Bestimmung des Herzzeitvolumens in einem Schweinemodell für ex vivo Lungenperfusion
28. Juni 2024
Dieses Protokoll beschreibt die chirurgische Technik, die für die Platzierung eines Thermodilutionskatheters durch die Jugularvene bei Schweinen verwendet wird, um das Herzzeitvolumen abzuschätzen und eine angemessene Lungenperfusion während der ex vivo Lungenperfusion (EVLP) sicherzustellen.
Diese Studie wurde durchgeführt, um sicherzustellen, ob die Berechnung des Herzzeitvolumens nach der Methode der thermischen Läsion bei Schweinen es uns ermöglicht, gleiche Werte zu erhalten, die mit den anderen Techniken zur Bestimmung des adäquaten Perfusionsflusses während der ex vivo Lungenperfusion oder EVLP in experimentellen Tiermodellen erzielt wurden. Eine der Herausforderungen ist die Entwicklung neuer und kostengünstiger Lösungen und Technologien für die Durchführung von EVLP, die die Wiederherstellung von Lungen ermöglichen würden, die unter normalen Umständen für eine Lungentransplantation verworfen werden könnten, sowie eine verlängerte Lungenkonservierung. Bewertung der strukturellen und molekularen Veränderungen, die im Lungengewebe nach längerer Konservierung bis EVLP mit unterschiedlichem Perfusionsfluss vorhanden sind.
Zu den neuen wissenschaftlichen Fragen, die unsere Ergebnisse aufgeworfen haben, gehört die Bewertung, welche lungenbezogenen, strukturellen, physiologischen und molekularen Veränderungen nach EVLP auftreten können, wobei der Perfusionsfluss des Herzzeitvolumens verwendet wird, der durch thermische Elution, angepasst durch das Gewicht der Körperoberfläche und das fixierte Metall erhalten wird. In zukünftigen Studien wird sich unser Labor darauf konzentrieren, zu untersuchen, wie sich verschiedene Perfusionsflüsse während der EVLP auf das Lungenendothel auswirken, mit dem Ziel, die Lungenerholung zu erhöhen und die Konservierung für die Transplantation zu verbessern.
Übersicht
Dieses Protokoll beschreibt eine chirurgische Technik zur Platzierung eines Thermodilutionskatheters über die Vena jugularis bei Schweinen. Diese Methode dient der Abschätzung des Herzzeitvolumens und der Sicherstellung einer ausreichenden Lungenperfusion während der ex vivo-Lungenperfusion (EVLP).
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Schätzung des Herzzeitvolumens
- Ex-vivo-Lungenperfusion
- Chirurgische Techniken an Tiermodellen
Hintergrund
- Bedeutung einer ausreichenden Lungenperfusion für die Lungentransplantation.
- Herausforderungen bei der Entwicklung kostengünstiger Lösungen für die EVLP.
- Notwendigkeit langerer Lungenkonservierungstechniken.
- Beurteilung struktureller und molekularer Veränderungen im Lungengewebe nach EVLP.
Zweck der Studie
- Untersuchung, ob die mittels der Thermolesionsmethode berechneten Werte des Herzzeitvolumens mit denen anderer Techniken vergleichbar sind.
- Beurteilung der Auswirkungen unterschiedlicher Perfusionsflüsse auf die Lungenregeneration.
- Untersuchung physiologischer und molekularer Veränderungen in Lungen während der EVLP.
Verwendete Methoden
- Platzierung eines Thermodilutionskatheters über die Vena jugularis.
- Berechnung des auf die Körperoberfläche und das Körpergewicht angepassten Herzzeitvolumens.
- Verwendung von Heparin, verdünnt in Natriumchloridlösungen.
- Beurteilung des Lungengewebes nach EVLP hinsichtlich struktureller und molekularer Veränderungen.
Hauptergebnisse
- Vergleich von Herzzeitvolumen-Werten, ermittelt mittels der Thermo-Läsionsmethode, mit anderen Techniken.
- Erkenntnisse zu Prozessen der Lungenkonservierung und -erholung.
- Identifizierung von Veränderungen im pulmonalen Endothel aufgrund unterschiedlicher Perfusionsflüsse.
- Schaffung einer Grundlage für zukünftige Studien zur EVLP.
Schlussfolgerungen
- Die Methode der thermischen Läsion ist eine geeignete Option zur Abschätzung des Herzzeitvolumens in der EVLP.
- Weitere Forschung ist erforderlich, um die Perfusionsflüsse für die Lungenreparatur zu optimieren.
- Das Verständnis molekularer Veränderungen kann die Techniken zur Lungenkonservierung verbessern.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die genaue Messung des Herzzeitvolumens in Schwein-EVLP-Modellen ist entscheidend für die Einrichtung physiologisch relevanter Perfusionsflüsse und beeinflusst direkt den prädiktiven Wert präklinischer Studien zur Lungenkonservierung und -transplantation. Der Vergleich der Thermodilutions-, BSA-, Gewichts- und Fick-Methode adressiert einen zentralen Wendepunkt in der translationalen Forschung und unterstützt eine robuste Zielvalidierung sowie die mechanistische Risikominimierung für pulmonale Interventionen. Die Standardisierung der Schätzung des Herzzeitvolumens verbessert die Reproduzierbarkeit und leitet risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung in Organkonservierungspipelines ein.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht eine gründliche Untersuchung von Perfusionsparametern zur funktionellen Lungenbeurteilung in präklinischen Modellen.
- Unterstützt die biologische Risikominimierung, indem der Einfluss von Durchflussraten auf die Gewebeviabilität und molekulare Endpunkte geklärt wird.
- Trägt zu einer vorhersagekräftigen Zuverlässigkeit bei translationalen Lungenkonservierungsprotokollen bei.
Screening und Assay-Entwicklung
- Liefert validierte quantitative Ergebnisse für das Herzzeitvolumen und unterstützt die Assay-Standardisierung in EVLP-Arbeitsabläufen.
- Ermöglicht eine reproduzierbare Einrichtung der Perfusionsbedingungen für die anschließende Untersuchung von Substanzen oder Interventionen.
- Unterstützt Skalierbarkeit und Plattformwiederverwendung durch den Vergleich mehrerer Methoden zur Schätzung des Herzzeitvolumens.
Translationale und präklinische Forschung
- Stellt die Perfusionsparameter auf krankheitsrelevante und transplantationsrelevante Endpunkte in Schweinemodellen ab.
- Gewährleistet Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung durch Standardisierung physiologischer Messgrößen.
- Reduziert mechanistische Unschärfen in Studien zur Lungenkonservierung und -rehabilitation.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese Methode verankert den EVLP-Arbeitsablauf von der frühen Entdeckung bis zur präklinischen Validierung und schafft eine Grundlage für die Identifizierung von Leitstrukturen und translationsmedizinische Forschung im Bereich der Organpräsenation.
- Entdeckungsbiologie: Unterstützt die Hypothesenprüfung zu den Auswirkungen des Perfusionsflusses auf Lungenstruktur und -funktion.
- Screening: Ermöglicht reproduzierbare, quantitative Messungen des Herzzeitvolumens zur Beurteilung der Eignung von Assays.
- Analytik: Ermöglicht den statistischen Vergleich von Schätzmethoden und unterstützt so die Auswahl und Optimierung von Protokollen.
- Translationale Forschung: Verbindet präklinische Erkenntnisse mit klinischen Lungenkonservierungsstrategien, indem Perfusionsflüsse an physiologische Gegebenheiten angepasst werden.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Schafft ein standardisiertes und wiederverwendbares Protokoll zur Bestimmung des Herzzeitvolumens in Großtiermodellen.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten bei Lungenperfusionsstudien.
- Operationaler Wert: Verbessert die Reproduzierbarkeit und Standardisierung zwischen Forschungsteams und Studien.
- Strategischer Wert: Unterstützt Entscheidungen über Fortführung oder Abbruch von Lungenkonservierungsprotokollen und der Technologieentwicklung.
- Portfolio-Wirkung: Ermöglicht eine risikoadjustierte Priorisierung präklinischer Modelle und Investitionen in translationsmedizinische Forschung.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Fachkenntnisse in der chirurgischen Katheterisierung und physiologischen Überwachung bei großen Tiermodellen.
- Setzt Zugang zu Thermodilutionskathetern, Druckaufnehmern und analytischer Infrastruktur für die Gasometrie sowie statistische Analyse voraus.
- Erfordert eine standardisierte Vorgehensweise zwischen verschiedenen Arbeitsgruppen bei der Messung des Herzzeitvolumens.
- Möglicherweise ist eine Anpassung für unterschiedliche Tiermodelle oder Perfusionssysteme notwendig.
- Die Forscher müssen die Eignung der Methode anhand spezifischer Protokollanforderungen und beobachteter Messunterschiede bewerten.
