Uso de dos dispositivos de asistencia Ventricular intracorpórea como un corazón Artificial Total

Resumen

Aquí, presentamos un protocolo usando dos bombas centrífugas como reemplazo del corazón artificial total.

Resumen

Soporte circulatorio mecánico (MCS) se ha introducido como una alternativa al trasplante de corazón principalmente mediante el uso de intracorpórea ventricular ayuda (VADs) los dispositivos de asistencia del ventrículo izquierdo. Sin embargo, algunos escenarios clínicos garantizan asistencia mecánica biventricular. Una estrategia para algunos pacientes es la supresión de ambos ventrículos y la implantación de dos bombas VAD como un corazón artificial total (TAH). Esto ha recientemente ha hecho posible por las mejoras en el diseño del dispositivo y el pequeño Perfil de dispositivos centrífugos. Este enfoque TAH sigue siendo experimental con muchos retos importantes como la configuración del dispositivo para equilibrar la circulación derecha e izquierda, la orientación de los dispositivos y el injerto de la salida con su influencia en la hemólisis y estabilidad y el resultado de soporte crónico con tal orientación. Este protocolo tiene como objetivo proporcionar un método reproducible para el reemplazo del corazón artificial total con dos VADs centrífugas intracorpórea en un modelo de vaca.

Introducción

Ha habido un crecimiento en el número de pacientes con insuficiencia cardíaca, con un estimado 5,7 millones de adultos sufren de esta condición en los Estados Unidos hoy¹. Unos 300.000 pacientes tienen final etapa insuficiencia cardíaca con una esperanza de vida de menos de un año. Mientras que el trasplante de corazón sigue siendo el tratamiento estándar de oro para final insuficiencia cardíaca, mucho está limitada por el número de órganos de donantes disponibles. MCS se ha introducido como una alternativa viable para trasplante del corazón sobre todo mediante el uso de VADs². VAD el trabajo de descarga del ventrículo izquierdo y proporcionar flujo delantero (apoyado por una bomba) directamente en la circulación arterial. VAD se puede implantar como puente al trasplante, así como una terapia de destino para los pacientes que no califican para un trasplante³. Desde su aprobación por la FDA hace menos de una década, el número anual de VADs implantado superó el número de trasplante de corazón, con este número aumenta exponencialmente⁴. Sin embargo, en un subconjunto de pacientes, la insuficiencia cardíaca es biventricular (es decir. que afectan al ventrículo izquierdo y derecho) y simplemente apoyar el ventrículo izquierdo solo puede no proporcionar adecuada perfusión. En estas situaciones, el ventrículo derecho necesita temporal ayuda mecánica⁵. Este tipo de "RVAD" requiere el uso de grandes cánulas conectadas a una bomba extracorpórea que restringen al paciente a la unidad de cuidados intensivos (UCI) mientras que el ventrículo se recupera. Para un subconjunto limitado de pacientes, otra opción es un TAH^6,7. Las indicaciones para el uso de TAH son: un fallo biventricular después post infarto, un defecto septal del ventrículo (VSD), una miopatía restrictiva severa que impide la canulación de la ventricular y un trasplante de corazón requiriendo apoyo crónica. Sin embargo, el actualmente aprobado por la FDA TAH es grande y no se puede utilizar en los pacientes más pequeños. Además, los controladores neumáticos son considerables y limitan la movilidad del paciente.

Una estrategia experimental para algunos pacientes es el uso de un segundo VAD para apoyar el ventrículo derecho^8,9,10. En este escenario, ambos ventrículos son suprimidos, y dos VADs se implantan como un TAT. Esto ha sido posible por las mejoras en el diseño del dispositivo y la reducción del perfil del dispositivo. Nuevo VAD centrífugo es mucho más pequeño, permitiendo dos VADs a implantarse cerca unos de otros para apoyar tanto la circulación de la izquierda y derecha. Este enfoque sigue siendo experimental con muchos retos importantes incluyendo la configuración del dispositivo para equilibrar la circulación derecha e izquierda, la orientación de los dispositivos y de la salida del injerto con su influencia en la hemólisis y otros eventos adversos. El propósito de este protocolo es proporcionar un enfoque reproductivo al reemplazo de TAH con dos VADs centrífugos en un modelo de vaca.

Protocolo

Pareados por edad (para la donación de sangre si es necesario) becerros (80-90 kg de peso) son atendidos en las instalaciones de animales. Vivienda y todos los procedimientos de tratamiento se realizan siguiendo las directrices de cuidado Animal y uso Comité de duque University Medical Center.

1. iniciación de la anestesia

1. Después de un ayuno de 8 – 12 h, pre medicar el becerro con Telazol (4,5 mg/kg/por vía intramuscular) y luego administrar isoflurano (1-4%) a través de una mascarilla.
2. La vaca en una posición supina sobre una mesa caliente e intubar. Fijar las extremidades a la mesa con fuertes lazos.
3. Colocar un catéter intravenoso (calibre 14 – 20) en la vena de la oreja.
4. Administrar diazepam (0.22 – 0,44 mg/kg/intravenosa) si la masticación y la deglución son muy frecuentes, o si el animal se muerde en el tubo endotraqueal (ET). Además, administrar si hay dificultad con la intubación para facilitar la exposición de las vías aéreas para intubación.

2. signos vitales y parámetros de la línea Central

1. Iniciar la ventilación mecánica en un volumen tidal de 10-15 mL/kg y un ritmo de 20-25, con isoflurano (0.5-4%) mantuvo durante todo el procedimiento.
2. Fije el tubo ET con lazos para no garantizar ningún cambio en la posición del tubo durante la operación.
3. Monitorear continuamente la saturación de oxígeno y frecuencia cardíaca durante todo el experimento. Dirección inmediatamente cualquier dificultad con la ventilación o el oxígeno saturación (SaO₂). Estos estará probablemente relacionado con posición del tubo, o ajustes del ventilador. Si es la posición del tubo, ajuste el tubo ET para lograr adecuados volúmenes de marea.

3. central de acceso Vascular

1. Aunque lo siguiente puede realizarse por vía percutánea con guía ecográfica, uso un corte hacia abajo acercarse mejor control local sangrado una vez que el animal esté anticoagulado.
2. Con la tráquea como un hito, afeitarse la piel del cuello (cortar el pelo) y esterilizar la zona con betadine. Haga una incisión lineal paralelo 1-2 cm de la tráquea y a 20 cm desde el manubrio con un bisturí de hoja no.10.
3. Divida el esternocleidomastoideo y cuidadosamente exponer la arteria carótida común izquierda y la vena yugular interna mediante una herramienta de cauterización eléctrica. Usar un retractor auto retención para ayudar con la exposición. Mantener el control proximal y distal de la arteria y la vena con grandes suturas de seda (seda tamaño 0 o 1) o bucles de vasos.
4. Canule la arteria carótida común izquierda con un catéter de calibre 18 para control de presión arterial. De la línea de aire y si tiene sangrado, coloque una sutura de polipropileno 6-0 o 7-0 en forma de jareta alrededor del catéter.
   1. Coloque el transductor de presión a la consola y transduce la onda de presión en el software bajo "presión sistémica". Leer y registrar la salida.
5. Acceso a la vena yugular interna izquierda para administración de fluidos y drogas y monitoreo de la presión venosa central. Coloque el transductor de presión a la consola y transduce la onda de presión en el software bajo "presión venosa central". Leer y registrar la salida.
6. Asegure ambas líneas distalmente a la piel y el monitor. Registrar la presión venosa central (PVC) de línea de base y la presión arterial.

4. Median Sternotomy y puente cardiopulmonar (CPB)

1. Palpe el esternón desde el manubrio a la xifoides a elegir un lugar en la línea media y marca con un marcador quirúrgico estéril. Afeitarse la piel con una recortadora de pelo y esterilizar la zona con betadine. Aplique un paño quirúrgico estéril.
2. Hacer una incisión con una cuchilla de 10 desde el manubrio hasta el xifoides.
3. Utilizar una herramienta de cauterización eléctrica para dividir el músculo pectoral mayor hacia abajo del esternón, mientras que está perfectamente alineado con la línea media mediante palpación manual de los bordes laterales del esternón. Puntuación de la línea media del esternón mediante la herramienta de cauterización eléctrica. Comenzar la esternotomía desde abajo dividiendo el xifoides con tijeras fuertes.
4. Extender la esternotomía cefálica con podadoras de jardín. Después de cada corte, inspeccione el esternón. Realizar palpación digital bajo el esternón y realizar disección Roma para ayudar al corazón y pulmón caer lejos del esternón. A medio camino a través de la esternotomía poco cruce Transversalis de la Faja de músculo puede ser encontrada y se dividen mediante cauterización eléctrica.
5. Completar la esternotomía hasta el manubrio. Tenga cuidado de que permanezca a lo largo de la línea media como esto será importante para la curación.
6. Después de la esternotomía, conseguir la hemostasia marcando los bordes sangrantes de músculo con la herramienta de cauterización eléctrica. Aplique cera de hueso a la médula ósea del esternón para ayudar con cualquier sangrado residual.
7. El timo de identificar y quitar utilizando la herramienta de cauterización eléctrica. Entrar en el pericardio de forma longitudinal y reflejar desde el diafragma hasta la aorta.
   1. Crear una cuna pericardial usando cinco suturas de seda 2-0 aproximar el pericardio a la piel para levantar el corazón y apoyo. Elegir todos los rincones del pericardio abierto y traer directamente anteriores a la piel con suturas de seda.
8. Crear una ventana de 3 pulgadas de largo entre la aorta y la arteria pulmonar por tejido conectivo para permitir el paso de la pinza transversal aórtica de la disección. Aplicar una jareta sutura de polipropileno 4-0 a la aorta ascendente en un sitio proximal a la bifurcación.
9. Circunferencial libre de la vena cava superior (SVC) mediante disección Roma y aplique una segunda sutura de polipropileno de cadena 3-0 de monedero. Establecer heparinización sistémica utilizando una dosis inicial de 300 U/kg para alcanzar un tiempo de coagulación activado (ACT) más de 400 s.
10. Cuando se alcanza la ley adecuada, utilice una hoja no.11 para entrar en la aorta e inserte una cánula arterial de 18 Fr. Aire de la cánula y conecte a la línea arterial del CPB. A continuación, colocar una cánula de SVC Fr 28 en el SVC y empezar un CPB.
11. Mientras que el CPB parcial, identificar la vena cava inferior (IVC) y canule como se describe para el SVC. Hacerlo mientras que en el bypass ya que permite mejor hemodinámica gestión dada la necesidad de presionar sobre el corazón para la exposición.
    Nota: Todavía habrá un potencial para el desarrollo de hipotensión desde CPB es sólo como soporte parcial en este punto. Si la hipotensión es experimentada, este paso debe hacerse cuidadosamente y roto para permitir que el corazón del animal llenar de forma intermitente.
12. Una vez que esté firmemente introducida la cánula de la vena cava inferior, empalme en el circuito principal mediante un conector en Y. Lazo de la SVC y el IVC con cinta umbilical para permitir un aislamiento completo de la sangre desde el corazón.

5. Ventriculectomy

1. Mientras que en la ayuda cardiopulmonar completo, trampa la SVC y el IVC con la cinta umbilical previamente aplicada. Se aplica una pinza cruzada aórtica proximal al sitio de canulación aórtica. Una vez que se ha confirmado la posición de la abrazadera, iniciar la ventriculectomy.
2. Suprimir el tejido ventricular circunferencial 1-2 cm distal al surco auriculoventricular izquierdo y derecho. Dejo el borde del músculo ventricular de la válvula mitral y tricúspide Aristóbulo para proporcionar ayuda adicional para la implantación de los anillos de swing.
3. Transecto la estomáticos sub valvular de las válvulas mitrales y tricúspides, que se encuentran.
4. Suprimir el músculo de tracto de salida de ventrículo derecho con el tracto de salida de ventrículo derecho (RVOT) incluyendo la extirpación de la válvula pulmonar. También, suprimir el tracto de salida ventricular izquierdo (TSVI), pero conserva el aspecto posterior de la válvula aórtica como parte de la cortina aorto-mitral.
5. Dividir el septo interventricular última. Identifique el orificio del seno coronario y ligan con suturas de polipropileno 5-0.

6. implantación de bombas de flujo centrífugo (PPC)

1. Uso con, interrumpido, sutura trenzada 2-0 para asegurar el anillo del anillo de tejido y de la válvula mitral ventricular. Salir de las suturas en la superficie epicárdica del borde del músculo ventricular y a través del anillo. Esta técnica evita la "ramificación hasta" del tejido sobre el anillo que pudieran interferir con el coaptation del anillo de la bomba.
2. Utilizar un enfoque similar para sujetar el anillo a del anillo de borde y tricúspide de músculo de ventrículo derecho.
3. Fije el PFC a los aros de costura y fíjelo con el mecanismo de bloqueo estándar. Orientar estos para permitir el acceso al mecanismo de bloqueo.
4. Ajuste la longitud del injerto de salida según la orientación de la opción. Una vez que se ha identificado la longitud correcta, corte del injerto de la salida. Tenga cuidado de no hacer el injerto demasiado ya puede causar que se doblen.
5. Utilice corriente suturas polipropileno 4-0 para anastomizar los injertos de la salida a la aorta (para el corazón izquierdo PPC) y la arteria pulmonar (para el centro derecha PPC) en una manera de extremo a extremo.
6. Antes de completar las anastomosis, suelte la cinta en el SVC y IVC cánulas de drenaje y permitir que la sangre llene la bomba derecha e izquierda, comenzando así el proceso de. Coloque una aguja de calibre 18 en cada uno de los injertos de salida para otros grupos. Usar el ventilador para dar respiraciones de gran volumen para permitir que cualquier aire atrapado en las venas pulmonares se volvió y se ventiló.
   1. Una vez finalizado-respiradero, retire la aguja y reparar el sitio usando con suturas de polipropileno 5-0.
7. Empiezan las bombas a una velocidad de rpm bajas (3.000 rpm) para permitir el flujo de sangre hacia adelante, inicialmente con la abrazadera en su lugar. Quite la abrazadera transversal aórtica y dejar cierto volumen de sangre para entrar en las bombas.
8. Aumentar gradualmente la velocidad de la bomba según la ayuda cardiopulmonar se destete. Terminar la CPB y apoyar la circulación totalmente por las bombas del lado derecho e izquierdo.
9. Determinar la configuración de velocidad de bomba final por las presiones de llenado venoso en el lado derecho e izquierdo.
10. Introducir catéteres de presión directamente en la arteria pulmonar y las venas pulmonares mediante una jareta sutura de polipropileno 5-0 para fijarlos en su lugar.
11. Transduce señales de presión para el software con las etiquetas "arteria pulmonar" y "vena pulmonar". Además, coloque las puntas de prueba ultrasónica alrededor de la aorta ascendente y la arteria pulmonar principal.
    Nota: Todos los 4 canales ahora deben ser activados: 1. "la presión sistémica", 2. "la presión venosa central", 3. "de la arteria pulmonar" y 4. "vena pulmonar".

7. establecimiento del flujo del dispositivo de asistencia Biventricular

1. Disminuyendo gradualmente el flujo de la CPB, poco a poco aumentar la PPC izquierda y luego la velocidad correcta de la PPC manteniendo siempre una velocidad más baja de CFP derecha que la izquierda política pesquera común.
2. Prestar especial atención a la hemodinámica, incluyendo la presión arterial sistémica y CVP. Sobrecirculación pulmonar está indicada por presiones no fisiológicos en la arteria pulmonar o vena pulmonar.
3. Finalmente, aumentar la PPC izquierda y derecha PPC de velocidades para lograr un flujo de 4 L/min en cada dispositivo y destete de la CEC. Una vez lograda la estabilidad hemodinámica, retirar las cánulas SVC y IVC y atar las suturas en jareta.
4. A continuación, retire la cánula aórtica y atar la sutura en jareta. Eutanasia animal girando lentamente hacia abajo, y luego detener las bombas de PPC mientras el animal está bajo anestesia.

Resultados

Demostrado en la figura 1 es la fijación de los aros de costura. Figura 1A muestra la "ramificación" de tejido ventrículo que puede crear un problema con el accesorio de la bomba. Figura 1B representa la correcta fijación.

Figura 2 y figura 3 son dos orientaciones diferentes de las...

Discusión

En este manuscrito, describimos el uso de flujo centrífugo dos VAD como un TAT intracorpórea. Esta técnica quizás muy útil para estudiar el efecto de la circulación artificial en órganos secundarios tales como los pulmones y el hígado. Además, puede ser útil para el estudio de los cambios hemodinámicos de bomba diferentes orientaciones y escenarios de flujo. Los pasos críticos en este protocolo implican cómo los anillos de costura se unen al tejido ventricular incorporando también los anillos valvulares para la fuerza. E...

Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo

Nombre	Empresa	Número de catálogo	Comentarios
Se deben monitorear la SPO2 y las frecuencias cardíacas: Multiparameter	Meditech Equipment, Co., Ltd.	MD-908	monitor hemodinámico intraoperatorio
Viscot Mini XL Marcadores quirúrgicos Amazon		B007P550WG	marcaje esternón antes de la incisión
60W Alta potencia eléctrica mascota gato conejos caballo animal cortador de pelo	LILY International Business CO., LIMITED	ZP-293	Afeitado
pieles Nº 10 hoja de bisturí	Swann-Mortan, Inglaterra	301	Incisión en la piel
Tijera Matzenbaum	BD-V. Mueller, EE.UU.	CH2006-001
Tijeras de	Felco, EE.UU	FELCO 200A-50, Felco Podadora de derivación profesional	para esternotomía
A autorretractor	BD-V. Mueller, EE. UU.	AU19270	SCHUKNECHT Retractor postauricular autorretenedor,
Retractor esternal	BD-V. Mueller, EE. UU.	CH6950-007	Retractor esternal Cooley
Transductor de presión (Millar Mikro-Tip, 5Fr)	Millar, EE. UU	MillarMikro-Tip, SPR-350S Evaluación de	la arteria pulmonar o la presión venosa
Instrumentos AD (PowerLab)	Instrumentos AD, EE. UU	PowerLab 16/35	Transducción de señal de presión
Cintas umbilicales	Medline industries Inc., EE. UU	U11	Para el aislamiento y el enganche de la vena cava superior o inferior
Asas de vasos	Aspen Surgical, USA	3901, 3902 y 3904	Aislamiento de vasos
Suturas de seda, 2-0	Ethicon US, LLC, USA	SA11G	Para el lazo de la vena cava superior o inferior
Ticron 2-0	Covidien, USA	Sutura TicronTM Sutura	vascular
Prolene, 7-0	Covidien, USA	Surgipro II	Sutura vascular
Prolene, 6-0	Covidien, EE. UU	Sutura vascular	Surgipro II
, 4-0	Covidien, EE. UU	Sutura vascular	Surgipro II
, 3-0	Covidien, EE. UU	Sutura vascular	Surgipro II
Cánula aórtica, 15-18 Fr	Medtronic, EE. UU	Cánula arterial alargada de una sola pieza Cánula aórtica 3D	para la configuración de la cirugía cardiopulmonar
cánula venosa de derivación, 28Fr	Edwards Lifesciences	de una sola etapa	para la configuración de la derivación cardiopulmonar

de exploración vascular . . . . . Prolene . Prolene . . cánula venosa