Perfusion pulmonaire ex vivo : une technique de recherche pulmonaire dans un modèle de lapin

Un système de perfusion pulmonaire ex vivo permet de recréer la circulation sanguine et la ventilation dans des poumons humains et animaux isolés afin d’évaluer leur fonction. Commencez par des poumons de lapin isolés avec un cœur attaché sur de la gaze stérile. Insérez une canule trachéale et ventilez les poumons par pression positive pour une activité pulmonaire continue.

Coupez les ventricules cardiaques et insérez des canules dans l’artère pulmonaire et l’oreillette gauche. Fixez les canules avec les tissus voisins pour éviter la distension pendant la perfusion. Injectez une solution saline isotonique à travers les canules artérielles pour éliminer le sang résiduel. Assemblez les poumons isolés dans une chambre pulmonaire en fixant la canule trachéale au système de ventilation et les canules artérielles au système de perfusion. Les deux systèmes sont connectés à un système d’acquisition de données qui mesure différents paramètres physiologiques.

Maintenant, basculez la ventilation de la pression positive à la pression négative pour assurer une oxygénation et une perfusion optimales dans les poumons. Ensuite, perfuser lentement les poumons avec du perfusat artificiel et augmenter progressivement jusqu’à un débit maximal. Modifier la pression artérielle et veineuse pour obtenir une ventilation de zone trois, un état physiologique lorsque les pressions artérielle et veineuse sont supérieures à la pression alvéolaire, provoquant l’ouverture maximale des vaisseaux pulmonaires. Cela permet une bonne distribution du perfusat dans les capillaires pulmonaires.

Collectez des données en temps réel pour les paramètres souhaités afin d’évaluer la fonction pulmonaire.

Soulevez les poumons isolés du thorax et placez soigneusement les poumons sur une gaze stérile sur une boîte de Pétri. Pour prévenir l’atélectasie, ventilez les poumons à l’aide d’une ventilation à pression positive, avec une pression positive en fin d’expiration réglée à 2 centimètres de colonne d’eau. Coupez les ventricules du cœur au niveau du sillon auriculo-ventriculaire.

Après avoir ouvert les deux ventricules, introduisez la canule de l’artère pulmonaire par l’artère pulmonaire droite et la canule de l’oreillette gauche par la valve mitrale, dans l’oreillette gauche. Fixez les canules avec une suture en soie 4-0, y compris les tissus environnants dans les ligatures de l’artère pulmonaire et de l’oreillette gauche, pour éviter la distension structurelle. Injectez 250 millilitres de solution isotonique saline à travers les canules artérielles pour évacuer le sang restant du lit vasculaire.

Pour la configuration de perfusion, placez soigneusement les poumons isolés dans la chambre pulmonaire. Fixez la trachée au transducteur sur le couvercle de la chambre et connectez les vaisseaux canulés au système de perfusion. Ensuite, fermez et sécurisez la chambre à l’aide du verrou rotatif. Ensuite, fixez le couvercle de la chambre et basculez le robinet d’arrêt pour passer d’une ventilation à pression positive à une ventilation à pression négative. Perfuser les poumons avec 200 millilitres de perfusat artificiel non sanguin, en commençant par un débit de 3 mL/min/kg.

Ensuite, lentement, augmentez le débit sur 5 minutes jusqu’à 5 mL/min/kg, et pendant les 5 minutes suivantes, laissez le débit atteindre 8 mL/min/kg, suivi d’un débit maximal de 10 mL/min/kg pendant 5 minutes. Aérez les poumons avec de l’air humidifié à une fréquence de 30 battements par minute, un volume courant de 10 mL//kg et une pression expiratoire de 2 centimètres de colonne d’eau.

Pour atteindre les conditions de la zone trois, attendez 10 à 15 minutes pour obtenir un équilibre caractérisé par un état isogravimétrique, garantissant que la pression veineuse est stable dans tout le registre. Assurez-vous que le poids du poumon reste constant et que les pressions artérielle et auriculaire gauche sont stables pour atteindre les conditions de la zone trois afin d’ouvrir un maximum de vaisseaux pulmonaires et de maintenir le contenu du lit microvasculaire pendant l’expérience.

Pour le contrôle électronique et le traitement du signal, assurez-vous que le débit respiratoire, les changements de poids, la pression microvasculaire, le volume courant, la résistance vasculaire, entre autres, sont enregistrés sur une unité électronique centrale multiple, qui intègre les signaux provenant des transducteurs et les affiche sur le système d’évaluation.