供体心脏功能评估 离体 灌注：来自压力-容积环与表面超声心动图的见解

摘要

一种在常温下对供体心脏进行功能评估的可靠非侵入性方法 离体 心脏灌注（NESP）的研究尚不充分。本文描述了一种NESP的实验方案 离体 使用心外膜超声心动图和导纳导管法评估心肌功能

摘要

心脏移植仍是治疗晚期心力衰竭的金标准。然而，目前器官供体严重短缺，导致越来越多具有扩展标准的供体心脏被分配用于临床。这些边缘供心发生原发性移植物功能衰竭的风险较高，可能受益于移植前的离体灌注（ex situ perfusion）。该技术通过温氧合血持续灌注并结合连续代谢监测，实现器官的延长保存。目前临床唯一可用的非搏动性灌注（NESP）设备以无负荷非工作状态灌注器官，无法对跳动的心脏进行功能评估。因此，我们开发了一种新型的NESP工作模式平台，可调节左心室前负荷和后负荷。该方案应用于猪心脏模型。ex situ 心脏功能评估通过心腔内导纳导管术和体表超声心动图实现。本文在描述实验方案的同时，报告了主要研究结果，以及在NESP期间获取压力-容积环和心肌功率时的关键要点与潜在问题。血流动力学指标与超声参数之间的相关性尤为重要，尤其对于移植前供心的进一步功能评估与康复具有重要意义。本方案旨在改进供体心脏的评估方法，以扩大供体池并降低原发性移植物功能衰竭的发生率。

引言

心脏移植是治疗晚期心力衰竭的金标准，但受限于目前器官供体的短缺¹。越来越多具有扩展标准的供体心脏（年龄 >45岁、存在心血管危险因素、长时间低灌注、因儿茶酚胺风暴继发的急性左心室功能障碍）被分配用于移植，但其发生原发性移植物功能衰竭的风险增加²。此外，经控制性循环死亡（DCD）后捐献的心脏可能因长时间的温缺血而出现心肌损伤³。因此，在移植前对这些供体心脏进行更准确的评估十分必要，尤其是评估其是否适合进行心脏移植^4,5。

常温 离体 灌注（NESP）利用温氧合血来维持心脏跳动。目前唯一 commercially available 的 NESP 设备以非工作状态（Langendorff 模式）保存心脏。该方法最初应用于将移植物的保存时间延长至超过冷缺血的关键 4 小时期限⁶该技术的另一主要优势在于，可根据灌注液中的乳酸浓度对心肌存活性进行连续评估。⁶然而，迄今为止，这种生化评估尚未与移植后的预后结果相关联。同样，非搏动性灌注（NESP）中的兰根多夫（Langendorff）模式无法在移植前对心脏进行血流动力学....

方案

本方案已获得当地动物实验伦理委员会和机构动物福利委员会批准（APAFIS#30483-2021031811339219 v1，法国巴黎萨克雷大学动物伦理委员会）。动物的饲养和使用遵循美国国立卫生研究院制定的《实验动物护理与使用指南》以及美国医学研究学会制定的《实验动物护理原则》。

注意：手术操作在严格无菌条件下进行，采用与人类手术相同的技术。实验操作包括使用大型白色幼猪（45-60 kg），并在全身麻醉下进行。

1. 动物条件化与麻醉方案

1. 让动物与同种个体共同在环境丰富化的条件下适应 7 天，以确保动物福利。
2. 在动物进入实验方案前 12 小时停止喂食。
3. 在操作前 30 分钟，通过颈肌注射等摩尔混合的替来他明和唑拉西泮（10 mg/kg）进行预麻醉处理。
4. 动物镇静后，插入耳缘静脉导管，并通过静脉推注丙泊酚（2 mg/kg）联合给予阿曲库铵（2 mg/kg）诱导全身麻醉。
5. 使用 7.5 mm 口腔气管导管对动物进行插管。
6. 通过持续心电图（EKG）、呼气末 CO₂ 和血氧饱和度监测动物生命体征。
7. 以吸入式异氟烷（2%）混合 40% 氧气维持全身麻醉。

结果

本文介绍了一种在单心室工作状态下进行的无血心脏停搏液灌注（NESP）方案，该方案使用了一种改良的心脏灌注模块，该模块通常在临床实践中用于心脏移植前供体心脏的Langendorff灌注。本研究所用的定制模块于2019年开发，用于构建仔猪NESP模型。灌注回路的改动较小，大部分灌注管路在实验中得以重复利用。模块的盖子配备了一层柔韧且防水的膜，可在运输过程中保护心脏，同时允许在保持无菌环境的前提下进行心脏表面超声心动图检查。在临床实践中，推荐的预充量（混合血液与预充液）约为1200–1500 mL。而在本方案中，预充量更高（2000 mL），因为工作模式灌注需要更长的管路和额外的储液装置。因此，此类设计要求实验动物体重超过50 kg，以采集足够的血液 >1500 mL

与先前报道的NESP工作模式模型相比，猪心脏在灌注模块中的放置方式有所不同^10,11。事实上，大多数模型描述的是将心脏通过主动脉悬挂，垂直置于血液收集室上方。在本方案中，我们使用了一个 commerc.......

讨论

在NESP方案中有一些关键步骤需要考虑。原位对心脏的初步评估仍然至关重要，特别是主动脉瓣不应存在明显的主动脉瓣反流（2级或以上）；否则，由于冠状动脉灌注受损和心肌缺血，心脏在Langendorff灌注期间的复苏将受到影响。在Langendorff灌注后启动工作心脏模型（WM）是一项具有挑战性的操作，至少需要两人协作调节前负荷储液器的充盈、泵的流量、左心房压力以及主动脉流出道管路。这一过渡阶段需在心肌实现有效的乳酸代谢提取后进行。在此期间，由于大量空气栓塞导致泵功能失效，灌注回路可能会停止运行。超声探头需放置于左心房壁以获得稳定的两腔和三腔切面图像，但心脏周围复杂的插管和装置设置会部分干扰探头的最优定位。超声心动图数据必须在非常稳定的超声信号下记录，并至少包含三个心动周期。

在NESP期间，关于心脏复苏的报道在文献中并不明确。仅有少数研究详细描述了启动NESP的复苏操作流程¹³。本方案中开发了初步的复苏方法，以建立最佳的复苏技术，包括通过逐步增加冠状动脉血流和血液温度（从室温升至37 °C）实现渐进性再灌注。超声成像的.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
3T 加热冷却系统	Liva Nova，Châ蒂隆，法国	IM-00727 A	体外加热冷却装置
4-0聚丙烯缝合线	Peters，法国博比尼	20S15B	缝合线
5-0聚丙烯缝合线	Peters，法国博比尼	20S10B	缝线
腺苷	Efisciens BV，荷兰鹿特丹	9088309	用于离体灌注的药物
肾上腺素	Aguettant，里昂，法国	600040	用于离体灌注的药物
阿曲库铵	Pfizer Holding France，巴黎，法国	582547	麻醉诱导用药
DeltaStream	费森尤斯医疗，L’法国阿尔布雷勒	MEH2C4024	体外血泵
心外膜心电图电极	美国伊利诺伊州沃基根市，Cardinal Health LLC	31050522	心电图检测电极
体外起搏器	美敦力公司，明尼阿波利斯，明尼苏达州，美国	5392	起搏器装置
葡萄糖 5%	B.Braun Melsungen AG，德国美尔森	3400891780017	用于预充液的药物
心脏灌注套装，器官护理系统	Transmedics，美国马萨诸塞州安多弗	Ref#1200	常温离体心脏灌注装置
Intellivue MX550	飞利浦医疗，法国叙雷讷	NA	永久监测系统
Istat 1	Abbott，芝加哥，伊利诺伊州，美国	714336-03O	血液分析仪
Labchart	AD Instruments Ltd，法国巴黎	LabChart v8.1.21	压力容积环采集软件
镁	Aguettant，里昂，法国	564 780-6	心脏停搏液用药
硫酸镁	Aguettant，里昂，法国	600111	心脏停搏液用药
甘露醇 20%	Macopharma，Mouvoux，法国	3400891694567.00	心脏停搏液用药
甲泼尼龙	Mylan S.A.S，法国圣普里耶斯特	400005623	引物溶液用药
Millar 导管式容积导管	AD Instruments Ltd，法国巴黎	Ventri-Cath 507	压力-容积环导管法
MWI 软件	美国伊利诺伊州芝加哥市通用电气医疗集团	NA	用于超声心动图仪的软件
经口插管导管	Smiths医疗ASD公司，明尼阿波利斯，明尼苏达州，美国	100/199/070	麻醉期间用于插管的探针
10% 氯化钾	德国美乐森 B.Braun Melsungen AG 公司	3400892691527.00	心脏停搏液用药
丙泊酚	Zoetis France，Malakoff，法国	8083511	麻醉诱导用药
Quadrox-I 小型成人氧合器	杰廷格，Gö瑞典哥德堡	BE-HMO 50000	体外血液氧合器
林格氏液	德国美乐森 B.Braun Melsungen AG 公司	DKE2323	心脏停搏液用药
碳酸氢钠	法国雷诺丹实验室，伊塔苏	3701447	心脏停搏液用药
氯化钠	Aguettant，里昂，法国	606726	引物溶液用药
Swan Ganz导管	Merit Medical，美国犹他州南乔丹	5041856	右心压力和心输出量探头
替来他明	Virbac France，卡罗斯，法国	3597132126021.00	麻醉诱导用药
经食管探头（3–8 MHz 6VT	美国伊利诺伊州芝加哥市通用电气医疗集团	NA	经食管超声心动图超声探头
Vivid E95 超声成像仪	美国伊利诺伊州芝加哥市通用电气医疗集团	NA	超声心动图机
Xylocaï2%	Aspen，法国吕埃-马尔迈松	600550	心脏停搏液用药
佐拉西泮	Virbac France，卡罗斯，法国	3597132126021.00	麻醉诱导用药