用于ESLP的幼年猪左肺原位移植模型

摘要

本方案描述了一种用于ESLP研究的幼猪同种异体原位左肺移植模型。重点介绍了麻醉和手术技术，以及关键步骤和问题排查方法。

摘要

肺移植是终末期肺病的金标准治疗方法，全球每年进行的肺移植手术超过4600例。然而，肺移植受到可用供体器官短缺的限制，因此等待移植期间的死亡率很高。离体肺灌注（ESLP）已在一些中心将供体肺的利用率提高了15%–20%。ESLP已被用作评估和修复边缘性供体肺的方法，并在移植扩展标准供体（ECD）肺后显示出可接受的短期和长期结果。为了验证持续进行的体外研究发现，需要大型动物（体内）移植模型。人类与猪之间的解剖学和生理学差异带来了显著的技术和麻醉挑战。一种易于重复的移植模型将允许对当前ESLP策略进行 体内 验证，并对旨在改善供体肺功能的各种干预措施进行临床前评估。本方案描述了一种猪的原位左侧肺同种异体移植模型，包括麻醉与外科技术、定制的外科检查清单、问题排查、改进方法以及该方法的优势与局限性。

引言

肺移植是终末期肺病首选的长期治疗方法。全球每年进行超过4600例肺移植手术¹。然而，肺移植目前仍存在显著局限性。首先，器官需求持续超过可供移植的供体数量。尽管自2012年以来，由于更多患者被列入移植名单、供体数量增加以及对获取器官的利用效率提高，肺移植手术数量逐年上升，但等待移植期间的死亡率并未显著下降²。器官质量问题是另一项主要限制，据报道，肺器官的实际利用率低至20%–30%^3,4,5。最后，肺移植术后的长期预后趋势仍不理想，移植物及患者的长期存活率仍落后于其他实体器官移植²。

一种新兴技术——离体肺灌注（ex situ lung perfusion, ESLP）有望缓解上述局限性。ESLP 越来越多地被用于评估和修复边缘供体肺，并在扩大标准供体（extended criteria donor, ECD）肺移植后显示出可接受的短期和长期效果^6,7,8

方案

所有操作均遵循加拿大动物护理委员会的指南以及《实验动物护理与使用指南》。该方案已获得阿尔伯塔大学机构动物护理委员会的批准。本方案已应用于体重在35-50 kg之间的雌性幼年约克夏猪。这些猪为无病原体、食品级标本，购自加拿大阿尔伯塔省埃德蒙顿市的生猪研究与技术中心（https://srtc.ualberta.ca）。所有参与ESLP操作的人员均接受过适当的生物安全培训。

1. 术前准备与麻醉

注意：猪在手术前需禁食过夜，最长禁食时间为 12 h。

1. 在手术室中，为受体猪进行肌内注射氯胺酮（20 mg/kg）和阿托品（0.05 mg/kg），作为术前用药。
2. 将猪仰卧位置于加热手术台上以维持正常体温，并进行面罩诱导麻醉。
3. 根据动物体重和麻醉系统调节氧气流速。
   注意：氧气流速应为 20–40 mL/kg。
4. 以 4%–5% 异氟烷开始麻醉，1–2 分钟后降至 3%。
5. 评估麻醉深度，确保猪对有害刺激无逃避反射，每 5 分钟重复评估一次。
   注意：若出现疼痛反应，应增加异氟烷浓度，直至达到适当的麻醉深度。有关使用氯胺酮和氢吗啡酮维持镇痛的更多细节，请参见本节第 10 步。不使用任何肌松药，以便评估逃避反射。采用鼻部夹捏作为有害刺激。
6. 确认达到适当麻醉深度后，对猪进行气管插管。使用定制的 1....

结果

所有结果均基于12小时NPV-ESLP¹⁶后4小时再灌注的情况。在肺移植过程中，需预期若干临床结局（图3）。通常情况下，猪在成功切除左肺后仍可维持血流动力学稳定，但可能因手术引起的血管扩张反应而需要输注低剂量去甲肾上腺素（剂量范围：2–10 mg/h）。心率应维持在约100–120次/分，呼吸频率（RR）为8–30次/分以维持SpO₂ > 90%，平均动脉压（MAP）> 60 mmHg，体温正常（38 °C），单肺通气期间潮气量（TVs）目标为5 mL/kg，气道峰压维持在20–24 cm H₂O。在单肺通气期间，通气量减少一半，以防止左肺过度膨胀。呼吸频率相应提高，以达到生理范围的呼气末二氧化碳水平（图3）。因此，图3展示了移植关键阶段典型的血流动力学和通气参数。

在肺移植过程中，通常会出现以下结果。左肺在 ES.......

讨论

该方案涉及多个关键的外科手术步骤，需进行相应的故障排查以确保移植成功及肺功能评估的准确性。相较于成人人类肺脏，幼猪肺脏极为脆弱，因此术者在操作猪肺时必须格外谨慎。尤其是在体外肺灌注（ESLP）运行12小时后，器官会吸收一定液体量，过度操作易导致损伤。任何不当的压力均可能引起肺不张或实验肺创伤，从而影响评估结果。同样，幼猪的血管结构也非常脆弱。必须避免肺动脉（PA）钳的扭转，否则可能导致组织层撕裂或剥离。一旦发生肺动脉撕裂，需打开心包以暴露更近端的左肺动脉，以便与移植肺进行吻合。DeBakey血管钳外形低矮，适合手术视野操作，但如果术者操作不慎，仍可能损伤脆弱的肺动脉。建议使用丝线将钳子固定在无菌巾上，防止其移位或扭转。在支气管吻合口开放后，对移植肺进行支气管镜检查也至关重要。由于供体肺在经历12小时ESLP及移植后，气道内常存有液体，必须及时吸除，以确保左肺功能在再灌注4小时后获得最佳恢复和准确评估。完成支气管镜检查且首次动脉血气分析显示血钾水平满意后，必须立即置入胸腔引流管、缝合切口，并将猪转为俯卧位。当胸廓复位后，猪在俯卧位下的血流动力学和通气状态更为稳定。高钾血症 > 此阶段钾离子浓度达5.5 mmol/L时存在心动过缓性.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
ABL 800 FLEX 血气分析仪	Radiometer	989-963
成人-儿童静电过滤器 HME - 小型	Covidien	352/5877
艾莉森肺牵开器	Pilling	341679
动脉过滤器	SORIN GROUP	01706/03
巴赫钳巾钳	Pilling	454300
牛血清白蛋白	MP biomedicals	218057791
博迈德icus 泵	Maquet	BPX-80
支气管镜
扎带 – 白色 12”	HUASU International	HS4830001
氯化钙	Fisher Scientific	C69-500G
库利胸骨牵开器	Pilling	341162
库欣-古特施德换药镊	Pilling	466200
德贝基-梅岑鲍姆解剖剪	Pilling	342202
剪刀	Pilling	342202
德贝基外周血管钳	Pilling	353535
德贝基直血管组织镊	Pilling	351808
D-葡萄糖	Sigma-Aldrich	G5767-500G
滴吸器
9.0 mm 内径气管插管 CUFD	Mallinckrodt	9590E
流量传感器	BIO-PROBE	TX 40
输液泵	Baxter	AS50
Inspire 7 M 中空纤维膜氧合器	SORIN GROUP	K190690
Intercept 接头管 3/8" x 1/2"	Medtronic	6013
Intercept 管路 1/4" x 1/16" x 8'	Medtronic	3108
Intercept 管路 3/8" x 3/32" x 6'	Medtronic	3506
喉镜	N/A	N/A	定制，带10英寸刀片
梅岑鲍姆解剖剪	Pilling	460420
医用二氧化碳气瓶	Praxair	5823115
医用氧气瓶	Praxair	2014408
医用氮气瓶	Praxair	NI M-K
蚊式钳	Pilling	181816
哈肯耳钳
器官槽	Tevosol
PlasmaLyte A	Baxter	TB2544
普尔吸引管	Pilling	162212
磷酸钾	Fischer Scientific	P285-500G
PERFADEX Plus	XVIVO	19811
萨廷基钳	Pilling	354002
电子秤	TANITA	KD4063611
硅胶支撑膜	Tevosol
碳酸氢钠	Sigma-Aldrich	792519-1KG
0.9% 氯化钠	Baxter	JB1324
Sorin XTRA 血液回收系统	SORIN GROUP	75221
胸骨锯	Stryker	6207
外科电灼装置	Kls Martin	ME411
TruWave 压力传感器	Edwards	VSYPX272
双腔中心静脉导管 7fr ×2	Arrowg+ard	CS-12702-E
沃斯管夹	Pilling	351377
威劳尔-迪弗牵开器	Pilling	341720
扬克尔吸引管	Pilling	162300
0 ETHIBOND 绿色 1×36" 内环线 0	ETHICON	D8573
0 PDS II CP-1 2×27”	ETHICON	Z467H
1 VICRYL MO-4 1×18”	ETHICON	J702D
2-0 丝线 黑色 12" × 18" 线束	ETHICON	SA77G
4-0 PROLENE 蓝色 TF 1×24”	ETHICON	8204H
6-0 PROLENE 蓝色 BV 2×30”	ETHICON	M8776
21 号针头