Perfusione polmonare ex situ di ventilazione a pressione negativa normothermica: valutazione della funzione polmonare e del metabolismo

Keir A. Forgie; Nicholas Fialka; Max Buchko; Sayed Himmat; Sanaz Hatami; Xiao Qi; Xiuhua Wang; Katie-Marie Buswell; Ryan Edgar; Darren H. Freed; Jayan Nagendran

doi:10.3791/62982

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Articolo metodologico

Perfusione polmonare ex situ di ventilazione a pressione negativa normothermica: valutazione della funzione polmonare e del metabolismo

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DOI:

10.3791/62982

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14 febbraio 2022

Keir A. Forgie¹^,² , Nicholas Fialka³ , Max Buchko¹^,² , Sayed Himmat⁴ , Sanaz Hatami⁴ , Xiao Qi⁴ , Xiuhua Wang⁴ , Katie-Marie Buswell⁵ , Ryan Edgar⁵ , Darren H. Freed¹^,²^,⁶^,⁷ , Jayan Nagendran¹^,²^,⁶^,⁷

¹Division of Cardiac Surgery, Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Alberta, ²Mazankowski Alberta Heart Institute, ³Faculty of Medicine and Dentistry, University of Alberta, ⁴Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Alberta, ⁵Ray Rajotte Surgical-Medical Research Institute (SMRI), University of Alberta, ⁶Alberta Transplant Institute, ⁷Canadian Donation and Transplantation Research Program

In questo articolo

Sommario

Questo documento descrive un modello suino di perfusione polmonare ex situ di ventilazione a pressione negativa, incluso l'approvvigionamento, l'attacco e la gestione sulla piattaforma personalizzata. L'attenzione è rivolta alle tecniche anestetiche e chirurgiche, nonché alla risoluzione dei problemi.

Abstract

Il trapianto di polmone (LTx) rimane lo standard di cura per la malattia polmonare allo stadio terminale. La carenza di organi donatori idonei e le preoccupazioni sulla qualità degli organi dei donatori, esacerbate dall'eccessiva distanza geografica di trasporto e dai rigorosi criteri di accettazione degli organi dei donatori, pongono limiti agli attuali sforzi di LTx. La perfusione polmonare ex situ (ESLP) è una tecnologia innovativa che si è dimostrata promettente nell'attenuare queste limitazioni. La ventilazione fisiologica e la perfusione dei polmoni al di fuori dell'ambiente infiammatorio del corpo donatore offrono all'ESLP diversi vantaggi rispetto alla tradizionale conservazione statica a freddo (CSP). Ci sono prove che la ventilazione a pressione negativa (NPV) ESLP è superiore alla ventilazione a pressione positiva (PPV) ESLP, con PPV che induce lesioni polmonari indotte da ventilatori più significative, produzione di citochine pro-infiammatorie, edema polmonare e formazione di bolle. Il vantaggio NPV è forse dovuto alla distribuzione omogenea della pressione intratoracica su tutta la superficie polmonare. La sicurezza clinica e la fattibilità di un dispositivo NPV-ESLP personalizzato sono state dimostrate in un recente studio clinico che ha coinvolto polmoni umani con donatori di criteri di estensione (ECD). Qui, l'uso di questo dispositivo personalizzato è descritto in un modello suino giovanile di NPV-ESLP normotermico della durata di 12 ore, prestando particolare attenzione alle tecniche di gestione. Viene specificata la preparazione pre-chirurgica, compresa l'inizializzazione del software ESLP, il priming e la de-airing del circuito ESLP e l'aggiunta di agenti antitrombotici, antimicrobici e antinfiammatori. Vengono descritte le tecniche intraoperatorie di inserimento della linea centrale, biopsia polmonare, dissanguamento, raccolta di sangue, cardiectomia e pneumonectomia. Inoltre, particolare attenzione è rivolta alle considerazioni anestetiche, con l'induzione dell'anestesia, il mantenimento e le modifiche dinamiche delineate. Il protocollo specifica inoltre l'inizializzazione, la manutenzione e la terminazione della perfusione e della ventilazione del dispositivo personalizzato. Le tecniche di gestione dinamica degli organi, comprese le alterazioni della ventilazione e dei parametri metabolici per ottimizzare la funzione degli organi, sono descritte in modo approfondito. Infine, la valutazione fisiologica e metabolica della funzione polmonare è caratterizzata e rappresentata nei risultati rappresentativi.

Introduzione

Il trapianto di polmone (LTx) rimane lo standard di cura per la malattia polmonare allo stadio terminale¹; tuttavia, LTx ha limitazioni significative tra cui un utilizzo inadeguato degli organi del donatore² e una mortalità in lista d'attesa del 40%³, che è superiore a qualsiasi altro trapianto di organi solidi ^4,5. I tassi di utilizzo degli organi dei donatori sono bassi (20-30%) a causa di problemi di qualità degli organi. L'eccessiva distanza geografica di trasporto, aggravata da rigorosi criteri di accettazione degli organi donatori, a....