该方案描述了一种猪的ex vivo心脏灌注系统,其中对左心室进行直接负荷可作为移植物健康状况的评估手段,同时还能对移植物功能进行全面评价。本文还讨论了系统设计及可能的评估指标。
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该方案描述了一种猪的ex vivo心脏灌注系统,其中对左心室进行直接负荷可作为移植物健康状况的评估手段,同时还能对移植物功能进行全面评价。本文还讨论了系统设计及可能的评估指标。
离体机械灌注或常温机械灌注是一种在移植领域中日益重要的器官保存方法。尽管心脏在跳动状态下为评估提供了巨大机会,目前的临床实践仍主要依赖有限的代谢趋势来评价移植物功能。来自左心室负荷的血流动力学测量因其作为客观评估参数的潜力而受到广泛关注。实际上,本方案通过简单增加一个额外储液罐,提供了一种简便有效的方法,可将负荷功能整合到现有的朗根多夫(Langendorff)灌注系统中。此外,本方案还展示了采用被动性左心房加压进行负荷的可行性,据我们所知,此前尚未有研究报道过这一方法。该方法结合了被动式Windkessel模型后负荷系统,作为顺应性腔室,在舒张期最大限度地提高心肌灌注。最后,本方案强调了在心脏负荷过程中获取功能性指标的能力,包括左心室脉压、收缩力和舒张功能,以揭示长时间保存(˃6 小时)后心脏移植物功能的潜在缺陷。
原位心脏移植是目前终末期心力衰竭治疗的金标准1。然而,由于供体严重短缺,该领域的发展受到显著限制,每年仅能实施约2000例心脏移植手术,而实际上有超过20000人可从这一挽救生命的手术中获益2。预计器官短缺状况将进一步恶化,仅在美国,心力衰竭的患病人数到2030年预计将超过800万3。随着医学管理的改善、机械循环支持技术的进步以及UNOS分配政策的调整,等待移植患者的生存时间持续延长,导致任一时间点需要进行移植的患者数量进一步增加4,5。
离体机械灌注或常温机械灌注(NMP)是一种器官保存方式,通过允许使用循环死亡后捐献(DCD)的器官并延长保存时间,在一定程度上扩大了供体器官的来源5,6,7,8。与当前器官保存的金标准——静态冷保存不同,NMP 将器官维持在代谢活跃状态,从而实现了对器官的实时监测和移植物功能评估,并已成为 DCD 移植物的标准保....
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本研究严格按照麻省总医院机构动物护理和使用委员会(IACUC)以及JoVE的动物使用指南进行。采用脑死亡后捐献模型,从约克郡猪(30 - 35 kg,年龄3-4个月,性别混合)获取心脏(170 - 250 g),并通过逆向灌注(Langendorff法)维持6小时后进行负荷实验。所有移植物在器械操作过程中均经历了约1小时的冷缺血时间。
1. 系统设计
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4只约克夏猪(30 - 35 kg)的心脏被取出后,通过Langendorff常温机械灌注(NMP)保存6小时,随后进行4小时的持续负荷。选择该实验条件是因为6小时接近临床平均保存时间(5.1 ± 0.7 h)。34通过增加4小时的持续加载(总计10小时) 离体 一段时间后,出现一定程度的心力衰竭是可预期的,因为既往已有研究明确报道了灌注时间与心肌功能下降之间存在显著相关性。35因此,这为突出功能学指标在移植物评估中的重要性及其区分存活心脏与功能衰竭心脏的能力提供了机会。在此方面,大多数基于兰格多夫(Langendorff)系统的指标显示,心脏移植物之间的存活能力无明显差异,包括冠状血管阻力(CVR, 图2C),氧气摄取率(OUR, 图 2D),乳酸积累(图 2E),葡萄糖消耗量(图 2F.......
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常温机械灌注是一种强大的器官保存与评估手段,通过扩大成人供心的供体池,对心脏移植领域产生了重大影响36。这一扩展得益于目前能够利用一部分过去被认为不适合移植的心脏。常温机械灌注可在心脏跳动状态下保存移植物,从而提供功能性和代谢性评估的机会。然而,尽管其具有潜力,当前常温机械灌注的应用仍局限于少数边缘性器官(即循环死亡后捐献的器官,热缺血时间<30分钟,来自年龄<55岁且无合并症的供体)。这一限制源于缺乏准确且精确的评估技术,从而阻碍了对更广泛范围边缘性心脏的可靠评估。
在常温机械灌注(NMP)期间对左心室进行负荷加载已成为一种有前景的评估技术,因为在负荷过程中获得的血流动力学参数与移植后的预后高度相关15,16,18。实际上,在NMP过程中引入心脏负荷技术有助于对扩展标准供体器官进行评估,并可能提高其使用率,从而进一步扩大供体来源。尽.......
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DV 是位于新罕布什尔州佩勒姆的 VentriFlo 公司的雇员和创始人,且拥有与本研究相关的专利申请。更多信息请见 https://ventriflo.com/patents/。 SNT 拥有与本研究相关的专利申请,并在专注于器官保存技术研发的 Sylvatica Biotech 公司科学顾问委员会任职。所有利益冲突均按照麻省总医院(MGH)和 Partners HealthCare 的利益冲突政策进行管理。 AR 和 AAO 接受来自 Paragonix Technologies 公司的研究资助。
我们衷心感谢美国国立卫生研究院(K99/R00 HL1431149;R01HL157803;R01DK134590;R24OD034189)、美国国家科学基金会(项目编号:EEC 1941543)、麻省总医院研究执行委员会授予的Claflin杰出学者奖,以及Polsky外科领导力奖为SNT提供的经费支持。 我们感谢Hassenfeld家族基金会、麻省总医院研究执行委员会 以及麻省总医院多元化与包容性中心为AAO提供的研究经费。 我们感谢Sarnoff心血管研究基金会为GO提供的研究经费。
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|---|---|---|---|
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| 4-0 Prolene 缝线 | Ethicon | 8711 | |
| 5-0 缝线 | 精细科学工具公司 | 18020-50 | |
| 主动脉连接器 | VentriFLO 公司 | 定制生产 | |
| 主动脉根部插管 | 美敦力公司 | 10012 | |
| 牛血清白蛋白 | Sigma | A7906 | |
| 氯化钙 | Sigma | C7902 | |
| 细胞回收机 | 美敦力公司 | ATLG | |
| 细胞回收机滤芯 | 美敦力公司 | ATLS00 | |
| 右旋糖酐 | Sigma | 31389 | |
| 心外膜心电图导联 | VentriFLO 公司 | 定制生产 | |
| 设备支架和固定架 | VentriFLO 公司 | 定制生产 | |
| 体外起搏器 | 美敦力公司 | 5392 | |
| Falcon 高透明度 50 mL 锥形管 | 费舍尔科学公司 | 14-432-22 | |
| 流量探头 | Transonic Systems 公司 | 1828 | |
| 肝素钠注射液 | Medplus | G-0409-2720-0409-2721 | |
| 中空纤维氧合器和静脉储血器 | 美敦力公司 | BBP241 | 亲和力 Pixie,1 L |
| HTP 1500 热疗泵 | HTP | 6826619 | |
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| 双极起搏导线 | 美敦力公司 | 6495 | |
| 青霉素-链霉素 | 赛默飞世尔科技 | 15140122 | |
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| 直角金属头插管 20F | 美敦力公司 | 67318 | |
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| Windkessel 袋 | VentriFLO 公司 | 定制生产 | |
| Y 型接头 | 美敦力公司 | 10005 |
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