Name: Bepaling van het hartminuutvolume in een varkensmodel voor ex vivo pulmonale perfusie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-06-28T13:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 10 s
Description: Leer hoe je het hartminuutvolume bepaalt in een varkensmodel voor ex vivo pulmonale perfusie met een thermodilutiekatheter. Deze methode optimaliseert longperfusie en bewaartechnieken voor transplantatie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

De auteurs willen Roberto, Rueda en Sergio Martínez bedanken voor hun onschatbare technische hulp bij technische ondersteuning met dieren.

Het protocol (B09-17) werd goedgekeurd door de commissie bio-ethiek van het INER (Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias "Ismael Cosio Villegas"). Drieëntwintig klinisch gezonde Landras-varkens van beide geslachten, met een gewicht tussen 20-25 kg, werden voor dit onderzoek gebruikt. De dieren werden behandeld volgens de technische specificaties voor de verzorging en het gebruik van proefdieren van de officiële Mexicaanse norm17 en de gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren van de VS18. Alle dieren werden verkregen van het Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias Ismael Cosio Villegas en werden gehuisvest in individuele kooien onder identieke omgevingsomstandigheden, voorzien van water en voedsel ad libitum. Bij alle dieren werd een thermodilutiekather in de rechter halsader geplaatst en aan dezelfde kant werd een arteriële katheter in de halsslagader geplaatst om bloedgassen op te vangen en vervolgens de CO te berekenen. De details van de gebruikte reagentia en apparatuur staan vermeld in de Tabel met materialen.
1. Experimentele voorbereiding
<ol><li>Verdun 1000 IE heparine in elk van de drie 250 ml 0,9% natriumchlorideoplossingen (zoutoplossing, SS).</li>
	<li>Bevestig drukopnemers aan de monitor voor vitale functies. Gebruik elke transducer om de druk te meten op de overeenkomstige poort van de thermodilutiekatheter.</li>
	<li>Sluit de gehepariniseerde oplossingen aan op de transducer via naaldloze intraveneuze infusie. Zorg ervoor dat ze zijn vrijgemaakt en klaar zijn om op de katheter aan te sluiten.</li>
	<li>Haal de thermodilutiekatheter uit de verpakking. Dompel het distale uiteinde onder in 0,9% NaCl om de integriteit van de ballon te controleren.</li>
	<li>Controleer de doorgankelijkheid van de distale en proximale katheterverbindingen. Houd de katheter tot gebruik op de tafel van het chirurgisch instrument.</li>
</ol>2. Voorbereiding van dieren
<ol><li>Dien 0,05 mg/kg atropine en 4 mg/kg tiletamine-zolazepam intramusculair toe aan alle varkens in de diervoorbereidingsruimte (volgens institutioneel goedgekeurde protocollen).</li>
	<li>Laat de varkens met rust maar onder toezicht totdat ze gaan liggen en in deze positie blijven zonder tekenen van opwinding of reactie op nociceptieve stimuli.</li>
	<li>Plaats het verdoofde dier in buikligging en breng een katheter in de marginale ader van het linkeroor in.</li>
	<li>Breng het dier over naar de operatiekamer voor een operatie.</li>
	<li>Plaats het dier in de dorsale positie en dien 4 mg/kg propofol IV, 300 μg/kg vecuroniumbromide en 0,1 mg/kg fentanyl IV toe.</li>
	<li>Laat de onderkaak van het varken zakken met behulp van laboratoriumpersoneel om de mond open te houden en de tong uit te steken.</li>
	<li>Spuit 10% lidocaïne op de stembanden, verwijder opgehoopt speeksel met gaas dat wordt vastgehouden door een ringtang en scheid de epiglottis van de larynxopening.</li>
	<li>Identificeer de tracheale ingang met een laryngoscoop en een recht mes nummer 3 en plaats vervolgens een endotracheale tube 7 Fr met een ballon.</li>
	<li>Blaas de ballon op en bevestig de buis aan de onderkaak nadat u hebt gecontroleerd of deze in de luchtwegen is geplaatst.</li>
	<li>Sluit het varken aan op het anesthesieapparaat om een anesthesietoestand te behouden met 2,5%-3% sevofluraan (Figuur 1).</li>
	<li>Ventileer het dier in de volumegecontroleerde ventilatiemodus met een frequentie van 25 ademhalingen/min, ademvolume van 6-8 ml/kg gewicht, FiO2% van 50%-70% om SaO2 groter dan 90% te behouden, trigger van 2, positieve eind-expiratoire druk (PEEP) van 5 cmH2O, inademingsverhouding van 1:2 s en inademingsstroom van 15 l/min en maximaal 30 l/min.</li>
</ol>3. Plaatsing van de thermodilutiekatheter en meting van het hartminuutvolume
<ol><li>Houd het dier in de dorsale positie onder algemene anesthesie en voer antisepsis van het cervicale gebied uit met jodopovidon (Figuur 2). Maak een paramedische incisie van 10 cm met behulp van een elektrocauterisatiepotlood en ontleed het onderhuidse weefsel om de rechter externe halsader bloot te leggen door middel van stompe dissectie.</li>
	<li>Plaats twee 2-0 zijden hechtingen, één op het distale gedeelte en de andere op het proximale deel van het ontlede vat (Figuur 3).</li>
	<li>Breng de katheter extracorporaal in van de nek naar het thoracale gebied waar het hart zich bevindt. Meet de inbrengdiepte met behulp van markeringen op de katheter om de longslagader (PA) te bereiken. Maak het distale deel van het bloedvat los en plaats een dubbele lus in het proximale deel om de katheter vast te zetten zodra deze is ingebracht.</li>
	<li>Maak met een irisschaar een dwarse incisie van 2 mm op het ventrale deel van het bloedvat. Open de randen van de incisie met de hemostatische muggentang van Halsted en breng de 5Fr thermodilutiekather in de rechter halsader (Figuur 4, Figuur 5 en Figuur 6). Leid de katheter naar de longslagader (PA) door de rondingen te volgen die op de monitor worden weergegeven.</li>
</ol>4. Plaatsing van de arteriële katheter
<ol><li>Zodra de ader is ontleed en referentiehechtingen zijn geplaatst, verplaatst u de sternocephalische spier (gelijk aan de sternocleidomastoïde) lateraal.</li>
	<li>Ontleed de pretracheale (sternohyoid) musculatuur totdat de halsslagader bloot komt te liggen.</li>
	<li>Draai de halsslagader op dezelfde manier als de halsader af en sluit deze aan op de druktransducer voor het bewaken van de systemische arteriële druk.</li>
</ol>5. Evaluatie
<ol><li>Zodra de thermodilutiekatheter in de rechter halsader is geplaatst en de arteriële katheter aan dezelfde kant in de halsslagader is geplaatst, neemt u monsters voor bloedgasanalyse.</li>
	<li>Verkrijg de bloedgaswaarden en evalueer het hartminuutvolume (CO) met behulp van de thermodilutiemethode, het lichaamsoppervlak en de methode van Fick. OPMERKING: Voor gedetailleerde procedures verwijzen wij u naar eerder gepubliceerde rapporten 19-21.</li>
</ol>6. Statistische analyse
<ol><li>Analyseer gegevens die een normale verdeling aantonen met behulp van variantieanalyse (ANOVA) en voer de post-hoctest van Tukey uit. Druk waarden uit als het gemiddelde ± standaardfout. Beschouw p-waarden <0,05 als indicatie van statistische significantie.</li>
</ol>7. Meting van de thermodilutie
<ol><li>Injecteer een bolus van 5 ml koude SS bij 4 °C in het proximale lumen van de thermodilutiekatheter in minder dan 4 s.</li>
	<li>Let op de thermodilutiecurve (temperatuur/tijd) op het beeldscherm. De curve moet een snelle stijging laten zien, gevolgd door een soepele en geleidelijke afdaling naar de basislijn, waarbij numerieke waarden worden weergegeven met één of twee cijfers achter de komma.</li>
	<li>Herhaal het bolusinjectieproces met twee extra bolussen van koude SS totdat de curves geldig en vergelijkbaar zijn en binnen 10% van de gemiddelde waarde liggen.</li>
	<li>Nadat u de geldigheid en gelijkenis van de curven hebt bevestigd, berekent u het gemiddelde van de drie waarden en noteert u dit als de uiteindelijke CO-waarde in liters per minuut. Verkrijg CO en andere indices uit de thermodilutiecurve met behulp van berekeningen op basis van de Stewart-Hamilton-vergelijking21.</li>
</ol>8. Bepaling van het aangepaste hartminuutvolume voor lichaamsoppervlak (BSA) of cardiale index
<ol><li>Om het aangepaste hartminuutvolume (BI) te bepalen, berekent u het lichaamsoppervlak (BSA) met behulp van de DuBois-DuBois-formule19: BSA = 0,007184 × (Hoogte (cm)0,725) × (Gewicht (kg)0,425).</li>
	<li>Zodra BSA is behaald, berekent u het BI met behulp van de formule20: CI = CO/BSA. OPMERKING: CO wordt bepaald in stap 7.</li>
</ol>9. Het schatten van het hartminuutvolume volgens de methode van Fick
<ol><li>Om het hartminuutvolume (CO) te berekenen met behulp van de methode van Fick, bepaalt u het zuurstofverbruik (VO2) en het verschil in zuurstofniveaus verkregen uit arteriële (SaO2) en veneuze (SvO2) bloedgassen. Bereken VO2 met behulp van de formule21: VO2 = CO x (SaO2 - SvO2).</li>
	<li>Bepaal vervolgens het hartminuutvolume met behulp van de formule21: CO = VO2 / ([SaO2 - SvO2] × 10).</li>
</ol>10. Schatting van het hartminuutvolume per lichaamsgewicht
<ol><li>Bepaal het hartminuutvolume per lichaamsgewicht van de dieren aan de hand van eerdere meldingen 8,15. OPMERKING: In het EVLP-protocol hebben verschillende groepen gerapporteerd dat het geschatte hartminuutvolume (CO) per lichaamsgewicht bij varkens 100 ml/kg 8,15 is.</li>
</ol>11. Euthanasie
<ol><li>Euthanaseer alle dieren met een overdosis natriumpentobarbital (150 mg/kg/IV) via de halsaderschede (volgens institutioneel goedgekeurde protocollen) zodra alle metingen zijn voltooid.</li>
	<li>Ga door met algemene anesthesie en hartbewaking totdat het spoor van elektrocardiografie (ECG) geen cardiale elektrische activiteit vertoont17,18.</li>
</ol>

Chirurgische techniek voor plaatsing van een halsader thermodilutiekatheter bij varkens

<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>

De auteurs hebben verklaard dat er geen tegenstrijdige belangen zijn.

EVLP bij varkens heeft een directe vertaling naar de klinische praktijk bij mensen, gezien de vergelijkbaarheid in de grootte, fysiologie en genomische sequentie van de twee soorten22. Volgens het EVLP-protocol dat door de onderzoeker is geselecteerd, is de meting van CO essentieel voor het bepalen van de stroom die nodig is om de longen te doordringen. Bovendien kan, afhankelijk van de beschikbare middelen en kennis, de juiste methode worden gekozen. Geen enkele studie heeft echter de methoden voor de gelijktijdige evaluatie van CO vergeleken met een referentiemethode. Daarom is deze studie opgezet om vier technieken voor het meten van CO te vergelijken om de longstroom tijdens EVLP te schatten. We hebben twee technieken opgenomen die doorgaans worden gebruikt in experimentele hemodynamische laboratoriumstudies en twee technieken die gebruik maken van berekende cardiovasculaire parameters die worden gebruikt in de klinische zorg. Uit dit onderzoek bleek dat bij gezonde varkens, wanneer de vier technieken direct werden vergeleken, de waarde van de aangepaste BSA-methode significant verschilde.
De referentiemethode, thermodilutie, biedt snelle, gemakkelijke en onmiddellijke metingen; Daarom, als men toegang heeft tot meet- en gegevensverzamelingsinstrumenten, en afhankelijk van de behoeften van het protocol, zijn thermodilutiekatheters ideaal. Bovendien is deze methode gebaseerd op eenvoudige natuurkundige principes en is ze zeer nauwkeurig omdat ze indicatoren gebruikt die indirect de bloedstroom kwantificeren23. Deze methode werd voor het eerst beschreven in 1970; Na het injecteren van een vooraf bepaald volume koude zoutoplossing in de proximale poort van een longslagaderkatheter, worden de thermische variaties in het bloed gemeten. In deze studie werd open vasculaire dissectie gebruikt voor het canuleren van de halsader en de halsslagader vanwege het gemak van zichtbaarheid bij het insnijden van de huid en het scheiden van de nekspieren, wat heeft geleid tot het routinematige gebruik van deze techniek in ons laboratorium. Het is vermeldenswaard dat de Seldinger-techniek in dit experimentele model kan worden gebruikt; Onze ervaring is echter dat deze techniek niet alleen extra apparatuur vereist, maar ook moeilijk uit te voeren is bij varkens als men niet voldoende training heeft.
De voordelen van de thermodilutietechniek zijn onder meer de betrouwbaarheid en het gemak van het uitvoeren van seriële metingen zonder de noodzaak om bloedmonsters te nemen, zoals vereist voor de methode van Fick23. Aan de andere kant zijn de berekende cardiovasculaire parameters belangrijke klinische hulpmiddelen die directe metingen aanvullen bij het evalueren van de toestand van het cardiovasculaire systeem. Het CI wordt gebruikt om te laten zien hoe CO en BSA gecorreleerd zijn. Deze afgeleide cardiovasculaire index is belangrijk en gemakkelijk te berekenen, waardoor het aantrekkelijk is voor gebruik bij besluitvorming in omgevingen met beperkte middelen20. In deze studie leverde de BSA-methode echter significant hogere waarden op dan de andere methoden, wat kan duiden op een overschatting van de pulmonale perfusiestroom in vergelijking met de stroom die met de andere methoden werd verkregen.
Fick's meting van het hartminuutvolume werd voor het eerst beschreven in 1870 als een methode voor het meten van CO bij mensen. Fick stelde dat de totale opname of afgifte van zuurstof door de longen het product is van de bloedstroom door de longen en het arterioveneuze verschil in bloedzuurstof. Deze techniek wordt gebruikt in hartkatheterisatielaboratoria omdat het zeer nauwkeurig is en informatie geeft over numerieke trends op basis van wiskundige modellen; het is echter niet praktisch voor gebruik in klinische omgevingen of voor continue meting van CO21,24.
Wat betreft de CO verkregen door de gewichtsmethode, ontdekten we dat deze waarde lager is dan die van de andere methoden, maar het kan nuttig zijn voor degenen die EVLP bij varkens uitvoeren. Zoals beschreven door Beller et al.8, die EVLP vergeleken met stromen van 20% van de voorspelde CO, bleek dat deze aanpak de longfunctie verbeterde, oedeem verminderde en ontstekingen na transplantatie verzwakte.
Ten slotte geeft de literatuur aan dat de verschillende CO-monitoringtechnieken hun eigen beperkingen hebben en dat geen enkel apparaat aan alle praktijkvereisten kan voldoen. Afhankelijk van de behoeften van de onderzoeker, als er beperkte toegang is tot geavanceerde meetinstrumenten, is de bepaling van CO door berekening echter ook betrouwbaar, eenvoudig, reproduceerbaar en vereist het minder tijd dan invasieve technieken 2,20. Hoewel deze methoden voor het schatten van CO betrouwbaar zijn, zijn er aanzienlijke verschillen tussen hen. Daarom moet elke methode door de onderzoeker worden geëvalueerd om te bepalen welke voldoet aan de behoeften van hun protocol.
Het moet worden vermeld dat deze studie een beperking heeft omdat een vergelijking met andere veelgebruikte CO-meettechnieken, zoals Doppler-technologie (transthoracaal, transoesofageaal en echocardiografie) of bio-impedantie-thoracale elektrische bioreactantie, hier niet is opgenomen. Het opnemen van deze methoden kan waardevol inzicht geven in de overeenkomst tussen deze technieken en pulmonale arteriële katheterisatie (PAC) voor CO-meting bij varkens.

In longtransplantatiecentra is ex vivo longperfusie (EVLP) een hulpmiddel dat helpt bij het vergroten van de kans op donatie van longen die niet voldoen aan de standaardcriteria voor transplantatie1. Dit wordt bereikt door de longfunctionaliteit van donoren met hersendood of hartstilstand te behouden en te verbeteren, en door de longprestaties vóór transplantatie te evalueren 2,3,4. Bij EVLP maakt een extracorporale circulatiepomp het mogelijk om perfusie van de long te transplanteren via een membraangaswisselaar en een leukocytenvangfilter5.
Tot op heden zijn er verschillende EVLP-protocollen beschreven (Toronto, Lund en Organ Care System). Deze worden gedifferentieerd door het type perfusieoplossing dat wordt gebruikt, of het linker atrium open of gesloten wordt gehouden tijdens de perfusie, en door de perfusiestroom, die varieert van 40% tot 100% (afhankelijk van de gebruikte techniek) van de geschatte cardiale output (CO) van de donor 6,7,8. CO is de hoeveelheid bloed die per minuut9 door het hart wordt gepompt en is het mechanisme waarmee de weefselperfusie in stand wordt gehouden. CO-monitoring zorgt dus voor een goede weefseloxygenatie. CO, een product van de hartslag en het slagvolume, wordt gemeten in liters 10,11,12. Deze benadering voor het handhaven van weefselperfusie hangt echter ook af van andere factoren, zoals veneuze terugkeer, perifeer zuurstofgebruik, systemische vasculaire weerstand, ademhaling, totaal bloedvolume en lichaamspositie12.
Er zijn verschillende apparaten voor het meten en bewaken van CO, waarvan sommige eenvoudige fysische principes gebruiken, terwijl andere wiskundige modellen gebruiken. Deze methoden omvatten het Fick-principe, thermodilutie (transpulmonale of lithiumverdunning), analyse van de arteriële drukgolf om het slagvolume (SV) te schatten en minder invasieve methoden zoals Doppler of thoracale bioreactantie. Geen enkel CO-bewakingsapparaat kan echter aan alle klinische vereisten voldoen vanwege de beperkingen van de bijbehorende bewakingstechniek 10,13.
De meting van CO door transcardiale thermodilutie is een eenvoudige en gemakkelijk reproduceerbare methode bij varkens. Het gaat om het plaatsen van een katheter met een thermistor in de longslagader en het injecteren van een vloeistofvolume met een temperatuur lager dan die van het bloed. De thermistor detecteert veranderingen in temperatuur in de loop van de tijd, die vervolgens worden uitgezet in de vorm van een curve, waarbij het gebied onder de curve minuutvolume14 vertegenwoordigt. Verschillende studies hebben beschreven dat voor EVLP-diermodellen CO kan worden berekend op basis van gewicht (100 ml/kg)15, thermodilutie en de methode van Fick10,13. In de kliniek wordt de CO echter berekend met behulp van de cardiale index (CI), de CO die is aangepast aan het lichaamsoppervlak van de donor16. Er zijn echter geen studies die deze methoden vergelijken in experimentele varkensmodellen.
Het doel van deze studie was om de meting van CO door thermodilutie bij varkens te reproduceren en de precisie en nauwkeurigheid ervan te vergelijken met die verkregen met behulp van CO aangepast door BSA, gewicht en de methode van Fick om de perfusiestroom tijdens EVLP vast te stellen.

<table><tbody><tr><td>Anesthesieapparaat</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>Catheter Insyte Autoguard 20 GA</td><td>Becton Dickinson</td><td>381434</td><td></td></tr><tr><td>Elektrocoagulator</td><td>BBraun Aesculap</td><td>GN211</td><td></td></tr><tr><td>Endotracheale buis met een 7 Fr ballon</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>Iodopovidon</td><td>Degasa</td><td>NDC6732635208</td><td></td></tr><tr><td>Laryngoscope</td><td>Riester</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lidocaine Spray</td><td>Pisa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Druktransducers</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>Sevofluoraan</td><td>Pisa</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zijdedraden 2-0</td><td>Covidien</td><td>GS833</td><td></td></tr><tr><td>Natrium pentobarbital</td><td>Pfizer</td><td></td><td></td></tr><tr><td>rechte blaadje van laryngoscope #3</td><td>Miller; Riester</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Swan-Ganz 5Fr thermodilution katheter</td><td>Arrow Thermodilution Ballon Katheter</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>

bepaling van het hartminuutvolume in een varkensmodel voor ex vivo pulmonale perfusie

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

Vanwege hun fysiologische overeenkomsten met mensen worden varkens gebruikt als experimentele modellen voor ex vivo longperfusie (EVLP). EVLP is een techniek die longen die niet geschikt zijn voor transplantatie doordrenkt via een extracorporale circulatiepomp om hun functie te verbeteren en hun levensvatbaarheid te vergroten. Bestaande EVLP-protocollen onderscheiden zich door het type perfusieoplossing en perfusiestroom, die varieert van 40%-100% van het geschatte hartminuutvolume (CO) afhankelijk van het lichaamsoppervlak (BSA). Apparaten voor het meten van CO maken gebruik van eenvoudige natuurkundige principes en andere wiskundige modellen. Thermodilutie in diermodellen blijft de referentiestandaard voor het schatten van CO vanwege de eenvoud en het gemak van reproductie. Daarom was het doel van deze studie om de meting van CO door thermodilutie bij varkens te reproduceren en de precisie en nauwkeurigheid ervan te vergelijken met die verkregen door de BSA, het gewicht en de methode van Fick, om de perfusiestroom tijdens EVLP vast te stellen. Bij 23 varkens werd een thermodilutiekatheter in de rechter halsader geplaatst en werd de halsslagader aan dezelfde kant gecanuleerd. Bloedmonsters werden genomen voor gasometrie en CO werd geschat door thermodilutie, aangepast lichaamsoppervlak, het principe van Fick en per lichaamsgewicht. De CO die door de BSA werd verkregen, was groter (p = 0,0001, ANOVA, Tukey) dan die verkregen door de andere methoden. We concluderen dat de methoden die in deze studie zijn gebruikt om CO te schatten weliswaar betrouwbaar zijn, maar dat er significante verschillen tussen hen zijn; Daarom moet elke methode door de onderzoeker worden geëvalueerd om te bepalen welke voldoet aan de behoeften van het protocol.

Alle dieren overleefden de chirurgische ingreep en de onderzoekstijd. Eén dier (4,3%) ontwikkelde een scheur in de halsader als gevolg van overmatige tractie tijdens het inbrengen van de katheter. Bovendien vertoonde geen van de tussenliggende bloedvaten een bloeding. Bij de onderzochte dieren was gemiddeld 25-30 cm katheterinbrenging nodig om de PA te bereiken. In drie gevallen (13%) werd de katheter gericht op de rechter bovenste poot van het varken. In deze gevallen werd de katheter teruggetrokken naar de inbrengplaats, werd de bovenste ledemaat van het varken naar het hoofd verplaatst en werd de halsader handmatig afgesloten om de katheter naar het hart te leiden. Twee dieren (8,6%) ontwikkelden tachycardie en aritmieën tijdens het inbrengen van de katheter. Deze verdwenen vanzelf en vereisten geen farmacologische behandeling. Bij vergelijking van de CO verkregen met de vier methoden, wordt de waarde gecorrigeerd door het lichaamsoppervlak (p < 0,05; ANOVA, Tukey) was groter dan die verkregen met de thermodilutiemethode en de CO gecorrigeerd in gewicht (figuur 7).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig01.jpg"> Figuur 1: Intubatie en anesthesie instellen. Varken geïntubeerd en aangesloten op een inhalatie-anesthesiemachine. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig02.jpg"> Figuur 2: Antisepsis van de cervicale regio. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig03.jpg"> Figuur 3: Dissectie van de halsader. De halsader wordt ontleed en er worden referentiehechtingen omheen geplaatst. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig03large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig04.jpg"> Figuur 4: Inbrengen van de katheter. Inbrengen van de katheter in de transversale incisie in het ventrale gedeelte van de halsader. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig04large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig05.jpg"> Figuur 5: Tracering van het inbrengen van de thermodiluterkatheter. Normale inbrengtracering tijdens plaatsing van de thermodilutiekatheter. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig05large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig06.jpg"> Afbeelding 6: Definitieve plaatsing van de katheter. Einde van de plaatsing van de katheter in de halsader (A) en de halsslagader (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig06large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66798/66798fig07.jpg"> Figuur 7: Schatting van het hartminuutvolume. Hoogste cardiale output (gemiddelde ± standaardfout) geschat door de methode voor het aangepaste lichaamsoppervlak. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66798/66798fig07large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

Dit protocol beschrijft de chirurgische techniek die wordt gebruikt voor het plaatsen van een thermodilutiekatheter door de halsader bij varkens om het hartminuutvolume te schatten en te zorgen voor voldoende longperfusie tijdens ex vivo longperfusie (EVLP).

Bepaling van het hartminuutvolume in een varkensmodel voor ex vivo pulmonale perfusie

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

determination-cardiac-output-porcine-model-for-ex-vivo-pulmonary

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

This video describes an ex situ technique for preserving an isolated porcine heart by perfusing it with an oxygenated nutrient-rich perfusate solution. The technique allows the comprehensive evaluation of cardiac performance under physiological conditions.

Ex Situ Heart Perfusion: A Technique to Preserve Isolated Porcine Heart Function

De meeste studies met het Langendorff-apparaat gebruiken kleine diermodellen vanwege de verhoogde complexiteit van systemen voor grotere zoogdieren. We beschrijven een Langendorff-systeem voor grote diermodellen dat gebruik mogelijk maakt voor een reeks soorten, inclusief mensen, en relatief eenvoudige gegevensverzameling.

Een GeÃ ¯ soleerde Werken Hart voor grote Animal Models

Betrouwbare en nauwkeurige uitkomst evaluatie is de sleutel voor de vertaling van preklinische therapieën in de klinische behandeling. De huidige paper beschrijft hoe drie klinisch relevante primaire uitkomstmaten van cardiale prestaties en de schade op te nemen in een varken acuut hartinfarct model.

Primaire Outcome Assessment in een Varken Model acuut myocardinfarct

Hier beschrijven we een pre-klinisch groot dier (Porcine) model van orthotopic harttransplantatie dat stevig is vastgesteld en gebruikt om nieuwe cardioprotective strategieën te onderzoeken.

Een preklinisch varkens model van Orthotopic harttransplantatie

Het protocol beschrijft een grootdiermodel (varkens) van donatie na circulatoire sterfte, gevolgd door thoracoabdominale normotherme regionale perfusie die het klinische scenario bij harttransplantatie nauw simuleert en het potentieel heeft om therapeutische studies en strategieën te vergemakkelijken.

Groot-diermodel van donatie na circulatoire sterfte en Normothermische regionale perfusie voor cardiale beoordeling

Het protocol hier laat zien hoe continue toediening van kristalloïden in de centrale aders van een euvolemisch varken/biggetje het mogelijk maakt om de fysiologische effecten van acute volumeoverbelasting op de juiste manier te onderzoeken.

Volwassen en pediatrisch varkensmodel van acute volumeoverbelasting

Screening op coronaire hartziekte zou de verkrijging van donorharten kunnen verhogen met uitgebreide criteria. Een protocol voor het uitvoeren van reproduceerbare coronaire angiografie tijdens ex-situ hartperfusie wordt hierin beschreven in een varkensmodel.

Coronaire angiografie tijdens ex-situ hartperfusie in een varkensmodel

Het protocol beschrijft een ex vivo hartperfusiesysteem bij varkens waarbij directe belasting van de linkerventrikel kan dienen als een beoordelingstechniek voor de gezondheid van het transplantaat en tegelijkertijd een holistische evaluatie van de transplantaatfunctie kan bieden. Er wordt ook een bespreking gegeven van het systeemontwerp en mogelijke beoordelingsmaatstaven.

Cardiale belasting met behulp van passieve linker atriale druk en passieve afterload voor transplantaatbeoordeling

Het protocol beschrijft hier een high-fidelity varkensmodel van harttransplantatie na donatie na dood van de bloedsomloop met behulp van ex vivo perfusie van het allotransplantaat.

Een high-fidelity varkensmodel van orthotope harttransplantatie na donatie na overlijden van de bloedsomloop

Hier presenteren we een protocol voor een open-source, aanpasbaar normotherm ex vivo perfusiesysteem dat is ontworpen om de hoge kosten en beperkte flexibiliteit van bestaande platforms te overwinnen, waardoor een toegankelijker, kostenefficiënter en iteratiever gebruik in preklinisch biomedisch onderzoek mogelijk wordt.

Een open-source normothermisch perfusiesysteem ontworpen voor onderzoekswetenschappers

Leer hoe je het hartminuutvolume bepaalt in een varkensmodel voor ex vivo pulmonale perfusie met een thermodilutiekatheter. Deze methode optimaliseert longperfusie en bewaartechnieken voor transplantatie.

Bepaling van het hartminuutvolume in een varkensmodel voor ex vivo pulmonale perfusie

Meer video's verkennen