Perfusione polmonare ex vivo: una tecnica per la ricerca polmonare in un modello di coniglio

Un sistema di perfusione polmonare ex vivo consente di ricreare la circolazione sanguigna e la ventilazione in polmoni umani e animali isolati per valutarne la funzione. Inizia con polmoni di coniglio isolati con un cuore attaccato su una garza sterile. Inserire una cannula tracheale e ventilare i polmoni tramite pressione positiva per un'attività polmonare continua.

Tagliare i ventricoli cardiaci e inserire le cannule nell'arteria polmonare e nell'atrio sinistro. Fissare le cannule con i tessuti vicini per evitare la distensione durante la perfusione. Iniettare soluzione salina isotonica attraverso le cannule arteriose per eliminare il sangue residuo. Assemblare i polmoni isolati in una camera polmonare collegando la cannula tracheale al sistema di ventilazione e le cannule arteriose al sistema di perfusione. Entrambi i sistemi sono collegati a un sistema di acquisizione dati che misura diversi parametri fisiologici.

Ora, passare la ventilazione da pressione positiva a negativa per garantire un'ossigenazione e una perfusione ottimali nei polmoni. Quindi, perfondere lentamente i polmoni con perfusato artificiale e aumentare gradualmente fino a una portata massima. Modificare la pressione arteriosa e venosa per ottenere la ventilazione della zona tre, uno stato fisiologico in cui sia la pressione arteriosa che quella venosa sono superiori alla pressione alveolare, causando l'apertura massima dei vasi polmonari. Ciò consente la corretta distribuzione del perfusato nei capillari polmonari.

Raccogli dati in tempo reale per i parametri desiderati per valutare la funzione polmonare.

Sollevare i polmoni isolati dal torace e posizionare con cura i polmoni su una garza sterile su una capsula di Petri. Per prevenire l'atelettasia, ventilare i polmoni utilizzando la ventilazione a pressione positiva, con una pressione positiva di fine espirazione impostata a 2 centimetri di colonna d'acqua. Tagliare i ventricoli del cuore a livello del solco atrioventricolare.

Dopo aver aperto i due ventricoli, introdurre la cannula dell'arteria polmonare attraverso l'arteria polmonare destra e la cannula dell'atrio sinistro attraverso la valvola mitrale, nell'atrio sinistro. Fissare le cannule con una sutura di seta 4-0, compresi i tessuti circostanti nelle legature dell'arteria polmonare e dell'atrio sinistro, per evitare la distensione strutturale. Iniettare 250 millilitri di soluzione isotonica salina attraverso le cannule arteriose per eliminare il sangue rimanente dal letto vascolare.

Per la configurazione della perfusione, posizionare con cura i polmoni isolati nella camera polmonare. Fissare la trachea al trasduttore sul coperchio della camera e collegare i vasi cannulati al sistema di perfusione. Quindi, chiudere e fissare la camera con il blocco rotante. Quindi, collegare il coperchio della camera e passare dal rubinetto di arresto per passare dalla ventilazione a pressione positiva a quella negativa. Perfondere i polmoni con 200 millilitri di perfusato artificiale privo di sangue, iniziando con il flusso a 3 mL/min/kg.

Quindi, lentamente, aumentare il flusso nell'arco di 5 minuti fino a 5 ml/min/kg e, per i successivi 5 minuti, lasciare che il flusso raggiunga gli 8 ml/min/kg, seguito da un flusso massimo di 10 ml/min/kg per 5 minuti. Ventilare i polmoni con aria umidificata a una frequenza di 30 battiti al minuto, un volume corrente di 10 mL//kg e una pressione di fine espirazione di 2 centimetri di colonna d'acqua.

Per raggiungere le condizioni della zona tre, attendere da 10 a 15 minuti per ottenere un equilibrio caratterizzato da uno stato isogravimetrico, assicurandosi che la pressione venosa sia stabile in tutto il registro. Assicurarsi che il peso del polmone rimanga costante e che le pressioni arteriosa e atriale sinistra siano stabili per raggiungere le condizioni della zona tre per aprire un numero massimo di vasi polmonari e mantenere il contenuto del letto microvascolare durante l'esperimento.

Per il controllo elettronico e l'elaborazione del segnale, assicurarsi che il flusso respiratorio, le variazioni di peso, la pressione microvascolare, il volume corrente, la resistenza vascolare, tra gli altri, siano registrati su un'unità elettronica centrale multipla, che integra i segnali provenienti dai trasduttori e li visualizza sul sistema di valutazione.