Normotherme Unterdruckbeatmung ex situ Lungenperfusion: Beurteilung der Lungenfunktion und des Lungenstoffwechsels

Keir A. Forgie; Nicholas Fialka; Max Buchko; Sayed Himmat; Sanaz Hatami; Xiao Qi; Xiuhua Wang; Katie-Marie Buswell; Ryan Edgar; Darren H. Freed; Jayan Nagendran

doi:10.3791/62982

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Methodenartikel

Normotherme Unterdruckbeatmung ex situ Lungenperfusion: Beurteilung der Lungenfunktion und des Lungenstoffwechsels

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DOI:

10.3791/62982

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14. Februar 2022

Keir A. Forgie¹^,² , Nicholas Fialka³ , Max Buchko¹^,² , Sayed Himmat⁴ , Sanaz Hatami⁴ , Xiao Qi⁴ , Xiuhua Wang⁴ , Katie-Marie Buswell⁵ , Ryan Edgar⁵ , Darren H. Freed¹^,²^,⁶^,⁷ , Jayan Nagendran¹^,²^,⁶^,⁷

¹Division of Cardiac Surgery, Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Alberta, ²Mazankowski Alberta Heart Institute, ³Faculty of Medicine and Dentistry, University of Alberta, ⁴Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Alberta, ⁵Ray Rajotte Surgical-Medical Research Institute (SMRI), University of Alberta, ⁶Alberta Transplant Institute, ⁷Canadian Donation and Transplantation Research Program

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In diesem Artikel wird ein porcines Modell der Unterdruckbeatmung ex situ Lungenperfusion beschrieben, einschließlich Beschaffung, Befestigung und Management auf der maßgeschneiderten Plattform. Der Fokus liegt auf Anästhesie- und Operationstechniken sowie auf der Fehlersuche.

Zusammenfassung

Die Lungentransplantation (LTx) ist nach wie vor der Behandlungsstandard für Lungenerkrankungen im Endstadium. Ein Mangel an geeigneten Spenderorganen und Bedenken hinsichtlich der Qualität der Spenderorgane, die durch übermäßige geografische Transportdistanzen und strenge Aufnahmekriterien für Spenderorgane verschärft werden, schränken die derzeitigen LTx-Bemühungen ein. Die Ex-situ-Lungenperfusion (ESLP) ist eine innovative Technologie, die sich als vielversprechend erwiesen hat, um diese Einschränkungen abzuschwächen. Die physiologische Beatmung und Perfusion der Lunge außerhalb des Entzündungsmilieus des Spenderkörpers bietet der ESLP mehrere Vorteile gegenüber der traditionellen kaltstatischen Konservierung (CSP). Es gibt Hinweise darauf, dass die Unterdruckbeatmung (NPV) ESLP der Überdruckbeatmung (PPV) ESLP überlegen ist, wobei PPV eine signifikantere beatmungsinduzierte Lungenschädigung, eine proinflammatorische Zytokinproduktion, ein Lungenödem und eine Bullae-Bildung induziert. Der NPV-Vorteil ist möglicherweise auf die homogene Verteilung des intrathorakalen Drucks über die gesamte Lungenoberfläche zurückzuführen. Die klinische Sicherheit und Machbarkeit eines kundenspezifischen NPV-ESLP-Geräts wurde kürzlich in einer klinischen Studie mit menschlichen Lungen mit Extender-Kriterien (ECD) nachgewiesen. In dieser Arbeit wird die Verwendung dieser kundenspezifischen Vorrichtung in einem juvenilen Schweinemodell von normothermem NPV-ESLP über eine Dauer von 12 Stunden beschrieben, wobei besonderes Augenmerk auf Managementtechniken gelegt wird. Die präoperative Vorbereitung, einschließlich der Initialisierung der ESLP-Software, des Primings und der Entlüftung des ESLP-Schaltkreises sowie der Zugabe von antithrombotischen, antimikrobiellen und entzündungshemmenden Wirkstoffen, wird spezifiziert. Die intraoperativen Techniken der zentralen Entnahme von Leitungen, der Lungenbiopsie, der Ausblutung, der Blutentnahme, der Kardiktomie und der Pneumonektomie werden beschrieben. Darüber hinaus wird ein besonderer Fokus auf anästhesische Überlegungen gelegt, wobei die Anästhesieeinleitung, -erhaltung und -dynamik skizziert werden. Das Protokoll gibt auch die Initialisierung, Wartung und Beendigung der Perfusion und Beatmung durch das benutzerdefinierte Gerät an. Dynamische Organmanagementtechniken, einschließlich Veränderungen der Beatmung und der Stoffwechselparameter zur Optimierung der Organfunktion, werden ausführlich beschrieben. Abschließend wird die physiologische und metabolische Beurteilung der Lungenfunktion charakterisiert und in den repräsentativen Ergebnissen dargestellt.

Einleitung

Die Lungentransplantation (LTx) ist nach wie vor die Standardtherapie bei Lungenerkrankungen im Endstadium¹; LTx weist jedoch erhebliche Einschränkungen auf, darunter eine unzureichende Nutzung der Spenderorgane² und eine Wartelistensterblichkeit von 40 %³, die höher ist als bei jeder anderen Transplantation solider Organe ^4,5. Die Nutzungsraten der Spenderorgane sind aufgrund von Bedenken hinsichtlich der Organqualität niedrig (20-30%). Übermäßige geografische Transportdistanzen und strenge Kriterien für die Akzeptanz von Spenderorganen v....