ex vivo Lungenperfusion: Eine Technik für die Lungenforschung im Kaninchenmodell

Ein ex vivo Lungenperfusionssystem ermöglicht die Wiederherstellung der Durchblutung und Beatmung in isolierten menschlichen und tierischen Lungen, um deren Funktion zu beurteilen. Beginnen Sie mit isolierten Kaninchenlungen mit einem daran befestigten Herz auf steriler Gaze. Führen Sie eine Trachealkanüle ein und beatmen Sie die Lunge durch Überdruck, um eine kontinuierliche Lungenaktivität zu gewährleisten.

Schneiden Sie die Herzkammern ab und führen Sie Kanülen in die Lungenarterie und den linken Vorhof ein. Befestigen Sie die Kanülen mit den benachbarten Geweben, um eine Dehnung während der Perfusion zu vermeiden. Injizieren Sie isotonische Kochsalzlösung durch die arteriellen Kanülen, um das restliche Blut auszuspülen. Setzen Sie die isolierte Lunge zu einer Lungenkammer zusammen, indem Sie die Trachealkanüle am Beatmungssystem und die arteriellen Kanülen am Perfusionssystem befestigen. Beide Systeme sind mit einem Datenerfassungssystem verbunden, das unterschiedliche physiologische Parameter misst.

Schalten Sie nun die Beatmung von Über- auf Unterdruck um, um eine optimale Sauerstoffversorgung und Durchblutung der Lunge zu gewährleisten. Perfundieren Sie dann die Lunge langsam mit künstlichem Perfusat und steigern Sie sich allmählich auf eine maximale Flussrate. Modifizieren Sie den arteriellen und venösen Druck, um eine Beatmung in Zone drei zu erreichen, einen physiologischen Zustand, in dem sowohl der arterielle als auch der venöse Druck höher als der Alveolardruck sind, wodurch sich die maximalen Lungengefäße öffnen. Dies ermöglicht die richtige Verteilung von Perfusat in den Lungenkapillaren.

Sammeln Sie Echtzeitdaten für die gewünschten Parameter, um die Lungenfunktion zu bewerten.

Heben Sie die isolierte Lunge aus dem Thorax und legen Sie die Lunge vorsichtig über eine sterile Gaze auf einer Petrischale. Um eine Atelektase zu verhindern, beatmen Sie die Lunge mit Überdruckbeatmung, wobei der positive endexspiratorische Druck auf 2 Zentimeter Wassersäule eingestellt ist. Schneiden Sie die Ventrikel des Herzens auf Höhe der atrioventrikulären Furche ab.

Nach dem Öffnen der beiden Ventrikel führen Sie die Kanüle der Pulmonalarterie durch die rechte Lungenarterie und die Kanüle des linken Vorhofs durch die Mitralklappe in den linken Vorhof ein. Fixieren Sie die Kanülen mit einer 4-0-Seidennaht, einschließlich des umgebenden Gewebes in den Ligaturen der Lungenarterie und des linken Vorhofs, um strukturelle Dehnungen zu vermeiden. Injizieren Sie 250 Milliliter isotonische Kochsalzlösung durch die arteriellen Kanülen, um das restliche Blut aus dem Gefäßbett zu spülen.

Für den Perfusionsaufbau legen Sie die isolierte Lunge vorsichtig in die Lungenkammer. Befestigen Sie die Luftröhre am Transduktor an der Kammerabdeckung und verbinden Sie die kanülierten Gefäße mit dem Perfusionssystem. Schließen Sie dann die Kammer und sichern Sie sie mit dem Drehverschluss. Setzen Sie anschließend den Kammerdeckel auf und schalten Sie den Absperrhahn um, um von Über- auf Unterdruckbelüftung umzuschalten. Perfundieren Sie die Lunge mit 200 Millilitern künstlichem, blutfreiem Perfusat, beginnend mit dem Fluss bei 3 ml/min/kg.

Erhöhen Sie dann langsam den Fluss über 5 Minuten auf 5 ml/min/kg und lassen Sie den Fluss in den nächsten 5 Minuten 8 ml/min/kg erreichen, gefolgt von einem maximalen Fluss von 10 ml/min/kg für 5 Minuten. Beatmen Sie die Lunge mit befeuchteter Luft mit einer Frequenz von 30 Schlägen pro Minute, einem Atemzugvolumen von 10 ml//kg und einem endexspiratorischen Druck von 2 Zentimetern Wassersäule.

Um die Bedingungen der Zone drei zu erreichen, warten Sie 10 bis 15 Minuten, um ein Gleichgewicht zu erreichen, das durch einen isogravimetrischen Zustand gekennzeichnet ist und sicherstellt, dass der venöse Druck im gesamten Register stabil ist. Stellen Sie sicher, dass das Gewicht der Lunge konstant bleibt und der arterielle und der linke Vorhofdruck stabil sind, um die Bedingungen der Zone drei zu erreichen, um eine maximale Anzahl von Lungengefäßen zu öffnen und den mikrovaskulären Bettinhalt während des Experiments zu erhalten.

Für die elektronische Steuerung und Signalverarbeitung ist sicherzustellen, dass der Atemfluss, die Gewichtsveränderungen, der mikrovaskuläre Druck, das Atemzugvolumen, der Gefäßwiderstand usw. auf einer mehrfachen zentralen Elektronikeinheit registriert werden, die die von den Schallköpfen kommenden Signale integriert und auf dem Auswertesystem anzeigt.