Brodie en Dixon beschreven het ex-vivo longperfusiesysteem voor het eerst in 1903 1. Sindsdien is het een gouden standaardinstrument geworden voor het bestuderen van de fysiologie, farmacologie, toxicologie en biochemie van de longen2,3. De techniek biedt een consistente en reproduceerbare manier om de levensvatbaarheid van longtransplantaties te evalueren en om het effect van ontstekingsmediatoren zoals histamine, arachidonzuurmetabolieten en stof P te bepalen, evenals hun interacties tijdens longverschijnselen zoals bronchoconstrictie, atelectase en longoedeem. Het geïsoleerde longsysteem is een belangrijke techniek geweest bij het onthullen van de belangrijke rol van de longen bij de eliminatie van biogene amines uit de algemene circulatie4,5. Daarnaast is het systeem gebruikt om de biochemie van pulmonale surfactant6 te evalueren. In de afgelopen decennia is het ex-vivo longperfusiesysteem uitgegroeid tot een ideaal platform voor longtransplantatieonderzoek7. In 2001 beschreef een team onder leiding van Stig Steen de eerste klinische toepassing van het ex-vivo longperfusiesysteem door het te gebruiken om de longen van een 19-jarige donor te reconditioneren, die aanvankelijk werd afgewezen door transplantatiecentra vanwege zijn verwondingen. De linkerlong werd geoogst en gedurende 65 minuten doordrenkt; daarna werd het met succes getransplanteerd in een 70-jarige man met COPD8. Verder onderzoek naar longreconditionering met behulp van de ex-vivo perfusie leidde tot de ontwikkeling van de Toronto-techniek voor verlengde longperfusie om gewonde donorlongen te beoordelen en te behandelen9,10. Klinisch gezien is gebleken dat het ex-vivo longperfusiesysteem een veilige strategie is om donorpools te vergroten door substandaard donorlongen te behandelen en te reconditioneren, zonder significant verschil in risico's of uitkomsten ten opzichte van standaardcriteriadonoren10.
Het belangrijkste voordeel van het geïsoleerde longperfusiesysteem is dat de experimentele parameters kunnen worden geëvalueerd in een volledig functioneel orgaan dat zijn fysiologische functie behoudt onder een kunstmatige laboratoriumopstelling. Bovendien maakt het de meting en manipulatie van pulmonale mechanische ventilatie mogelijk om de componenten van de longfysiologie te analyseren, zoals luchtwegweerstand, totale vasculaire weerstand, gasuitwisseling en oedeemvorming, die tot op heden niet precies in vivo op proefdieren kunnen worden gemeten2. Met name de samenstelling van de oplossing waarmee de long wordt geperfuseerd, kan volledig worden gecontroleerd, waardoor de toevoeging van stoffen in realtime hun effecten kan evalueren en monsterverzameling uit perfusie voor verder onderzoek11. Onderzoekers die met het geïsoleerde longsysteem werken, moeten in gedachten houden dat mechanische ventilatie verval van het longweefsel veroorzaakt, waardoor de nuttige tijd wordt verkort. Deze progressieve daling van de mechanische parameters kan aanzienlijk worden vertraagd door de longen af en toe te hyperinflateren tijdens de tijd van het experiment4. Toch kan de voorbereiding meestal niet langer dan acht uur duren. Een andere overweging voor het ex-vivo longperfusiesysteem is de afwezigheid van regulatie van het centrale zenuwstelsel en lymfedrainage. De effecten van hun afwezigheid zijn nog niet volledig begrepen en kunnen mogelijk een bron van vooringenomenheid zijn in bepaalde experimenten.
De geïsoleerde longperfusiesysteemtechniek kan in het konijnenmodel worden uitgevoerd met een hoge mate van consistentie en reproduceerbaarheid. Dit werk beschrijft de technische en chirurgische procedures voor de implementatie van de ex-vivo geïsoleerde longperfusietechniek zoals ontwikkeld voor het konijnenmodel aan het Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias in Mexico-Stad, met de bedoeling de inzichten te delen en een duidelijke gids te bieden voor de belangrijkste stappen in de toepassing van dit experimentele model.