو دالتون (المرحلة 2) بمجرد امتلائها. استمر حتى يتم إفراغ المفاعل (الشكل 1B ، D).
3. بمجرد إفراغ المفاعل في دائرة التنقية ، ابدأ تبادل السواغ في المرحلة 1 بمحلول رينغر المعدل (الرقم الهيدروجيني 7.4). بعد كل تبادل كامل الحجم ، قم بقياس تركيز البروتين في نفاذ المرحلة 1 باستخدام التحليل الطيفي المرئي للأشعة فوق البنفسجية.
4. عندما يكون تركيز المرحلة 1 أقل من 1 ملغ Hb / mL ، انقل محلول Ringer المعدل إلى المرحلة 2. أي تأخير في المرحلة 1 هو مضيعة ويجب التخلص منه بشكل مناسب. في المجموع ، تأكد من إجراء 12 عملية تبادل كاملة الحجم لحل Ringer المعدل عبر كلتا المرحلتين.
5. بعد الانتهاء من الدورات ، ركز محتويات المرحلة 2 على 10 جم / ديسيلتر على الأقل على وحدة TFF 500 كيلو دالتون.
6. قم بتعبئة المحلول المركز في أنابيب مخروطية سعة 50 مل واحفظه في درجة حرارة -80 درجة مئوية حتى الاستخدام.

2. صياغة البيروسات

تحضير perfusate إلى حجم نهائي من 165 مل. خفف PolyhHb إلى تركيز نهائي قدره 3.7 جم / ديسيلتر باستخدام وسيط ويليام E.
أضف ألبومين المصل البشري (HSA) إلى تركيز نهائي بنسبة 3٪ HSA بالوزن. أضف 1 مل من الهيبارين إلى المحلول النهائي.

3. إعداد دائرة نضح الرئة خارج الجسم الحي

ضع PolyhHb perfusate في خزان دائرة EVLP وقم بتشغيل حمام الماء الدافئ إلى 37 درجة مئوية. تأكد من دوران البيرفوسات داخل الدائرة عن طريق تشغيل المضخات الدوارة.
قم بتوصيل غاز إزالة الأكسجين (أي 6٪ O₂ ، 8٪ CO₂ ، 84٪ N₂) بجهاز أكسجين الألياف المجوف لإزالة الأكسجين من البيروسات. يتم ذلك لتقييم قدرة الرئة على أكسجة البيرفوسات.
افتح برنامج الحصول على البيانات على جهاز كمبيوتر قريب. تأكد من توصيل ضغط الشريان الرئوي والضغط التفاضلي للقصبة الهوائية والضغط التفاضلي لتدفق الجهاز التنفسي ووزن الرئة ومحولات سرعة المضخة بكل من الدائرة وصندوق محول البيانات.
تأكد من عدم وجود تسرب في جميع أنحاء النظام من خلال فحص جميع وصلات الأنبوب بعناية وأن الماء الدافئ يدور في جميع الأنحاء (الشكل 2). اضغط على تشغيل في برنامج الحصول على البيانات للتأكد من أن جميع محولات الضغط تعمل. بمجرد أن يعمل النظام بشكل صحيح ، قم بإيقاف تشغيل المضخات الدوارة.

4. شراء كتلة رئة الفئران المانحة

قم بإعداد الطاولة الجراحية وتخطيط الأدوات (الشكل 3). الأوتوكلاف جميع الأدوات على حرارة 121 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
تحضير 1200 وحدة / كجم من الهيبارين ، خليط الكيتامين / الزيلازين للتخدير (60 مجم / كجم من الكيتامين و 5 مجم / كجم) ، بالإضافة إلى خيوط حرير بطول 5-10 سم (3-0 أو 4-0).
حقن الكيتامين / محلول زيلازين داخل الصفاق في الفئران. انتظر 5-10 دقائق حتى تتطور طائرة التخدير. لضمان مستوى مناسب من التخدير ، قرصة إصبع القدم الفئران لإثارة رد فعل. إذا لم يكن هناك رد فعل ، فقد تم استيفاء المستوى المناسب من التخدير.
حلق بطن الفئران ووضع الفئران في وضع ضعيف على اللوحة الجراحية. تنظيف البطن مع البوفيدون اليود و 70 ٪ من الإيثانول. ضع مرهم العيون تحت عيون الفئران لمنع الجفاف.
انقل الجرذ إلى اللوحة الجراحية وقم بتثبيت الجرذ في مكانه (الشكل 4 أ). قم بتشغيل برنامج الحصول على البيانات وابدأ التسجيل. قم بتشغيل جهاز التنفس الصناعي عند 4 مل / كجم وتأكد من أن ضغط الزفير الإيجابي (PEEP) حوالي 2 سم / ساعة₂درجة مئوية.
ملاحظة: هذه الإعدادات الأولية خاصة بالتجربة. الأمر متروك لجميع الباحثين لتحديد أفضل استراتيجيات التهوية للتجارب الفردية.
بمجرد استيفاء عمق التخدير المناسب ، قم بإجراء بضع البطن في خط الوسط من عملية الخنجري إلى ارتفاق العانة باستخدام مقص. بعد ذلك ، قم بإجراء دوران حشوي وسطي جانبي وتصور الوريد الأجوف السفلي تحت الكبدي باستخدام أداة حادة (IVC)³⁶^،³⁷^،³⁸ (الشكل 4B). حقن الهيبارين في IVC بإبرة 20G (الشكل 4C).
لفت الانتباه إلى الرقبة وقطع الجلد من الشق القصي إلى أسفل زاوية الفك السفلي بزوج من المقص. بعد ذلك ، ابدأ في تشريح القصبة الهوائية (الشكل 5 أ).
في الرقبة ، قم بتشريح عضلات الشريط اللازمة بصراحة لفضح القصبة الهوائية (الشكل 5 ب). قم بعمل شق عرضي بمقص على القصبة الهوائية الأمامية بين الحلقات الغضروفية الكبيرة بما يكفي لأنبوب القصبة الهوائية (ET) (عدة ملليمترات) ، لكن لا تقطع الجزء الخلفي من القصبة الهوائية. ضع خيطا حريريا 5-0 حول القصبة الهوائية (الشكل 5 ج).
أدخل الأنبوب الرغامي وثبته في مكانه باستخدام خياطة الحرير 5-0 المذكورة أعلاه (الشكل 5 د). قم بتوصيل أنبوب ET بجهاز التنفس الصناعي وتأكد من ارتفاع الصدر بشكل صحيح.
إجراء بضع القص المتوسط وأدخل التجويف الصدري مرة أخرى باستخدام المقص. ضع مبعدات جدار الصدر لكشف القلب والرئتين (الشكل 6 أ). تجنب أي تلاعب غير مقصود بالرئتين ، لأنها قابلة للتفتيت بشكل لا يصدق.
قم بإزالة الغدة الصعترية من المنصف الأمامي عن طريق مزيج من الحاد (المقص) والتشريح الحاد. احرص على عدم إتلاف الأوعية أو الرئتين الكبيرتين.
تحديد الشريان الرئوي (PA; الشكل 6 ب) ووضع خيط حرير 5-0 حوله للتحضير للقنية (الشكل 6 ج). بسبب التشريح المجهري لأوعية الفئران الكبيرة ، غالبا ما يكون من الأسهل وضع الخيط حول السلطة الفلسطينية والشريان الأورطي في نفس الوقت.
قم بعمل شق 2-3 مم في مسار تدفق البطين الأيمن (RVOT) باستخدام مقص (الشكل 6D-E) لوضع القنية الشريانية داخل السلطة الفلسطينية وتثبيتها في مكانها باستخدام خياطة 5-0 الموصوفة قبل خطوة (الشكل 6F).
قم بعمل شق 5 مم في البطين الأيسر (LV) وكذلك IVC تحت الكبد باستخدام مقص للقتل الرحيم للفئران. قم بتوصيل سائل الحفاظ على الرئة بسرعة بالقنية الشريانية لتدفق الرئتين بالجاذبية بحوالي 20 مل (الشكل 7A-B). تأكد من إزالة تهوية سائل الحفاظ على الرئة قبل توصيله بالقنية الشريانية لأن الصمات الهوائية ضارة جدا بالرئتين.
قم بتوصيل القنية الشريانية بدائرة EVLP. قم بتشغيل المضخة الدوارة واترك كمية صغيرة من البيرفوسات تتدفق عبر الرئة وتخرج من البطين الأيسر إلى التجويف الصدري. بمجرد أن يبدأ البيروسات في التدفق من الأذين الأيسر ، قم بإيقاف تشغيل المضخة الدوارة (الشكل 7C). مع السماح للبيرفوسات بالتدفق ، تأكد من عدم ارتفاع ضغط PA - مما يشير إلى انسداد أو وضع غير صحيح.
ضع ملقط صغير في الجهد المنخفض وقم بتمديد حلقة الصمام التاجي برفق ، مما سيسمح بإدخال قنية الأذين الأيسر (LA) (الشكل 8A). ضع ربطة عنق حريرية 5-0 حول القلب واربطها بشكل فضفاض (الشكل 8 ب).
أدخل قنية LA في LV وقم بدفع قنية LA حتى يمكن رؤيتها داخل الأذين. قم بإنهاء تأمين LA بالخيط المربوط مسبقا 5-0 (الشكل 8C).
تحديد المريء وتثبيته مع مرقئ أقرب ما يمكن إلى الحجاب الحاجز. اقطع المريء أسفل المرقئ لضمان عدم وجود انسكاب في التجويف الصدري (الشكل 9 أ).
باستخدام العمود الفقري كدليل ، قم بقطع جميع المرفقات الرباطية التي تربط كتلة القلب والرئة بالهياكل المحيطة باستخدام مقص (الشكل 9 ب). بمجرد أن تصبح كتلة القلب والرئة متحركة بحرية ، قم بتشريح القصبة الهوائية من الرقبة وأخيرا قم بقطع القصبة الهوائية فوق أنبوب ET باستخدام مقص لتحرير كتلة القلب والرئة (الشكل 9C).
انقل كتلة القلب والرئة إلى الغلاف الصدري داخل دائرة EVLP وقم بتوصيل قنية LA بدائرة EVLP (الشكل 9 د). قم بتشغيل مضخة الأسطوانة وتوصيل جهاز التنفس الصناعي.
تحقق من مصيدة الفقاعات للتأكد من عدم إدخال الصمات الهوائية في النظام.
قم بتغيير إعدادات التهوية والتروية ببطء إلى المستويات التجريبية المرغوبة خلال ال 15 دقيقة الأولية³⁶^،³⁷^،³⁸. بالإضافة إلى ذلك ، خلال مرحلة التكثيف الأولية هذه ، قم بزيادة معدل تدفق التروية إلى المعدل و / أو الضغط المطلوبين.
في النقاط الزمنية المحددة للتجربة ، تحقق من مستويات غاز البيروسات وكذلك اختبارات وظائف الرئة.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يوضح الشكل 10 التحقق من صحة البيروسات القائم على PolyhHb ، علاوة على ذلك ، استقرار هذا البيروسات على مدار عدة ساعات. خلال أول ساعة واحدة ، أظهرت جميع perfusates التي تم اختبارها (PolyhHb ، Control (Williams Media + 5٪ HSA) ، RBC based) انخفاضا طفيفا في LA pO₂ (Post pO₂). ومع ذلك ، أظهر perfusate القائم على RBC انخفاضا كبيرا في 1 ساعة مقارنة ب PolyhHb (p < 0.05). عند اختباره على مدار الساعات العديدة التالية ، كان لكل من PolyhHb و Control perfusates LA pO_{2 مستقر ،} بينما كان لدى PolyhHb اتجاه غير مهم (p > 0.05) أعلى pO₂ (الشكل 10A). دلتا pO₂ ، أي التغيير في LA pO₂ من PA pO₂ ، انخفض مرة أخرى بشكل ملحوظ عند 1 ساعة في مجموعة RBC perfusate (p < 0.05) ، بينما ظل مستقرا في PolyhHb و Control perfusates مع اتجاه غير مهم (p > 0.05) أعلى pO₂ في مجموعة PolyhHb (الشكل 10B). كان LA pCO₂ أقل بكثير في بيرفوسات كرات الدم الحمراء و perfusate التحكم عند مقارنته ب PolyhHb perfusate بعد الساعة الأولى (p < 0.05) ، وهذا صحيح خلال الساعات العديدة التالية عند مقارنة PolyhHb و Control perfusate (الشكل 10C). أخيرا ، تم زيادة دلتا pCO₂(أي التغيير في LA pCO2 من PA pCO2) بشكل كبير في بيرفوسات كرات الدم الحمراء بعد 1 ساعة (p < 0.05) ، وبعد عدة ساعات ظلت مستقرة في كل من PolyhHb و Control perfusate (الشكل 10D).

توفر البيانات الفسيولوجية الرئوية في الوقت الفعلي التي تم جمعها من خلال برنامج الاستحواذ معلومات تكميلية لمستويات الغاز المتعطشة (الشكل 11). أظهرت مقاومة الأوعية الدموية الرئوية (PVR) مرة أخرى أن بيرفوسات كرات الدم الحمراء زادت بشكل ملحوظ خلال الساعة الأولى (p < 0.05). على مدار الساعات العديدة المتبقية ، كان لكل من PolyhHb و Control perfusates PVR مستقر ومنخفض (الشكل 11 أ). كما زاد التغير في وزن الرئة بشكل ملحوظ في بيرفوسات كرات الدم الحمراء خلال الساعة الأولى (p < 0.05) وزاد في كل من PolyhHb و Control perfusate خلال الساعات المتبقية مع وزن أعلى قليلا في Perfusate PolyhHb (الشكل 11B). أخيرا ، انخفض الامتثال بشكل ملحوظ في مجموعة بيرفوسات كرات الدم الحمراء خلال الساعة الأولى (p < 0.05) ، بينما كان هناك انخفاض غير كبير في PolyhHb و Control perfusate (p > 0.05) ، مع وجود PolyhHb أعلى امتثال بعد 4 ساعات (الشكل 11C).

من حيث النجاح التقني و / أو الفشل (الشكل 12) ، هناك عدة أشياء مهمة للفت الانتباه إليها. في الشكل 12 أ، يمكننا ملاحظة فشل الطعم الخيفي بسبب نخر الفص العلوي الأيمن بسبب جلطة محتملة داخل الأوعية الدموية الرئوية. في الشكل 12 ب ، نلاحظ وذمة نسيجية شديدة داخل الفص الأيمن أيضا ، مما يؤدي إلى فشل تجريبي. يوضح الشكل 12C-E الحفاظ على الأنسجة المناسبة ومظهرها ضمن الظروف التجريبية المعنية. وأخيرا، في الشكل 12F، يمكننا أن نرى حفظا مثاليا للأنسجة بعد التنظيف بمحلول حفظ الرئة.

figure-results-1
الشكل 1: تخليق وتنقية PolyhHb على نطاق تجريبي. (أ) مفاعل حيوي للبلمرة. (ب) يتم إعداد عمليات ترشيح التدفق العرضي (TFF) في ثلاجة 4 درجات مئوية. (ج) لقطة مقربة لإعداد TFF الموازي لغسل خلايا الدم الحمراء (RBC) وتنقية الهيموجلوبين (Hb). (د) لقطة مقربة لنظام TFF من السلسلة ذات المرحلتين لتنقية PolyhHb. تقع السفن للمرحلتين الأولى والثانية على يسار ويمين المرشحات ، على التوالي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2: نظرة عامة على دائرة نضح الرئة خارج الجسم الحي (EVLP). (أ) رسم تخطيطي لدائرة EVLP. ب: وضع قنية الشريان الرئوي وقنية الأذين الأيسر في الجسم الحي . يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3: الأدوات الجراحية المستخدمة في تروية الرئة خارج الجسم الحي. أ: خياطة الحرير. (ب) ملقط ذو رؤوس دقيقة (متوسط الطول). (ج) ملقط ذو رؤوس دقيقة (طويل الطول). د: ملقط منحني ذو رؤوس دقيقة. ه: مقص مايونيز. (و) قنية القصبة الهوائية. (ز) قنية الشريان الرئوي (PA). (H) قنية الأذين الأيسر (LA). (I) مبعدات القفص الصدري. (ي) مقص الربيع. ك: ملقط ديباكي. (L) مرقئ. (م) مقص صغير. (N) ملقط صغير منحني ذو طرف رفيع. (س) شاحنات أدسون. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الشكل 4: تحديد المواقع الجراحية وكشف الوريد الأجوف السفلي (IVC). أ: تحديد موضع الفئران لشراء الرئة. ب: تعريض IVC تحت الكبدي. (ج) قنية IVC وحقن الهيبارين بإبرة 27G. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-5
الشكل 5: قنية القصبة الهوائية بأنبوب القصبة الهوائية (ET). (أ) ابدأ بقطع جلد منطقة الرقبة. ب: تشريح عضلات الشريط والنسيج الضام لكشف القصبة الهوائية. ج: إجراء شق عرضي على القصبة الهوائية الأمامية بين الحلقات الغضروفية كبيرة بما يكفي لأنبوب ET. (د) أدخل أنبوب ET في القصبة الهوائية وثبته في مكانه بخياطة حريرية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-6
الشكل 6: وضع قنية الشريان الرئوي. أ: تعريض التجويف الصدري لتصوير القلب والرئتين. (ب) تحديد السلطة الفلسطينية وعزلها. (ج) وضع خياطة حول السلطة الفلسطينية. د: إحداث ثقب صغير في مجرى تدفق البطين الأيمن (RVOT) لقنية PA. (ه) وضع قنية السلطة الفلسطينية بشكل صحيح داخل السلطة الفلسطينية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-7
الشكل 7: تنظيف الرئتين بمحلول الحفظ. أ: توصيل قنية التدفق بقنية الشريان الرئوي. (ب) يجب أن يخرج سائل صاف من الأذين الأيسر (LA). (ج) توصيل قنية PA بدائرة تروية الرئة خارج الجسم الحي لضمان التدفق السليم ووضع قنية PA. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-8
الشكل 8: وضع قنية الأذين الأيسر (LA). (أ). توسيع حلقة الصمام التاجي برفق باستخدام ملقط. ب: وضع درز حريري بشكل فضفاض حول البطين الأيسر. وضع قنية LA داخل الأذين الأيسر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-9
الشكل 9: استخراج إحصار القلب والرئة. أ: ربط المريء أسفل المرقاء. (ب) يؤدي التشريح إلى تحرير إحصار القلب والرئة من العمود الفقري. ج: تشريح القصبة الهوائية بحرية. (د) التوصيلات المناسبة ووضع قنية التروية الرئوية خارج الجسم الحي (EVLP). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-10
الشكل 10. مستويات غاز البيرفوسات بمرور الوقت. (أ) بعد pO₂ ، أي الأذين الأيسر (LA) pO₂ ، على مدى 4 ساعات. (ب) Delta pO₂ ، أي التغيير في LA pO₂ من الشريان الرئوي (PA) pO₂على مدى 4 ساعات. (ج) بعد pCO₂ ، أي LA pO₂ ، على مدى 4 ساعات. (د) Delta pCO₂ ، أي التغيير في LA pO₂ من PA pO₂على مدى 4 ساعات. يمثل اللون الأزرق تفرقة PolyhHb ، ويمثل الأسود بيرفوسات التحكم (وسائط ويليام القياسية) ويمثل الأحمر البيروزات القائم على كرات الدم الحمراء. N = 6 لكل مجموعة. تشير أشرطة الخطأ إلى الانحراف المعياري. تم اختبار الدلالة باستخدام اختبار T للطالب ، ويشار إليها ب * ، p < 0.05. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-11
الشكل 11. البيانات الفسيولوجية للرئة في الوقت الحقيقي. أ: مقاومة الأوعية الدموية الرئوية (PVR) خلال 4 ساعات من التروية. (ب) التغير (المشار إليه ب Δ) في وزن الرئة بمرور الوقت. (ج) الامتثال لأكثر من 4 ساعات من إعادة التروية. يمثل اللون الأزرق تفرقة PolyhHb ، ويمثل الأسود بيرفوسات التحكم (وسائط ويليام القياسية) ويمثل الأحمر البيروزات القائم على كرات الدم الحمراء. N = 6 لكل مجموعة. تشير أشرطة الخطأ إلى الانحراف المعياري. تم اختبار الدلالة باستخدام اختبار T للطالب ، ويشار إليها ب * ، p < 0.05. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-12
الشكل 12: النتائج الفنية التمثيلية. أ: فشل الكسب غير المشروع بسبب احتشاء الفص العلوي الأيمن. ب: فشل الكسب غير المشروع بسبب وذمة الفص الأيمن الشديدة. (ج) نجاح عملية التروية والتروية الرئوية مع بيرفوسات كرات الدم الحمراء. (د) نجاح عملية التروية والتروية الرئوية باستخدام تفريخ PolyhB. (ه) نجاح التروية والتروية للطعم الخيفي الرئوي مع البيروسات القياسية. (و) الحفاظ المثالي على الأنسجة بعد التنظيف بمحلول الحفاظ على الرئة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يعد تطوير واختبار حلول التروية مسعى جديدا يشرع فيه الكثيرون في جميع أنحاء العالم. تقليديا ، توفر perfusates القياسية القدرة على تعليق الوقت الإقفاري وتخفيف الإصابات المرتبطة بنقص التروية ، وكذلك إعادة التروية¹⁸. ومع ذلك ، فإن التطور التالي ل EVLP هو تحسين تقنية المعطيات الحالية بالإضافة إلى دمج علاجات الإصلاح والتجديد³⁹^،⁴⁰^،⁴¹^،⁴²^،⁴³.

تم وضع PolyhHb الموصوف في هذا العمل بين قوسين بين 500 كيلو دالتون و 0.2 ميكرومتر لمنع المادة من التسرب من الدائرة إلى الرئة ، مما سيمنع تضيق الأوعية وزيادة ضغط PA³⁰. من الأهمية بمكان أنه خلال خطوات البلمرة لهذا التوليف ، يتم الحفاظ على الضغط الجزئي للأكسجين (pO₂) بالقيمة المناسبة لمنتج PolyhHb لتقارب الأكسجين المطلوب. وهذا يشمل جميع المحاليل المضافة في جميع أنحاء التفاعل (أي التشابك ، محلول التبريد ، إلخ) التي لها pO2 مطابق للمفاعل الحيوي (أي ، منزوع الغازات بالنيتروجين ، المؤكسج ، إلخ). تتمثل الميزة الرئيسية لإجراء التوليف هذا في أن المنتج النهائي يحتوي على توازن أكسجين قابل للتعديل للسماح بتطبيقات مختلفة ذات متطلبات أكسجين مختلفة (على سبيل المثال ، تقارب الأكسجين المنخفض PolyhHb لطب نقل الدم ، أو تقارب الأكسجين المعتدل لنضح الرئة ، أو تقارب الأكسجين العالي لتوصيل الأكسجين المستهدف). من المهم أيضا التأكد من وجود آلية تسخين على المفاعل الحيوي لا تؤدي إلى تسخين مفرط لنقاط الاتصال ، مما يؤدي إلى تكوين بروتينات تالفة. وجدنا أن الملف النحاسي في جميع أنحاء الوعاء يوفر تسخينا / تبريدا أكثر وأقل ضررا من سترة التسخين المعزولة على السطح الخارجي للوعاء (الشكل 1 أ).

في حين أن تطوير نموذج الفئران EVLP ليس جديدا^37,38 ، فقد لاحظنا العديد من المجالات التي يمكن أن تؤدي إلى نتائج محسنة. أولا ، من الضروري عمل شقوق صغيرة في IVC عند التضحية لضمان عدم وجود هواء إضافي يمكن أن يدخل الرئتين من خلال الدورة الدموية. عند شطف الطعم الخيفي الرئوي بمحلول الحفاظ على الرئة ، يتيح اللون الأبيض الشاحب الموحد للرئتين للجراح الدقيق معرفة أن هناك نجاحا تقنيا لعملية الشراء. إذا كان لا يزال هناك رئة وردية اللون داخل الحمة ، فمن المستحسن في بعض الأحيان ضبط قنية PA بحيث يتم ترشيح الرئة بأكملها بالتساوي. في حين أن قنية PA غالبا ما تكون الجزء الأسهل من الإجراء لإكمالها ، فإن إدخال قنية LA يكون أكثر صعوبة قليلا. من الضروري دائما توسيع حلقة الصمام التاجي من أجل وصول قنية LA إلى LA. ومع ذلك ، يجب أن يتم ذلك بحذر شديد لأنه من السهل ثقب البطين أو الأذينين. بمجرد أن يصبح طرف القنية داخل الأذينين ، يمكن أن يصبح في غير محله أثناء تثبيت الخيط حول البطين. من الضروري في كثير من الأحيان ضبط زاوية الطاولة (أفقية أكثر) أو وضع قطعة من الشاش في أسفل القنية حتى تظل في مكانها.

القيود
هناك بعض القيود على هذا النموذج. في حين أنه من المفيد تقييم فعالية perfusates وقدرتها على تحسين الطعم الخيفي المحتمل ، فإن هذا ليس نموذج زرع من شأنه أن يكون قادرا على إخبارنا في الجسم الحي بنتائج مختلفة من perfusates والتقنيات. بالإضافة إلى ذلك ، في حين أن PolyhHb هي تقنية جديدة مثيرة للفوسات ، إلا أن استخدامها وفعاليتها وقيودها المحتملة يجب إثباتها بشكل أكبر في تجارب التروية الإضافية قبل السريرية والسريرية قبل النظر في اعتماد هذه التكنولوجيا على نطاق واسع.

الاستنتاجات
هنا ، أظهرنا تطبيق الجيل التالي من PolyhHb perfusate والبروتوكول الذي يمكن من خلاله اختبار محلول التروية هذا في نموذج EVLP للفئران. مع تقدم تقنية perfusate ، سيكون من المفيد استكشاف إمكانيات استخدام PolyhHb كبديل محتمل لل perfusates^{التقليدية 30}. أدت الأجيال السابقة من PolyhHb إلى آثار جانبية ضارة بناء على تكوينها. ومع ذلك ، فإن التحسينات التي أدخلت على التوليف قد خلقت بوليمر أقل عرضة للتسرب ، ويؤدي إلى الوذمة ، وبالتالي يسبب إصابة خلوية³⁰. مع PolyhHb ، من الممكن إجراء EVLP دون الحاجة إلى كرات الدم الحمراء مع الاستمرار في تلبية الطلب الأيضي للطعم الخيفي الرئوي. سيسمح هذا بلا شك بوظيفة طعم خيفي أفضل خارج الجسم الحي. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من التحقق من PolyhHb في كل من الإعدادات قبل السريرية والسريرية. نأمل أن يزود هذا البروتوكول مجتمع زراعة الرئة بالمعلومات الأساسية في تصميم وتطوير حلول التروية الجديدة ، بالإضافة إلى البروتوكولات المناسبة لاختبارها في نماذج زراعة الرئة ذات الصلة سريريا.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

بالنسبة للمواد المعروضة في هذا العمل ، فإن A.F.P. ، A.G. ، و C.C. هم مخترعون في طلب البراءة الأمريكي PCT / US2022/041743. A.F.P. ، C.C. ، B.A.W. ، و S.M.B. هم مخترعون في طلب براءة الاختراع الأمريكي PCT / US2023 / 017765.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم دعم هذا البحث بسخاء من قبل مؤسسة عائلة جويل وفرانك بنسون وأستاذية أبحاث الجوهرة وفرانك بنسون. يتم دعم B.A.W. جزئيا من قبل المعاهد الوطنية للصحة (NIH) منحة R01HL143000. يتم دعم AFP من خلال منح المعاهد الوطنية للصحة R01HL126945 و R01EB021926 و R01HL131720 و R01HL138116 ومنحة قيادة العتاد الطبي للجيش الأمريكي W81XWH1810059. يتم دعم SMB من قبل المعاهد الوطنية للصحة R01 DK123475.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
حقنة الأنسولين 10 سم مكعب 29 جم × 1/2 بوصة إبرة	BD	309301
30 لتر دفعة زجاجية مفاعل حيوي	زجاج
30 جرام إبرة	ميد	إبر BD-305106
بايتريل (إنروفلوكساسين) أقراص مضادة للبكتيريا	Elanco	NA
كلوريد الكالسيوم ثنائي هيدرات (CaCl_{2< / sub>.2H_{2< / sub>O)}}	سيجما ألدريتش	10035-04-8
لمكبر للصوت جسر التردد الناقل CFBA من Ringer المعدل 672	Harvard Apparatus	731747
Connect D150	Cole-Parmer	VK 73-3763
Dumont # 5	العلوم الدقيقة	11252-50
Dumont Medical # 5/45 ملقط - بزاوية 45 درجة ؛	أدوات العلوم الدقيقة	11253-25
Ecoline Star Edition 003 ، E100 سخان المياه	Lauda	LCK 1879
لوكو بشري منتهي الصلاحية ، وحدات كرات الدم الحمراء المخفضة والمعبأة	ويكسنر الطبي خدمات الدم الكندية Zen-Bio Inc
Fiberoxygenator D150	Hugo Sachs Elektronik	PY2 73-3762
ملقط	أدوات	العلوم الدقيقة11027-12
الجلوتارالديهايد (C_{5< / sub>H_{8< / sub>O_{2< / sub> 70 wt٪)}}}	Sigma Aldrich	111-30-8 (G7776)
Hemostat	Roboz Surgical	RS-7112
Heparin 30,000 وحدة لكل 30 مل	APP Pharmaceuticals
Human Serum Albumin (HSA)	OctaPharma Plasma		مجموعة أنابيب IL2 المضافة
للتعقيم	هارفارد	733842
IPL-2 نظام نضح الرئة الأساسي	هارفارد
الكيتامين 500 مجم لكل 5 مل	JHP المستحضرات الصيدلانية
قنية الأذين الأيسر	جهاز هارفارد	730712
Liqui-Cel EXF Series G420 Membrane Contactor	3M	G420	قواطع الغاز
محلول جلوكوز منخفض البوتاسيوم ديكستران (بيرفاديكس)	XVIVO		يغسل أنابيب الرئة
المطلية بالبلاتين Masterflex (الحجم: 73،17،16،24)	Cole-Palmer
N-Acetyl-L-cysteine (NALC ، C_{5< / sub>H_{9< / sub>NO_{3< / sub>S)}}}	Sigma Aldrich	616-91-1 (A7250)	لأوعية Ringer's Lactate
Nalgene المعدلة ( 10 لتر ، 20 لتر)	أوعية ترشيح	Nalgene
مضخة تمعجية	؛ Ismatec	ISM 827B
PES ، 0.65 & m وحدة TFF	Repligen	N02-E65U-07-N
PhysioSuite	Kent Scientific Corporation	PS-MSTAT-RT
بولي إيثر سلفون (PES) ، 0.2 ومايكرو ؛ m وحدة TFF	Repligen	N02-S20U-05-N
Polysulfone (PS) ، وحدة TFF 500 كيلو دالتون	Repligen	N02-P500-05-N
كلوريد البوتاسيوم (KCl) فيشر	Scientific	7447-40-7	ل PBS
PowerLab 8/35	؛ ADnstruments	730045
قنية الشريان الرئوي	Harvard Apparatus	730710
أنابيب رأس المضخة (الحجم: 73،17،16،24)	PharMed BPT
Puralube مرهم العيون	Dechra	NA
مقص	أدوات العلوم	الدقيقة 14090-11
SCP وحدة تحكم مؤازرة لنوع التروية 704	جهاز هارفارد	732806
التنفس الصناعي للحيوانات الصغيرة نموذج 683	جهاز هارفارد	55-000
كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) فيشر	العلمي	7647-14-5 (S271-10)	ل PBS والمحلول الملحي
سيانوبوروهيدريد الصوديوم (NaCNBH_{3< / sub>)}	سيجما ألدريتش	25895-60-7
ثنائي ثيونيت الصوديوم (Na _{2< / sub>S_{2< / sub>O_{4< / sub>)}}}	سيجما ألدريتش	7775-14-6
هيدروكسيد الصوديوم (NaOH)	فيشر Scientific	1310-73-2	للاكتات
المعدلة من Ringerلاكتات الصوديوم (NaC₃H₅O₃)	Sigma Aldrich	867-56-1	لعقات رينجر المعدلة
فوسفات الصوديوم ثنائي القاعدة (Na₂HPO₄) فيشر	العلمي	7558-79-4	لبرنامج
تلفزيوني فوسفات الصوديوم أحادي القاعدة (NaH₂PO_{4< / sub >)}	فيشر Scientific	7558-80-7	لنظام تخدير الصغيرة PBS
SomnoSuite	كينت العلمية لشركة	SS-MVG-Module
Sprague-Dawley الفئران	Envigo
TAM-A نوع وحدة محول الطاقة 705/1	جهاز هارفارد	73-0065
محول الطاقة TAM-D نوع مكبر للصوت 705/2	جهاز هارفارد	73-1793
نوع وحدة التحكم في الوقت TCM 686	جهاز هارفارد	731750
قنية القصبة الهوائية	الأنابيب 733557		جهاز هارفارد
للغرفة الرطبة	جهاز هارفارد	؛ 73V83157
كاسيت الأنابيب	Cole-Parmer	IS 0649
Tweezer # 5 Dumostar	Kent Scientific Corporation	؛ INS500085-A
ملاقط # 5 الفولاذ المقاوم للصدأ ، شركة	كينت العلمية	IND500232
الملقط # 7 شركة التيتانيوم	كينت العلمية	؛ INS600187
Tygon E-3603 الأنابيب 2.4 مم معرف	هارفارد جهاز	721017	الانحيم الذي يدخل الرئة
Tygon E-3603 الأنابيب 3.2 مم معرف	هارفارد جهاز	721019	خط التحيم الذي يترك الرئة
Vannas-Tubingen Spring Scissors	أدوات العلوم الدقيقة	15008-08
VCM نوع وحدة التحكم في جهاز التنفس الصناعي 681	هارفارد	731741
ويليام إي ميديا	جيبكو ، ثيرموفيشر Scientific	A12176-01	مادة مضافة للزيلازين
100 مجم لكل 1 مل	من Akorn

مجموعة أدوات الملقط مركز Halsted-Mosquito جهاز جهاز محلول جهاز شركة مجموعة المنحنية خط جهاز

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

OPTN/SRTR 2021 annual data report: Lung. Am J Transplant. 23, 2 Suppl 1 S379-S442 (2023).">Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2021 annual data report: Lung. Am J Transplant. 23, 2 Suppl 1 S379-S442 (2023).
Ex vivo lung perfusion in donation after circulatory death: A post hoc analysis of the normothermic Ex Vivo lung perfusion as an assessment of extended/marginal donors lungs trial. J Thorac Cardiovasc Surg. , 10.1016/j.jtcvs.2024.03.011 (2024).">Gouchoe, D. A., et al. Ex vivo lung perfusion in donation after circulatory death: A post hoc analysis of the normothermic Ex Vivo lung perfusion as an assessment of extended/marginal donors lungs trial. J Thorac Cardiovasc Surg. , 10.1016/j.jtcvs.2024.03.011 (2024).
Trends in donation after circulatory death in lung transplantation in the United States: Impact of era. Transpl Int. 35, 10172(2022).">Bobba, C. M., et al. Trends in donation after circulatory death in lung transplantation in the United States: Impact of era. Transpl Int. 35, 10172(2022).
Transplantation of lungs from a non-heart-beating donor. Lancet. 357 (9259), 825-829 (2001).">Steen, S., et al. Transplantation of lungs from a non-heart-beating donor. Lancet. 357 (9259), 825-829 (2001).
Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. N Engl J Med. 364 (15), 1431-1440 (2011).">Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. N Engl J Med. 364 (15), 1431-1440 (2011).
Ex vivo perfusion techniques: state of the art and potential applications. Intens Care Med. 45 (3), 354-356 (2019).">Cypel, M., Neyrinck, A., Machuca, T. N. Ex vivo perfusion techniques: state of the art and potential applications. Intens Care Med. 45 (3), 354-356 (2019).
XPS™ Jensen lung as a low-cost, high-fidelity training adjunct to ex-vivo lung perfusion. Artif Organs. , 10.1111/aor.14623 (2023).">Gouchoe, D. A., et al. XPS™ Jensen lung as a low-cost, high-fidelity training adjunct to ex-vivo lung perfusion. Artif Organs. , 10.1111/aor.14623 (2023).
Machine perfusion of thoracic organs. J Thorac Dis. 10, Suppl 8 S910-S923 (2018).">Van Raemdonck, D., Rega, F., Rex, S., Neyrinck, A. Machine perfusion of thoracic organs. J Thorac Dis. 10, Suppl 8 S910-S923 (2018).
Ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation--state of the art. Eur J Cardiothorac Surg. 46 (5), 779-788 (2014).">Andreasson, A. S., Dark, J. H., Fisher, A. J. Ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation--state of the art. Eur J Cardiothorac Surg. 46 (5), 779-788 (2014).
Ex vivo lung perfusion: A review of current and future application in lung transplantation. Pulm Ther. 8 (2), 149-165 (2022).">Ahmad, K., Pluhacek, J. L., Brown, A. W. Ex vivo lung perfusion: A review of current and future application in lung transplantation. Pulm Ther. 8 (2), 149-165 (2022).
Biometric profiling to quantify lung injury through ex vivo lung perfusion following warm ischemia. Asaio j. 69 (8), e368-e375 (2023).">Kim, J. L., et al. Biometric profiling to quantify lung injury through ex vivo lung perfusion following warm ischemia. Asaio j. 69 (8), e368-e375 (2023).
Acellular ex vivo lung perfusate silences pro-inflammatory signaling in human lung endothelial and epithelial cells. J Transl Med. 21 (1), 729(2023).">Jeon, J. E., et al. Acellular ex vivo lung perfusate silences pro-inflammatory signaling in human lung endothelial and epithelial cells. J Transl Med. 21 (1), 729(2023).
Altered purine metabolism at reperfusion affects clinical outcome in lung transplantation. Thorax. 78 (3), 249-257 (2023).">Baciu, C., et al. Altered purine metabolism at reperfusion affects clinical outcome in lung transplantation. Thorax. 78 (3), 249-257 (2023).
Evaluating the impact of ex vivo lung perfusion on organ transplantation: A retrospective cohort study. Ann Surg. 278 (2), 288-296 (2023).">Peel, J. K., et al. Evaluating the impact of ex vivo lung perfusion on organ transplantation: A retrospective cohort study. Ann Surg. 278 (2), 288-296 (2023).
Determining the impact of ex vivo lung perfusion on hospital costs for lung transplantation: A retrospective cohort study. J Heart Lung Transpl. 42 (3), 356-367 (2023).">Peel, J. K., et al. Determining the impact of ex vivo lung perfusion on hospital costs for lung transplantation: A retrospective cohort study. J Heart Lung Transpl. 42 (3), 356-367 (2023).
Normothermic ex vivo preservation with the portable Organ Care System Lung device for bilateral lung transplantation (INSPIRE): a randomised, open-label, non-inferiority, phase 3 study. Lancet Respir Med. 6 (5), 357-367 (2018).">Warnecke, G., et al. Normothermic ex vivo preservation with the portable Organ Care System Lung device for bilateral lung transplantation (INSPIRE): a randomised, open-label, non-inferiority, phase 3 study. Lancet Respir Med. 6 (5), 357-367 (2018).
Portable normothermic ex vivo lung perfusion, ventilation, and functional assessment with the Organ Care System on donor lung use for transplantation from extended-criteria donors (EXPAND): a single-arm, pivotal trial. Lancet Resp Med. 7 (11), 975-984 (2019).">Loor, G., et al. Portable normothermic ex vivo lung perfusion, ventilation, and functional assessment with the Organ Care System on donor lung use for transplantation from extended-criteria donors (EXPAND): a single-arm, pivotal trial. Lancet Resp Med. 7 (11), 975-984 (2019).
Prolonged EVLP using OCS lung: Cellular and acellular perfusates. Transplantation. 101 (10), 2303-2311 (2017).">Loor, G., et al. Prolonged EVLP using OCS lung: Cellular and acellular perfusates. Transplantation. 101 (10), 2303-2311 (2017).
Mitochondria-targeted heme oxygenase-1 induces oxidative stress and mitochondrial dysfunction in macrophages, kidney fibroblasts and in chronic alcohol hepatotoxicity. Redox Biol. 2, 273-283 (2014).">Bansal, S., Biswas, G., Avadhani, N. G. Mitochondria-targeted heme oxygenase-1 induces oxidative stress and mitochondrial dysfunction in macrophages, kidney fibroblasts and in chronic alcohol hepatotoxicity. Redox Biol. 2, 273-283 (2014).
Initial investigation on the feasibility of porcine red blood cells from genetically modified pigs as an alternative to human red blood cells for transfusion. Front Immunol. 14, 1298035(2023).">Park, S., et al. Initial investigation on the feasibility of porcine red blood cells from genetically modified pigs as an alternative to human red blood cells for transfusion. Front Immunol. 14, 1298035(2023).
Continued decline in blood collection and transfusion in the United States-2015. Transfusion. 57, Suppl 2 1588-1598 (2017).">Ellingson, K. D., et al. Continued decline in blood collection and transfusion in the United States-2015. Transfusion. 57, Suppl 2 1588-1598 (2017).
Pilot scale production and characterization of next generation high molecular weight and tense quaternary state polymerized human hemoglobin. Biotechnol Bioeng. 119 (12), 3447-3461 (2022).">Cuddington, C. T., et al. Pilot scale production and characterization of next generation high molecular weight and tense quaternary state polymerized human hemoglobin. Biotechnol Bioeng. 119 (12), 3447-3461 (2022).
Human polymerized hemoglobin for the treatment of hemorrhagic shock when blood is unavailable: the USA multicenter trial. J Am Coll Surg. 208 (1), 1-13 (2009).">Moore, E. E., et al. Human polymerized hemoglobin for the treatment of hemorrhagic shock when blood is unavailable: the USA multicenter trial. J Am Coll Surg. 208 (1), 1-13 (2009).
Impact of human-derived hemoglobin based oxygen vesicles as a machine perfusion solution for liver donation after cardiac death in a pig model. PLoS One. 14 (12), e0226183(2019).">Shonaka, T., et al. Impact of human-derived hemoglobin based oxygen vesicles as a machine perfusion solution for liver donation after cardiac death in a pig model. PLoS One. 14 (12), e0226183(2019).
Hemoglobin-based oxygen carrier and convection enhanced oxygen transport in a hollow fiber bioreactor. Biotechnol Bioeng. 102 (6), 1603-1612 (2009).">Chen, G., Palmer, A. F. Hemoglobin-based oxygen carrier and convection enhanced oxygen transport in a hollow fiber bioreactor. Biotechnol Bioeng. 102 (6), 1603-1612 (2009).
Development of zero-link polymers of hemoglobin, which do not extravasate and do not induce pressure increases upon infusion. Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 35 (1), 11-18 (2007).">Bucci, E., Kwansa, H., Koehler, R. C., Matheson, B. Development of zero-link polymers of hemoglobin, which do not extravasate and do not induce pressure increases upon infusion. Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 35 (1), 11-18 (2007).
Haptoglobin preserves vascular nitric oxide signaling during hemolysis. Am J Respir Crit Care Med. 193 (10), 1111-1122 (2016).">Schaer, C. A., et al. Haptoglobin preserves vascular nitric oxide signaling during hemolysis. Am J Respir Crit Care Med. 193 (10), 1111-1122 (2016).
Safety and efficacy of human polymerized hemoglobin on guinea pig resuscitation from hemorrhagic shock. Sci Rep. 12 (1), 20480(2022).">Muller, C. R., et al. Safety and efficacy of human polymerized hemoglobin on guinea pig resuscitation from hemorrhagic shock. Sci Rep. 12 (1), 20480(2022).
Biophysical analysis and preclinical pharmacokinetics-pharmacodynamics of tangential flow filtration fractionated polymerized human hemoglobin as a red blood cell substitute. Biomacromolecules. 24 (4), 1855-1870 (2023).">Greenfield, A., et al. Biophysical analysis and preclinical pharmacokinetics-pharmacodynamics of tangential flow filtration fractionated polymerized human hemoglobin as a red blood cell substitute. Biomacromolecules. 24 (4), 1855-1870 (2023).
Polymerized human hemoglobin-based oxygen carrier preserves lung allograft function during normothermic ex vivo lung perfusion. Asaio j. , 10.1097/mat.0000000000002118 (2024).">Cuddington, C., et al. Polymerized human hemoglobin-based oxygen carrier preserves lung allograft function during normothermic ex vivo lung perfusion. Asaio j. , 10.1097/mat.0000000000002118 (2024).
Effects of the molecular mass of tense-state polymerized bovine hemoglobin on blood pressure and vasoconstriction. J Appl Physiol. 107 (5), 1548-1558 (2009).">Cabrales, P., et al. Effects of the molecular mass of tense-state polymerized bovine hemoglobin on blood pressure and vasoconstriction. J Appl Physiol. 107 (5), 1548-1558 (2009).
Down selection of polymerized bovine hemoglobins for use as oxygen releasing therapeutics in a guinea pig model. Toxicol Sci. 127 (2), 567-581 (2012).">Baek, J. H., et al. Down selection of polymerized bovine hemoglobins for use as oxygen releasing therapeutics in a guinea pig model. Toxicol Sci. 127 (2), 567-581 (2012).
Resuscitation from hemorrhagic shock with fresh and stored blood and polymerized hemoglobin. Shock. 54 (4), 464-473 (2020).">Williams, A. T., et al. Resuscitation from hemorrhagic shock with fresh and stored blood and polymerized hemoglobin. Shock. 54 (4), 464-473 (2020).
Resuscitation from hemorrhagic shock after traumatic brain injury with polymerized hemoglobin. Sci Rep. 11 (1), 2509(2021).">Muller, C. R., et al. Resuscitation from hemorrhagic shock after traumatic brain injury with polymerized hemoglobin. Sci Rep. 11 (1), 2509(2021).
The molecular size of bioengineered oxygen carriers determines tissue oxygenation in a hypercholesterolemia guinea pig model of hemorrhagic shock and resuscitation. Mol Pharm. 20 (11), 5739-5752 (2023).">Lamb, D. R., et al. The molecular size of bioengineered oxygen carriers determines tissue oxygenation in a hypercholesterolemia guinea pig model of hemorrhagic shock and resuscitation. Mol Pharm. 20 (11), 5739-5752 (2023).
A novel negative pressure-flow waveform to ventilate lungs for normothermic ex vivo lung perfusion. Asaio j. 67 (1), 96-103 (2021).">Bobba, C. M., et al. A novel negative pressure-flow waveform to ventilate lungs for normothermic ex vivo lung perfusion. Asaio j. 67 (1), 96-103 (2021).
Method of isolated ex vivo lung perfusion in a rat model: lessons learned from developing a rat EVLP program. J Vis Exp. (96), e52309(2015).">Nelson, K., et al. Method of isolated ex vivo lung perfusion in a rat model: lessons learned from developing a rat EVLP program. J Vis Exp. (96), e52309(2015).
Animal models of ex vivo lung perfusion as a platform for transplantation research. World J Exp Med. 4 (2), 7-15 (2014).">Nelson, K., et al. Animal models of ex vivo lung perfusion as a platform for transplantation research. World J Exp Med. 4 (2), 7-15 (2014).
Potential therapeutic targets for lung repair during human ex vivo lung perfusion. Eur Respir J. 55 (4), 1902222(2020).">Wong, A., et al. Potential therapeutic targets for lung repair during human ex vivo lung perfusion. Eur Respir J. 55 (4), 1902222(2020).
The role of the endothelin-1 pathway as a biomarker for donor lung assessment in clinical ex vivo lung perfusion. J Heart Lung Transpl. 34 (6), 849-857 (2015).">Machuca, T. N., et al. The role of the endothelin-1 pathway as a biomarker for donor lung assessment in clinical ex vivo lung perfusion. J Heart Lung Transpl. 34 (6), 849-857 (2015).
Mitsugumin 53 Mitigation of ischemia reperfusion injury in a mouse model. J Thorac Cardiovasc Surg. 10, 10.1016/j.jtcvs.2023.08.005 (2023).">Gouchoe, D. A., et al. Mitsugumin 53 Mitigation of ischemia reperfusion injury in a mouse model. J Thorac Cardiovasc Surg. 10, 10.1016/j.jtcvs.2023.08.005 (2023).
The next frontier in lung transplantation: Protecting the endothelium and repairing organs for transplant utilizing MG53. Clin Transl Dis. 3 (6), e255(2023).">Gouchoe, D. A., Whitson, B. A., Zhu, H. The next frontier in lung transplantation: Protecting the endothelium and repairing organs for transplant utilizing MG53. Clin Transl Dis. 3 (6), e255(2023).
MG53 mitigates warm ischemic lung injury in a murine model of transplantation. J Thorac Cardiovasc Surg. , 10.1016/j.jtcvs.2023.10.056 (2023).">Gouchoe, D. A., et al. MG53 mitigates warm ischemic lung injury in a murine model of transplantation. J Thorac Cardiovasc Surg. , 10.1016/j.jtcvs.2023.10.056 (2023).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

استكشاف حلول التروية البديلة باستخدام الجيل التالي من ناقلات الأكسجين المبلمرة القائمة على الهيموجلوبين في نموذج لنضح الرئة خارج الجسم الحي للفئران

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles