Name: Normotherme Unterdruckbeatmung ex situ Lungenperfusion: Beurteilung der Lungenfunktion und des Lungenstoffwechsels (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-02-14T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 31 s
Description: Erfahren Sie die normotherme Unterdruckbeatmung ex situ Lungenperfusion zur Bewertung der Lungenfunktion und des Stoffwechsels. Diese Methode reduziert Lungenverletzungen und verlängert die sichere Konservierungszeit von Spenderlungen.

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Diese Forschung wurde im Auftrag der Hospital Research Foundation finanziert.

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<li>Buchko, M. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+low-cost+perfusate+alternative+for+ex+vivo+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation+Proceedings%22%5BJournal%5D)">A low-cost perfusate alternative for ex vivo perfusion.</a> Transplantation Proceedings. 52 (10), 2941-2946 (2020).</li>
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DHF hält Patente auf Ex-situ-Organperfusionstechnologien und - methoden. DHF und JN sind Gründer und Hauptaktionäre von Tevosol, Inc.

Es gibt mehrere kritische chirurgische Schritte zusammen mit der Fehlerbehebung, die erforderlich sind, um einen erfolgreichen ESLP-Lauf zu gewährleisten. Juvenile Schweinelungen sind im Vergleich zu erwachsenen menschlichen Lungen extrem empfindlich, daher muss der beschaffende Chirurg beim Umgang mit Schweinelungen vorsichtig sein. Es ist wichtig, eine "No-Touch"-Technik auszuprobieren, um ein Trauma und eine Atelektase beim Sezieren der Lunge zu vermeiden. "No-Touch" bedeutet, dass bei der Beschaffung nur ein Minimum ...

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 verschärfen diese Qualitätsbedenken. LTx hinkt auch anderen soliden Organtransplantationen in Bezug auf langfristige Transplantate und Patientenergebnisse hinterher2. Die primäre Transplantatdysfunktion (PID), die am häufigsten durch eine ischämische Reperfusionsschädigung (IRI) verursacht wird, stellt die Hauptursache für die 30-Tage-Mortalität und Morbidität nach LTx dar und erhöht das Risiko für eine chronische Transplantatdysfunktion 6,7. Bemühungen, IRI zu verringern und sichere Transportzeiten zu verlängern, sind von größter Bedeutung, um die Patientenergebnisse zu verbessern.
Die Ex-situ-Lungenperfusion (ESLP) ist eine innovative Technologie, die sich als vielversprechend erwiesen hat, um diese Einschränkungen abzuschwächen. ESLP erleichtert die Erhaltung, Beurteilung und Rekonditionierung von Spenderlungen vor der Transplantation. Es hat zufriedenstellende kurz- und langfristige Ergebnisse nach der Transplantation von ECD-Lungen (Extended Criteria Donor) gezeigt, was zu einer Erhöhung der Anzahl geeigneter Spenderlungen für LTx beigetragen hat, wobei die Organnutzungsraten in einigen Zentren um 20 % gestiegensind 8,9,10. Im Vergleich zum aktuellen klinischen Standard für LTx, der kaltstatischen Konservierung (CSP), bietet ESLP mehrere Vorteile: Die Organerhaltungszeit ist nicht auf 6 h begrenzt, die Beurteilung der Organfunktion ist vor der Implantation möglich, und aufgrund der kontinuierlichen Organperfusion können Modifikationen am Perfusat vorgenommen werden, die die Organfunktion optimieren11.
Die überwiegende Mehrheit der aktuellen ESLP-Geräte, die für den menschlichen Gebrauch entwickelt wurden, verwenden eine Überdruckbeatmung (PPV). Neuere Literatur hat jedoch gezeigt, dass diese Beatmungsstrategie der ESLP der Unterdruckbeatmung (NPV) unterlegen ist, wobei PPV eine signifikantere beatmungsinduzierte Lungenschädigung induziert12,13,14,15. Sowohl in der menschlichen als auch in der Schweinelunge zeigt NPV-ESLP im Vergleich zur Überdruck-Ex-situ-Lungenperfusion (PPV-ESLP) eine überlegene Organfunktion in verschiedenen physiologischen Bereichen, einschließlich der proinflammatorischen Zytokinproduktion, des Lungenödems und der Bullae-Bildung15. Die homogene Verteilung des intrathorakalen Drucks über die gesamte Lungenoberfläche in NPV-ESLP wurde als ein signifikanter Faktor vorgeschlagen, der diesem Vorteil zugrunde liegt15,16. Zusätzlich zu den präklinischen Vorteilen wurden die klinische Sicherheit und Durchführbarkeit von NPV-ESLP in einer kürzlich durchgeführten klinischen Studie nachgewiesen17. Unter Verwendung eines neuartigen NPV-ESLP-Geräts wurden zwölf menschliche Spenderlungen mit erweiterten Kriterien erfolgreich erhalten, bewertet und anschließend mit einer Überlebensrate von 100 % nach 30 Tagen und 1 Jahr transplantiert.
Das Ziel des vorliegenden Manuskripts ist es, ein Arbeitsprotokoll des NPV-ESLP-Geräts unseres Labors unter Verwendung von juvenilen Schweinelungen unter normothermen Bedingungen über einen Zeitraum von 12 Stunden zu demonstrieren. Die chirurgische Entnahme wird ausführlich behandelt, und die Einleitung, Verwaltung und Beendigung unserer kundenspezifischen Softwareplattform werden ebenfalls beschrieben. Die Strategie für die Gewebeentnahme und das Management der Proben wird ebenfalls erläutert.

<table><tbody><tr><td>0 ETHIBOND Grün 1 x 36" Endoschlaufe 0</td><td>ETHICON</td><td>D8573</td><td></td></tr><tr><td>2-0 SILK Schwarz 12" x 18" Stränge</td><td>ETHICON</td><td>SA77G</td><td></td></tr><tr><td>ABL 800 FLEX Blutgasanalysator</td><td></td><td>Radiometer 989-963</td><td></td></tr><tr><td>Elektrostatischer Filter für Erwachsene und Kinder HME - Kleiner</td><td>Covidien</td><td>352/5877</td><td></td></tr><tr><td>Arterienfilter</td><td>SORIN GROUP</td><td>01706/03</td><td></td></tr><tr><td>Backhaus Handtuchklemme</td><td>Pilling</td><td>454300</td><td></td></tr><tr><td>Biomedicus Pumpe</td><td>Maquet</td><td>BPX-80</td><td></td></tr><tr><td>Kabelbinder &ndash; Weiß 12"</td><td>HUASU International</td><td>HS4830001</td><td></td></tr><tr><td>Calciumchlorid</td><td>Fisher Scientific</td><td>C69-500G</td><td></td></tr><tr><td>Cooley Sternal Retraktor</td><td>Pilling</td><td>341162</td><td></td></tr><tr><td>CUSHING Gutschdressing Pinzette</td><td>Pilling</td><td>466200</td><td></td></tr><tr><td>D-Glukose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G5767-500G</td><td></td></tr><tr><td>Deep Deaver Retraktor</td><td>Pilling</td><td>481826</td><td></td></tr><tr><td>Debakey Gerade Gefäßzange</td><td>Pilling</td><td>351808</td><td></td></tr><tr><td>Debakey-Metzenbaum Präparieren</td> von <td>Pilling</td><td>342202</td><td></td></tr><tr><td>Schere</td><td>Pilling</td><td>342202</td><td></td></tr><tr><td>Endotrachealtubus 9,0 mm CUFD</td><td>Mallinckrodt</td><td>9590E</td><td>Manschette für ESLP-Gerät entfernt</td></tr><tr><td>Durchflusswandler</td><td>BIO-PROBE</td><td>TX 40</td><td></td></tr><tr><td>Humanalbumin-Serum</td><td>Grifols Therapeutics</td><td>2223708</td><td></td></tr><tr><td>Infusionspumpe</td><td>Baxter</td><td>AS50</td><td></td></tr><tr><td>Inspire 7 m Hohlfaser-Membranoxygenator</td><td>SORIN GROUP</td><td>K190690</td><td></td></tr><tr><td>Abfangschlauch 1/4" x 1/16" x 8'Medtronic</td><td></td> <td>3108</td><td></td></tr><tr><td>Abfangschlauch 3/8" x 3/32" x 6'Medtronic</td><td></td> <td>3506</td><td></td></tr><tr><td>Abfangschlauch Verbinder 3/8" x 1/2"</td> <td>Medtronic</td><td>6013</td><td></td></tr><tr><td>MAYO Präparierschere</td><td>Pilling</td><td>460420</td><td></td></tr><tr><td>Medizinischer Kohlendioxid-Tank</td><td>Praxair</td><td>5823115</td><td></td></tr><tr><td>Medizinischer Stickstoff-Tank</td><td>Praxair</td><td>NI M-K</td><td></td></tr><tr><td>Medizinischer Sauerstoff-Tank</td><td>Praxair</td><td>2014408</td><td></td></tr><tr><td>Organkammer</td><td>Tevosol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PlasmaLyte A</td><td>Baxter</td><td>TB2544</td><td></td></tr><tr><td>Poole Suction Tube</td><td>Pilling</td><td>162212</td><td></td></tr><tr><td>Kaliumphosphat</td><td>Fischer Scientific</td><td>P285-500G</td><td></td></tr><tr><td>Scale</td><td>TANITA</td><td>KD4063611</td><td></td></tr><tr><td>Silizium Stützmembran</td><td>Tevosol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Natriumbicarbonat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>792519-1KG</td><td></td></tr><tr><td>Natriumchlorid 0,9%</td><td>Baxter</td><td>JB1324</td><td></td></tr><tr><td>Sorin XTRA Cell Saver</td><td>SORIN GROUP</td><td>75221</td><td></td></tr><tr><td>Sternumsäge</td><td>Stryker</td><td>6207</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgisches Elektrokautergerät</td><td>Kls Martin</td><td>ME411</td><td></td></tr><tr><td>Temperatursensor-Sonde</td><td>Omniacell Tertia Srl</td><td>1777288F</td><td></td></tr><tr><td>THAM Puffer</td><td>Thermo Fisher Scientific</td><td>15504020</td><td>aus UltraPureTM Tris</td></tr><tr><td>TruWave Druckwandler</td><td>Edwards</td><td>VSYPX272</td><td></td></tr><tr><td>Zwei-Lumen-Zentralvenenkatheter 7fr</td><td>Arrowg+ard</td><td>CS-12702-E</td><td></td></tr><tr><td>Vorse Schlauchschelle</td><td>Pilling</td><td>351377</td><td></td></tr><tr><td>Willauer-Deaver Retraktor</td><td>Pilling</td><td>341720</td><td></td></tr><tr><td>Yankauer Saugrohr</td><td>Pilling</td><td>162300</td><td></td></tr></tbody></table>

normotherme unterdruckbeatmung ex situ lungenperfusion: beurteilung der lungenfunktion und des lungenstoffwechsels

Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism

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.

Zu Beginn der Lungenperfusion und -beatmung (Erhaltungsmodus) weist die Lunge im Allgemeinen einen niedrigen pulmonalarteriellen Druck (&lt; 10 mmHg) und eine geringe dynamische Compliance (&lt; 10 ml/mmHg) auf, da sich das Perfusat zur Normothermie erwärmt. Yorkshire-Schweine mit einem Gewicht von 35-50 kg führen in der Regel zu einem Lungengewicht von 350-500 g. Während der ersten Stunde NPV-ESLP beträgt das gemessene exspiratorische Tidalvolumen (TVe) 0-2 ml/kg und das inspiratorische Tidalvolumen (TVi) 100-200 ml. TV...

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.

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

Lung transplantation (LTx) remains the standard of care for end-stage lung disease. A shortage of suitable donor organs and concerns over donor organ ...

Dr. Darren Freed hat dieses ESLP-Gerät entwickelt, das eine patentierte Unterdruck-Beatmungstechnologie und -software verwendet, die nirgendwo sonst auf dem Gebiet der ESLP-Forschung zu finden ist. Unser Labor hat bereits gezeigt, dass die Unterdruckbeatmung im Vergleich zur Überdruckbeatmung weniger Lungenschäden während der ESLP verursacht. Dies ist wahrscheinlich auf den eher physiologischen Mechanismus der Unterdruckbeatmung zurückzuführen.Dieses Gerät und dieses Protokoll wurden entwickelt, um die sichere Konservierungszeit von Spenderlungen zu verlängern und marginale Lungen auf akzeptable Transplantationsstandards zu bringen. Das Gerät selbst ist sehr einfach zu bedienen. Die größte Herausforderung besteht darin, die Lunge des Jungschweins operativ zu entfernen, ohne dass es zu Verletzungen kommt.Sie sind im Vergleich zu erwachsenen menschlichen Lungen extrem zerbrechlich. Beginnen Sie mit der Aufrechterhaltung des exspiratorischen Tidalvolumens von 10 Millilitern pro Kilogramm, indem Sie den Spitzendruck für eine maximale Alveolarrekrutierung erhöhen. Führe eine Sternotomie in der Mittellinie durch.Verwenden Sie Elektrokauterisation, um die Haut und das Unterhautgewebe einz

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Dieses Video zeigt eine ex vivo Technik zur isolierten Lungenperfusion. Es ist ein Instrument für die Lungenforschung, das die Untersuchung verschiedener physiologischer und pathologischer Mechanismen bei Lungentransplantationsverfahren unterstützen wird.

ex vivo Lungenperfusion: Eine Technik für die Lungenforschung im Kaninchenmodell

Ex-vivo-Lung Perfusion (EVLP) konnten Lungentransplantation beim Menschen leichter, indem du die Fähigkeit, Organe zu bewerten und zu erweitern den Spenderkreis zur Verfügung stehen. Hier beschreiben wir die Entwicklung einer Ratte EVLP Programm und Verfeinerungen, die für ein reproduzierbares Modell für zukünftige Erweiterungen zu ermöglichen.

Methode Isolated<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lung Perfusion in einem Rattenmodell: Lehren aus Entwicklung einer Ratte EVLP Programm gelernt

Das isolierte Kaninchenlungenpräparat ist ein Goldstandardwerkzeug in der Lungenforschung. Diese Publikation zielt darauf ab, die Technik zu beschreiben, die für die Untersuchung physiologischer und pathologischer Mechanismen entwickelt wurde, die an der Reaktivität der Atemwege, der Lungenerhaltung und der präklinischen Forschung bei Lungentransplantationen und Lungenödemen beteiligt sind.

Isoliertes Lungenperfusionssystem im Kaninchenmodell

Ex-vivo-Lungen sind nützlich für eine Vielzahl von Experimenten, um physiologische Daten zu sammeln, wobei die Störvariablen von In-vivo-Experimenten ausgeschlossen werden. Kommerzielle Setups sind oft teuer und in der Art der Daten, die sie sammeln können, begrenzt. Wir beschreiben eine Methode zum Aufbau eines vollständig modularen Aufbaus, der an verschiedene Studiendesigns angepasst werden kann.

Design und Implementierung eines ex vivo Lungenperfusionsmodells für Ratten

Wir präsentieren ein ex vivo Schweinelungenmodell zur Demonstration der Lungenmechanik und alveolärer Rekrutierungsmanöver für Lehrzwecke. Die Lunge kann mehr als einen Tag (bis zu fünf Tage) mit minimalen Veränderungen der pulmonalmechanischen Variablen verwendet werden.

Ex Vivo Schweineexperimentelles Modell zum Studium und zur Lehre der Lungenmechanik

Hier beschreiben wir die notwendigen Schritte zur Etablierung eines Ratten-EVLP-Modells und zeigen das Entzündungsprofil, das mit der perfundierten Lunge assoziiert ist. Ziel ist es, das Wissen und die Erfahrungen über das EVLP-Modell von Ratten zu verbreiten und so ein ganzheitliches Verständnis der biologischen Reaktionen zu ermöglichen, die mit dieser revolutionären Technik verbunden sind.

Etablierung eines ex vivo Lungenperfusionsmodells an Ratten für translationale Einblicke in die Lungentransplantation

Hier beschreiben wir die Anwendung eines polymerisierten humanen Hämoglobin (PolyhHb)-basierten Sauerstoffträgers als Perfusat und das Protokoll, in dem diese Perfusionslösung in einem Modell der ex vivo Lungenperfusion von Ratten getestet werden kann.

Erforschung alternativer Perfusionslösungen unter Verwendung von polymerisierten hämoglobinbasierten Sauerstoffträgern der nächsten Generation in einem Modell der ex vivo Lungenperfusion von Ratten

Die elektrische Impedanztomographie ist ein nicht-invasives, strahlungsfreies Echtzeit-Instrument zur Überwachung der Lungenbeatmung. Durch die Messung von Impedanzänderungen im Thorax kann es die Verteilung der Luft Atemzug für Atemzug visualisieren. Ursprünglich für die Beatmungsüberwachung gedacht, kann die elektrische Impedanztomographie auch die Perfusion durch intravenöse Injektion einer Kochsalzlösung messen.

Überwachung der Lungenfunktion mit elektrischer Impedanztomographie auf der Intensivstation

Das Ziel ist es, ein neues ex vivo Lungenperfusionsmodell (EVLP) an Ratten zu entwickeln, das eine konsistente Lungenfunktion für 4 Stunden während der gesamten EVLP aufrechterhalten kann und der Industrie Implementierungsspezifikationen liefert, die eine robuste Methode zur Anwendung von EVLP auf Nagetiermodelle bieten.

Etablierung eines neuartigen ex vivo Lungenperfusionssystems für Rattenlungen nach Kreislauftod

Dieses Protokoll stellt ein ex-vivo-Lungenperfusionsmodell von Ratten vor, das eine vorübergehende Exposition gegenüber einer kalibrierten thermischen Belastung beinhaltet und endogene Schutzmechanismen für die therapeutische Rekonditionierung geschädigter Lungentransplantate fördert. Der Ansatz ist skalierbar und reproduzierbar und unterstützt die Entwicklung nicht-medikamentöser Therapien zur Verbesserung des Erfolgs von Lungentransplantationen.

Thermische Präkonditionierung bei der ex-vivo Lungenperfusion zur Rehabilitation geschädigter Lungentransplantate vor der Transplantation

Erfahren Sie die normotherme Unterdruckbeatmung ex situ Lungenperfusion zur Bewertung der Lungenfunktion und des Stoffwechsels. Diese Methode reduziert Lungenverletzungen und verlängert die sichere Konservierungszeit von Spenderlungen.

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

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