Name: Determinazione della gittata cardiaca in un modello suino per la perfusione polmonare ex vivo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-28T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 10 s
Description: Impara a determinare la gittata cardiaca mediante catetere a termodiluizione nel giugulare di suini per la perfusione polmonare ex vivo. Questa tecnica chirurgica consente di monitorare adeguatamente il flusso perfusivo durante l'EVLP.

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Gli autori ringraziano Roberto, Rueda e Sergio Martínez per la loro preziosa assistenza tecnica con supporto tecnico con gli animali.

Il protocollo (B09-17) è stato approvato dal comitato di bioetica dell'INER (Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias "Ismael Cosio Villegas"). Per questo studio sono stati utilizzati ventitré suini Landrace clinicamente sani di entrambi i sessi, di peso compreso tra 20 e 25 kg. Gli animali sono stati gestiti secondo le specifiche tecniche per la cura e l'uso degli animali da laboratorio dello standard ufficiale messicano17 e della Guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio degli Stati Uniti18. Tutti gli animali sono stati ottenuti dall'Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias Ismael Cosio Villegas e sono stati alloggiati in gabbie individuali in condizioni ambientali identiche, fornite di acqua e cibo ad libitum. In tutti gli animali, un catetere di termodiluizione è stato posizionato nella vena giugulare destra e un catetere arterioso è stato posizionato nell'arteria carotide sullo stesso lato per raccogliere i gas sanguigni e quindi calcolare il CO. I dettagli dei reagenti e delle attrezzature utilizzate sono elencati nella Tabella dei Materiali.
1. Preparazione sperimentale
<ol><li>Diluire 1000 UI di eparina in ciascuna delle tre soluzioni da 250 mL di cloruro di sodio allo 0,9% (soluzione salina, SS).</li>
	<li>Collegare i trasduttori di pressione al monitor dei segni vitali. Utilizzare ciascun trasduttore per misurare la pressione alla porta corrispondente del catetere di termodiluizione.</li>
	<li>Collegare le soluzioni eparinizzate al trasduttore tramite infusione endovenosa senza ago. Assicurarsi che siano puliti e pronti per il collegamento al catetere.</li>
	<li>Rimuovere il catetere di termodiluizione dalla confezione. Immergere l'estremità distale in NaCl allo 0,9% per verificare l'integrità del palloncino.</li>
	<li>Controllare la pervietà delle connessioni del catetere distale e prossimale. Tenere il catetere sul tavolo degli strumenti chirurgici fino all'uso.</li>
</ol>2. Preparazione degli animali
<ol><li>Somministrare 0,05 mg/kg di atropina e 4 mg/kg di tiletamina-zolazepam per via intramuscolare a tutti i suini nella sala di preparazione degli animali (seguendo i protocolli istituzionalmente approvati).</li>
	<li>Lasciare i maiali indisturbati ma sotto sorveglianza fino a quando non diventano sdraiati e rimanere in questa posizione senza segni di eccitazione o risposta agli stimoli nocicettivi.</li>
	<li>Posizionare l'animale sedato in posizione prona e inserire un catetere nella vena marginale dell'orecchio sinistro.</li>
	<li>Trasferire l'animale in sala operatoria per l'intervento chirurgico.</li>
	<li>Posizionare l'animale in posizione dorsale e somministrare 4 mg/kg di propofol EV, 300 μg/kg di vecuronio bromuro e 0,1 mg/kg di fentanil IV.</li>
	<li>Abbassare la mandibola del maiale con l'aiuto del personale di laboratorio per mantenere la bocca aperta e la lingua sporgente.</li>
	<li>Spruzzare il 10% di lidocaina sulle corde vocali, eliminare la saliva accumulata con una garza tenuta da una pinza ad anello e separare l'epiglottide dall'apertura laringea.</li>
	<li>Identificare l'ingresso tracheale con un laringoscopio e una lama diritta numero 3, quindi inserire un tubo endotracheale da 7 Fr con un palloncino.</li>
	<li>Gonfiare il palloncino e fissare il tubo alla mandibola dopo averne verificato il posizionamento all'interno delle vie aeree.</li>
	<li>Collegare il maiale alla macchina per anestesia per mantenere uno stato anestetico con il 2,5%-3% di sevoflurano (Figura 1).</li>
	<li>Ventilare l'animale in modalità di ventilazione a volume controllato con una frequenza di 25 respiri/min, volume corrente di 6-8 mL/kg di peso, FiO2% del 50%-70% per mantenere SaO2 superiore al 90%, trigger di 2, pressione positiva di fine espirazione (PEEP) di 5 cmH2O, rapporto di inspirazione di 1:2 s e flusso inspiratorio di 15 L/min e massimo di 30 L/min.</li>
</ol>3. Posizionamento del catetere di termodiluizione e misurazione della gittata cardiaca
<ol><li>Mantenere l'animale in posizione dorsale in anestesia generale ed eseguire l'antisepsi della regione cervicale con iodopovidone (Figura 2). Praticare un'incisione paramediana di 10 cm utilizzando una matita per elettrocauterizzazione e sezionare il tessuto sottocutaneo per esporre la vena giugulare esterna destra mediante dissezione smussata.</li>
	<li>Posizionare due suture di seta 2-0, una nella porzione distale e l'altra nella porzione prossimale del vaso sezionato (Figura 3).</li>
	<li>Inserire il catetere in modo extracorporeo dal sito del collo alla regione toracica in cui si trova il cuore. Misurare la profondità di inserimento utilizzando i contrassegni sul catetere per raggiungere l'arteria polmonare (PA). Legare la parte distale del vaso e posizionare un doppio anello nella porzione prossimale per fissare il catetere una volta inserito.</li>
	<li>Praticare un'incisione trasversale di 2 mm sulla porzione ventrale del vaso utilizzando le forbici dell'iride. Aprire i bordi dell'incisione con la pinza emostatica per zanzare di Halsted e inserire il catetere di termodiluizione 5Fr nella vena giugulare destra (Figura 4, Figura 5 e Figura 6). Dirigere il catetere verso l'arteria polmonare (PA) seguendo le curve visualizzate sul monitor.</li>
</ol>4. Posizionamento del catetere arterioso
<ol><li>Una volta sezionata la vena e posizionate le suture di riferimento, spostare lateralmente il muscolo sternocefalico (equivalente allo sternocleidomastoideo).</li>
	<li>Sezionare la muscolatura pretracheale (sternoioide) fino a quando l'arteria carotide non è esposta.</li>
	<li>Cannulare l'arteria carotide in modo simile alla vena giugulare e collegarla al trasduttore di pressione per il monitoraggio della pressione arteriosa sistemica.</li>
</ol>5. Valutazione
<ol><li>Una volta posizionato il catetere di termodiluizione nella vena giugulare destra e il catetere arterioso nello stesso lato dell'arteria carotide, prelevare campioni per l'analisi dei gas nel sangue.</li>
	<li>Ottenere i valori dei gas nel sangue e valutare la gittata cardiaca (CO) utilizzando il metodo della termodiluizione, la superficie corporea e il metodo di Fick. NOTA: Per le procedure dettagliate, si rimanda ai rapporti 19-21 precedentemente pubblicati.</li>
</ol>6. Analisi statistica
<ol><li>Analizza i dati che dimostrano una distribuzione normale utilizzando l'analisi della varianza (ANOVA) ed esegui il test post hoc di Tukey. Esprimere i valori come media ± errore standard. Considerare i valori p <0,05 come indicativi di significatività statistica.</li>
</ol>7. Misura della termodiluizione
<ol><li>Iniettare un bolo da 5 mL di SS freddo a 4 °C nel lume prossimale del catetere di termodiluizione in meno di 4 s.</li>
	<li>Osservare la curva di termodiluizione (temperatura/tempo) sullo schermo del monitor. La curva dovrebbe mostrare una rapida ascesa seguita da una discesa regolare e graduale verso la linea di base, con valori numerici visualizzati con una o due cifre decimali.</li>
	<li>Ripetere il processo di iniezione del bolo con altri due boli di SS freddo fino a quando le curve sono valide, simili ed entro il 10% del valore medio.</li>
	<li>Dopo aver confermato la validità e la somiglianza delle curve, calcolare la media dei tre valori e registrarla come valore finale di CO in litri al minuto. Ottenere CO e altri indici dalla curva di termodiluizione utilizzando calcoli basati sull'equazione di Stewart-Hamilton21.</li>
</ol>8. Determinazione della gittata cardiaca aggiustata per la superficie corporea (BSA) o l'indice cardiaco
<ol><li>Per determinare la gittata cardiaca aggiustata (CI), calcolare la superficie corporea (BSA) utilizzando la formula di DuBois-DuBois19: BSA = 0,007184 × (Altezza (cm)0,725) × (Peso (kg)0,425).</li>
	<li>Una volta ottenuta la BSA, calcolare l'IC utilizzando la formula20: CI = CO/BSA. NOTA: Il CO viene determinato al punto 7.</li>
</ol>9. Stima della gittata cardiaca con il metodo di Fick
<ol><li>Per calcolare la gittata cardiaca (CO) utilizzando il metodo di Fick, determinare il consumo di ossigeno (VO2) e la differenza nei livelli di ossigeno ottenuti dai gas ematici arteriosi (SaO2) e venosi (SvO2). Calcola il VO2 utilizzando la formula21: VO2 = CO x (SaO2 - SvO2).</li>
	<li>Quindi, determinare la gittata cardiaca utilizzando la formula21: CO = VO2 / ([SaO2 - SvO2] × 10).</li>
</ol>10. Stima della gittata cardiaca per peso corporeo
<ol><li>Determinare la gittata cardiaca per peso corporeo degli animali seguendo i rapporti precedenti 8,15. NOTA: Nel protocollo EVLP, vari gruppi hanno riportato che la gittata cardiaca (CO) stimata per peso corporeo nei suini è di 100 ml/kg 8,15.</li>
</ol>11. Eutanasia
<ol><li>Eutanasia in tutti gli animali con un sovradosaggio di pentobarbital sodico (150 mg/kg/EV) attraverso la guaina della vena giugulare (seguendo protocolli istituzionalmente approvati) una volta completate tutte le misurazioni.</li>
	<li>Continuare l'anestesia generale e il monitoraggio cardiaco fino a quando il tracciato dell'elettrocardiogramma (ECG) non mostra alcuna attività elettrica cardiaca17,18.</li>
</ol>

Tecnica chirurgica per il posizionamento del catetere di termodiluizione della vena giugulare nei suini

<ol><li>Mohite, P. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+lung+perfusion+made+easy%5BTitle%5D)+AND+%22Multimed+Man+Cardiothorac+Surg%22%5BJournal%5D)">Ex vivo lung perfusion made easy.</a> Multimed Man Cardiothorac Surg. 23, 2021(2021).</li>
<li>Cypel, M., Keshavjee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+lung+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Oper+Tech+Thorac+Cardiovasc+Surg%22%5BJournal%5D)">Ex vivo lung perfusion.</a> Oper Tech Thorac Cardiovasc Surg. 19 (4), 433-442 (2014).</li>
<li>Langmuur, S. J. J., Max, S. A., Çelik, M., Mahtab, E. A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+lung+perfusion%3A+A+procedural+guide%5BTitle%5D)+AND+%22Multimed+Man+Cardiothorac+Surg%22%5BJournal%5D)">Ex vivo lung perfusion: A procedural guide.</a> Multimed Man Cardiothorac Surg. 2023, 10.1510/mmcts.2023.011 (2023).</li>
<li>Kesseli, S. J., Davis, R. P., Hartwig, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Commentary%3A+Making+lungs+great+again-introducing+new+modifications+to+the+Toronto+ex+vivo+lung+perfusion+protocol%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Cardiovasc+Surg%22%5BJournal%5D)">Commentary: Making lungs great again-introducing new modifications to the Toronto ex vivo lung perfusion protocol.</a> J Thorac Cardiovasc Surg. 161 (6), 1974-1975 (2021).</li>
<li>Roman, M. A., Nair, S., Tsui, S., Dunning, J., Parmar, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+lung+perfusion%3A+A+comprehensive+review+of+the+development+and+exploration+of+future+trends%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation%22%5BJournal%5D)">Ex vivo lung perfusion: A comprehensive review of the development and exploration of future trends.</a> Transplantation. 96 (6), 509-518 (2013).</li>
<li>Van Raemdonck, D., Neyrinck, A., Cypel, M., Keshavjee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex-vivo+lung+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Transpl+Int%22%5BJournal%5D)">Ex-vivo lung perfusion.</a> Transpl Int. 28 (6), 643-656 (2015).</li>
<li>Machuca, T. N., Cypel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+lung+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Thorac+Dis%22%5BJournal%5D)">Ex vivo lung perfusion.</a> J Thorac Dis. 6 (8), 1054-1062 (2014).</li>
<li>Beller, J. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced-flow+ex+vivo+lung+perfusion+to+rehabilitate+lungs+donated+after+circulatory+death%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Reduced-flow ex vivo lung perfusion to rehabilitate lungs donated after circulatory death.</a> J Heart Lung Transplant. 39 (1), 74-82 (2020).</li>
<li>García, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+cardiac+output%2C+utility+in+the+clinical+practice%3A+Available+invasive+and+non-invasive+monitoring%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Intensiva%22%5BJournal%5D)">Estimating cardiac output, utility in the clinical practice: Available invasive and non-invasive monitoring.</a> Med Intensiva. 35 (9), 552-561 (2011).</li>
<li>Blanco-Tencio, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparability+of+cardiac+output+measured+by+pulse+contour+analysis+compared+with+transesophageal+echocardiography+at+the+Calder%C3%B3n+Guardia+Hospital+from+April+to+July+2021%5BTitle%5D)+AND+%22Tesis+Especialidad+en+Anestesiolog%C3%ADa+y+Recuperaci%C3%B3n.%C2%A0Universidad+de+Costa+Rica.+San+Jose%2C+Costa+Rica%22%5BJournal%5D)">Comparability of cardiac output measured by pulse contour analysis compared with transesophageal echocardiography at the Calderón Guardia Hospital from April to July 2021.</a> Tesis Especialidad en Anestesiología y Recuperación. Universidad de Costa Rica. San Jose, Costa Rica. , (2021).</li>
<li>King, J., Lowery, D. R. Physiology, Cardiac output. StatPearls Publishing. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470455/">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470455/</a> (2022).</li>
<li>Johnson, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+physiology%5BTitle%5D)+AND+%22Essentials+of+Cardiac+Anesthesia%22%5BJournal%5D)">Cardiac physiology.</a> Essentials of Cardiac Anesthesia. , 53-66 (2008).</li>
<li>Corsini, A., Cercenelli, L., Zecchi, M., Marcelli, E., Corazza, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Basic+hemodynamic+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Cardiovascular+Technology%22%5BJournal%5D)">Basic hemodynamic parameters.</a> Advances in Cardiovascular Technology. , 463-474 (2022).</li>
<li>Mateu Campos, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Techniques+available+for+hemodynamic+monitoring%3A+Advantages+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Intensiva%22%5BJournal%5D)">Techniques available for hemodynamic monitoring: Advantages and limitations.</a> Med Intensiva. 36 (6), 434-444 (2012).</li>
<li>Cypel, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Technique+for+prolonged+normothermic+ex+vivo+lung+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22J+Heart+Lung+Transplant%22%5BJournal%5D)">Technique for prolonged normothermic ex vivo lung perfusion.</a> J Heart Lung Transplant. 27 (12), 1319-1325 (2008).</li>
<li>National Transplant Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((National+protocol+for+the+maintenance+of+potential+donor+in+brain+death%5BTitle%5D)+AND+%22SEMICYUC%22%5BJournal%5D)">National protocol for the maintenance of potential donor in brain death.</a> SEMICYUC. , (2020).</li>
<li>Estados Unidos Mexicanos. AFÍA. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Especificaciones+T%C3%A9cnicas+para+la+Producci%C3%B3n%2C+Cuidado+y+Uso+de+Animales+de+Laboratorio+de+la+Norma+Oficial+Mexicana+NOM-062-ZOO-1999%5BTitle%5D)+AND+%22Diario+Oficial+de+la+Federaci%C3%B3n+6+dic%22%5BJournal%5D)">Especificaciones Técnicas para la Producción, Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio de la Norma Oficial Mexicana NOM-062-ZOO-1999.</a> Diario Oficial de la Federación 6 dic. , (1999).</li>
<li>National Institutes of Health U.S.A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gu%C3%ADa+Para+el+Cuidado+y+Uso+de+Los+Animales+de+Laboratorio%5BTitle%5D)+AND+%22Department+of+Health+and+Human+Services%2C+Public+Health+Service%2C+National+Institutes+of+Health+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Guía Para el Cuidado y Uso de Los Animales de Laboratorio.</a> Department of Health and Human Services, Public Health Service, National Institutes of Health U.S.A. , Edición Mexicana Auspiciada por la Academia Nacional de Medicina. México, D.F (2002).</li>
<li>Flint, B., Hall, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Body+surface+area%5BTitle%5D)+AND+%22StatPearls%22%5BJournal%5D)">Body surface area.</a> StatPearls. , StatPearls Publishing. PMID: 32644431 (2023).</li>
<li>Ewah, P. A., Oyeyemi, A. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relation+between+derived+cardiovascular+indices%2C+body+surface+area%2C+and+blood+pressure%2Fheart+rate+recovery+among+active+and+inactive+Nigerian+student%5BTitle%5D)+AND+%22Bull+Fac+Phys+Ther%22%5BJournal%5D)">Relation between derived cardiovascular indices, body surface area, and blood pressure/heart rate recovery among active and inactive Nigerian student.</a> Bull Fac Phys Ther. 27, 34(2022).</li>
<li>Kobe, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+output+monitoring%3A+Technology+and+choice%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Card+Anaesth%22%5BJournal%5D)">Cardiac output monitoring: Technology and choice.</a> Ann Card Anaesth. 22 (1), 6-17 (2019).</li>
<li>Nelson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Animal+models+of+ex+vivo+lung+perfusion+as+a+platform+for+transplantation+research%5BTitle%5D)+AND+%22World+J+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Animal models of ex vivo lung perfusion as a platform for transplantation research.</a> World J Exp Med. 4 (2), 7-15 (2014).</li>
<li>Argueta, E., Paniagua, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermodilution+cardiac+output+a+concept+over+250+years+in+the+making%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiology+Rev%22%5BJournal%5D)">Thermodilution cardiac output a concept over 250 years in the making.</a> Cardiology Rev. 27 (3), 138-144 (2019).</li>
<li>Perry, D. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Changes+in+tissue+oxygen+tension%2C+venous+saturation%2C+and+Fick-based+assessments+of+cardiac+output+during+hyperoxia%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Anaesthesiol+Scand%22%5BJournal%5D)">Changes in tissue oxygen tension, venous saturation, and Fick-based assessments of cardiac output during hyperoxia.</a> Acta Anaesthesiol Scand. 63 (1), 93-100 (2019).</li>
</ol>

Gli autori hanno dichiarato che non esistono interessi concorrenti.

L'EVLP nei suini ha una traduzione diretta nella pratica clinica umana, data la comparabilità nelle dimensioni, nella fisiologia e nella sequenza genomica delle due specie22. Secondo il protocollo EVLP selezionato dal ricercatore, la misurazione del CO è essenziale per determinare il flusso necessario per perfondere i polmoni. Inoltre, a seconda delle risorse e delle conoscenze disponibili, si può scegliere il metodo appropriato. Tuttavia, nessuno studio ha confrontato i metodi per valutare contemporaneamente il CO con un metodo di riferimento. Pertanto, questo studio è stato progettato per confrontare quattro tecniche per misurare il CO per stimare il flusso polmonare durante l'EVLP. Sono state incluse due tecniche tipicamente utilizzate negli studi di laboratorio di emodinamica sperimentale e due tecniche che impiegano parametri cardiovascolari calcolati utilizzati nell'assistenza clinica. Questo studio ha dimostrato che nei suini sani, quando le quattro tecniche sono state confrontate direttamente, il valore prodotto dal metodo BSA aggiustato era significativamente diverso.
Il metodo di riferimento, la termodiluizione, offre misure rapide, facili e istantanee; Pertanto, se si ha accesso a strumenti di misurazione e acquisizione dati, e a seconda delle esigenze del protocollo, i cateteri per termodiluizione sono l'ideale. Inoltre, questo metodo si basa su semplici principi fisici ed è molto preciso poiché utilizza indicatori che quantificano indirettamente il flusso sanguigno23. Questo metodo è stato descritto per la prima volta nel 1970; Dopo aver iniettato un volume predeterminato di soluzione fisiologica fredda nella porta prossimale di un catetere arterioso polmonare, vengono misurate le variazioni termiche nel sangue. In questo studio, la dissezione vascolare aperta è stata utilizzata per incannulare la vena giugulare e l'arteria carotide a causa della facilità di visibilità durante l'incisione della pelle e la separazione dei muscoli del collo, che ha portato all'uso di routine di questa tecnica nel nostro laboratorio. Vale la pena ricordare che la tecnica di Seldinger può essere utilizzata in questo modello sperimentale; Tuttavia, oltre a richiedere attrezzature aggiuntive, secondo la nostra esperienza, questa tecnica è difficile da eseguire nei suini se non si ha una formazione sufficiente.
I vantaggi della tecnica di termodiluizione includono la sua affidabilità e la facilità di eseguire misurazioni seriali senza la necessità di ottenere campioni di sangue, come richiesto per il metodo23 di Fick. D'altra parte, i parametri cardiovascolari calcolati sono strumenti clinici importanti che completano le misurazioni dirette nella valutazione dello stato del sistema cardiovascolare. L'IC viene utilizzato per mostrare come CO e BSA sono correlati. Questo indice cardiovascolare derivato è importante e facile da calcolare, il che lo rende interessante per l'uso nel processo decisionale in contesti con risorse limitate20. Tuttavia, in questo studio, il metodo BSA ha prodotto valori significativamente maggiori rispetto agli altri metodi, il che potrebbe indicare una sovrastima del flusso di perfusione polmonare rispetto al flusso ottenuto utilizzando gli altri metodi.
La misurazione della gittata cardiaca di Fick è stata descritta per la prima volta nel 1870 come metodo per misurare il CO negli esseri umani. Fick ha postulato che l'assorbimento totale o il rilascio di ossigeno da parte dei polmoni è il prodotto del flusso sanguigno attraverso i polmoni e della differenza arterovenosa nell'ossigeno nel sangue. Questa tecnica viene utilizzata nei laboratori di cateterismo cardiaco perché è molto precisa e fornisce informazioni sugli andamenti numerici basati su modelli matematici; tuttavia, non è pratico per l'uso in ambito clinico o per la misurazione continua di CO21,24.
Per quanto riguarda il CO ottenuto con il metodo del peso, abbiamo riscontrato che questo valore è inferiore a quelli degli altri metodi, ma potrebbe essere utile per chi esegue l'EVLP nei suini. Come descritto da Beller et al.8, che hanno confrontato l'EVLP con flussi del 20% del CO previsto, è stato riscontrato che questo approccio ha migliorato la funzione polmonare, ridotto l'edema e attenuato l'infiammazione dopo il trapianto.
Infine, la letteratura indica che le diverse tecniche di monitoraggio del CO hanno i loro limiti e che nessun dispositivo può soddisfare tutti i requisiti della pratica. Tuttavia, a seconda delle esigenze del ricercatore, se l'accesso a strumenti di misurazione avanzati è limitato, anche la determinazione del CO mediante calcolo è affidabile, semplice, riproducibile e richiede meno tempo rispetto alle tecniche invasive 2,20. Sebbene questi metodi per stimare il CO siano affidabili, ci sono differenze significative tra loro. Pertanto, ogni metodo deve essere valutato dal ricercatore per determinare quale soddisfa le esigenze del proprio protocollo.
Va detto che questo studio ha un limite perché qui non è stato incluso un confronto con altre tecniche di misurazione del CO ampiamente utilizzate, come la tecnologia Doppler (transtoracica, transesofagea ed ecocardiografia) o la bioreattanza elettrica toracica bioimpedenziometrica. L'inclusione di questi metodi potrebbe fornire preziose informazioni sull'accordo tra queste tecniche e il cateterismo dell'arteria polmonare (PAC) per la misurazione del CO nei suini.

Nei centri di trapianto di polmone, la perfusione polmonare ex vivo (EVLP) è uno strumento che aiuta ad aumentare il potenziale di donazione di polmoni che non soddisfano i criteri standard per il trapianto1. Ciò si ottiene preservando e migliorando la funzionalità polmonare dei donatori con morte cerebrale o arresto cardiaco, nonché valutando le prestazioni polmonari prima del trapianto 2,3,4. Nell'EVLP, una pompa di circolazione extracorporea consente la perfusione del polmone da trapiantare attraverso uno scambiatore di gas a membrana e un filtro per l'intrappolamento dei leucociti5.
Ad oggi, sono stati descritti diversi protocolli EVLP (Toronto, Lund e Organ Care System). Questi si differenziano per il tipo di soluzione di perfusione utilizzata, se l'atrio sinistro viene mantenuto aperto o chiuso durante la perfusione, e per il flusso di perfusione, che varia dal 40% al 100% (a seconda della tecnica utilizzata) della gittata cardiaca stimata (CO) del donatore 6,7,8. Il CO è la quantità di sangue pompata dal cuore al minuto9 ed è il meccanismo attraverso il quale viene mantenuta la perfusione tissutale. Pertanto, il monitoraggio del CO garantisce una corretta ossigenazione dei tessuti. Il CO, prodotto della frequenza cardiaca e della gittata sistolica, è misurato in litri 10,11,12. Tuttavia, questo approccio per il mantenimento della perfusione tissutale dipende anche da altri fattori, come il ritorno venoso, l'uso periferico di ossigeno, la resistenza vascolare sistemica, la respirazione, il volume totale del sangue e la posizione del corpo12.
Esistono diversi dispositivi per la misurazione e il monitoraggio del CO, alcuni dei quali utilizzano semplici principi fisici, mentre altri utilizzano modelli matematici. Questi metodi includono il principio di Fick, la termodiluizione (diluizione transpolmonare o al litio), l'analisi dell'onda di pressione arteriosa per stimare la gittata sistolica (SV) e metodi meno invasivi come il Doppler o la bioreattanza toracica. Tuttavia, nessun dispositivo di monitoraggio del CO può soddisfare tutti i requisiti clinici a causa delle limitazioni della corrispondente tecnica di monitoraggio10,13.
La misurazione del CO mediante termodiluizione transcardiaca è un metodo semplice e facilmente riproducibile nei suini. Consiste nel posizionare un catetere con un termistore nell'arteria polmonare e iniettare un volume di liquido con una temperatura inferiore a quella del sangue. Il termistore rileva le variazioni di temperatura nel tempo, che vengono poi tracciate sotto forma di curva, con l'area sotto la curva che rappresenta il volume minuto14. Vari studi hanno descritto che per i modelli animali EVLP, il CO può essere calcolato in base al peso (100 mL/kg)15, alla termodiluizione e al metodo di Fick10,13. Tuttavia, in clinica, il CO viene calcolato utilizzando l'indice cardiaco (CI), che è il CO aggiustato per la superficie corporea del donatore16. Tuttavia, non ci sono studi che confrontino questi metodi in modelli sperimentali di suini.
L'obiettivo di questo studio è stato quello di riprodurre la misurazione del CO mediante termodiluizione nei suini e confrontarne la precisione e l'accuratezza con quelle ottenute utilizzando il CO regolato mediante BSA, il peso e il metodo di Fick per stabilire il flusso di perfusione durante l'EVLP.

<table><tbody><tr><td>Macchina per anestesia</td><td>General Electric</td><td>Carescape 620</td><td></td></tr><tr><td>Atropine</td><td>Amixteria, Stern Pharma GmbH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Catetere Insyte Autoguard 20 GA</td><td>Becton Dickinson</td><td>381434</td><td></td></tr><tr><td>Matita per elettrocauterizzazione</td><td>BBraun Aesculap</td><td>GN211</td><td></td></tr><tr><td>Tubo endotracheale con palloncino da 7 Fr</td><td>Rush</td><td>MG 027770 002</td><td></td></tr><tr><td>Fentanyl</td><td>Janssen-Cilag</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Iodopovidone</td><td>Degasa</td><td>NDC6732635208</td><td></td></tr><tr><td>Laringoscopio</td><td>Riester</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lidocaina Spray</td><td>Pisa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trasduttori di pressione</td><td>Edwards Lifesciences</td><td>PX260</td><td></td></tr><tr><td>Propofol</td><td>Pisa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sevofluorane</td><td>Pisa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Suture di seta 2-0</td><td>Covidien</td><td>GS833</td><td></td></tr><tr><td>Pentobarbital di sodio</td><td>Pfizer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>lama diritta di laringoscopio #3</td><td>Miller; Catetere per</td> termodiluizione Riester <td></td><td></td></tr><tr><td>Swan-Ganz 5Fr</td><td>Catetere a sfera per termodiluizione Arrow</td><td>Ref AI-07165</td><td></td></tr><tr><td>Tiletamine-zolazepam</td><td>Virbac</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vecuronium bromide</td><td>Pisa</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

determinazione della gittata cardiaca in un modello suino per la perfusione polmonare ex vivo

Determination of Cardiac Output in a Porcine Model for Ex Vivo Pulmonary Perfusion

A causa delle loro somiglianze fisiologiche con l'uomo, i suini sono utilizzati come modelli sperimentali per la perfusione polmonare ex vivo (EVLP). L'EVLP è una tecnica che perfonde i polmoni che non sono adatti al trapianto tramite una pompa di circolazione extracorporea per migliorarne la funzione e aumentarne la vitalità. I protocolli EVLP esistenti si differenziano per il tipo di soluzione di perfusione e il flusso di perfusione, che varia dal 40% al 100% della gittata cardiaca stimata (CO) in base alla superficie corporea (BSA). I dispositivi per la misurazione del CO utilizzano semplici principi fisici e altri modelli matematici. La termodiluizione nei modelli animali continua ad essere lo standard di riferimento per la stima del CO grazie alla sua semplicità e facilità di riproduzione. Pertanto, l'obiettivo di questo studio è stato quello di riprodurre la misurazione del CO mediante termodiluizione nei suini e confrontarne la precisione e l'accuratezza con quelle ottenute con il BSA, il peso e il metodo di Fick, per stabilire il flusso di perfusione durante l'EVLP. In 23 suini, un catetere di termodiluizione è stato posizionato nella vena giugulare destra e l'arteria carotide sullo stesso lato è stata incannulata. I campioni di sangue sono stati prelevati per la gasometria e il CO è stato stimato mediante termodiluizione, superficie corporea regolata, principio di Fick e peso corporeo. Il CO ottenuto dalla BSA era maggiore (p = 0,0001, ANOVA, Tukey) rispetto a quello ottenuto con gli altri metodi. Concludiamo che, sebbene i metodi utilizzati in questo studio per stimare il CO siano affidabili, ci sono differenze significative tra loro; Pertanto, ogni metodo deve essere valutato dallo sperimentatore per determinare quale soddisfa le esigenze del protocollo.

Tutti gli animali sono sopravvissuti alla procedura chirurgica e al tempo di studio. Un animale (4,3%) ha sviluppato una lacerazione della vena giugulare a causa di un'eccessiva trazione durante l'inserimento del catetere. Inoltre, nessuno dei vasi intervenuti mostrava sanguinamento. Negli animali studiati, per raggiungere il PA sono stati necessari in media 25-30 cm di inserimento del catetere. In tre casi (13%), il catetere era diretto verso l'arto superiore destro del maiale. In questi casi, il catetere è stato retratto nel sito di inserimento, l'arto superiore del maiale è stato riposizionato verso la testa e la vena giugulare è stata occlusa manualmente per guidare il catetere verso il cuore. Due animali (8,6%) hanno sviluppato tachicardia e aritmie durante l'inserimento del catetere. Questi si sono risolti da soli e non hanno richiesto una gestione farmacologica. Confrontando il CO ottenuto con i quattro metodi, il valore aggiustato dalla superficie corporea (p &lt; 0,05; ANOVA, Tukey) era maggiore di quella ottenuta con il metodo della termodiluizione e il CO aggiustato in peso (Figura 7).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig01.jpg"> Figura 1: Intubazione e impostazione dell'anestesia. Maiale intubato e collegato a una macchina per anestesia per via inalatoria. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig01large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig02.jpg"> Figura 2: Antisepsi della regione cervicale. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig02large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig03.jpg"> Figura 3: Dissezione della vena giugulare. La vena giugulare sezionata e le suture di riferimento poste intorno ad essa. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig03large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig04.jpg"> Figura 4: Inserimento del catetere. Inserimento del catetere nell'incisione trasversale nella porzione ventrale della vena giugulare. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig04large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig05.jpg"> Figura 5: Tracciato dell'inserimento del catetere di termodiluizione. Normale tracciamento dell'inserimento durante il posizionamento del catetere di termodiluizione. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig05large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig06.jpg"> Figura 6: Posizionamento finale del catetere. Fine del posizionamento del catetere nella vena giugulare (A) e nell'arteria carotide (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig06large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig07.jpg"> Figura 7: Stima della gittata cardiaca. Gittata cardiaca massima (media ± errore standard) stimata con il metodo della superficie corporea aggiustata. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig07large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Questo protocollo descrive la tecnica chirurgica utilizzata per il posizionamento di un catetere di termodiluizione attraverso la vena giugulare nei suini per stimare la gittata cardiaca e garantire un'adeguata perfusione polmonare durante la perfusione polmonare ex vivo (EVLP).

Determinazione della gittata cardiaca in un modello suino per la perfusione polmonare ex vivo

Due to their physiological similarities to humans, pigs are used as experimental models for ex vivo lung perfusion (EVLP). EVLP is a technique that ...

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Questo video descrive una tecnica ex situ per preservare un cuore suino isolato perfondendolo con una soluzione ossigenata di perfusato ricca di sostanze nutritive. La tecnica consente la valutazione completa delle prestazioni cardiache in condizioni fisiologiche.

Perfusione cardiaca ex situ: una tecnica per preservare la funzione cardiaca suina isolata

La maggior parte degli studi che coinvolgono l'apparato di Langendorff utilizzano modelli di piccoli animali a causa della maggiore complessità dei sistemi per mammiferi più grandi. Descriviamo un sistema di Langendorff per modelli animali di grandi dimensioni che ne consente l'uso in una vasta gamma di specie, compreso l'uomo, e l'acquisizione di dati relativamente facile.

Un Isolato sistema Cuore di lavoro per i grandi modelli animali

valutazione dei risultati affidabile e preciso è la chiave per la traduzione di terapie pre-clinici in trattamento clinico. Il documento corrente descrive come valutare tre clinicamente rilevanti parametri di outcome primario di performance cardiaca e danni in un modello di infarto miocardico acuto maiale.

La valutazione dell&#39;outcome primario in un modello suino di infarto miocardico acuto

Qui, descriviamo un modello preclinico di grandi animali (porcine) di trapianto ortotopico del cuore che è stato saldamente stabilito e utilizzato per studiare nuove strategie cardioprotettive.

Un modello pre-clinico di trapianto di cuore ortotopico

Il protocollo descrive un modello di donazione di animali di grandi dimensioni (suini) dopo morte circolatoria, seguito da perfusione regionale normotermica toracoaddominale che simula da vicino lo scenario clinico nel trapianto di cuore e ha il potenziale per facilitare studi e strategie terapeutiche.

Modello di donazione su animali di grandi dimensioni dopo morte circolatoria e perfusione regionale normothermica per la valutazione cardiaca

Il protocollo mostra come la somministrazione continua di cristalloidi nelle vene centrali di un suino/suinetto euvolemico consenta un'indagine appropriata degli effetti fisiologici del sovraccarico di volume acuto.

Modello suino adulto e pediatrico di sovraccarico di volume acuto

Lo screening per la malattia coronarica potrebbe aumentare l'approvvigionamento di cuori di donatori con criteri estesi. Un protocollo per l'esecuzione di un'angiografia coronarica riproducibile durante la perfusione cardiaca ex-situ è descritto qui in un modello suino.

Angiografia coronarica durante la perfusione cardiaca ex-situ in un modello suino

Il protocollo descrive un sistema di perfusione cardiaca suina ex vivo in cui il carico diretto del ventricolo sinistro può servire come tecnica di valutazione per la salute del trapianto, fornendo contemporaneamente una valutazione olistica della funzione del trapianto. Viene inoltre fornita una discussione sulla progettazione del sistema e sulle possibili metriche di valutazione.

Carico cardiaco mediante pressurizzazione atriale sinistra passiva e postcarico passivo per la valutazione dell'innesto

Il protocollo qui descrive un modello suino ad alta fedeltà di trapianto di cuore dopo la donazione dopo la morte circolatoria utilizzando la perfusione ex vivo dell'allotrapianto.

Un modello suino ad alta fedeltà di trapianto di cuore ortotopico dopo donazione dopo morte circolatoria

Qui, presentiamo un protocollo per un sistema di perfusione normotermico ex vivo open source e modificabile, progettato per superare l'alto costo e la limitata flessibilità delle piattaforme esistenti, consentendo un uso più accessibile, economico e iterativo nella ricerca biomedica preclinica.

Un sistema di perfusione normotermica open-source progettato per i ricercatori

Impara a determinare la gittata cardiaca mediante catetere a termodiluizione nel giugulare di suini per la perfusione polmonare ex vivo. Questa tecnica chirurgica consente di monitorare adeguatamente il flusso perfusivo durante l'EVLP.

Determinazione della gittata cardiaca in un modello suino per la perfusione polmonare ex vivo

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