Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Onderzoek naar alternatieve perfusieoplossingen met behulp van gepolymeriseerde zuurstofdragers op basis van hemoglobine van de volgende generatie in een model van ex vivo longperfusie bij ratten

1.6K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/66702

⸱

14 juni 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1COPPER Laboratory, Department of Surgery, The Ohio State University Wexner Medical Center, 2Division of Cardiac Surgery, Department of Surgery, The Ohio State University Wexner Medical Center, 3William G. Lowrie Department of Chemical and Biomolecular Engineering, College of Engineering, The Ohio State University

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Hier beschrijven we de toepassing van een op gepolymeriseerde humane hemoglobine (PolyhHb) gebaseerde zuurstofdrager als perfusaat en het protocol waarin deze perfusieoplossing kan worden getest in een model van ex vivo longperfusie bij ratten.

Samenvatting

Longtransplantatie wordt belemmerd door het gebrek aan geschikte donoren. Voorheen werden donoren die als marginaal of ontoereikend werden beschouwd, weggegooid. Nieuwe en opwindende technologie, zoals ex vivo longperfusie (EVLP), biedt longtransplantatieaanbieders echter een uitgebreide beoordeling voor marginale donortransplantaten. Dit dynamische beoordelingsplatform heeft geleid tot een toename van longtransplantatie en heeft aanbieders in staat gesteld om donoren te gebruiken die eerder werden weggegooid, waardoor de donorpool werd uitgebreid. De huidige perfusietechnieken maken gebruik van cellulaire of acellulaire perfusaten, en beide hebben duidelijke voor- en nadelen. De samenstelling van de perfusie is van cruciaal belang voor het handhaven van een homeostatische omgeving, het bieden van voldoende metabolische ondersteuning, het verminderen van ontstekingen en celdood en uiteindelijk het verbeteren van de orgaanfunctie. Perfusieoplossingen moeten voldoende eiwitconcentratie bevatten om de juiste oncotische druk te behouden. De huidige perfusieoplossingen leiden echter vaak tot vochtextravasatie door het pulmonale endotheel, wat resulteert in onbedoeld longoedeem en schade. Het is dus noodzakelijk om nieuwe perfusieoplossingen te ontwikkelen die overmatige schade voorkomen met behoud van een goede cellulaire homeostase. Hier beschrijven we de toepassing van een op gepolymeriseerde humane hemoglobine (PolyhHb) gebaseerde zuurstofdrager als perfusaat en het protocol waarin deze perfusieoplossing kan worden getest in een model van EVLP bij ratten. Het doel van deze studie is om de longtransplantatiegemeenschap te voorzien van belangrijke informatie bij het ontwerpen en ontwikkelen van nieuwe perfusieoplossingen, evenals de juiste protocollen om ze te testen in klinisch relevante translationele transplantatiemodellen.

Inleiding

Zoals elk gebied in de transplantatie van vaste organen, lijdt longtransplantatie aan een tekort aan donororganen. Om de donorpool te vergroten, is er veel onderzoek gedaan naar het potentieel van allotransplantaten waarvan ooit werd gedacht dat ze ongeschikt waren voor transplantatie, d.w.z. donoren met uitgebreide criteria (ECD). Deze allotransplantaten kunnen om verschillende redenen als ECD worden beschouwd, waaronder twijfelachtige kwaliteit, slechte functie, infectie, trauma, langdurige warme of koude ischemische tijden en hoge leeftijd 1,2. In bepaalde gevallen, wanneer deze longen geschikt zijn voor onmiddellijke transplantatie3, is het vaak voordelig voor zowel zorgverleners als ontvangers om deze longen nog een extra tijd te evalueren om te bepalen of ze geschikt zijn voor transplantatie. Ex vivo longperfusie (EVLP) is een dergelijke technologie die een uitgebreide beoordeling mogelijk maakt van potentiële longtransplantaten in een gesloten circuit buiten de donor 2,4,5,6,7, waardoor de transplantatieaanbieder de mogelijkheid krijgt om de geschiktheid voor transplantatie te bepalen. EVLP heeft aangetoond dat het in staat is om donororganen adequaat te beoordelen 8,9,10,11, de effecten van ischemisch reperfusieletsel (IRI)12,13 te verminderen en de donorpoolte vergroten 14,15, waardoor longtransplantatie een meer toegankelijke behandeling voor iedereen wordt.

Over het algemeen is een EVLP-systeem een gesloten systeem met een beademingscircuit (bereikt door een ventilator aan te sluiten op de luchtpijp om lucht in het systeem te brengen) en een vasculair circuit (bereikt door het linker atrium (LA) te verbinden met de longslagader (PA) met slangen)7. Het vasculaire circuit heeft perfusaat dat door de slang loopt om de long essentiële voedingsstoffen en zuurstof te geven, terwijl de koude ischemische tijd (CIT) wordt beperkt5,8,16,17. Deze oplossing is ofwel op bloed gebaseerd (d.w.z. via de toevoeging van verpakte rode bloedcellen (PRBC's))16,17 of acellulair (d.w.z. geen PRBC's)4,5. Er zijn echter verschillende opmerkelijke nadelen aan het gebruik van PRBC's. Bij gebruik van PRBC's van donoren die zijn overleden aan trauma of hersendode donoren (BDD), bevatten deze vloeistoffen vaak grote hoeveelheden inflammatoire cytokines, die de cellulaire schade tijdens EVLP kunnen verhogen en de niveaus van celvrije hemoglobine (Hb), heem, ijzer en celfragmenten kunnen verhogen die extra schade aan cellen toebrengen18,19. Bovendien, aangezien deze donoren vaak uit meerdere organen bestaan, kan het verzamelen van PRBC's voorafgaand aan de verkrijging leiden tot een afnemend bloedvolume in de donor en vervolgens tot een toename van ischemie naar alle organen. Als PRBC's van een andere bron worden gebruikt, kunnen aanbieders te maken krijgen met bloedtekorten, aangezien dit op zichzelf al een schaars materiaal is20,21. Ten slotte zijn PRBC's vatbaar voor mechanische lysis op het EVLP-circuit, ongeacht hun bron, waardoor Hb en andere componenten vrijkomen die bijdragen aan cellulaire schade.

Daarom kan het om vele redenen voordelig zijn om een kunstmatige vervanger van rode bloedcellen te gebruiken, d.w.z. zuurstofdragers op basis van hemoglobine (HBOC's), als perfusaatsupplement. Een bijzonder veelbelovende HBOC is gepolymeriseerd humaan hemoglobine (PolyhHb). PolyhHb wordt gesynthetiseerd uit Hb gezuiverd uit verlopen PRBC's die ongeschikt werden geacht voor onmiddellijke transfusie22. Het is aangetoond dat ze levensvatbare bloedvervangers zijn bij hemorragische shock23 en transplantatie24 en kunnen in grote hoeveelheden worden geproduceerd22. Grootschalige adoptie van PolyhHb is echter niet succesvol geweest vanwege onvoorziene complicaties zoals vasoconstrictie, verhoging van de bloeddruk en hartstilstand23,25. De redenen achter deze bevindingen waren waarschijnlijk te wijten aan de aanwezigheid van celvrije Hb-polymeren of Hb-polymeren met een laag moleculair gewicht (< 500 kDa) in de PolyhHab-oplossing, omdat ze de neiging hebben om in de weefselruimte te extravaseren, wat resulteerde in verminderde beschikbaarheid van stikstofmonoxide, daaropvolgende vasoconstrictie, systemische hypertensie en uiteindelijk oxidatief weefselletsel26,27. Om deze problemen te verbeteren, heeft het Palmer Laboratory gewerkt aan de ontwikkeling van een PolyhHb van de volgende generatie die minimale soorten met een laag MW en celvrij Hb bevat, wat verbeterde biofysische kenmerken en in vivo reacties heeft aangetoond 22,28,29,30. Verschillende transfusiestudies bij dieren hebben aangetoond dat als Hb-polymeren met een laag moleculair gewicht uit de HBOC worden geëlimineerd, vasoconstrictie, systemische hypertensie en oxidatieve schade kunnen worden beperkt 28,29,31,32,33,34,35. Daarom is deze PolyhHb van de volgende generatie een veelbelovende perfusaatkandidaat.

Hier beschrijven we de toepassing van een PolyhHb van de volgende generatie voor gebruik in een perfusaat en het protocol waarmee deze perfusieoplossing kan worden getest in een model van EVLP voor ratten. Het doel van deze studie is om de longtransplantatiegemeenschap te voorzien van belangrijke informatie bij het ontwerpen en ontwikkelen van nieuwe perfusieoplossingen, en om protocollen te bieden om ze te testen in klinisch relevante translationele transplantatiemodellen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Sprague-Dawley-ratten (300 g lichaamsgewicht) werden commercieel verkregen en gehuisvest onder pathogeenvrije omstandigheden in de dierenfaciliteit van het Wexner Medical Center van de Ohio State University. Alle procedures werden op humane wijze uitgevoerd volgens de NIH en de National Research Council's Guide for the Humane Care and Use of Laboratory Animals en met de goedkeuring van The Ohio State University Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC-protocol 2023A00000071).

1. PolyhHab-synthese en -zuivering

OPMERKING: De productie en synthese van het PolyhHab-materiaal dat werd gebruikt voor de volgende EVLP-experimenten werden oorspronkelijk gepubliceerd door Cuddington et al. in 202022. Raadpleeg dit werk voor diepgaande schema's en analyse van de PolyhGb-synthese. Hieronder volgt een samenvatting van de synthese en zuivering van PolyhHb op proefschaal en de daaropvolgende bereiding ervan als perfusaat.

  1. RBC-was, lysis en Hb-zuivering
    1. Koop 18 eenheden verlopen menselijke PRBC's en giet ze in een filtratievat van 20 liter, verdund met 0,9 gew.% zoutoplossing tot een uiteindelijke hematocriet van 22% (figuur 1B,C).
    2. Voer zes systeemvolume-uitwisselingen (diacycles) uit op een 0,65 μm gemodificeerde polyethyleensulfon (mPES) tangentiële stromingsfiltratie (TFF)-module met 0,9 gew.% zoutoplossing op de RBC-oplossing. OPMERKING: Het doel van deze wasstap is het verwijderen van beschadigde RBC's, membraanfragmenten en ander extracellulair materiaal voorafgaand aan hemolyse (Figuur 1B,C).
    3. Lyseer de RBC-oplossing met 10 l fosfaatbuffer (PB, 3,75 mM, pH 7,4) gedurende 1 uur bij 4 °C onder voortdurend roeren.
    4. Verwijder de gelyseerde membraanfragmenten en andere aggregaten door de oplossing te filtreren over een 500 kDa TFF-module en het permeaat op te vangen in het reactorvat van 30 l (figuur 1A-C).
    5. Zodra 480 g Hb in de reactor is, voegt u een zoutlading toe om PB om te zetten in fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS).
    6. Recirculeer het Hb door een gascontactor die met stikstof wordt gevoed en behoud een stikstofkopruimte in de reactor om het eiwit 's nachts van zuurstof te ontdoen. Koel af tot 14 °C om de vorming van methemoglobine (metHb) te beperken.
  2. Hb polymerisatie
    1. Verwarm de Hb-oplossing tot fysiologische temperatuur (37 °C) terwijl de oplossing recirculeert op een gascontactorlus.
      OPMERKING: Het doel is om het eiwit te deoxygeneren tot een pO2 tussen 0-10 mmHg om ervoor te zorgen dat het grootste deel van het Hb zich in de gespannen kwartaire toestand bevindt (Figuur 1A).
    2. Voeg indien nodig 1 g lading natriumdithioniet toe om een effectieve deoxygenatie te garanderen.
    3. Terwijl u de recirculatielus in stand houdt en de Hb-oplossing ontgast, voegt u een molaire verhouding van 30:1 toe van glutaaraldehyde (GA) tot Hb verdund in 3 L zuurstofarm PBS (pH 7,4).
    4. Voeg de oplossing toe aan het reactorvat gedurende 3 uur met een extra uur reactietijd.
    5. Doof de verknopingsreactie met een molaire verhouding van 7:1 van natriumcyanoborohydride tot GA, verdund in 3 L PBS (pH 7,4). Voeg toe aan de reactor gedurende meer dan 10 minuten.
    6. Koelreactor bij 14 °C 's nachts.
  3. PolyhHb zuivering
    1. Pomp de reactorinhoud in een filtervat van 10 liter en begin met de circulatie door een TFF-module van 0,2 μm polyethyleensulfon (PES) (fase 1). Deze stap verwijdert grote aggregaten en ongewenste verontreinigingen.
    2. Voer het permeaat in een secundair filtervat van 10 liter dat over een 500 kDa polysulfon (PS) TFF-module (fase 2) zal circuleren zodra deze vol is. Ga door totdat de reactor is geleegd (Figuur 1B,D).
    3. Zodra de reactor in het zuiveringscircuit is geleegd, start u de uitwisseling van hulpstoffen in fase 1 met een gemodificeerde Ringer-lactaatoplossing (pH 7,4). Meet na elke volledige volume-uitwisseling de eiwitconcentratie in het permeaat van fase 1 met behulp van UV-zichtbare spectroscopie.
    4. Wanneer het permeaat in fase 1 een concentratie heeft van minder dan 1 mg Hb/ml, breng dan de gemodificeerde Ringer-oplossing over naar fase 2. Elke vertraging in fase 1 is een verspilling en moet op de juiste manier worden verwijderd. Zorg er in totaal voor dat er in beide fasen 12 volledige volume-uitwisselingen van de gewijzigde Ringer-oplossing worden uitgevoerd.
    5. Concentreer na voltooiing van de diacycli de inhoud van fase 2 tot ten minste 10 g/dl over de 500 kDa TFF-module.
    6. Verpak de geconcentreerde oplossing in conische buisjes van 50 ml en bewaar bij -80 °C tot gebruik.

2. Perfusaat formulering

  1. Bereid het perfusaat voor tot een eindvolume van 165 ml. Verdun PolyhHb tot een eindconcentratie van 3,7 g/dL met William's E Medium.
  2. Voeg humaan serumalbumine (HSA) toe tot een eindconcentratie van 3% HSA in gewicht. Voeg 1 ml heparine toe aan de uiteindelijke oplossing.

3. Opstelling ex vivo longperfusiecircuit

  1. Plaats PolyhHab-perfusaat in het reservoir van het EVLP-circuit en zet het warmwaterbad aan op 37 °C. Zorg ervoor dat het perfusaat in het circuit circuleert door de rolpompen aan te zetten.
  2. Sluit de-oxygenatiegas (d.w.z. 6% O2, 8% CO2, 84% N2) aan op de holle vezeloxygenator om het perfusaat van zuurstof te ontdoen. Dit wordt gedaan om het vermogen van de long om het perfusaat van zuurstof te voorzien te beoordelen.
  3. Open software voor gegevensverzameling op een computer in de buurt. Zorg ervoor dat de druk in de longslagader, het tracheale drukverschil, het verschil in ademhalingsstroom, het longgewicht en de pompsnelheidstransducers zijn aangesloten op zowel het circuit als de dataconverterbox.
  4. Zorg ervoor dat er geen lekken in het hele systeem zijn door alle slangaansluitingen zorgvuldig te onderzoeken en ervoor te zorgen dat er warm water circuleert (Figuur 2). Druk op Uitvoeren op de data-acquisitiesoftware om er zeker van te zijn dat alle drukopnemers werken. Zodra het systeem goed functioneert, schakelt u de rolpompen uit.

4. Verkrijging van een donorlongblok voor ratten

  1. Zet de operatietafel op en plaats de instrumenten (Figuur 3). Autoclaaf alle instrumenten bij 121 °C gedurende 30 minuten.
  2. Bereid 1200 E/kg heparine, een mengsel van ketamine en xylazine voor verdoving (60 mg/kg ketamine en 5 mg/kg), evenals 5-10 cm lange zijden hechtingen (3-0 of 4-0).
  3. Injecteer ketamine/xylazine-oplossing intraperitoneaal in de rat. Wacht 5-10 minuten totdat het verdovingsvlak zich heeft ontwikkeld. Om een goed niveau van anesthesie te garanderen, knijpt u in de teen van de rat om een reactie uit te lokken. Als er geen reactie is, is aan het juiste niveau van anesthesie voldaan.
  4. Scheer de buik van de rat en plaats de rat in rugligging op de operatieplank. Reinig de buik met povidon-jodium en 70% ethanol. Breng oogzalf onder de ogen van de rat om uitdroging te voorkomen.
  5. Verplaats de rat naar de operatiekamer en zet de rat op zijn plaats vast (Figuur 4A). Schakel software voor gegevensverzameling in en begin met opnemen. Zet de ventilator aan bij 4 ml/kg en zorg ervoor dat de positieve expiratoire druk (PEEP) ongeveer 2 cm/H2O is.
    OPMERKING: Deze initiële instellingen zijn experimentspecifiek. Het is aan alle onderzoekers om de beste beademingsstrategieën voor individuele experimenten te bepalen.
  6. Zodra de juiste anesthesiediepte is bereikt, voert u met een schaar een laparotomie op de middellijn uit van het xiphoid-proces naar de symfyse van de schaamstreek. Voer vervolgens een mediaal-laterale viscerale rotatie uit en visualiseer de infrahepatische inferieure vena cava met behulp van een stomp instrument (IVC)36,37,38 (Figuur 4B). Injecteer heparine in de IVC met een naald van 20 G (Figuur 4C).
  7. Richt de aandacht op de nek en knip met een schaar de huid af van de sternale inkeping tot net onder de hoek van de onderkaak. Begin vervolgens te ontleden in de richting van de luchtpijp (Figuur 5A).
  8. Ontleed in de nek botweg de noodzakelijke riemspieren om de luchtpijp bloot te leggen (Figuur 5B). Maak met een schaar een dwarse incisie op de voorste luchtpijp tussen de kraakbeenringen die groot genoeg is voor de endotracheale (ET) tube (enkele millimeters), maar knip niet door het achterste deel van de luchtpijp. Plaats een 5-0 zijden hechtdraad rond de luchtpijp (Figuur 5C).
  9. Breng de endotracheale tube in en zet deze op zijn plaats vast met de eerder genoemde 5-0 zijden hechtdraad (Figuur 5D). Sluit de ET-slang aan op het beademingsapparaat en zorg ervoor dat de borstkas goed omhoog gaat.
  10. Voer een mediane sternotomie uit en ga de borstholte opnieuw binnen met een schaar. Plaats retractors voor de borstwand om het hart en de longen bloot te leggen (Figuur 6A). Vermijd elke onbedoelde manipulatie van de longen, omdat ze ongelooflijk brokkelig zijn.
  11. Verwijder de thymus van het voorste mediastinum door een combinatie van scherpe (schaar) en stompe dissectie. Pas op dat u grote bloedvaten of longen niet beschadigt.
  12. Identificeer de longslagader (PA; Figuur 6B) en plaats er een 5-0 zijden hechting omheen om de canulatie voor te bereiden (Figuur 6C). Vanwege de microscopische anatomie van de grote bloedvaten van de rat is het vaak gemakkelijker om de hechting tegelijkertijd rond de PA en aorta te plaatsen.
  13. Maak een incisie van 2-3 mm in het rechterventrikeluitstroomspoor (RVOT) met behulp van een schaar (Figuur 6D-E) om de arteriële canule in de PA te plaatsen en op zijn plaats vast te zetten met de 5-0 hechting die een stap eerder is beschreven (Figuur 6F).
  14. Maak een incisie van 5 mm in de linker ventrikel (LV) en infra-hepatische IVC met behulp van een schaar om de rat te euthanaseren. Sluit de longconserveringsvloeistof snel aan op de arteriële canule om de longen met ongeveer 20 ml te spoelen (Figuur 7A-B). Zorg ervoor dat de longconserveringsvloeistof is ontlucht voordat u deze op de arteriële canule aansluit, aangezien luchtembolieën zeer schadelijk zijn voor de longen.
  15. Sluit de arteriële canule aan op het EVLP-circuit. Zet de rolpomp aan en laat een kleine hoeveelheid perfusaat door de long en uit de linkerventrikel in de borstholte stromen. Zodra perfusaat uit het linker atrium begint te stromen, schakelt u de rolpomp uit (Figuur 7C). Terwijl u perfusaat laat stromen, moet u ervoor zorgen dat de PA-druk niet piekt - wat zou duiden op verstopping of onjuiste plaatsing.
  16. Plaats een kleine pincet in de LV en rek de mitralisklepannulus voorzichtig uit, waardoor de canule van het linker atrium (LA) kan worden ingebracht (Figuur 8A). Plaats een 5-0 zijden stropdas om het hart en bind deze losjes vast (Figuur 8B).
  17. Plaats de LA-canule in de LV en schuif de LA-canule naar voren totdat deze in het atrium te zien is. Voltooi het vastzetten van de LA met de voorgebonden 5-0 hechting (Figuur 8C).
  18. Identificeer de slokdarm en klem deze vast met een hemostaat zo dicht mogelijk bij het middenrif. Snijd de slokdarm onder de hemostaat door om ervoor te zorgen dat er geen morsen in de borstholte is (Figuur 9A).
  19. Gebruik de wervelkolom als richtlijn en knip met een schaar alle ligamenteuze aanhechtingen door die het hart-longblok verbinden met de omliggende structuren (Figuur 9B). Zodra het hart-longblok vrij mobiel is, ontleedt u de luchtpijp uit de nek en knipt u ten slotte de luchtpijp boven de ET-buis door met een schaar om het hart-longblok vrij te maken (Figuur 9C).
  20. Verplaats het hart-longblok naar het thoracale vest binnen het EVLP-circuit en bevestig de LA-canule aan het EVLP-circuit (Figuur 9D). Zet de rolpomp aan en sluit de ventilatormonitor aan.
  21. Controleer de bellenvanger om er zeker van te zijn dat er geen luchtembolieën in het systeem worden gebracht.
  22. Verander langzaam de ventilatie- en perfusie-instellingen naar de gewenste experimentele niveaus gedurende de eerste 15 minuten 36,37,38. Verhoog bovendien tijdens deze eerste opstartfase het perfusiedebiet tot de gewenste snelheid en/of druk.
  23. Controleer op door het experiment aangewezen tijdstippen de perfusaatgasniveaus en longfunctietests.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

De validatie van ons perfusaat op basis van PolyhHb, en bovendien de stabiliteit van dit perfusaat gedurende enkele uren, wordt gedemonstreerd in figuur 10. Gedurende de eerste 1 uur vertoonden alle geteste perfusaten (PolyhHb, Control (Williams Media + 5% HSA), RBC-gebaseerd) een lichte afname van LA pO2 (Post pO2). Het op RBC gebaseerde perfusaat vertoonde echter een significante afname na 1 uur in vergelijking met PolyhHb (p < 0,05)....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

De ontwikkeling en het testen van perfusieoplossingen is een nieuwe onderneming waar velen over de hele wereld aan beginnen. Traditioneel bieden standaard perfusaten de mogelijkheid om de ischemische tijd op te schorten en de daarmee gepaard gaande verwondingen met ischemie te verminderen, evenals reperfusie18. De volgende evolutie van EVLP is echter het verbeteren van de huidige perfusaattechnologie en het opnemen van herstel- en reconditioneringstherapieën

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Voor het materiaal dat in dit werk wordt gepresenteerd, zijn A.F.P., A.G. en C.C. uitvinders van de Amerikaanse octrooiaanvraag PCT/US2022/041743. A.F.P., C.C., B.A.W. en S.M.B. zijn uitvinders van de Amerikaanse octrooiaanvraag PCT/US2023/017765.

Dankbetuigingen

Dit onderzoek werd genereus ondersteund door de Jewel and Frank Benson Family Endowment en het Jewel and Frank Benson Research Professorship. B.A.W. wordt gedeeltelijk ondersteund door de National Institutes of Health (NIH) subsidie R01HL143000. AFP wordt ondersteund door NIH-subsidies R01HL126945, R01EB021926, R01HL131720 en R01HL138116 en US Army Medical Research and Materiel Command-beurs W81XWH1810059. S.M.B. wordt ondersteund door de NIH R01 DK123475.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
10 cc insulin syringe 29 G x 1/2" needleB-D309301
30 L Glass Batch BioreactorAce Glass
30g NeedleMed NeedlesBD-305106
Baytril (enrofloxacin) Antibacterial TabletsElancoNA
Calcium Chloride dihydrate (CaCl2.2H2O)Sigma Aldrich10035-04-8Voor gemodificeerd Ringer's lactate
CFBA carrier frequency bridge amplifier type 672Harvard Apparatus731747
Connect kit D150Cole-Parmer VK 73-3763
Dumont #5 ForcepsFine Science tools11252-50
Dumont Medical #5/45 Forceps - Angled 45°Fine Science tools11253-25
Ecoline Star Edition 003, E100 Water HeaterLaudaLCK 1879
Expired human leukoreduced, packed RBC unitsWexner Medical Center
Canadian Blood Services
Zen-Bio Inc
Fiberoxygenator D150Hugo Sachs ElektronikPY2 73-3762
ForcepsFine Science tools11027-12
Glutaraldehyde (C5H8O2 70 wt%)Sigma Aldrich111-30-8 (G7776)
Halsted-Mosquito HemostatRoboz SurgicalRS-7112
Heparin 30,000 units per 30 mlAPP Pharmaceuticals
Human Serum Albumin (HSA)OctaPharma PlasmaPerfusate toevoeging
IL2 Tube set for perfusateHarvard Apparatus733842
IPL-2 Basic Lung Perfusion SystemHarvard Apparatus
Ketamine 500 mg per 5 mlJHP Pharmaceuticals
Left Atrium cannulaHarvard Apparatus730712
Liqui-Cel EXF Series G420 Membrane Contactor3MG420gas contactor
low potassium dextran glucose solution (perfadex)XVIVOoplossing voor het spoelen van de long
Masterflex Platinum Coated Tubing(Size: 73,17,16,24)Cole-Palmer
N-Acetyl-L-cysteine (NALC, C5H9NO3S)Sigma Aldrich616-91-1 (A7250)Voor gemodificeerd Ringer's lactate
Nalgene Vessels (10L, 20L)NalgeneFiltratie vaten
Peristaltic Pump Ismatec ISM 827B
PES, 0.65 µm TFF moduleRepligenN02-E65U-07-N
PhysioSuiteKent Scientific CorporationPS-MSTAT-RT
polyethersulfone (PES), 0.2 µm TFF moduleRepligenN02-S20U-05-N
Polysulfone (PS), 500 kDa TFF moduleRepligenN02-P500-05-N
Potassium Chloride (KCl)Fisher Scientific7447-40-7Voor PBS
PowerLab 8/35 ADInstruments730045
Pulmonary Artery cannulaHarvard Apparatus730710
Pump Head tubing (Size: 73,17,16,24)PharMed BPT
Puralube Ophthalmic OintmentDechraNA
ScissorsFine Science tools14090-11
SCP Servo controller for perfusion type 704Harvard Apparatus732806
Small Animal Ventilator model 683Harvard Apparatus55-000
Sodium Chloride (NaCl)Fisher Scientific7647-14-5 (S271-10)Voor PBS en zoutoplossing
Sodium cyanoborohydride (NaCNBH3)Sigma Aldrich25895-60-7
Sodium Dithionite (Na2S2O4)Sigma Aldrich7775-14-6
Sodium Hydroxide (NaOH)Fisher Scientific1310-73-2Voor gemodificeerd Ringer's lactate
Sodium Lactate (NaC3H5O3)Sigma Aldrich867-56-1Voor gemodificeerd Ringer's lactate
Sodium phosphate dibasic (Na2HPO4)Fisher Scientific7558-79-4Voor PBS
Sodium phosphate monobasic (NaH2PO4)Fisher Scientific7558-80-7Voor PBS
SomnoSuite Small Animal Anesthesia SystemKent Scientific CorporationSS-MVG-Module
Sprague-Dawley ratsEnvigo
TAM-A transducer amplifier module type 705/1Harvard Apparatus73-0065
TAM-D transducer amplifier type 705/2Harvard Apparatus 73-1793
TCM time control module type 686Harvard Apparatus731750
Tracheal cannulaHarvard Apparatus733557
Tube set for moist chamberHarvard Apparatus 73V83157
Tubing CassetteCole-ParmerIS 0649
Tweezer #5 DumostarKent Scientific Corporation INS500085-A
Tweezer #5 stainless steel, curvedKent Scientific CorporationIND500232
Tweezer #7 TitaniumKent Scientific Corporation INS600187
Tygon E-3603 Tubing 2.4 mm IDHarvard Apparatus721017perfusate lijn die de long binnenkomt

Referenties

  1. Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2021 annual data report: Lung. Am J Transplant. 23, 2 Suppl 1 S379-S442 (2023).
  2. Gouchoe, D. A., et al. Ex vivo lung perfusion in donation after circulatory death: A post hoc analysis of the normothermic Ex Vivo lung perfusion as an assessment of extended/marginal donors lungs trial. J Thorac Cardiovasc Surg. , 10.1016/j.jtcvs.2024.03.011 (2024).
  3. Bobba, C. M., et al. Trends in donation after circulatory death in lung transplantation in the United States: Impact of era. Transpl Int. 35, 10172(2022).
  4. Steen, S., et al. Transplantation of lungs from a non-heart-beating donor. Lancet. 357 (9259), 825-829 (2001).
  5. Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. N Engl J Med. 364 (15), 1431-1440 (2011).
  6. Cypel, M., Neyrinck, A., Machuca, T. N. Ex vivo perfusion techniques: state of the art and potential applications. Intens Care Med. 45 (3), 354-356 (2019).
  7. Gouchoe, D. A., et al. XPS™ Jensen lung as a low-cost, high-fidelity training adjunct to ex-vivo lung perfusion. Artif Organs. , 10.1111/aor.14623 (2023).
  8. Van Raemdonck, D., Rega, F., Rex, S., Neyrinck, A. Machine perfusion of thoracic organs. J Thorac Dis. 10, Suppl 8 S910-S923 (2018).
  9. Andreasson, A. S., Dark, J. H., Fisher, A. J. Ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation--state of the art. Eur J Cardiothorac Surg. 46 (5), 779-788 (2014).
  10. Ahmad, K., Pluhacek, J. L., Brown, A. W. Ex vivo lung perfusion: A review of current and future application in lung transplantation. Pulm Ther. 8 (2), 149-165 (2022).
  11. Kim, J. L., et al. Biometric profiling to quantify lung injury through ex vivo lung perfusion following warm ischemia. Asaio j. 69 (8), e368-e375 (2023).
  12. Jeon, J. E., et al. Acellular ex vivo lung perfusate silences pro-inflammatory signaling in human lung endothelial and epithelial cells. J Transl Med. 21 (1), 729(2023).
  13. Baciu, C., et al. Altered purine metabolism at reperfusion affects clinical outcome in lung transplantation. Thorax. 78 (3), 249-257 (2023).
  14. Peel, J. K., et al. Evaluating the impact of ex vivo lung perfusion on organ transplantation: A retrospective cohort study. Ann Surg. 278 (2), 288-296 (2023).
  15. Peel, J. K., et al. Determining the impact of ex vivo lung perfusion on hospital costs for lung transplantation: A retrospective cohort study. J Heart Lung Transpl. 42 (3), 356-367 (2023).
  16. Warnecke, G., et al. Normothermic ex vivo preservation with the portable Organ Care System Lung device for bilateral lung transplantation (INSPIRE): a randomised, open-label, non-inferiority, phase 3 study. Lancet Respir Med. 6 (5), 357-367 (2018).
  17. Loor, G., et al. Portable normothermic ex vivo lung perfusion, ventilation, and functional assessment with the Organ Care System on donor lung use for transplantation from extended-criteria donors (EXPAND): a single-arm, pivotal trial. Lancet Resp Med. 7 (11), 975-984 (2019).
  18. Loor, G., et al. Prolonged EVLP using OCS lung: Cellular and acellular perfusates. Transplantation. 101 (10), 2303-2311 (2017).
  19. Bansal, S., Biswas, G., Avadhani, N. G. Mitochondria-targeted heme oxygenase-1 induces oxidative stress and mitochondrial dysfunction in macrophages, kidney fibroblasts and in chronic alcohol hepatotoxicity. Redox Biol. 2, 273-283 (2014).
  20. Park, S., et al. Initial investigation on the feasibility of porcine red blood cells from genetically modified pigs as an alternative to human red blood cells for transfusion. Front Immunol. 14, 1298035(2023).
  21. Ellingson, K. D., et al. Continued decline in blood collection and transfusion in the United States-2015. Transfusion. 57, Suppl 2 1588-1598 (2017).
  22. Cuddington, C. T., et al. Pilot scale production and characterization of next generation high molecular weight and tense quaternary state polymerized human hemoglobin. Biotechnol Bioeng. 119 (12), 3447-3461 (2022).
  23. Moore, E. E., et al. Human polymerized hemoglobin for the treatment of hemorrhagic shock when blood is unavailable: the USA multicenter trial. J Am Coll Surg. 208 (1), 1-13 (2009).
  24. Shonaka, T., et al. Impact of human-derived hemoglobin based oxygen vesicles as a machine perfusion solution for liver donation after cardiac death in a pig model. PLoS One. 14 (12), e0226183(2019).
  25. Chen, G., Palmer, A. F. Hemoglobin-based oxygen carrier and convection enhanced oxygen transport in a hollow fiber bioreactor. Biotechnol Bioeng. 102 (6), 1603-1612 (2009).
  26. Bucci, E., Kwansa, H., Koehler, R. C., Matheson, B. Development of zero-link polymers of hemoglobin, which do not extravasate and do not induce pressure increases upon infusion. Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 35 (1), 11-18 (2007).
  27. Schaer, C. A., et al. Haptoglobin preserves vascular nitric oxide signaling during hemolysis. Am J Respir Crit Care Med. 193 (10), 1111-1122 (2016).
  28. Muller, C. R., et al. Safety and efficacy of human polymerized hemoglobin on guinea pig resuscitation from hemorrhagic shock. Sci Rep. 12 (1), 20480(2022).
  29. Greenfield, A., et al. Biophysical analysis and preclinical pharmacokinetics-pharmacodynamics of tangential flow filtration fractionated polymerized human hemoglobin as a red blood cell substitute. Biomacromolecules. 24 (4), 1855-1870 (2023).
  30. Cuddington, C., et al. Polymerized human hemoglobin-based oxygen carrier preserves lung allograft function during normothermic ex vivo lung perfusion. Asaio j. , 10.1097/mat.0000000000002118 (2024).
  31. Cabrales, P., et al. Effects of the molecular mass of tense-state polymerized bovine hemoglobin on blood pressure and vasoconstriction. J Appl Physiol. 107 (5), 1548-1558 (2009).
  32. Baek, J. H., et al. Down selection of polymerized bovine hemoglobins for use as oxygen releasing therapeutics in a guinea pig model. Toxicol Sci. 127 (2), 567-581 (2012).
  33. Williams, A. T., et al. Resuscitation from hemorrhagic shock with fresh and stored blood and polymerized hemoglobin. Shock. 54 (4), 464-473 (2020).
  34. Muller, C. R., et al. Resuscitation from hemorrhagic shock after traumatic brain injury with polymerized hemoglobin. Sci Rep. 11 (1), 2509(2021).
  35. Lamb, D. R., et al. The molecular size of bioengineered oxygen carriers determines tissue oxygenation in a hypercholesterolemia guinea pig model of hemorrhagic shock and resuscitation. Mol Pharm. 20 (11), 5739-5752 (2023).
  36. Bobba, C. M., et al. A novel negative pressure-flow waveform to ventilate lungs for normothermic ex vivo lung perfusion. Asaio j. 67 (1), 96-103 (2021).
  37. Nelson, K., et al. Method of isolated ex vivo lung perfusion in a rat model: lessons learned from developing a rat EVLP program. J Vis Exp. (96), e52309(2015).
  38. Nelson, K., et al. Animal models of ex vivo lung perfusion as a platform for transplantation research. World J Exp Med. 4 (2), 7-15 (2014).
  39. Wong, A., et al. Potential therapeutic targets for lung repair during human ex vivo lung perfusion. Eur Respir J. 55 (4), 1902222(2020).
  40. Machuca, T. N., et al. The role of the endothelin-1 pathway as a biomarker for donor lung assessment in clinical ex vivo lung perfusion. J Heart Lung Transpl. 34 (6), 849-857 (2015).
  41. Gouchoe, D. A., et al. Mitsugumin 53 Mitigation of ischemia reperfusion injury in a mouse model. J Thorac Cardiovasc Surg. 10, 10.1016/j.jtcvs.2023.08.005 (2023).
  42. Gouchoe, D. A., Whitson, B. A., Zhu, H. The next frontier in lung transplantation: Protecting the endothelium and repairing organs for transplant utilizing MG53. Clin Transl Dis. 3 (6), e255(2023).
  43. Gouchoe, D. A., et al. MG53 mitigates warm ischemic lung injury in a murine model of transplantation. J Thorac Cardiovasc Surg. , 10.1016/j.jtcvs.2023.10.056 (2023).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Zuurstofdragerlongtransplantatieperfusie-oplossinglongoedeemratten-EVLP-modelpulmonale vasculaire weerstandlongcompliantiehemoglobine-gebaseerd perfusaat
Onderzoek naar alternatieve perfusieoplossingen met behulp van gepolymeriseerde zuurstofdragers op basis van hemoglobine van de volgende generatie in een model van ex vivo longperfusie bij ratten
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan de bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleidsoverzicht

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.