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Methodenartikel

Normothermic Ex-Situ Herz Perfusion im Arbeitsmodus: Beurteilung der Herzfunktion und Stoffwechsel

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DOI:

10.3791/58430

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12. Januar 2019

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1Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Alberta, 2Department of Pediatrics, Faculty of Medicine, University of Alberta, 3Department of Biomedical Engineering, Faculty of Medicine, University of Alberta, 4Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Alberta, 5Department of Chemical and Materials Engineering, Faculty of Engineering, University of Alberta, 6Canadian National Transplant Research Program, 7Department of Physiology, Faculty of Medicine, University of Alberta

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Normothermic Ex Situ Herz Perfusion (ESHP), bewahrt das Herz in einem schlagen, semi-physiologischen Zustand. Wenn in einem Arbeitsmodus durchgeführt, bietet ESHP die Möglichkeit, anspruchsvolle Assessments des Spenders durchzuführen Herz Funktion und Orgel Lebensfähigkeit. Hier beschreiben wir unsere Methode zur myokardialen Leistungsbewertung während ESHP.

Zusammenfassung

Die aktuelle standard-Methode für Organerhalt (Kühlhaus, CS), macht das Herz auf einen Zeitraum von kalten Ischämie, die sichere Erhaltung Fristen und erhöht das Risiko für negative Ergebnisse nach Transplantation. Darüber hinaus erlaubt die Statik der CS nicht für Orgel Auswertung oder Intervention während des Intervalls Erhaltung. Normothermic Ex Situ Herz Perfusion (ESHP) ist eine neuartige Methode zur Erhaltung der gespendeten Herzen, die kalten Ischämie minimiert durch die Bereitstellung von Sauerstoff, nährstoffreichen Perfusat ins Herz. ESHP hat gezeigt, dass nicht unterlegen sein, CS in der Erhaltung des Standard-Kriterien Spender Herzen und erleichterte auch die klinische Transplantation der Herzen nach der Kreislauf Feststellung des Todes gespendet. Derzeit perfuses das einzige verfügbare klinische ESHP Gerät das Herz in einem unbelasteten, nicht funktionierenden Zustand Bewertungen der myokardiale Leistung zu begrenzen. Umgekehrt, ESHP im Arbeitsmodus bietet die Möglichkeit zur umfassenden Bewertung der Herzleistung durch Bewertung der funktionellen und metabolischen Parameter unter physiologischen Bedingungen. Darüber hinaus haben früher experimentelle Studien vorgeschlagen, dass ESHP im Arbeitsmodus verbesserte funktionelle Erhaltung führen kann. Hier beschreiben wir das Protokoll für ex-Situ-Durchblutung des Herzens in einem großen Säugetiere (Schweinen) Modell für Herz-Größen und verschiedenen Tiermodellen reproduzierbar ist. Das Software-Programm in diesem ESHP Apparat ermöglicht in Echtzeit und automatisierte Kontrolle über die Pumpendrehzahl, gewünschte Aorten- und linken atrialen Druck aufrechtzuerhalten und wertet eine Vielzahl von funktionalen und elektrophysiologische Parameter mit minimaler Bedarf an Aufsicht/Manipulation.

Einleitung

Klinische Relevanz

Während die meisten Aspekte der Herztransplantation deutlich weiterentwickelt haben, da die erste Herztransplantation 1967, bleibt Kühlhaus (CS) der Standard für Spender Herz Erhaltung1. CS stellt die Orgel zu einer Periode der kalten Ischämie, die sichere Erhaltung Intervall (4 – 6 Stunden) und erhöht das Risiko von primären Graft Dysfunktion2,3,4. Aufgrund der statischen CS sind Bewertungen der Funktion oder therapeutische Interventionen nicht möglich in der Zeit zwischen der Organbeschaffung und Transplantation. Dies ist eine besondere Einschränkung in erweiterten Kriterien Geber Herzen gespendet nach Herz-Kreislauf-Tod (DCD), darunter ein Hindernis für die Überwindung der erhebliche Diskrepanz zwischen Angebot und Nachfrage die aktuelle Spender Pool5,6. Gegen diese Einschränkung, ex-Situ Herz Perfusion als Roman, semi-physiologische Methode zur Erhaltung gespendeten Herzen, Minimierung Exposition gegenüber kalten Ischämie durch die Bereitstellung von vorgeschlagen worden ist, Sauerstoff, nährstoffreichen Perfusat das Herz während der Aufbewahrungszeit 1 , 7 , 8.

Ex-Situ Herz perfusion

Eines der am häufigsten verwendeten Methoden für ex-Situ-Untersuchung der isolierten Herzen ist Langendorff Perfusion. Bei dieser Methode wird von Oskar Langendorff 1895, Blut fließt in den Koronararterien und aus den Koronarsinus das isolierte Herz mit dem Herzen in einem leeren eingeführt und gegen staatliche9,10. Klinische ESHP in einem Langendorff-Modus mit dem Apparat Transmedics Organ Care System (OCS) hat gezeigt, dass nicht unterlegen sein, CS in der Erhaltung des Standard-Kriterien Spender Herz1, und hat die klinische Transplantation von DCD Herzen erleichtert 11. Allerdings gibt es Bedenken hinsichtlich der Fähigkeit des Gerätes, Orgel Lebensfähigkeit zu bewerten, als eine Anzahl der Spender Herzen dachte zunächst transplantierbaren werden nach Perfusion auf dem OCS-3verworfen wurden. Die OCS unterstützt das Herz im Langendorff (nicht funktionierenden) Modus und verfügt somit über eine begrenzte Kapazität für die Beurteilung der Pumpfunktion des Herzens3,12. Eine wachsende Zahl von beweisen deutet darauf hin, dass funktionelle Parameter eine bessere Möglichkeit bieten, bewerten Orgel Lebensfähigkeit, was darauf hindeutet, dass Bewertungen der Herzfunktion ein zuverlässiges Werkzeug für die Bewertung und Auswahl von Herzen für die Transplantation während ESHP3 werden ,12,13,14, darüber hinaus unsere Studien auf Ex Situ durchblutet Schweine Herzen legen nahe, dass ESHP im Arbeitsmodus verbesserte funktionelle Erhaltung des Herzens während bietet die Perfusion Intervall15,16.

Eine ESHP Vorrichtung in der Lage das Herz in einem Arbeitsmodus muss ein Maß an Automatisierung weiterhin sicher und präzise Vorlast, Nachlast und Durchflussmengen besitzen. Ein solches System besitzt auch, sollte die Flexibilität, umfassende Beurteilung der Herzfunktion zu leistenden zu erleichtern. Der ESHP Gerät hier ist ausgestattet mit Individualsoftware, die 1) bereitstellt und unterhält gewünschte Aorten-(Ao) und linken Vorhofflimmern (LA) / Druckverlauf und (2) bietet Echtzeit-Analyse der Funktionsparameter und visuelle Auswertung von Druck-Wellenformen mit minimale Betreuung notwendig. Druckdaten ist mit Flüssigkeit gefüllten Normdruck Wandler erworben und Bewegungsdaten mit Laufzeit-doppler Fluss Sonden erworben werden. Diese Signale werden jeweils mit einer Brücke und Analogeingang, digitalisiert. Das Herz ist mit eine leichte Erhöhung, die großen Gefäße auf einer weichen Silikon-Membran horizontal positioniert. Die Kanülierung Anlagen durchlaufen die Membran, unter Einbeziehung einer Compliance-Kammer für dämpfende linksventrikuläre Auswurf. Das Ziel dieser Arbeit ist es, Forscher auf dem Gebiet der Herztransplantation mit einem Protokoll für ex-Situ-Perfusion und Bewertung des Herzens, normothermic, semi-physiologischen Bedingungen im Arbeitsmodus, in einem großen Säugetiere (Yorkshire-Schwein) Modell zur Verfügung zu stellen.

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Protokoll

Alle Verfahren in dieser Handschrift wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Canadian Council on Animal Care und die Anleitung für die Pflege und Verwendung von Labortieren durchgeführt. Die Protokolle wurden von der institutionellen Tierpflege-Ausschuss von der University of Alberta genehmigt. Dieses Protokoll wurde in weibliche Jugendliche Yorkshire-Schweine zwischen 35-50 kg angewendet. Alle Beteiligten in ESHP Verfahren hatte richtige biologische Sicherheit geschult.

1. präoperative Vorbereitungen

  1. Legen Sie die Orgel Kammer richtig auf dem Geräte-Cart und installieren Sie Unterstützung Silikonmembrane im Inneren der Orgel-Kammer. Ao, Pulmonalarterie (PA) und LA Verbindungspunkte ist in Abbildung 1ersichtlich.
  2. ESHP Schlauch Netzwerk (dargestellt in Abbildung 2AB) Oxygenator und Filter einbauen. Legen Sie den Wärmetauscher Wasserleitungen und der Sweep-Gas-Schlauch auf der Oxygenator.
  3. Stelle den Fluss Sonden zur Messung von Koronarsinus/PA und LA Strömung auf die entsprechenden Schläuche.
  4. Verbunden Sie die Ao und LA Druckaufnehmer mit den repräsentativen Linien auf der Strecke.
  5. Sicherstellen Sie, dass alle Schlauchverbindungen fest angebracht sind und alle Hähne und Luer-Anschluss Sperren auf die ungebunden Seiten richtig geschlossen sind.
  6. Prime die Schaltung mit 750 mL modifizierte Krebs-Henseleit-Puffer (NaCl, 85; KCl, 4,6; Nahco33, 25; KH2PO, 1,2; MgSO4, 1,2; Glukose, 11; und CaCl2, 1,25 Mmol/L) mit 8 % Albumin. De-Luft die Ao und LA Pumpen durch die Positionierung Pumpenausgang oberhalb der Bucht, so dass die Luft den Pumpenraum (Abbildung 3 verlässt). Die Lösung muss in der Regel nicht vor dem Start der Durchblutung oxidiert werden.
  7. Starten die Software nach der Ao und LA Pumpen sind de-ausgestrahlt und die Schaltung wird grundiert.

2. ESHP Software Initialisierung und Anpassungen

Hinweis: Hier das ESHP Gerät verfügt über eine benutzerdefinierte Software-Programm, Kontrolle der Pumpendrehzahl zur Erreichung und Aufrechterhaltung LA und Ao Druck gewünscht zu ermöglichen. Die Software auch funktionelle Parameter analysiert und bietet eine visuelle Auswertung von Druck Wellenformen (Abbildung 4).

  1. Um das ESHP-Programm zu starten, klicken Sie auf die Programmverknüpfung auf dem Monitor.
  2. Klicken Sie auf der Seite "Einstellungen" auf "Initialisieren". Die Initialisierung erscheint auf dem Brett (Abbildung 5).
  3. Auf der gleichen Seite Null die Durchflusssensoren, klicken auf den "LA Flow" und "Null PA-Flow". Die Nachricht erscheint auf dem Brett.
  4. Passen Sie die Höhe der Druckaufnehmer auf die Höhe der Silizium-Unterstützung. Die Druckaufnehmer auf Null, öffnen Sie der Ao und LA Druckaufnehmer (und andere Sensoren, die für die Druckprüfung festgelegt) in die Atmosphäre zu, dann klicken Sie auf "Null alle Drücke". Die Nachricht erscheint auf dem Brett.
  5. Erhöhen Sie auf der "Hauptseite" die Pumpendrehzahl Ao schrittweise bis zu dem Punkt, wo aus der Ao-Kanüle in der Orgel-Kammer erscheint. Im derzeitigen System ist dies mit 900-1000 Umdrehungen pro Minute (u/min) erreicht.
  6. Die Perfusat Lösung bringen das gesamte Perfusat Volumen auf 1,5 L 750 mL Blut hinzufügen (wie beschrieben in der "Chirurgie, Ernte, Blut und Herz Beschaffung" Abschnitt) und steigern Sie dann die LA Pumpe PRM (800-900 u/min), so dass keine Luft in die LA-Kanüle bleibt oder die LA-Schläuche unter die Silikonmembran Unterstützung.
  7. Nach dem Initialisieren der controlling-Software und Entlüftung der ESHP Vorrichtung, kann Spender Herz Einkauf fortfahren.

3. Vorbereitung und Narkose

  1. Verabreichen Sie 20 mg/kg Ketamin und 0,05 mg/kg von Atropin intramuskulär für Prämedikation.
  2. Das Schwein der chirurgischen Suite und das Schwein auf dem OP-Tisch mit Tischplatte Heizung um Normothermie beizubehalten.
  3. Titrieren Sie Sauerstoff Durchflussmenge für Maske Induktion nach Tier Gewicht und die Narkose System. Für die Narkose Schaltkreise geschlossen Kreis sollte die Sauerstoffzufuhr 20-40 mL/kg.
  4. Schalten Sie Isofluran auf 4 – 5 %; nach ein oder zwei Minuten kann dies auf 3 % reduziert werden.
  5. Die Tiefe der Narkose zu bewerten. Das Schwein ist in der operativen Ebene wenn es keinen Rückzug Reflex in Reaktion auf schädlichen Reiz.
  6. Fahren Sie nach Bestätigung der entsprechenden Tiefe der Narkose mit Intubation.
  7. Setzen Sie den Pulsoximeter Sonde auf der Zunge (bevorzugt) oder Ohr. Die Sauerstoffsättigung gemessen durch Pulsoximetrie sollte über 90 % liegen.
  8. Flecken des Haares auf der linken und rechten Ellenbogen Regionen abrasieren, und Links zu ersticken. Hautöle mit Wasser und Seife abwaschen, spülen Sie mit Franzbranntwein und vollständig trocknen lassen. Legen Sie die ECG-Kontakte. Vermeiden Sie Blei Draht mit der Operationsstelle. Schließen Sie die Leitungen an den richtigen Stellen.
  9. Aufrechterhaltung die Narkose stellen Sie Sauerstoffzufuhr (20-40 mL/kg) und Inhalat Gas Tarif (1 – 3 % ein). Die Herzfrequenz sollte 80 – 130 Schlägen/min. Atemfrequenz 12 – 30 Atemzüge/min sein sollten.
  10. Rasieren, waschen und aseptisch vorbereiten der Einschnitt-Site.

4. Blutentnahme und Herz-Beschaffung

  1. Bewerten Sie Anästhesie jedes mindestens alle 5 min um die chirurgische Flugzeug (kein Pedal Reflex und keine Blink-Reflex, keine Reaktion auf schmerzhafte Reize) zu bestätigen.
  2. Führen Sie eine mediane Sternotomie.
    1. Jugulum und Xiphoid als Wahrzeichen zu identifizieren.
    2. Mit Elektrokauter entwickeln der Mittellinie zwischen den Sehenswürdigkeiten durch Teilung der Unterhaut und Faszie zwischen den Fasern des großen Brustmuskel.
    3. Markieren Sie die Mittellinie entlang dem Brustbein mit der Cautery. Führen Sie sternale Osteotomie mit einer elektrischen oder luftbetriebene sah. Um schaffen zu verhindern Verletzungen an den zugrunde liegenden Strukturen (z.B. Perikard und Brachiocephalic Vene und Innominate Arterie) schrittweise Vorgehen mit der Säge.
    4. Zurückziehen des Brustbeins nach und nach mit einem sternale Retraktor. Um übermäßige Spannung und Gefäßverletzung zu vermeiden, stellen Sie nicht die Aufrollvorrichtung zu weit cranially.
    5. Die Sternopericardial Bänder von der hinteren Oberfläche des Brustbeins, mit Cautery frei.
    6. Das Perikard mit einer Metzenbaum Schere öffnen und die Herzbeutel Kanten auf dem Brustbein mit 1: 0 Seide Naht zu beheben.
  3. Den Mittellinie Schnitt cranially von 2 – 3 cm zu verlängern und die rechts gemeinsame Halsschlagader und innere Halsschlagader aufdecken.
  4. Proximalen und distalen Kontrolle der Schiffe durch rings um die Schiffe mit Krawatten aus Seide (2-0) zu erhalten.
  5. Binden Sie die kranialen umlaufende Bande auf jedes Schiff.
  6. Öffnen Sie die vorderen 1/3 eines jeden Schiffes mit einer 11-Klinge zu und dann stecken Sie eine 5 – 6 Scheide jedes Schiff. Krawatte der kaudalen umlaufenden rund um jedes Schiff der jeweiligen sichern umhüllt.
  7. Der arteriellen und zentralen venösen Druck zu überwachen, indem jede Hülle mit einem Druckaufnehmer.
  8. 1.000 U/kg Heparin intravenös zu liefern.
  9. Legen Sie einen 3: 0 aus Polypropylen Tabaksbeutelnaht um Recht atrial Appendage und sichern Sie es mit einer Schlinge.
  10. Im Inneren der Tabaksbeutelnaht erstellen Sie einen 1 cm Schnitt auf die Anhängsel mit einer 11 Klinge. Legen Sie eine zweistufige venöse Kanüle (28/36 FR) innerhalb der Schnitt und Lage der distalen Spitze in die IVC. Sichern Sie die Kanüle durch Bindungsgrad Schlinge an der venösen Kanüle. Steuern Sie die Steckdose der Kanüle mit einer Schlauchklemme.
  11. Aus der zweistufigen venöse Kanüle platziert im rechten Vorhof sammeln Sie 750 mL Vollblut vom Schwein schrittweise über einen Zeitraum von 15 min in einem Autoklaven Glasbehälter und ersetzen Sie gleichzeitig den Datenträger mit einer isotonischen kristalloide Lösung wie z. B. 1 L Plasmalyte A.
  12. Die Perfusion-Schaltung (die vorher mit 750 mL Krebs-Henseleit-Puffer mit 8 % Albumin grundiert worden) fügen Sie das Blut zu einem Endvolumen von 1,5 L Perfusat hinzu. Die Perfusat ist eine 1:1-Kombination aus Krebs-Henseleit enthält 8 % Albumin Lösung und Vollblut aus Spender Tier 17.
  13. Platzieren Sie eine Kardioplegie-Nadel (14 – 16) in der aufsteigenden Ao und befestigen Sie es mit einer Schlinge.
  14. Schließen Sie die Kardioplegie-Kanüle an die Kardioplegie-Tasche und 400 mL Kardioplegie (St. Thomas Hospital Lösung) zu einem Endvolumen von 500 mL Blut Kardioplegie erreichen 100 mL Blut hinzu.
  15. Das Schwein durch Entbluten einschläfern. Wenn Sie beabsichtigen, die Perfusat mehr Blut hinzu, nach dem Start der Durchblutung (entsprechend den Zielen der Studie), sammeln das Blut und 10 – 30 U/mL Heparin hinzufügen und speichern Sie es in einem Glasbehälter oder eine Plastiktüte bei 4 ° C für kurze Dauer (Stunden
  16. Kreuz-Klemme an der aufsteigenden Ao mit einem Ao-Klemme und liefern die Cardioplegic-Lösung in die Ao-Wurzel.
  17. Nach Bereitstellung der Cardioplegic-Lösung abgeschlossen ist, entfernen Sie die Kreuz-Klemme und führen Sie der Cardiectomy.
    1. Sezieren Sie für eine einfache Befestigung der Ao und PA an ihren repräsentativen Kanüle teilweise die aufsteigende Ao aus der PA mit einer Metzenbaumschere.
    2. Der superior und inferior Vena Cava, verlassen etwa 1 cm Länge auf jedem Transekt.
    3. Das hintere Mediastinum Herzen durch die Lungenvenen zu trennen.
    4. Verbrauchssteuern Sie Herzen Sicherstellung aller Ao Bogen Schiffe zusammen mit einem Segment der absteigenden Ao beschafft werden. Behalten Sie bei, bis der PA-Bifurkation.
  18. Wiegen Sie das leere Herz. Die Höhe der Gewichtszunahme über die Ex-Situ -Erhaltung-Intervall kann als Metrik für Orgel Ödem verwendet werden.

5. Platzierung des Herzens auf die ESHP Apparat und die Initiation der Perfusion

  1. Trimmen Sie überschüssiges Gewebe um die LA mit einer Metzenbaum Schere und schneiden Sie zwischen den Lungenvenen eine gemeinsame Öffnung erstellen.
  2. Legen Sie eine Tabaksbeutelnaht rund um die LA-Öffnung mit einer 3: 0-Polypropylen-Naht.
  3. Naht und in der Nähe der minderwertigen Vena Cava mit einer 3: 0-Polypropylen-Naht. Lassen Sie die überlegene Vena Cava offen, zu Beginn der Durchblutung um sicherzustellen, dass der Rechte Ventrikel (RV) dekomprimierten bleibt, bis die Perfusat erwärmt und ein organisierte Rhythmus erreicht wird.
  4. Platzieren Sie die LA Kanüle in der LA-Öffnung zu und befestigen Sie es mit einer Schlinge (Abbildung 6).
  5. Drücken Sie vorsichtig die Ventrikel das Herz de-Luft"von 5.5. und 5.7 hinzufügen. wie erhöhen Sie Ao Pumpe auf 1600 u/min als das Herz sanft drückte. Die restliche Luft in Ao Wurzel wird durch die innominate und subclavian Zweige ausgeworfen.
  6. Die Ao-Kanüle, eingebettet in die Silikonmembran zuordnen Sie Ao. Sichern Sie die Ao um die Kanüle mit einer Seidenkrawatte. Schneiden Sie die Ao um eine richtige Lüge ohne Spannung oder Knicken zu erreichen.
  7. Die Ao Pumpendrehzahl bis 1600 u/min zu erhöhen. Die restliche Luft in Ao Wurzel wird durch die innominate und subclavian Zweige ausgeworfen.
  8. Schließen Sie die Ao Säuberung Leitung auf die Innominate Arterie. Sichern Sie die Verbindung mit einer Seidenkrawatte.
  9. Schlinge der linken subclavia Öffnung mit einer Seidenkrawatte. Sicherer Verschluss mit einer Schlinge und snap. Legen Sie durch die Öffnung der subclavia eine Einführhilfe Mantel (5f). Stellen Sie sicher, dass die Länge der Katheter und der Orientierung richtig eingestellt ist, so dass es Ao Ventilfunktion nicht stört.
  10. Der Ao-Drucksensor an der Einführhilfe Scheide Seitenanschluss anschließen.
  11. Die Ao-Druck auf dem Monitor zu lesen. Passen Sie die Pumpendrehzahl Ao um einen Mitteldruck von 30 mm Hg zu erreichen. An dieser Stelle (Zeitpunkt 0) haben die Durchblutung in den arbeitsfreien Modus (Langendorff) begonnen und Aussehen von einem dunklen sauerstoffarmes Perfusat in der PA-Leitung ist ein Reflektor der Wiederherstellung der koronaren fließen. Stellen Sie einen Timer, Dauer der Durchblutung zu folgen, wenn nötig.
  12. Schalten Sie den Wärmetauscher und stellen Sie die Temperatur auf 38 ° C. Die Perfusat wird in ca. 10 min bis zu 37 – 38 ° C warm. Halten Sie für normothermic Perfusion der Schweine Herzen die Temperatur bei 38 ° C während der Perfusion.
  13. Pflegen Sie die Durchblutung im arbeitsfreien Modus für die erste Stunde der Durchblutung. Passen Sie die LA Pumpendrehzahl um LA Druck auf 0 MmHg aufrecht zu erhalten.
  14. Sobald die Perfusat Temperatur > 34 ° C, bewerten die Herz-Rhythmus und Tempo und defibrillate als erforderlich (5-20 Joule). Sicherstellen Sie, dass das Herz völlig dekomprimiert ist, bevor Sie versuchen Kardioversion.
  15. Überprüfen Sie den gelöstes Gas mit einem Blut-Gas-Analysator. Passen Sie das Gasgemisch um einen pH-Wert beizubehalten: 7,35-7,45, arterieller Partialdruck von Kohlendioxid (PeineCO2): 35 – 45 MmHg, arterieller Partialdruck des Sauerstoffs (PeinO2): 100 – 150 MmHg und Sauerstoff Sättigung (sO2) ≥95 %.
  16. Verbinden Sie sobald das Herz normothermic ist und in einem stabilen Rhythmus, die überlegene Vena Cava.
  17. Befestigen Sie temporäre Herzschrittmacher führt an der Wand rechts Vorhofflimmern und Tempo das Herz in einem AAI-Modus mit 100 Schläge/min.
  18. Legen Sie die epicardial Elektrokardiographie Elektroden an der Oberfläche des Herzens.
  19. Nach 1 h der Perfusion in Langendorff Modus zu Arbeitsmodus wechseln. Geben Sie zu diesem Zweck den Wunsch LA Druck (in der Regel 6 – 8 MmHg) auf der linken Seite der Hauptseite im Abschnitt "gewünschte Runde" der Software, und klicken Sie auf die Schaltfläche, um die Rückkopplung zu initiieren. Die aktivierten Arbeitsmodus erscheint als eine grüne Taste, und die LA Pumpendrehzahl wird automatisch erhöhen und verringern zu erreichen und den gewünschten LA Druck beibehalten.
  20. Wie das Herz beginnt zu arbeiten, sinkt koronare vaskuläre Widerstand, was zu einem niedrigen diastolischen Druck. Passen Sie die Ao Pumpendrehzahl Aufrechterhaltung den Ao diastolischen Druck von 40 MmHg als Nachlast während der Perfusion in den Arbeitsmodus.

(6) metabolische Unterstützung bei ESHP

Hinweis: Orgel-Perfusion-Lösungen, einschließlich Krebs-Henseleit-Puffer-Lösung, enthalten in der Regel Glukose als Substrat Primärenergie.

  1. Überprüfen Sie die Glukose (z. B. mit Blut-Gas-Analyse) in regelmäßigen Abständen während der Perfusion. Im Einklang mit der Verbrauchsmengen verwenden eine standard Infusion Pumpe ersetzen Glukose durch kontinuierliche arterielle Infusion und/oder Bolus Dosen um eine arterielle Konzentration von 6 – 8 Mmol/L Glucose in die Perfusion.
  2. Verwenden eine separate Infusionspumpe, liefern Sie 2 U/h von Insulin an Perfusat während der Perfusion, ändern der Rate der Insulin-Infusion nach den Zielsetzungen der Studie.
  3. Für β-Adrenoceptor Stimulation des Herzens 0,08 µg/min von Epinephrine an dem Perfusat Verwendung standard Infusionspumpe liefern, und weiter in die Perfusion. Alternativ kann eine Infusion von 4 µg/min von Dobutamin eingesetzt werden.

7. Anti-mikrobiell und entzündungshemmende Wirkstoffe

  1. Hinzu kommt ein Breitspektrum-Antibiotikum (z.B. 3,375 Gramm Piperacillin-Tazobactam) Perfusat zu Beginn der Perfusion.
  2. Perfusat in Übereinstimmung mit den Zielen der Studie, fügen Sie entzündungshemmende Mittel (z.B. 500 mg Methylprednisolon hinzu) Falls erforderlich.

8. Bewertung der Funktion

Hinweis: Die ESHP Steuerung Software automatisch berechnet und zeichnet stationären hämodynamischen und funktionale Indizes alle zehn Sekunden.

  1. Bewertung der Steady-State systolischen und diastolischen Funktion
    1. Legen Sie für die Bewertung und Aufzeichnung der Steady-State-Daten durch die Einführhilfe Hülle gelegt oben in die subclavia einen flüssigkeitsgefüllte Pigtail-Katheter in den linken Ventrikel (LV) im Modus "arbeiten".
      1. Spülen Sie Pigtail-Katheter mit Kochsalzlösung und platzieren Sie den Führungsdraht drin.
      2. Sanft legen Sie den Katheter in die Scheide Kanüle vorher in die subclavia gelegt. Sobald es das Ao-Ventil durchläuft, entfernen Sie den Führungsdraht langsam und verbinden Sie den Pigtail-Katheter mit der LV-Druckleitung.
      3. Befolgen Sie die LV-Druckwelle auf dem Monitor. Der diastolische Teil der Druckwelle wird Null erreichen, wenn der Katheter richtig innerhalb der LV gesetzt hat Der Hinweis ist dieser Schritt nur möglich im Arbeitsmodus, da normalerweise für den Zopf-Katheter in der Lage sein, den Plenarsaal betreten Öffnen des Ventils Ao werden muss. Sobald der Pigtail-Katheter in der LV platziert und mit der LV-Drucksensor verbunden ist, wird die LV maximal- und Minimalwerte bei Druckänderung (dP/dT min und dP/dT Max) automatisch aufgezeichnet werden.
    2. Bestimmen Sie die myokardiale Leistung durch die Indizierung der gemessenen Fluss auf der LA-Linie, für Herz-Masse (mL·min-1·g-1), bei einem bestimmten konstanten LA Druck (6 – 8 MmHg), und einen Ao diastolischen Druck von 40 mmHg und einer Herzfrequenz von 100 Beats·min– 1. Der LA-Druck entspricht das Herzzeitvolumen, vorausgesetzt, es gibt keine Ao-Insuffizienz. Untersuchen Sie die Ao-Druck-Wellenform um sicherzustellen, dass es gibt keine Ao-Insuffizienz.
  2. Beurteilung der Vorspannung Rekrutierbare Schlaganfall Arbeit (PRSW)
    Hinweis: PRSW ist die lineare Beziehung zwischen End-diastolischen Volumen und LV Schlaganfall Arbeit (LVSW) und stellt einen Index für die Beurteilung der linksventrikulären Funktion, unabhängig von der Vorlast, Nachlast und Größe der Ventrikel18,19. PRSW kann mit diesem System in eine nicht-invasive Art und Weise gemessen werden, wie unter13beschrieben.
    1. Entfernen Sie den Pigtail-Katheter aus dem LV, da der Katheter Arrhythmien während der PRSW Analyse induzieren kann, die sich negativ auf die Genauigkeit der Ergebnisse auswirken.
    2. Auf der Hauptseite im Abschnitt "Capture PVL" stellen Sie die gewünschte Rate der Rückgang der LA Pumpendrehzahl während der Analyse (in der Regel 100-200 u/min) und gewünschte Zeit während der Analyse statt (in der Regel 10 – 12 s) (Abbildung 4).
    3. Nach dem Ausführen der oben genannten Einstellungen, klicken Sie auf "Record PVL". Die Software wird automatisch beendet, Arbeitsmodus und schrittweisen Verringerung LA Pumpe u/min während der Aufnahme gleichzeitig LVSW und LA Druck. Zum Abschluss der Datenerhebung führt die Software linearen Regression auf die neu erworbenen Dataset zu PRSW führen. Nachdem die ESHP Software die Analyse abgeschlossen ist, erscheint eine Meldung auf der Hauptseite der Korrelationskoeffizient der Analyse zeigen. Drücken Sie "OK", wenn der Koeffizient (r) wünschenswert ist (in der Regel > 0,95). Die PRSW-Analyse-Ergebnisse werden aufgezeichnet.
    4. Nach Durchführung der Analyse, Perfusion in den Arbeitsmodus zurückzukehren klicken Sie auf "Drücken, um Start-Arbeitsmodus;" sonst wird die Software auch weiterhin in Langendorff (nicht funktionierenden) Modus. Die graue Schaltfläche schaltet auf grün, eine Rückkehr zum Arbeitsmodus angibt. Wenn wiederholte PRSW Analyse erforderlich ist, vor jedem neuen Versuch sicherzustellen Sie, dass die LA-Druck/Flow-Werten auf die vorherigen Werte der Steady-State zurückkehren.

9. metabolische Bewertung von Ex-Situ durchblutet Herz

  1. Den metabolischen Zustand des Herzens zu beurteilen und Perfusat während ESHP, mit Informationen aus der Blut-Gas-Analyse der Perfusat Proben gesammelt von Ao (arterielle) und PA (venöse) Linien alle 1 – 2 h.
  2. Durchführen Sie Blut-Gasanalyse (alle 1 – 2 h) zur Überwachung der Gas und ionischen Zustand der Perfusat. Anpassen der Gaszusammensetzung (O2 und CO2) und Geschwindigkeit zu einem pH-Wert von 7,35-7,45, PaO2 von 100 – 150 MmHg und PaCO2 von 35 – 45 MmHg zu fegen. Einstellen und pflegen der Perfusat Ionischen Konzentration von Kalium und Kalzium im physiologischen Bereich während der Perfusion (z. B. durch Zugabe von Kalzium-Chlorid bei Bedarf).
  3. Verwenden Sie die Informationen aus dem Blut Gasanalyse und koronaren Blutflusses um Stoffwechselparameter berechnen. Beispielsweise berechnen myokardiale Sauerstoffverbrauch (MVO2) und LV mechanischen Wirkungsgrad (ME) wie folgt:
    1. MVO2 (mL O2 · min-1 · 100 g-1) multiplizieren der koronaren Blutflusses (CBF) durch die arterielle, venöse Differenz im Sauerstoffgehalt (CaO2 – CvO2) zu bestimmen.
      MVO2 = [CaO2 - CvO2 (mL O2 · 100 mL-1)] × CBF (mL. min-1 . 100 g Masse Herz), wo;
      Arterieller Sauerstoffgehalt (CaO2) = [1.34 (mL O2 . g Hb-1) × Hb-Konzentration (g · 100 mL-1) × Sauerstoffsättigung (%)] + [0.00289 (mL O2 · mm Hg-1 · 100 mL-1) × PaO2 (mm Hg)]
      Venösen Sauerstoffgehalt (CvO2) = [1.34 (mL O2 · g Hb-1) × Hb-Konzentration (g · 100 mL-1) × Sauerstoffsättigung (%)] + [0.00289 (mL O2 · mm Hg-1 · 100 mL-1) × PvO2 (mm Hg)]
    2. Berechnen Sie LV mechanischen Wirkungsgrad (ME) wie folgt:
      MIR = LVSW (J. schlagen-1) / MVO2 (J. schlagen-1) wo
      Arbeit zu streicheln = {mittleren arteriellen Druck (MmHg) - LA Druck (MmHg)} × {LA Strömung (mL. min-1) / Herzfrequenz (schlägt. min-1)} × 0.0001334 (J. mL-1 . MmHg-1), und
      MVO2 (J. schlagen-1) = {MVO2 (mL. min-1) / Herzfrequenz (Schläge. min-1)} × 20 (Joule. mL-1)

10. entfernen das Herz von ESHP Apparat am Ende der Perfusion

  1. Beenden Sie den Arbeitsmodus. Die LA-Pumpe u/min auf Null zu bringen.
  2. Die Ao-Pumpe u/min auf Null zu verringern.
  3. Entfernen Sie den Zopf und Hüllen.
  4. Entfernen Sie schnell alle Anlagen im Herzen.
  5. Wiegen Sie das leere Herz um den Grad der myokardialen Ödembildung zu bestimmen.
  6. Nehmen Sie schnell Gewebeproben der richtigen Größe aus der linken und rechten Ventrikel und legen Sie sie in optimale Temperatur (OCT) Gel, Formalin und/oder Snap Einfrieren in flüssigem Stickstoff. Die Proben für zukünftige Untersuchungen zu speichern (OCT und snap gefrorene Proben in einem-80 ° C Gefrierschrank, Formalin aufbewahrt Proben in einem gut verschlossenen Behälter bei Raumtemperatur).
  7. Schließen Sie das Programm; die aufgezeichneten Daten werden gespeichert.
  8. Entsorgen Sie die verbleibende Gewebe, Blut, bioaktive Materialien und ESHP Apparat Gebrauchtkomponenten nach institutionellen Protokolle.
  9. Reinigen Sie die ESHP Wagen mit einer Desinfektion Hartbelag cleaner (z.B. 70 % Ethanol) gründlich.

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Ergebnisse

Zu Beginn der Durchblutung (im nicht-funktionierenden Modus) wird das Herz normalerweise ein Sinusrhythmus fortgesetzt, nähert sich die Temperatur des Systems und Perfusat Normothermie. Bei Working-Modus während der LA-Druck die gewünschten Werte nähern, Auswurf der Ao-Druck-Ablaufverfolgung ist festzustellen und der LA-Fluss (eine Reflexion des Herzzeitvolumens) sollte schrittweise zu erhöhen. In einem Yorkshire-Schwein-Modell (35-50 kg) und ein Startgewicht von Herzen von 180 bis 220 Gr...

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Diskussion

Erfolgreiche Perfusion wird entsprechend der Ziele der Studie definiert; Allerdings sollten diese ununterbrochene ESHP für die gewünschte Menge an Zeit und vollständige Erhebung der Daten auf die Herzfunktion während der Perfusion enthalten. Zu diesem Zweck sind ein paar wichtige Schritte im Protokoll einzuhalten.

Das Herz ist ein Organ mit hohen Sauerstoff- und Energiebedarf und Minimierung der ischämischen Zeit vor Kanülierung und Perfusion ist ein wichtiger Grundsatz, der befolgt werden müs...

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Offenlegungen

DHF hält Patente auf ex-Situ Organ Perfusion Technologien und Methoden. DHF und Joh sind Gründer und Hauptaktionäre der Tevosol, Inc.

Danksagungen

Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse aus dem kanadischen National Transplant Forschungsprogramm unterstützt. SH ist der Empfänger einer Fakultät für Medizin und Zahnmedizin Motyl Graduate Zugehörigkeit in Cardiac Science. DHF ist eine kollaborative Forschung Projekte (CHRP) Empfänger Hilfe aus nationalen Wissenschaft und Engineering Research Council und Canadian Institutes of Health Research in.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Debakey-Metzenbaum PräparierscherePilling342202
MAYO PräparierscherePilling460420
DAUMENZANGEPilling465165
Debakey Zange für gerades Gefäßgewebe Pilling351808
CUSHING Gutschdressing PinzettePilling466200
JOHNSON NadelhalterPilling510312
DERF NadelhalterPilling443120
SternallsägeStryker6207
SternumretraktorPilling341162
Vorse SchlauchklemmePilling351377
MORRIS aufsteigende AortenklemmePilling353617
Chirurgische Schlinge (Tourniquet) SetMedtronicCVR79013
2-0 SILK schwarz 12" x 18" SträngeETHICONA185H
3-0 PROLENE blau 18" PS-2 SchneidenETHICON8687H
Biomedicus Pumpenantrieb (modifiziert)Medtronic540Modifiziert für die elektronische Fernsteuerung der Pumpendrehzahl
Biomedicus-PumpeMaquetBPX-80
Membranoxigenator D 905SORIN GROUP50513
Durchflussmodul für Schläuche  TransonicTs410
PXL Clamp-On-DurchflusssensorTransonicME9PXL-BL37SF
TruWave DruckmessumformerEdwardsVSYPX272
Abfangschlauch 3/8" x 3/32" xX 6'Medtronic3506
Abfangschlauch 1/4" x 1/16" x 8'Medtronic3108
Beheizt/gekühlt Umwälzthermostat für BadewannenGrantTX-150
ABL 800 FLEX BlutgasanalysatorRadiometer989-963
DLP Kardioplegie-Kanüle (Aortenwurzelkanüle)Medtronics20613994495406
5F Ventriculr gerade Pigtail-KanüleCORDIS534550S
5F AVANTI+ Scheide EinführhilfeCORDIS504605A
Emerald Amplatz FührungsdrahtCORDIS502571A
Zweikammer-HerzschrittmacherMedtronic5388
DefibrilltorCodeMasterM1722B
InfusionspumpeBaxterAS50
Chirurgisches ElektrokautergerätKls MartinME411
GasmischerSECHRIST3500 CP-G
Medizinischer SauerstofftankPraxair2014408
Cabondioxid-TankPraxair5823115
RinderserumalbuminMP biomedizinische 218057791

Referenzen

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Nachdrucke und Genehmigungen

Schlagwörter

PerfusionsmodusBeurteilung der Herzfunktionmetabolische BewertungSchweineherzmodellaortale Drucksteuerunglinker VorhofdruckPreload Recruitable Stroke WorkBlutgasanalyseechokardiographische Beurteilung
Normothermic Ex-Situ Herz Perfusion im Arbeitsmodus: Beurteilung der Herzfunktion und Stoffwechsel
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