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

Il Dr.Darren Freed ha creato questo dispositivo ESLP e utilizza una tecnologia e un software brevettati di ventilazione a pressione negativa, che non possono essere visti da nessun'altra parte nel campo della ricerca ESLP. Il nostro laboratorio ha precedentemente dimostrato che la ventilazione a pressione negativa provoca meno lesioni polmonari durante l'ESLP rispetto alla ventilazione a pressione positiva. Ciò è probabilmente dovuto al meccanismo più fisiologico della ventilazione a pressione negativa.

Questo dispositivo e protocollo sono progettati per prolungare il tempo di conservazione sicuro dei polmoni dei donatori e per ricondizionare i polmoni marginali a standard di trapianto accettabili. Il dispositivo stesso è molto semplice da usare. La sfida più grande è rimuovere chirurgicamente i polmoni del maiale giovane senza causare alcuna lesione.

Sono estremamente fragili rispetto ai polmoni umani adulti. Inizia mantenendo il volume corrente espiratorio di 10 millilitri per chilogrammo aumentando le pressioni di picco per il massimo reclutamento alveolare. Eseguire una sternotomia della linea mediana.

Utilizzare l'elettrocauterizzazione per incidere la pelle e il tessuto sottocutaneo. Sezionare senza mezzi termini gli attacchi dei tessuti molli dal tavolo posteriore dello sterno inferiore. Usa una sega sternale per dividere lo sterno.

Inserire un divaricatore sternale e spalancare. Dopo aver eseguito la cardiectomia, aprire e rimuovere la pleura mediastinica bilateralmente per esporre i polmoni. Quindi dividere gli attacchi pleurici dal diaframma verso il lobo polmonare inferiore sinistro, usando un divaricatore Deaver per tenere il diaframma verso l'alto.

Ora, dividi il legamento polmonare inferiore a sinistra e continua verso l'ilo. Quindi, dividere la vena cava inferiore e gli attacchi pleurici dal diaframma, quindi ritrarre il diaframma verso l'alto usando il divaricatore Deaver. Dividere il legamento polmonare inferiore sul lato destro e continuare verso l'ilo.

Quindi dividere la vena innominata e i vasi ad arco per esporre la trachea. Dopo aver sezionato bruscamente il tessuto che circonda la trachea, bloccare la trachea usando un morsetto per tubi alla massima inalazione, assicurando che il volume corrente espiratorio sia di 10 millilitri per chilogrammo. Transetto della trachea e sollevare la porzione di morsetto verso l'alto per fornire trazione chirurgica.

Quindi sezionare la trachea posteriore dall'esofago usando la dissezione smussata con pesanti forbici Metzenbaum e una mano libera. Dividere eventuali attacchi pleurici rimanenti. Transettare l'aorta sopra e sotto il bronco sinistro e rimuovere i polmoni dal torace con un segmento di aorta discendente.

Dopo aver pesato i polmoni con il morsetto, conservarli rapidamente in un refrigeratore pieno di ghiaccio. Inizia aggiungendo 500 millilitri di globuli rossi imballati al circuito di perfusione per raggiungere un volume finale di 1,5 litri di perfuffato. Scatta fotografie dei polmoni per i record di dati.

Per la biopsia polmonare, cerchiare una porzione di un centimetro cubo con sutura di seta zero e legarla. Quindi asportare questa parte legata, usando le forbici per l'analisi dei tessuti come descritto nel manoscritto del testo, e dividere il segmento della biopsia. Successivamente, per fissare l'adattatore per tubi da mezzo pollice da 3/8 all'arteria polmonare principale, afferrare i lati opposti dell'arteria polmonare principale usando una pinza o a scatto.

Quindi, inserire l'adattatore con la porzione di mezzo pollice nell'arteria polmonare principale e tenerlo in posizione mentre contemporaneamente si fissa l'adattatore in posizione utilizzando cravatte zero seta o Ethibond. Ora posiziona i polmoni in posizione supina sulla membrana di supporto in silicone e collegali al dispositivo ESLP. Posizionare un secondo morsetto per tubi sulla trachea vicino alla posizione del bronco tracheale.

Dopo aver rimosso il morsetto più distale, intubare la trachea con il tubo endotracheale e fissarla in posizione usando due fascette. Quindi bloccare la linea di ventilazione utilizzando un morsetto per tubi prima di rilasciare il morsetto prossimale dalla trachea. Collegare l'adattatore dell'arteria polmonare alla linea dell'arteria polmonare.

Una volta che l'arteria polmonare principale è de-arieggiata, iniziare il tempo per la perfusione. Nella pagina delle impostazioni, fare clic su avvia riscaldatore e impostare la temperatura su 38 gradi Celsius. Inserisci il peso del maiale per calcolare il flusso di gittata cardiaca.

Nella pagina principale, impostare la pressione positiva continua delle vie aeree su 20 centimetri di acqua e fare clic su avvia pressione positiva continua delle vie aeree. Quando inizia la ventilazione, sbloccare la linea di ventilazione. Dopo aver azzerato il sensore di pressione arteriosa, bloccare la linea dell'arteria polmonare sopra il sensore di pressione con il morsetto del tubo.

Aprire il sensore, fare clic su zero pressione arteriosa polmonare e zero flusso sanguigno nella pagina delle impostazioni e confermare che le letture sono azzerate nella pagina principale. Chiudere il rubinetto del sensore di pressione per leggere la pressione della linea. Aprire la linea alla cannula dell'arteria polmonare.

Selezionare 10% gittata cardiaca nella pagina principale. Fare clic su Torna al manuale PA e sbloccare la linea polmonare. Commutare la soluzione di perfulato nel coperchio superiore prima di fissarla alla macchina per evitare la formazione di condensa durante ESLP.

Prelevare 10 millilitri di perfulato per l'analisi centrifuga e prelevare un gas del sangue arterioso a tempo zero. Porre il campione su ghiaccio prima della centrifugazione. Una volta che i polmoni sono stati perfusi per 10 minuti, aumentare il flusso al 20% della gittata cardiaca.

Quando la temperatura del perfusto raggiunge i 32 gradi Celsius, fissare il coperchio della camera in posizione con morsetti per creare una tenuta ermetica. Assicurarsi che i polmoni siano posizionati in modo ottimale e che le perdite d'aria siano riparate. Con il coperchio fissato, bloccare il tubo di ventilazione prima di disattivare la pressione positiva continua delle vie aeree.

Nella pagina delle impostazioni, selezionare zero pressione intratoracica, pressione delle vie aeree e flusso d'aria. Quindi confermare che le letture sono azzerate nella pagina principale. Fare clic su avvia CPAP prima di sbloccare il tubo di ventilazione.

Impostare i parametri di ventilazione menzionati nel testo del manoscritto e fare clic su premere per avviare lo sfiato per attivare la ventilazione a pressione negativa. Collegare il tubo di ventilazione laterale alla camera. Nei prossimi respiri, mantieni i parametri di ventilazione come menzionato nel manoscritto testuale.

Dopo 10 minuti di perfusione, aumentare il flusso al 20% e dopo 20 minuti di perfusione, aumentare il flusso al 30% della gittata cardiaca. Aggiungere destrosio e insulina al sistema. Valutare la funzionalità polmonare, utilizzando il 50% della gittata cardiaca e un gas di spazzamento misto deossigenante per una durata di cinque minuti, secondo le istruzioni del manoscritto.

Ad ogni ora dispari durante la modalità di conservazione, prelevare un campione di 10 millilitri di perfulato per analisi future. Prelevare un millilitro di campione di gas ematico arterioso pre-deossigenatore ogni ora e dalle porte pre e post deossigenatore dopo cinque minuti di modalità di valutazione. Le tendenze della pressione media dell'arteria polmonare, della compliance dinamica e della resistenza vascolare polmonare nell'arco di 12 ore di perfusione e ventilazione possono essere influenzate dallo specifico protocollo sperimentale ESLP impiegato.

Qui viene illustrata una tendenza tipica per il rapporto tra pressione parziale di ossigeno arterioso e frazione di ossigeno inspirato nei punti temporali di valutazione di cinque e 11 ore durante la perfusione polmonare ex-situ di ventilazione a pressione negativa. La formazione di edema è un altro importante indice di infiammazione associato alla permeabilità endoteliale, dimostrando un tipico aumento di peso del 30% al termine di 12 ore di perfusione polmonare ex-situ di ventilazione a pressione negativa. Il perfusato agisce come un indicatore surrogato dello stato polmonare generale.

Pertanto, l'analisi dei gas ematici del perfusato fornisce ampie informazioni sullo stato metabolico dei polmoni. Durante il modello di valutazione dell'ESLP, che si verifica a tre, cinque, sette, nove e 11 ore durante una corsa di 12 ore, si osserva una tendenza al rialzo della pressione parziale arteriosa sinistra dell'ossigeno. È molto importante essere il più delicati possibile quando si rimuovono chirurgicamente i polmoni e muoversi in modo rapido ed efficiente.

L'istituzione di questo dispositivo, protocollo e laboratorio ha portato a una sperimentazione clinica di successo e a diverse scoperte che prolungano la conservazione e il ricondizionamento dei polmoni dei donatori.