Name: Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod und normothermer regionaler Perfusion zur kardialen Beurteilung (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-05-10T16:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 49 s
Description: Lernen Sie ein Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod mit normothermer regionaler Perfusion zur kardialen Beurteilung. Diese Methode ermöglicht präklinische Studien zur Herztransplantation am Schweinemodell.

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Wir danken Melanie Borie, Caroline Landry, Henry Aceros und Ahmed Menaouar für ihre wertvolle Hilfe und Unterstützung.

Der Ausschuss für institutionelle Tierpflege und -nutzung des Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM) genehmigte alle Versuchsprotokolle, und die Tiere wurden in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Versuchstieren behandelt. Für dieses Protokoll wurden 3-4 Monate alte große weiße männliche oder weibliche Schweine mit einem Gewicht von 50-60 kg verwendet. Die Größe der Tiere kann je nach Versuchsziel der Forscher variieren.
1. Tiervorbereitung und Narkoseeinleitung
<ol><li>Prämedizieren Sie das Tier mit einer intramuskulären Injektion von Atropin (0,04 mg/kg), Midazolam (0,3 mg/kg) und Ketamin (20 mg/kg). Verabreichen Sie Isofluran in einer Endtidalkonzentration von 1 % bis 3 % in 3 l/minO2 unter Verwendung einer Gesichtsmaske für die Anästhesieeinleitung und -erhaltung.</li>
	<li>Bestätigen Sie eine ausreichende Anästhesie, indem Sie auf einen entspannten Kiefertonus und die Abwesenheit von Schmerzen testen, indem Sie die Zehenquetschreaktion verwenden. Stellen Sie sicher, dass das Tier in die dorsale Dekubitusposition gebracht und mit einer Wärmedecke in Normothermie gehalten wird.</li>
	<li>Nach Bestätigung der Anästhesieadäquanz ist eine orotracheale Intubation mit einem 6,5-8 mm Endotrachealtubus wie in 10 beschrieben durchzuführen.</li>
	<li>Platzieren Sie den Sauerstoffsättigungsmonitor am Ohr oder an der Unterlippe des Tieres, um eine kontinuierliche Überwachung durchzuführen. Stellen Sie die Beatmung auf einen positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) von 5 cm H 2 O, einen maximalen inspiratorischen Druck (PIP) von 15 cm H2 O, einen Anteil an eingeatmetem Sauerstoff (FIO 2) von 0,5 und eine Atemfrequenz (RR) von 15 Atemzügen/min ein, um ein Tidalvolumen (TV) von 6-8 ml/kg und einen normalen Partialdruck vonO2 und CO2 zu erreichen. Stellen Sie den RR so ein, dass ein endtidaler CO2 -Spiegel von 35-45 mmHg aufrechterhalten wird.</li>
	<li>Einen peripheren intravenösen Zugang über die Ohrvene mit einem 20-G-Katheter erhalten. Beginnen Sie mit einer Erhaltungsinfusion aus normaler Kochsalzlösung (0,9 % NaCl) und verabreichen Sie 2 g Magnesiumsulfat (MgSO4) als intravenösen Bolus, um Herzrhythmusstörungen vorzubeugen.</li>
	<li>Bereiten Sie die Operationsstellen vor, indem Sie den Brustkorb und die Leisten ausreichend rasieren und schrubben. Desinfizieren Sie Leisten und Hals mit Chlorhexidin und decken Sie sie angemessen ab, während Sie einen venösen und arteriellen Zugang bieten.</li>
	<li>Legen Sie das Kauterelektrodenkissen auf den Rücken des Tieres. Bringen Sie das Tier in die Trendelenburg-Position, um den zentralvenösen Zugang zu erleichtern.</li>
	<li>Lokalisieren Sie die rechte Halsvene mit einem Ultraschall. Sobald Sie es lokalisiert haben, führen Sie es mit einer Nadel in einem 45°-Winkel in die Haut ein, bis Blut zu sehen ist und die Nadel im Ultraschall in der Vene zu sehen ist.</li>
	<li>Setzen Sie den Führungsdraht in die Nadel ein und führen Sie dann einen 7 Fr perkutanen zentralen Venenscheideneinführer über den Führungsdraht ein.</li>
	<li>Entfernen Sie den Führungsdraht, während Sie die Schleuseneinführung an Ort und Stelle lassen, und führen Sie dann einen Swans-Ganz-Katheter ein, um Messungen des Herzzeitvolumens und die Katheterisierung des rechten Herzens zu gewährleisten. HINWEIS: Die linke Halsvene kann anstelle der rechten verwendet werden. Wenn kein Zugang möglich ist, wird die Schleuse nach der Mittellinien-Sternotomie direkt in die Vena jugularis interna (links oder rechts) eingeführt. Achten Sie in diesem Fall darauf, die Vene zu präparieren.</li>
	<li>Mit der gleichen Technik wird ein zentraler Venenkatheter (z. B. Doppellumen) in die linke Halsvene eingeführt.</li>
	<li>In die rechte Femurvene wird ein weiterer 7 Fr perkutaner zentralvenöser Schleuseneinführer mit der Seldinger-Technik eingeführt, wie in Schritt 1.7 beschrieben. bis 1.10., zur Einführung eines Leitwertkatheters in den rechten Ventrikel (RV). Dies kann perkutan mit Echoführung oder nach einer Sternotomie in der Mittellinie erfolgen.</li>
	<li>Lassen Sie nach der Intubation und Manipulation eine Stabilitätsphase von 10 Minuten einplanen und messen Sie dann die hämodynamischen und kardialen Funktionsparameter der Basislinie, einschließlich Lungen- und Systemdruck, Herzzeitvolumen, RV- und LV-Druck-Volumen-Schleifen sowie transthorakale Echokardiographie.</li>
</ol>2. Einrichten eines chirurgischen Zugangs
<ol><li>Führen Sie mit einem Kauterpen einen Schnitt in der Mittellinie von der mittleren Halswirbelsäule bis zum Xiphoid durch. Danach teilen Sie das Unterhautfett Schicht für Schicht entlang der Mittellinie mit Hilfe der Elektrokauterisation, um das Peristernum zu erreichen.</li>
	<li>Schneiden Sie um die Brustbeinkerbe herum und ziehen Sie mit einem Finger die Weichteile unter dem Brustbein zurück und streichen Sie sie weg. Öffnen Sie das Brustbein mit einer Knochensäge und stellen Sie sicher, dass das Brustbein vollständig geteilt ist, während Sie vorsichtig mit der Vene unter dem oberen Teil des Brustbeins umgehen. Kauterisieren Sie das Brustbein und/oder tragen Sie Knochenwachs auf, um eine ausreichende Blutstillung zu gewährleisten.</li>
	<li>Mit Hilfe der Elektrokauterisation wird der Thymusdrüsen präpariert und entfernt, indem er ihn aus dem Herzbeutel hebt. Kauterisieren Sie die Gefäße, die den Thymus aus der Aorta und der oberen Hohlvene (SVC) versorgen, um Blutungen zu verhindern.</li>
	<li>Schneiden Sie den Herzbeutel vorsichtig mit dem Kauter auf. Führen Sie während des Schneidens die Finger unter den Herzbeutel ein, um Verletzungen des Herzens zu vermeiden.</li>
	<li>Verabreichen Sie 300 Einheiten/kg Heparin i.v., um eine systemische Antikoagulation zu erreichen. Wenn der Test verfügbar ist, stellen Sie sicher, dass die Gerinnungszeit (ACT) ˃ 300 s aktiviert ist.</li>
</ol>3. Absetzen lebenserhaltender Therapien und Todeserklärung
<ol><li>Verabreichen Sie einen Bolus von 3 mg/kg Propofol i.v., beenden Sie dann die mechanische Beatmung und trennen Sie den Endotrachealtubus. HINWEIS: Dieser Schritt entspricht dem "Entzug der lebenserhaltenden Maßnahmen", um die normotherme regionale Perfusion zu starten. Zu den Bedingungen der Euthanasie siehe Abschnitt 8.</li>
	<li>Überwachen Sie den arteriellen Druck und die periphereO2-Sättigung . Beginnen Sie mit der funktionellen warmen Ischämiezeit, wenn der systolische Druck 50 mmHg &lt;.</li>
	<li>Stellen Sie einen Kreislaufstillstand fest, wenn eine Asystolie (oder Kammerflimmern) vorliegt und die arterielle Pulsatilität fehlt. Leiten Sie eine Mindestbeobachtungsphase von 5 min nach Feststellung des Kreislaufstillstands ein (Stand-off-Periode) und erklären Sie anschließend den Tod des Tieres.</li>
</ol>4. Platzierung der thorakoabdominellen normothermen regionalen Perfusion
<ol><li>Mit Hilfe des Kauters wird der Aortopulmonalraum vorsichtig präpariert. Ziehen Sie den RV-Ausflusstrakt nach unten, die Pulmonalarterie nach links und die Aorta nach rechts zurück, um direkte Läsionen an letzterer zu vermeiden. Nehmen Sie bei Bedarf bei diesem Schritt die Hilfe eines Assistenten in Anspruch.</li>
	<li>Präparieren und ligieren Sie die supraaortalen Gefäße, um eine zerebrale Perfusion zu vermeiden und auszuschließen. Alternativ können Sie eine große Kreuzklemme über die Gefäße legen.</li>
	<li>Legen Sie zwei 18-G-Katheter in die Halsschlagader beidseitig distal zum Verschluss, um den potenziellen Blutfluss zum Gehirn zu beurteilen. Sammeln und messen Sie das Blut während des gesamten Experiments und infundieren Sie es über den NRP-Kreislauf.</li>
	<li>Präparieren Sie mit der Metzenbaum- und der rechtwinkligen Pinzette vorsichtig zwischen der SVC und der Arteria innominata sowie zwischen IVC und Perikard. Umschließen Sie die SVC und IVC mit einem Nabelband oder einer einfachen 0-Seidennaht und sichern Sie sie mit einem Tourniquet.</li>
	<li>Platzieren Sie mit einer 3-0-Naht zwei konzentrische Nähte an der distalen aufsteigenden Aorta adventitia. Vermeiden Sie Nähte in voller Dicke. Platzieren Sie eine Taschenfadennaht auf dem rechten Vorhof (RA). Befestigen Sie alle Nähte mit einem Tourniquet.</li>
	<li>Aufbau und Vorbereitung des NFP-Systems nach den Bedürfnissen der Forscher und der Experimente. Verwenden Sie für dieses Protokoll einen ECMO-Kreislauf mit einer Kreiselpumpe, der mit 2 l kristalloider Lösung gefüllt ist, die 500 mg Solumedrol, 200 ml 8,4 % Natriumbicarbonat (NaOH), 300 Einheiten/kg Heparin und 2 g MgSO4 enthält. HINWEIS: Der hier verwendete Aufbau ähnelt dem, der von den Kardiotechnikern der Einrichtung in der Abteilung für Herzchirurgie verwendet wird.</li>
	<li>Kanülieren Sie die Aorta mit einer Arterienkanüle von 17 bis 21 F und ziehen Sie dann das Tourniquet fest, das die Naht hält, um die Kanüle an Ort und Stelle zu halten. HINWEIS: Alternativ können Sie eine extrakorporale Membranoxygenator-Kanüle (ECMO) mit der Seldinger-Technik einführen, um den Blutverlust zu minimieren. Eine andere Methode besteht in der Verwendung einer Standard-Bypass-arteriellen Kanüle. Die Aortenkanüle wird dann über einen 3/8-3/8-Konnektor mit der arteriellen Leitung des NRP-Schaltkreises verbunden. Achten Sie auf eine vollständige Entlüftung, um Luftembolien zu vermeiden.</li>
	<li>Erstellen Sie einen 5-mm-Einschnitt in der Mitte der Geldbeutelsaite auf der RA und erweitern Sie ihn dann mit einem kleinwinkligen Instrument wie einem rechten Winkel oder einem Druckknopf. Decken Sie den Schnitt mit einem Finger ab, um übermäßige Blutungen zu vermeiden.</li>
	<li>Verwenden Sie eine zweistufige Venenkanüle, um die RA zu kanülieren, und ziehen Sie dann die Nähte mit einem Tourniquet fest, um die Kanüle an Ort und Stelle zu halten.</li>
	<li>Verbinden Sie die Kanülen mit einem 1/2-3/8-Stecker mit dem venösen Zugang des NRP-Kreislaufs und sorgen Sie für eine vollständige Entlüftung, um einen Lufteinschluss im System zu vermeiden.</li>
	<li>Stellen Sie sicher, dass zwischen der Todeserklärung und der Einleitung des NFP mindestens 15 Minuten vergangen sind, um die Zeit zu berücksichtigen, die für die Vorbereitung der klinischen Praxis, das Drapieren und den Zugang zum Herzen benötigt wird.</li>
	<li>Die NFP wird 15 min nach Beginn der funktionellen warmen Ischämiezeit eingeleitet. Behalten Sie die Normothermie während des gesamten Verfahrens bei. Passen Sie die Durchflussraten schrittweise an, um einen Perfusionsindex von 2,5 l/min/m2 zu erreichen. Starten Sie die mechanische Beatmung mit einem FIO2 von 50 % und einem TV von 6 ml/kg neu. HINWEIS: Ändern Sie diese Einstellungen entsprechend dem Versuchsplan.</li>
	<li>Kontinuierlich 10 μg/kg/min Dopamin und 4 Einheiten/min Vasopressin IV infundieren. Verwenden Sie Epinephrin und Noradrenalin während der ersten Perfusion und titrieren Sie sie dann nach Bedarf, um die Druckregulierung zu unterstützen und gleichzeitig den arteriellen Druck über 50 mmHg zu halten.</li>
</ol>5. Aufrechterhaltung der Reperfusion und Ziele für die Entwöhnung
<ol><li>Reperfundieren Sie das Herz für 30 Minuten, bevor Sie versuchen, sich von NRP zu entwöhnen. Wenn die Entwöhnung nicht erfolgreich ist, führen Sie eine zusätzliche 15-minütige Reperfusion durch, um die NRP zu unterstützen, bevor Sie erneut versuchen, die Reperfusion für eine maximale Reperfusionszeit von insgesamt 180 Minuten zu erreichen.</li>
	<li>Fahren Sie nach erfolgreicher Entwöhnung mit der kardialen Beurteilung fort. Wenn die Entwöhnung nach dieser Zeit nicht erreicht ist, beenden Sie das Experiment und melden Sie das Problem. HINWEIS: Dies sollte an die Ziele jedes Ermittlers angepasst werden.</li>
	<li>Bewerten Sie die NRP-Entwöhnungskriterien und stellen Sie sicher, dass alle Kriterien erfüllt sind, wie in Tabelle 1 beschrieben.</li>
</ol>6. Beurteilung der kardialen Genesung
<ol><li>Erstellen Sie Druck-Volumen-Schleifenanalysen (PV) zur Messung der kardialen Kontraktilität. Der Leitwertkatheter ermöglicht die kontinuierliche Messung von LV-PV-Beziehungen.<ol><li>Erhalten Sie stationäre Aufzeichnungen, um volumenabhängige Parameter, Schlagarbeit und entwickelten Druck zu erzeugen, und verschließen Sie den IVC mit einem Nabelband, um volumenunabhängige Parameter durch Okklusion zu erzeugen, d. h. rekrutierbare Schlaganfallarbeit vor Belastung.</li>
	</ol></li>
	<li>Messen Sie den zentralvenösen Druck, den Druck der Pulmonalarterien, das Herzzeitvolumen, den RV-Druck und den pulmonalen kapillaren Keildruck mit dem zu Beginn des Experiments eingeführten Swans-Ganz-Katheter.</li>
	<li>Analysieren Sie die Herzfunktion durch Echokardiographie mit einer transösophagealen Standardsonde und einer transthorakalen Sonde, die direkt am Herzen platziert wird.</li>
	<li>Führen Sie Stoffwechseluntersuchungen durch, indem Sie arterielle und venöse Blutproben für Analysen sammeln. Entnehmen Sie Blut direkt aus dem Koronarsinus, um die Herzstoffwechselfunktion gezielt zu beurteilen. Analysieren Sie Blutgase und Laktatspiegel.</li>
	<li>Zusätzlich können bei Bedarf Myokardbiopsien aus dem RV und LV entnommen werden. Entnehmen Sie Proben von anderen transplantierbaren Organen von Interesse (z. B. Lunge, Leber, Nieren), je nach den Zielen des Prüfarztes.</li>
</ol>7. NFP-Entfernung und kardiale Abklärung
<ol><li>Wenn die Entwöhnungskriterien erfüllt sind, stoppen Sie die NRP. Entfernen Sie die Kanüle aus der RA und ziehen Sie die Naht schnell fest, um den Blutverlust zu minimieren. Befestigen Sie die Naht mit Knoten und gehen Sie genauso vor, um die Aortenkanüle zu entfernen.</li>
	<li>Beurteilen Sie die Herzfunktion alle 30 Minuten für 2 Stunden, nachdem die NRP gestoppt wurde, wie in Schritt 6.1 beschrieben. bis 6.4.</li>
</ol>8. Abbruch des Experiments
<ol><li>Nach 2 h wird ein 16 G oder 18 G Kardioplegiekatheter in die aufsteigende Aorta gelegt. Schließen Sie die Kanüle an den NRP-Stromkreis an.</li>
	<li>Danach dekomprimieren Sie die rechte Herzhöhle durch Einschneiden des IVC und die linke Höhle durch Einschneiden des linken Vorhofs mit dem Kauter.</li>
	<li>Klemmen Sie die aufsteigende Aorta nach dem Einführen der Kanüle ab und verabreichen Sie 1,5 l Del Nido Kardioplegielösung bei 4 °C an das Herz. Stellen Sie sicher, dass der Perfusionsdruck 50 mmHg beträgt.</li>
	<li>Stoppen Sie die mechanische Beatmung und legen Sie Eismatsch (0,9 % NaCl) nach Beginn der Kardioplegie zur Kühlung in die Brusthöhle. Fahren Sie mit der Herzoperation auf traditionelle Weise fort, sobald die Kardioplegie-Infusion abgeschlossen ist.</li>
	<li>Verwenden Sie das entnommene Herz, um umfangreiche Myokardbiopsien zur Beurteilung und Bewertung zu erhalten. Durchführung weiterer Biopsien aus anderen Organen (z. B. Lunge, Leber, Nieren), abhängig vom Versuchsdesign und der Zielsetzung der Prüfärzte HINWEIS: Abbildung 1 enthält eine Zusammenfassung der gezeigten Protokollschritte und Tabelle 1 enthält eine Definition der Parameter und Kriterien, die in dieser Studie verwendet wurden.</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64009/64009fig01.jpg"> Abbildung 1: Schematische Zusammenfassung des Versuchsprotokolls. Abkürzungen: NFP = Normotherme Regional Perfusion. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64009/64009fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung zu sehen.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>Definition/Kriterien</td>
		</tr><tr><td>Funktionelle Warm-Ischämie-Periode</td>
			<td>Zeitraum, der beginnt, wenn der systolische Druck 50 mmHg &lt;, und endet, wenn die NRP eingeleitet wird. In diesem Protokoll beträgt dieser Zeitraum 15 Minuten</td>
		</tr><tr><td>Kreislaufstillstand</td>
			<td>Sie wird festgestellt, wenn sich das Herz in Asystolie oder bei Kammerflimmern befindet</td>
		</tr><tr><td>Stand-off-Periode</td>
			<td>Zeitraum, der mit dem Kreislaufstillstand beginnt und mit der Todeserklärung endet. In diesem Protokoll beträgt dieser Zeitraum 5 Minuten</td>
		</tr><tr><td rowspan="6">Erfolgreiche NFP-Entwöhnung</td>
			<td>Minimaler Einsatz von Inotropika und Vasopressoren</td>
		</tr><tr><td>KI &gt; 2,2 l/min/m2</td>
		</tr><tr><td>MAP &gt; 55 mmHg</td>
		</tr><tr><td>RAP &lt; 15 mmHg</td>
		</tr><tr><td>PCWP &lt; 15 mmHg</td>
		</tr><tr><td>Normale LV- und RV-Funktion</td>
		</tr></tbody></table>Tabelle 1: Repräsentative Definition der Parameter und Kriterien, die in diesem Protokoll verwendet werden. Abkürzungen: CI = Cardiac Index; MAP = Mittlerer arterieller Druck; NFP = Normotherme regionale Perfusion; PCWP = pulmonaler kapillarer Keildruck; RAP = Rechtsatrialer Druck.

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</ol>

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Dieses Manuskript beschreibt eine Großtier-Modellspende nach Kreislauftod (DCD) mit anschließender thorakoabdominaler normothermer regionaler Perfusion. In diesem Experiment wird das Herz für mindestens 30 min und maximal 3 h reperfundiert, bevor es vom ECMO-Kreislauf entwöhnt wird. Das Herz arbeitet dann 2 h lang selbstständig, was kurzfristig eine wertvolle Herzbeurteilung ermöglicht. Daher ist die größte Einschränkung dieses Protokolls die kurzfristige Nachverfolgung; Eine langfristige Bewertung wäre jedoch ressourcen...

Über 300.000 Menschen sterben in Nordamerika jedes Jahr an Herzinsuffizienz (HF); Die Herztransplantation ist nach wie vor die einzige Behandlungsoption für einige dieser Patienten mit Erkrankung im Endstadium1. In der Vergangenheit waren Spenderherzen, die nach neurologischer Feststellung des Todes (NDD) gewonnen wurden, die ausschließliche Quelle für Herztransplantationen, aber selbst dann waren nur etwa 40 % für eine Transplantation geeignet2. Zwischen 15 % und 20 % der Patienten sterben während des Wartens auf eine Herzspende, wobei der Mangel an Spenderherzen einer der Gründe ist, die zu einer Diskrepanz zwischen den verfügbaren Herzen und den benötigten Herzen führen2. Um den Organspenderpool zu vergrößern, ist die Verwendung von Herzen, die nach dem Kreislauftod (DCD) gespendet werden, ein wichtiger Aspekt3. Es gibt Widerwillen bei der Verwendung von DCD-Herzen, da diese Organe nach Beendigung der Blutzirkulation ausnahmslos einer ungeschützten (warmen) Ischämie ausgesetzt sind und irreversible Schäden erleiden können. Obwohl es Berichte über erfolgreiche DCD-Herztransplantationen mit hervorragenden frühen Ergebnissen gibt4,5, besteht die Notwendigkeit, eine validierte Bewertungsmethode zu entwickeln, um festzustellen, ob diese Herzen verwendbar sind, und um möglicherweise ihre Leistung nach der Transplantation vorherzusagen 6,7. Um die ischämischen Perioden von DCD-Herzen zu begrenzen und sie während der Lagerung und des Transports kontinuierlich zu überwachen, wurden ex situ Herzperfusionssysteme entwickelt8. Diese Technologie beruht jedoch auf komplexen Geräten mit Perfusionsgeräten und ist mit hohen Vorlaufkosten verbunden, ohne dass garantiert werden kann, dass das beschaffte Organ für eine Transplantation geeignet ist. Ein neuartiges Protokoll für die DCD-Herztransplantation, das auf normothermer regionaler Perfusion (NRP) basiert, wurde von Messer et al.3 vorgeschlagen. Bei dieser Technik wird die myokardiale Durchblutung wiederhergestellt, während sich das Herz noch im Spender befindet und der Hirnkreislauf ausgeschlossen wird. Es ermöglicht eine funktionelle Bewertung in situ vor der Beschaffung3.
Bei der Verwendung von Großtiermodellen ist das Schweineherz aufgrund seiner anatomischen Ähnlichkeit mit dem menschlichen Herzen eine der bevorzugten Plattformen für herzchirurgische Forschung. Bei der Verwendung dieses Modells sollten jedoch einige wichtige Faktoren bei Schweineherzen berücksichtigt werden. Zum Beispiel ist das Schweineherzgewebe sehr zerbrechlich und brüchig und neigt zu Rissen, insbesondere in der Lungenarterie und im rechten Vorhof9. Ein weiterer wichtiger Faktor, den es zu berücksichtigen gilt, ist, dass das Schweineherz sehr empfindlich auf Ischämie reagiert und zu Herzrhythmusstörungen neigt, weshalb jedem Tier vor dem Experiment routinemäßig Antiarrhythmika verabreicht werden sollten. Nichtsdestotrotz gilt es nach wie vor als geeignetes Modell für die Untersuchung der akuten Ischämie bei Herztransplantationen9.
Dieses Manuskript beschreibt ein Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod, gefolgt von thorakoabdominaler normothermer regionaler Perfusion, das das klinische Szenario bei Herztransplantationen genau simuliert und das Potenzial hat, neue therapeutische Studien und Strategien für die translationale Forschung zu ermöglichen.

<table><tbody><tr><td>Amiodaron</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Angiocath 20G</td><td>BD</td><td>381704</td><td></td></tr><tr><td>Atropin 0,4 mg/mL</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung</td></tr><tr><td>verfügbar Biomedicus Kreiselpumpe</td><td>Medtronic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kardioplegie Lösung (Del Nido)</td><td>im eigenen Haus hergestellt</td><td></td><td>Eine andere Lösung kann nach Ermessen der verwendet werden Forscher</td></tr><tr><td>Kauterstift</td><td>Covidien</td><td>E2515H</td><td></td></tr><tr><td>Zentraler Venenkatheter doppellumig</td><td>Cook Medical</td><td>C-UDLM-501J-LSC</td><td></td></tr><tr><td>Zentrale Venenscheide Introducer 7 Fr</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Leitwertkatheter</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>CPB-Packung</td><td>Medtronic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DLP Aortenwurzelkanüle</td><td>Medtronic</td><td>12218</td><td></td></tr><tr><td>DLP zweistufige Venenkanüle (29 oder 37 F)</td><td>Medtronic</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Dobutamin</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Dopamin</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Elektrode Polyhesive</td><td>Covidien</td><td>E7507</td><td></td></tr><tr><td>EOPA Arterielle Kanüle (17 oder 21 F)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Epinephrin</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung</td></tr><tr><td>verfügbar O2 Gesichtsmaske</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung erhältlich</td></tr><tr><td>Handschuhe, Nitril, Medium</td><td>Fischer</td><td>27-058-52</td><td></td></tr><tr><td>Heparin 1000 IE/ml</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Inhaliertes Isofuran</td><td></td><td></td><td>Bereitgestellt von der Tierhaltung der Einrichtung</td></tr><tr><td>Jelco 16 oder 18 G Katheter</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamin inj. 50 mL Fläschchen (100 mg/ml)</td><td>Health Canada</td><td></td><td>Health Canada Zulassung ist erforderlich</td></tr><tr><td>Lidocain/Xylocain 1%</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Magnesiumsulfat 5 g/10 mL</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Midazolam inj. 10 mL Fläschchen (5 mg/ml)</td><td>Health Canada</td><td></td><td>Health Canada Genehmigung ist erforderlich</td></tr><tr><td>MPS Quest Lieferung Einwegpackung</td><td>Quest Medical</td><td>5001102-AS</td><td></td></tr><tr><td>Noradrenalin</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung erhältlich</td></tr><tr><td>Normale Kochsalzlösung (NaCl 0,9%) 1L Beutel</td><td>Baxter</td><td>JB1324</td><td></td></tr><tr><td>Pipettenspitzen 1</td><td>mL Fisherbrand</td><td>02-707-405</td><td></td></tr><tr><td>Propofol 1 mg/mL</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Rocuronium</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Set Admin Prim NF PB mit Rückschlagventil</td><td>Smith Medical</td><td>21-0442-25</td><td></td></tr><tr><td>Natriumbicarbonat (NaOH) 8,4%</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Sofsil 0 wachsbeschichtetes</td><td>Covidien</td><td>S316</td><td></td></tr><tr><td>Solumedrol 500 mg/5 mL</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr><tr><td>Saugspitze</td><td>Covidien</td><td>8888501023</td><td></td></tr><tr><td>Saugschlauch 1/4'' x 120''</td><td>Med-Rx</td><td>70-8120</td><td></td></tr><tr><td>Naht 3.0 Prolene Blu M SH</td><td>Ethicon</td><td>8523H</td><td></td></tr><tr><td>Naht 5.0 Prolene BB</td><td>Ethicon</td><td>8580H</td><td></td></tr><tr><td>Naht Prolene Blum 4-0 SH 36</td><td>Ethicon</td><td>8521H</td><td></td></tr><tr><td>Naht BB 4.0 Prolene</td><td>Ethicon</td><td>8881H</td><td></td></tr><tr><td>Trachealkanüle, 6,5 mm</td><td>Mallinckrodt</td><td>86449</td><td></td></tr><tr><td>Vasopressin</td><td></td><td></td><td>Wie in der Einrichtung verfügbar</td></tr></tbody></table>

großtiermodell der spende nach kreislauftod und normothermer regionaler perfusion zur kardialen beurteilung

Large-Animal Model of Donation after Circulatory Death and Normothermic Regional Perfusion for Cardiac Assessment

Die steigende Nachfrage nach Herztransplantationen im Laufe der Jahre hat das Interesse an der Spende nach Kreislauftod (DCD) geweckt, um den Organspenderpool zu erweitern. Der DCD-Prozess ist jedoch aufgrund der unvermeidlichen Periode der warmen Ischämie mit dem Risiko einer Schädigung des Herzgewebes verbunden. Die normotherme regionale Perfusion (NRP) ermöglicht eine In-situ-Organbeurteilung , die die Gewinnung von Herzen ermöglicht, die als lebensfähig eingestuft wurden. In dieser Arbeit beschreiben wir ein klinisch relevantes Grosstiermodell der DCD gefolgt von NFP. Der Kreislauftod wird bei anästhesierten Schweinen durch Stoppen der mechanischen Beatmung festgestellt. Nach einer voreingestellten warmen Ischämieperiode wird ein extrakorporaler Membranoxygenator (ECMO) für eine NRP-Periode von mindestens 30 Minuten verwendet. Während dieser Reperfusionsphase ermöglicht das Modell die Entnahme verschiedener Myokardbiopsien und Blutproben für eine erste kardiale Beurteilung. Nach der Entwöhnung können biochemische, hämodynamische und echokardiographische Untersuchungen der Herzfunktion und des Herzstoffwechsels durchgeführt werden, bevor Organe entnommen werden. Dieses Protokoll simuliert genau das klinische Szenario, das zuvor für DCD und NRP bei Herztransplantationen beschrieben wurde, und hat das Potenzial, Studien zu erleichtern, die darauf abzielen, Ischämie-Reperfusionsschäden zu verringern und den Erhalt und die Wiederherstellung der Herzfunktion zu verbessern.

Dieses präklinische Modell wurde in unserer Einrichtung erfolgreich für mehrere Experimente eingesetzt. Zunächst konnten wir zeigen, dass DCD-Herzen, die zunächst mit NRP reperfundiert wurden, eine ähnliche funktionelle Erholung nach einer Transplantation zeigten wie eine konventionelle Schlagherzspende, die mit Kühllagerung konserviert wurde. Darüber hinaus haben wir dieses Protokoll verwendet, um zu zeigen, dass die Beurteilung der kardialen Funktion nach NRP prädiktiv für die Genesung nach der Transplantation war. Sch...

Das Protokoll beschreibt ein Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod, gefolgt von einer thorakoabdominalen normothermen regionalen Perfusion, die das klinische Szenario bei Herztransplantationen genau simuliert und das Potenzial hat, therapeutische Studien und Strategien zu erleichtern.

Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod und normothermer regionaler Perfusion zur kardialen Beurteilung

The increase in demand for cardiac transplantation throughout the years has fueled interest in donation after circulatory death (DCD) to expand the organ ...

Dieses Protokoll beschreibt ein Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod, gefolgt von einer thorakoabdominellen normothermen regionalen Perfusion, die die klinische Herztransplantation genau nachahmt. Dies könnte genutzt werden, um mögliche Strategien in der translationalen Forschung zu evaluieren. Der Hauptvorteil dieses Protokolls besteht darin, dass es ein geeignetes präklinisches Modell für die Herztransplantation bietet, da die anatomischen und chirurgischen Techniken Ähnlichkeiten zwischen dem Wildschwein und dem menschlichen Herzen aufweisen.Beginnen Sie mit einem Kauterpen, um einen Schnitt in der Mittellinie eines anästhesierten Tieres von der mittleren Halsregion bis zum Xiphoid durchzuführen. Teilen Sie dann das Unterhautfett Schicht für Schicht entlang der Mittellinie mit Elektrokauterisation, um das Peristernum zu erreichen. Nachdem Sie um die Brustbeinkerbe herum geschnitten haben, ziehen Sie mit einem Finger die Weichteile unter dem Brustbein zurück und streichen Sie sie weg.Öffnen Sie das Brustbein mit einer Knochensäge und achten Sie darauf, dass das Brustbein vollständig geteilt ist, und achten Sie dabei auf die Vene unter dem oberen Teil des Brustbeins. Kauterisieren Sie dann das Brustbein oder tragen Sie Knochenwachs auf, um eine ausreichende Blutstillung zu gewährleisten. Als nächstes wird der Thymus mit Hilfe der Elektrokauterisation präpariert und entfernt, indem er aus dem Perikard gehoben und die Gefäße verätzt wird, die den Thymus aus der Aorta und der oberen Hohlvene versorgen, um Blutungen zu verhindern.Schneiden Sie den Herzbeutel vorsichtig mit Kauter auf. Führen Sie beim Schneiden die Finger unter den Herzbeutel, um Verletzungen des Herzens zu vermeiden. Verabreichen Sie dann 300 Einheiten pro Kilogramm Heparin intravenös, um eine systemische Antikoagulation zu erreichen.Wenn der Test verfügbar ist, stellen Sie sicher, dass die aktivierte Gerinnungszeit mehr als 300 Sekunden beträgt. Verabreichen Sie einen Bolus von drei Milligramm pro Kilogramm Propofol intravenös. Stoppen Sie dann die mechanische Beatmung und trennen Sie den Endotrachealtubus.Überwachen Sie den arteriellen Druck und die periphere Sauerstoffsättigung. Wenn der systolische Druck weniger als 50 Millimeter Quecksilbersäule beträgt, beginnen Sie mit der Zeit der funktionellen warmen Ischämie. Legen Sie einen Kreislaufstillstand fest, wenn eine Asystolie vorliegt und die arterielle Pulsatilität fehlt.Nach Absetzen lebenserhaltender Therapien und Bestätigung des Todes wird der rechte Ventrikelausflusstrakt nach unten, die Lungenarterie nach links und die Aorta nach rechts zurückgezogen. Anschließend wird der Lungenraum der Aorta vorsichtig mit Hilfe des Kauters präpariert. Legen Sie eine große Kreuzklemme über die supraaortalen Gefäße, um eine zerebrale Perfusion zu vermeiden und auszuschließen.Anschließend mit der Metzenbaum- und einer rechtwinkligen Pinzette vorsichtig zwischen der oberen Hohlvene und der Arteria innominata sowie zwischen der unteren Hohlvene und dem Perikard präparieren. Umkreisen Sie die obere und untere Hohlvene mit einem Nabelband oder einer einfachen Zero-Silk-Naht und sichern Sie sie mit einem Tourniquet. Platzieren Sie mit einer 3-0-Naht zwei konzentrische Nähte an der distalen aufsteigenden Aorta adventitia und vermeiden Sie Nähte in voller Dicke.Legen Sie dann eine Taschennaht auf den rechten Vorhof, bevor Sie alle Nähte mit einem Tourniquet sichern. Als nächstes richten Sie das normotherme regionale Perfusionssystem ein und bereiten es vor. Kanülieren Sie dann die Aorta mit einer 17 bis 21 französischen Arterienkanüle und befestigen Sie sie an Ort und Stelle, indem Sie das Tourniquet festziehen und die Naht halten.Erstellen Sie einen fünf Millimeter langen Einschnitt in der Mitte der Geldbeutelsaite am rechten Vorhof und erweitern Sie ihn mit einem kleinen abgewinkelten Instrument, z. B. einem rechten Winkel oder einem Druckknopf. Decken Sie den Schnitt mit einem Finger ab, um übermäßige Blutungen zu vermeiden. Verwenden Sie als Nächstes eine zweistufige Venenkanüle, um den rechten Vorhof zu kanülieren.Befestigen Sie dann die Kanüle, indem Sie die Nähte mit einem Tourniquet festziehen. Verbinden Sie die Kanülen mit einem halben bis drei über acht Zoll großen Konnektor mit der venösen Leitung des normothermen regionalen Perfusionskreislaufs, um eine vollständige Entlüftung zu gewährleisten, um einen Lufteinschluss im System zu vermeiden. Es muss sichergestellt werden, dass zwischen der Todeserklärung und dem Beginn der normothermen regionalen Perfusion mindestens 15 Minuten vergangen sind, um die Zeit zu erfassen, die für die Vorbereitung der klinischen Praxis, das Drapieren und den Zugang zum Herzen benötigt wird.15 Minuten nach Beginn der funktionellen warmen Ischämiezeit wird die normotherme regionale Perfusion eingeleitet und die Flussraten schrittweise angepasst, um einen Perfusionsindex von 2,5 Litern pro Minute und Quadratmeter zu erreichen. Starten Sie die maschinelle Beatmung mit einem Anteil von 50 % eingeatmetem Sauerstoff und sechs Millilitern pro Kilogramm Atemzugvolumen neu. Wenn die Entwöhnungskriterien erfüllt sind, stoppen Sie die normotherme regionale Perfusion.Entfernen Sie die Kanüle aus dem rechten Vorhof und ziehen Sie die Naht schnell fest, um den Blutverlust zu minimieren. Befestigen Sie die Naht mit Knoten. Gehen Sie dann wie folgt vor, um die Aortenkanüle zu entfernen.Analysieren Sie die Herzfunktion durch Echokardiographie mit einer transösophagealen Standardsonde und einer transthorakalen Sonde, die direkt am Herzen platziert wird. Repräsentative Ergebnisse der Herzfunktion zeigten eine signifikante Abnahme der Herzfunktion nach der Spende nach dem Kreislauftod. Diese Organe zeigten jedoch eine ähnliche funktionelle Erholung nach der Transplantation im Vergleich zu konventionell transplantierten Herzen.Zerebrale Oximetriemessungen während der normothermen regionalen Perfusion mit geklemmten supraaortalen Gefäßen bestätigten das Fehlen einer adäquaten zerebralen Perfusion, während Lungen-Compliance-Messungen während der normothermen regionalen Perfusion und nach der Entwöhnung von der Unterstützung keine signifikante Veränderung gegenüber dem Ausgangswert zeigten. Mit der Entwicklung dieser Technik wurde die Bedeutung der Beurteilung der Transplantationsfähigkeit anderer Organe wie Lunge, Nieren und Leber im Zusammenhang mit der Spende nach Kreislauftod und normothermer regionaler Perfusion deutlich.

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Research

Forschung

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Großtiermodell der Spende nach Kreislauftod und normothermer regionaler Perfusion zur kardialen Beurteilung

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