Name: Normothermiczna perfuzja serca ex situ w trybie pracy: ocena czynności serca i metabolizmu (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: Poznaj normotermiczną perfuzję serca ex situ w celu oceny czynności i metabolizmu narządu przed przeszczepem. Ta metoda umożliwia bezpośrednią, powtarzalną analizę serca dawcy w warunkach zbliżonych do fizjologicznych.

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

Ta praca była wspierana przez granty z Kanadyjskiego Narodowego Programu Badań Transplantacyjnych. SH jest stypendystą Wydziału Lekarsko-Dentystycznego Motyl Graduate Scholarship w dziedzinie nauk kardiologicznych. DHF jest laureatem grantu Collaborative Research Projects (CHRP) w ramach pomocy od National Sciences and Engineering Research Council oraz Canadian Institutes of Health Research.

<ol><li>Ardehali, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex-vivo+perfusion+of+donor+hearts+for+human+heart+transplantation+%28PROCEED+II%29%3A+a+prospective%2C+open-label%2C+multicentre%2C+randomised+non-inferiority+trial%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Ex-vivo perfusion of donor hearts for human heart transplantation (PROCEED II): a prospective, open-label, multicentre, randomised non-inferiority trial.</a> Lancet. 385 (9987), 2577-2584 (2015).</li>
<li>Collins, M. J., Moainie, S. L., Griffith, B. P., Poston, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preserving+and+evaluating+hearts+with+ex+vivo+machine+perfusion%3A+An+avenue+to+improve+early+graft+performance+and+expand+the+donor+pool%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Cardiothoracic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Preserving and evaluating hearts with ex vivo machine perfusion: An avenue to improve early graft performance and expand the donor pool.</a> European Journal of Cardiothoracic Surgery. 34 (2), 318-325 (2008).</li>
<li>Freed, D. H., White, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Donor+heart+preservation%3A+Straight+up%2C+or+on+the+rocks%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Donor heart preservation: Straight up, or on the rocks?</a> Lancet. 385 (9987), 2552-2554 (2015).</li>
<li>Guibert, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+preservation%3A+Current+concepts+and+new+strategies+for+the+next+decade%5BTitle%5D)+AND+%22Transfusion+Medicine+and+Hemotherapy%22%5BJournal%5D)">Organ preservation: Current concepts and new strategies for the next decade.</a> Transfusion Medicine and Hemotherapy. 38 (2), 125-142 (2011).</li>
<li>Collins, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+diffusion+tensor+imaging+to+predict+myocardial+viability+after+warm+global+ischemia%3A+Possible+avenue+for+use+of+non-beating+donor+hearts%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Use of diffusion tensor imaging to predict myocardial viability after warm global ischemia: Possible avenue for use of non-beating donor hearts.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. 26 (4), 376-383 (2007).</li>
<li>White, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+cardioprotective+preservation+strategy+employing+ex+vivo+heart+perfusion+facilitates+successful+transplant+of+donor+hearts+after+cardiocirculatory+death%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">A cardioprotective preservation strategy employing ex vivo heart perfusion facilitates successful transplant of donor hearts after cardiocirculatory death.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. 32 (7), 734-743 (2013).</li>
<li>Iyer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normothermic+ex+vivo+perfusion+provides+superior+organ+preservation+and+enables+viability+assessment+of+hearts+from+DCD+donors%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Normothermic ex vivo perfusion provides superior organ preservation and enables viability assessment of hearts from DCD donors.</a> American Journal of Transplantation. 15 (2), 371-380 (2015).</li>
<li>Peltz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perfusion+preservation+maintains+myocardial+ATP+levels+and+reduces+apoptosis+in+an+ex+vivo+rat+heart+transplantation+model%5BTitle%5D)+AND+%22Surgery%22%5BJournal%5D)">Perfusion preservation maintains myocardial ATP levels and reduces apoptosis in an ex vivo rat heart transplantation model.</a> Surgery. 138 (4), 795-805 (2005).</li>
<li>Liao, R., Podesser, B. K., Lim, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+continuing+evolution+of+the+Langendorff+and+ejecting+murine+heart%3A+New+advances+in+cardiac+phenotyping%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Physiology-Heart+and+Circulatory+Physiology%22%5BJournal%5D)">The continuing evolution of the Langendorff and ejecting murine heart: New advances in cardiac phenotyping.</a> American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 303 (2), H156-H167 (2012).</li>
<li>Rivard, L., Gallegos, R., Ogden, I., Bianco, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perfusion+Preservation+of+the+Donor+Heart%3A+Basic+Science+to+Pre-Clinical%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Extra+Corporeal+Technology%22%5BJournal%5D)">Perfusion Preservation of the Donor Heart: Basic Science to Pre-Clinical.</a> Journal of Extra Corporeal Technology. 41 (3), 140-148 (2009).</li>
<li>Dhital, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adult+heart+transplantation+with+distant+procurement+and+ex+vivo+preservation+of+donor+hearts+after+circulatory+death%3A+A+case+series%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet%22%5BJournal%5D)">Adult heart transplantation with distant procurement and ex vivo preservation of donor hearts after circulatory death: A case series.</a> Lancet. 385 (9987), 2585-2591 (2015).</li>
<li>Messer, S., Ardehali, A., Tsui, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Normothermic+donor+heart+perfusion%3A+Current+clinical+experience+and+the+future%5BTitle%5D)+AND+%22Transplant+International%22%5BJournal%5D)">Normothermic donor heart perfusion: Current clinical experience and the future.</a> Transplant International. 28 (6), 634-642 (2015).</li>
<li>White, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+donor+heart+viability+during+ex+vivo+heart+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Canadian+Journal+of+Physiology+and+Pharmacology%22%5BJournal%5D)">Assessment of donor heart viability during ex vivo heart perfusion.</a> Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 93 (10), 893-901 (2015).</li>
<li>Messer, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+assessment+and+transplantation+of+the+donor+heart+after+circulatory+death%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Functional assessment and transplantation of the donor heart after circulatory death.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (12), 1443-1452 (2016).</li>
<li>Hatami, S., et al. <a target="_blank" href="https://www.onlinecjc.ca/article/S0828-282X(17)30516-0/abstract">Endoplasmic reticulum stress in ex vivo heart prfusion: A comparison between working vs non-working modes.</a> Canadian Journal of cardiology. 33 (10), (2017).</li>
<li>White, C. W., et al. <a target="_blank" href="https://www.onlinecjc.ca/article/S0828-282X(15)00972-1/abstract">Ex vivo perfusion in a loaded state improves the preservation of donor heart function.</a> Canadian Journal of cardiology. 31 (10), s202(2015).</li>
<li>White, C. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+wholeblood-based+perfusate+provides+superior+preservation+of+myocardial+function+during+ex+vivo+heart+perfusion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">A wholeblood-based perfusate provides superior preservation of myocardial function during ex vivo heart perfusion.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. (14), (2014).</li>
<li>Lips, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Left+ventricular+pressure-volume+measurements+in+mice%3A+comparison+of+closed-chest+versus+open-chest+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Research+in+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Left ventricular pressure-volume measurements in mice: comparison of closed-chest versus open-chest approach.</a> Basic Research in Cardiology. 99 (5), 351-359 (2004).</li>
<li>Morita, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Is+there+a+crystal+ball+for+predicting+the+outcome+of+cardiomyopathy+surgery%3F+Preload+recruitable+stroke+work%2C+may+be+a+possible+candidate%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Cardiology%22%5BJournal%5D)">Is there a crystal ball for predicting the outcome of cardiomyopathy surgery? Preload recruitable stroke work, may be a possible candidate.</a> Journal of Cardiology. 71 (4), 325-326 (2018).</li>
<li>Hatami, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.cst-transplant.ca/2017_CST-CTRMS.html">Canadian Society for Transplantation</a>. , Halifax. (2017).</li>
<li>Anthony, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+coronary+angiographic+evaluation+of+a+beating+donor+heart%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Ex vivo coronary angiographic evaluation of a beating donor heart.</a> Circulation. 130 (25), e341-e343 (2014).</li>
<li>Sandha, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Steroids+Limit+Myocardial+Edema+During+Ex+vivo+Perfusion+Of+Hearts+Donated+After+Circulatory+Death%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Thoracic+Surgery%22%5BJournal%5D)">Steroids Limit Myocardial Edema During Ex vivo Perfusion Of Hearts Donated After Circulatory Death.</a> Annals of Thoracic Surgery. , (2018).</li>
</ol>

DHF posiada patenty na technologię i metody perfuzji narządów ex situ . DHF i JN są założycielami i głównymi udziałowcami Tevosol, Inc.

Skuteczna perfuzja jest definiowana zgodnie z celami badania; Powinno to jednak obejmować nieprzerwane ESHP przez pożądany okres czasu i pełne zebranie danych dotyczących czynności serca podczas perfuzji. W tym celu należy postępować zgodnie z kilkoma krytycznymi krokami w protokole.
Serce jest narządem o dużym zapotrzebowaniu na tlen i energię, a zminimalizowanie czasu niedokrwienia przed kaniulacją i perfuzją jest ważną zasadą, której należy przestrzegać. Proces pobrania, zamontowania serca ...

Znaczenie kliniczne
Chociaż większość aspektów transplantacji serca znacznie się rozwinęła od czasu pierwszego przeszczepu serca w 1967 roku, przechowywanie w chłodni (CS) pozostaje standardem w konserwacji serca dawcy1. CS naraża narząd na okres zimnego niedokrwienia, który ogranicza bezpieczny okres przechowywania (4-6 godzin) i zwiększa ryzyko pierwotnej dysfunkcji przeszczepu2,3,4. Ze względu na statyczny charakter CS ocena funkcji lub interwencje terapeutyczne nie są możliwe w okresie między pobraniem narządu a przeszczepieniem. Jest to szczególne ograniczenie w przypadku dawców o rozszerzonych kryteriach, w tym serc oddawanych po śmierci krążeniowej (DCD), co stanowi przeszkodę w pokonaniu znacznej luki między popytem a obecną pulą dawców5,6. Aby rozwiązać to ograniczenie, zaproponowano perfuzję serca ex situ jako nowatorską, półfizjologiczną metodę konserwacji serc dawców, minimalizując narażenie na zimne niedokrwienie poprzez dostarczanie natlenionego, bogatego w składniki odżywcze perfuzatu do serca w czasie konserwacji1,7,8.
Perfuzja serca ex situ
Jedną z najczęściej używanych metod badania ex situ izolowanego serca jest perfuzja Langendorffa. W tej metodzie, wprowadzonej przez Oskara Langendorffa w 1895 roku, krew przepływa do tętnic wieńcowych i wypływa z zatoki wieńcowej izolowanego serca, przy czym serce jest w stanie pustym i bijącym9,10. Wykazano, że kliniczne ESHP w trybie Langendorffa z aparatem Transmedics Organ Care System (OCS) nie jest gorsze od CS w zachowaniu standardowych kryteriów dawców serc1 i ułatwiło kliniczne przeszczepianie serc z DCD11. Istnieją jednak obawy co do zdolności urządzenia do oceny żywotności narządów, ponieważ pewna liczba serc dawców, o których początkowo sądzono, że nadają się do przeszczepu, została odrzucona po perfuzji w OCS3. OCS wspomaga pracę serca w trybie Langendorffa (niedziałającego), a zatem ma ograniczoną zdolność do oceny funkcji pompowania serca3,12. Coraz więcej dowodów sugeruje, że parametry funkcjonalne oferują lepszy sposób oceny żywotności narządów, co sugeruje, że ocena funkcji serca może stać się wiarygodnym narzędziem do oceny i selekcji serc do przeszczepu podczas ESHP3,12,13,14, Ponadto nasze badania ex situ perfundowane serca świń sugerują, że ESHP w trybie pracy zapewnia zwiększoną funkcjonalną ochronę serca podczas interwału perfuzji15,16.
Aparatura ESHP zdolna do zachowania serca w trybie pracy musi posiadać poziom automatyzacji, aby bezpiecznie i precyzyjnie utrzymywać napięcie wstępne, obciążenie następcze i natężenia przepływu. Ponadto taki system powinien charakteryzować się elastycznością, która ułatwi kompleksową ocenę czynności serca, która ma zostać przeprowadzona. Zastosowana tutaj aparatura ESHP jest wyposażona w niestandardowe oprogramowanie, które 1) zapewnia i utrzymuje pożądane ciśnienie/przepływ w aorcie (Ao) i lewym przedsionku (LA) oraz 2) zapewnia analizę parametrów funkcjonalnych w czasie rzeczywistym i wizualną ocenę przebiegów ciśnienia przy minimalnej potrzebie nadzoru. Dane dotyczące ciśnienia są pozyskiwane za pomocą standardowych przetworników ciśnienia wypełnionych płynem, a dane dotyczące przepływu są pozyskiwane za pomocą sond dopplerowskich w czasie tranzytu. Sygnały te są digitalizowane odpowiednio za pomocą mostka i wejścia analogowego. Serce jest ustawione poziomo z lekkim wzniesieniem do wielkich naczyń na miękkiej silikonowej membranie. Mocowania kaniulacji przechodzą przez membranę, zawierając komorę podatności do tłumienia wyrzutu komorowego. Celem niniejszej pracy jest dostarczenie naukowcom zajmującym się transplantacją serca protokołu perfuzji ex situ i oceny serca, w warunkach normotermicznych, półfizjologicznych w trybie pracy, w modelu dużego ssaka (świnia Yorkshire).

<table><tbody><tr><td>Nożyczki preparacyjne Debakey-Metzenbaum</td><td>Pilling</td><td>342202</td><td></td></tr><tr><td>Nożyczki preparacyjne MAYO</td><td>Pilling</td><td>460420</td><td></td></tr><tr><td>Kleszcze do</td><td>kciuków Pilling</td><td>465165</td><td></td></tr><tr><td>Debakey proste kleszczyki do tkanek naczyniowych&nbsp;</td><td>Pilling</td><td>351808</td><td></td></tr><tr><td>CUSHING Kleszcze opatrunkowe</td><td>Pilling</td><td>466200</td><td></td></tr><tr><td>Uchwyt na igły JOHNSON</td><td>Uchwyt</td><td></td> na igły do pillingu 510312 <td></td></tr><tr><td>DERF</td><td>Pilling</td><td>443120</td><td></td></tr><tr><td>Piła mostkowa</td><td>Stryker</td><td>6207</td><td></td></tr><tr><td>Retraktor mostka</td><td>Pilling</td><td>341162</td><td></td></tr><tr><td>Zacisk do rurki Vorse</td><td>Pilling</td><td>351377</td><td></td></tr><tr><td>MORRIS zacisk aorty wstępującej</td><td>Pilling</td><td>353617</td><td></td></tr><tr><td>Zestaw werbli chirurgicznych (opasek uciskowych)</td><td>Medtronic</td><td>CVR79013</td><td></td></tr><tr><td>2-0 SILK 12" x 18" nici</td><td>ETHICON</td><td>A185H</td><td></td></tr><tr><td>3-0 PROLENE niebieski 18" PS-2 tnący</td><td>ETHICON</td><td>8687H</td><td></td></tr><tr><td>Napęd pompy Biomedicus (zmodyfikowany)</td><td>Medtronic</td><td>540</td><td>Zmodyfikowany, aby umożliwić zdalne elektroniczne sterowanie prędkością pompy</td></tr><tr><td>Pompa Biomedicus</td><td>Maquet</td><td>BPX-80</td><td></td></tr><tr><td>Oksygenator membranowy D 905</td><td>SORIN GROUP</td><td>50513</td><td></td></tr><tr><td>Moduł przepływu rur&nbsp; &nbsp;</td><td>Zaciskowy czujnik przepływu Transonic</td><td>Ts410</td><td></td></tr><tr><td>PXL</td><td>Przetwornik</td> ciśnienia TruWave Transonic <td>ME9PXL-BL37SF</td><td></td></tr><tr><td>Rurka Edwards VSYPX272 Intercepting 3/8" x 3/32" xX 6'Medtronic</td><td></td> <td>3506</td><td></td></tr><tr><td>Rurka przechwytująca 1/4" x 1/16" x 8'Medtronic</td><td></td> <td>3108</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> podgrzewana/chłodzona <td></td></tr><tr><td> Cyrkulator kąpielowy&nbsp;</td><td>Grant</td><td>TX-150</td><td></td></tr><tr><td>ABL 800 FLEX Analizator parametrów krytycznych</td><td>Radiometr</td><td>989-963</td><td></td></tr><tr><td>DLP kaniula kardioplegii (kaniula korzenia aorty)</td><td>Medtronics</td><td>20613994495406</td><td></td></tr><tr><td>5F Prosty cewnik warkoczowy Ventriculr</td><td>CORDIS</td><td>534550S</td><td></td></tr><tr><td>5F AVANTI+ Wprowadzenie osłony</td><td>CORDIS</td><td>504605A</td> Szmaragdowa prowadnica <td></td></tr><tr><td>Amplatz</td><td>CORDIS</td><td>502571A</td> Rozrusznik serca dwukomorowy <td></td></tr><tr><td></td><td>Medtronic</td><td>5388</td><td></td></tr><tr><td>Defibryltor</td><td>CodeMaster</td><td>M1722B</td><td></td></tr><tr><td>Pompa infuzyjna</td><td>Baxter</td><td>AS50</td><td></td></tr><tr><td>Chirurgiczne urządzenie do elektrokoagulacji</td><td>Kls Martin</td><td>ME411</td><td></td></tr><tr><td>Mieszalnik gazów</td><td>SECHRIST</td><td>3500 CP-G</td><td></td></tr><tr><td>Medyczny zbiornik tlenu</td><td>praxair</td><td>2014408</td><td></td></tr><tr><td>Zbiornik na dwutlenek węgla</td><td>praxair</td><td>5823115</td><td></td></tr><tr><td>Albumina surowicy bydlęcej</td><td>MP biomedicals</td><td>218057791</td><td></td></tr></tbody></table>

normothermiczna perfuzja serca ex situ w trybie pracy: ocena czynności serca i metabolizmu

Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism

Obecna standardowa metoda konserwacji narządów (chłodnia, CS), naraża serce na okres zimnego niedokrwienia, który ogranicza bezpieczny czas przechowywania i zwiększa ryzyko niekorzystnych skutków po przeszczepie. Co więcej, statyczny charakter CS nie pozwala na ocenę narządów ani interwencję w okresie przechowywania. Normothermiczna perfuzja serca ex situ (ESHP) to nowatorska metoda konserwacji serca dawcy, która minimalizuje zimne niedokrwienie poprzez dostarczanie do serca natlenionego, bogatego w składniki odżywcze perfuzatu. Wykazano, że ESHP nie jest gorszy od CS w zachowaniu serc dawców według standardowych kryteriów, a także ułatwił kliniczne przeszczepianie serc oddanych po stwierdzeniu zgonu w krążeniu. Obecnie jedyne dostępne klinicznie urządzenie ESHP ukrwia serce w stanie nieobciążonym, niedziałającym, co ogranicza ocenę sprawności mięśnia sercowego. Z kolei ESHP w trybie pracy daje możliwość kompleksowej oceny wydolności serca poprzez ocenę parametrów funkcjonalnych i metabolicznych w warunkach fizjologicznych. Co więcej, wcześniejsze badania eksperymentalne sugerowały, że ESHP w trybie pracy może skutkować poprawą zachowania funkcjonalnego. W tym miejscu opisujemy protokół perfuzji ex situ serca w modelu dużego ssaka (świni), który jest odtwarzalny dla różnych modeli zwierzęcych i rozmiarów serca. Oprogramowanie w tym aparacie ESHP pozwala na zautomatyzowane sterowanie prędkością pompy w czasie rzeczywistym w celu utrzymania pożądanego ciśnienia w aorcie i lewym przedsionku oraz ocenia różnorodne parametry funkcjonalne i elektrofizjologiczne przy minimalnej potrzebie nadzoru/manipulacji.

Na początku perfuzji (w trybie niepracującym), serce zazwyczaj powraca do rytmu zatokowego, gdy temperatura systemu i perfuzatu zbliża się do normotermii. Podczas przechodzenia w tryb pracujący, w miarę zbliżania się ciśnień w LA do wartości docelowych, na zapisie ciśnienia w Ao powinien być obserwowany wyrzut, a przepływ w LA (odzwierciedlający rzut serca) powinien stopniowo wzrastać. W modelu świni rasy Yorkshire (35–50 kg) przy początkowej masie serca 180–220 g, początkowy przepływ w L...

Normothermic ex situ heart perfusion (ESHP), utrzymuje serce w bijącym, półfizjologicznym stanie. W przypadku wykonywania w trybie roboczym ESHP daje możliwość przeprowadzenia zaawansowanych ocen funkcji serca dawcy i żywotności narządów. W tym miejscu opisujemy naszą metodę oceny wydolności mięśnia sercowego podczas ESHP.

Normothermiczna perfuzja serca ex situ w trybie pracy: ocena czynności serca i metabolizmu

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation ...

Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania dotyczące optymalnego zachowania serc dawców, a także ich oceny funkcjonalnej i metabolicznej pod kątem późniejszej przydatności do przeszczepu. Główną zaletą tej techniki jest to, że umożliwia funkcjonalną ocenę serca dawcy, która nie opiera się wyłącznie na pośredniej ocenie metabolicznej. Implikacje tej techniki rozciągają się w kierunku terapii dysfunkcyjnych serc dawców, ponieważ czynność serca można łatwo i wielokrotnie oceniać w czasie.Ogólnie rzecz biorąc, osoby nowe w tej materii będą miały trudności, ponieważ do bezpiecznego podłączenia serca wymagana jest pewna wiedza techniczna. Wizualna demonstracja tej metody ma kluczowe znaczenie, ponieważ techniczne aspekty pobierania serca i połączenia z urządzeniem mogą być trudne do nauczenia się za pomocą samych instrukcji tekstowych. Po potwierdzeniu braku reakcji na szkodliwy bodziec należy wykonać środkową sternotomię na znieczulonej świni, a po odsłonięciu serca użyć nożyczek Metzenbauma, aby otworzyć osierdzie.Użyj jedwabnych szwów 1-0, aby przymocować krawędzie osierdzia do mostka i stopniowo pobieraj 750 mililitrów pełnej krwi z dwustopniowej kaniuli żylnej umieszczonej w prawym przedsionku w autoklawowanym szklanym pojemniku przez okres 15 minut, jednocześnie zastępując objętość jednym litrem izotonicznego roztworu krystaloidu. Dodaj krew do obwodu perfuzyjnego zagruntowanego 750 mililitrami buforu Krebsa-Henseleita uzupełnionego 8% albuminą i umieść igłę do kardioplegii o rozmiarze 14 i kaniulę w aorcie wstępującej. Przymocuj igłę do kardioplegii na aorcie za pomocą werbla i podłącz kaniulę kardioplegii do worka kardioplegii.Dodaj 100 mililitrów krwi do 400 mililitrów kardioplegii. Po zakończeniu wykrwawiania zaciśnij krzyżowo aortę wstępującą za pomocą zacisku aortalnego. Następnie dostarczyć roztwór kardioplegiczny do korzenia aorty.Po podaniu całego roztworu zdejmij zacisk i wytnij serce, w tym wszystkie naczynia łuku aorty i odcinek aorty zstępującej. Aby zapobiec szkodliwym skutkom przedłużonego niedokrwienia, należy jak najszybciej pozyskać serce i zamontować je na aparacie do perfuzji. Po usunięciu nadmiaru tkanki wokół lewego przedsionka, użyj nici polipropylenowej 3-0, aby założyć szew sznurkowy wokół lewego ujścia przedsionka.Zszyj i zamknij żyłę główną dolną szwem polipropylenowym 3-0. Umieść kaniulę lewego przedsionka w otworze lewego przedsionka i zabezpiecz kaniulę werblem. Umieść kaniulę lewego przedsionka na magnesie osadzonym w membranie silikonowej aparatu, uważając, że magnes i odpowiadający mu metalowy pierścień w lewej kaniuli przedsionkowej są prawidłowo zatrzaśnięte.Przymocuj aortę do kaniuli aortalnej osadzonej w membranie silikonowej i użyj jedwabnej opaski, aby zabezpieczyć aortę wokół kaniuli. Obróć aortę, aby uzyskać prawidłowe ułożenie bez naprężeń i załamań, zwiększ prędkość pompy aortalnej do około 1600 obr./min i delikatnie ściśnij komory, aby odpowietrzyć serce. Pozostałe powietrze w korzeniu aorty zostanie wyrzucone przez gałęzie bezimienne i podobojczykowe.Podłącz linię przedmuchiwania aorty do tętnicy nienazwanej i zabezpiecz połączenie jedwabną opaską. Zaczep lewy otwór tętnicy podobojczykowej jedwabną opaską i zabezpiecz zamknięcie za pomocą werbla i zatrzasku. Umieść 5 francuskich osłonek wprowadzających przez otwór tętnicy podobojczykowej, regulując długość i orientację cewnika tak, aby cewnik nie zakłócał funkcji zastawki aortalnej.Dostosuj prędkość pompy aortalnej, aby osiągnąć średnie ciśnienie 30 milimetrów słupa rtęci, aby rozpocząć perfuzję w niedziałającym trybie Langendorffa. Pojawienie się ciemnego, odtlenionego perfuzatu w tętniczej linii tętniczej płuc wskazuje na przywrócenie przepływu wieńcowego. Przekręć wymiennik ciepła na 38 stopni Celsjusza, aby podgrzać perfuzat i za pomocą analizatora gazometrii krwi sprawdź stan rozpuszczonego gazu, dostosowując mieszaninę gazów do odpowiednich parametrów.Po godzinie w trybie nieroboczym wprowadź odpowiednie ciśnienie w lewym przedsionku w żądanej sekcji oprogramowania dotyczącej ciśnienia w lewym przedsionku i zainicjuj pętlę sprzężenia zwrotnego. Aktywowany tryb pracy pojawi się jako zielony przycisk, a prędkość pompy lewego przedsionka będzie automatycznie zwiększać i zmniejszać, aby osiągnąć i utrzymać wybrane ciśnienie w lewym przedsionku. W celu oceny i zarejestrowania danych w stanie stacjonarnym należy umieścić wypełniony płynem cewnik warkoczowy przez osłonkę wprowadzającą do lewej komory.W celu oceny obciążenia wstępnego przy udarze mózgu, należy usunąć cewnik warkoczowy z lewej komory i dostosować żądaną szybkość spadku prędkości pompy lewej atrysnkowej podczas analizy oraz żądany okres czasu, w którym będzie przeprowadzana analiza. Kliknij nagraj pętlę objętości ciśnienia. Oprogramowanie automatycznie wyjdzie z trybu pracy i stopniowo zmniejszy obroty pompy lewego przedsionka, jednocześnie rejestrując pracę udaru lewej komory i ciśnienie w lewym przedsionku.Po zakończeniu zbierania danych oprogramowanie wykona regresję liniową na nowo pozyskanym zestawie danych, aby uzyskać wstępne obciążenie rekrutacyjne pracy udarowej. Po zakończeniu analizy przez oprogramowanie aparatu ex situ serca, na stronie głównej pojawi się komunikat pokazujący współczynnik korelacji analizy. Kliknij przycisk OK, jeśli współczynnik jest większy niż 0,95.Rejestrowane będą wyniki analizy pracy udaru przed obciążeniem, które można zrekrutować. Aby ocenić stan metaboliczny serca i perfuzatu, należy wykorzystać informacje uzyskane z analizy gazometrii próbek perfuzatu pobieranych zarówno z linii tętniczej, jak i płucnej co jedną do dwóch godzin. W modelu Yorkshire Pig z początkową masą serca od 180 do 220 gramów, początkowy przepływ w lewym przedsionku wyniesie około 2000 mililitrów na minutę, zwykle zbliżając się do około 2250 mililitrów na minutę w ciągu pierwszych jednej do dwóch godzin perfuzji w trybie pracy.Analiza gazometrii krwi i oceny metaboliczne przeprowadzone na próbkach perfuzatu uzyskanych podczas perfuzji serca ex situ dostarczają obszernych informacji na temat stanu metabolicznego serca w czasie, wskazując stężenie mleczanu perfuzatu i informacje potrzebne do obliczenia zużycia tlenu w mięśniu sercowym. W przypadku braku narządów, które naturalnie metabolizują swoje wyraźne biomarkery sercowe, zwykle obserwuje się akumulację tych czynników w roztworze perfuzatu w czasie. Oprócz parametrów zależnych od obciążenia, obciążenie wstępne lewej komory ciała może być oceniane podczas sterowanego komputerowo liniowego obniżania ciśnienia w lewym przedsionku, jak pokazano.Echokardiografia podczas perfuzji serca ex situ może również dostarczyć dodatkowych informacji na temat funkcji mięśnia sercowego i parametrów anatomicznych. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, że perfuzja serca ex situ jest wciąż w powijakach i że uzasadnione są dalsze badania w celu zaprojektowania lepszego metabolicznego wsparcia serca w celu lepszego zachowania żywotności i funkcji serca. Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak obrazowanie angiograficzne, aby odpowiedzieć na dodatkowe pytania dotyczące stanu naczyń wieńcowych serca dawcy.Po jej opracowaniu, technika ta utorowała drogę naukowcom zajmującym się transplantacją narządów do zbadania możliwości bezpiecznego przeszczepiania serc dawców o rozszerzonych kryteriach u pacjentów oczekujących na przeszczep serca. Nie zapominaj, że praca z biomateriałami może być bardzo niebezpieczna i że podczas wykonywania tej procedury należy zawsze zachować środki ostrożności, takie jak noszenie rękawiczek i okularów ochronnych.

normothermic-ex-situ-heart-perfusion-working-mode-assessment-cardiac

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Perfuzja izolowanego serca w trybie Langendorffa, w połączeniu ze spektroskopią NMR 31P, łączy dziedziny biochemii i fizjologii w jednym eksperymencie. Protokół ten umożliwia dynamiczny pomiar zawartości i obrotu fosforanów wysokoenergetycznych w sercu przy jednoczesnym monitorowaniu funkcji fizjologicznych. Prawidłowo wykonana, technika ta stanowi cenne narzędzie w ocenie energetyki serca.

Ocena funkcji i energetyki serca w izolowanych sercach myszy z wykorzystaniem spektroskopii 31P NMR

Ten film opisuje technikę ex situ do konserwacji izolowanego serca świni poprzez perfuzję za pomocą natlenionego, bogatego w składniki odżywcze roztworu perfuzatu. Technika ta pozwala na kompleksową ocenę wydolności serca w warunkach fizjologicznych.

Perfuzja serca ex situ: technika zachowania izolowanej funkcji serca świni

Celem tego protokołu jest ocena ogłuszenia mięśnia sercowego po niedokrwiennym zatrzymaniu krążenia u gryzoni.

Mysi izolowany model serca ogłuszenia mięśnia sercowego związanego z zatrzymaniem krążenia

Izolowane modele pracującego serca mogą być używane do pomiaru wpływu warunków obciążenia, tętna i leków na wydajność mięśnia sercowego i zużycie tlenu. Opisano metody przygotowania modelu pracy lewego serca gryzonia, który pozwala na badanie wydolności skurczowej i rozkurczowej oraz zużycia tlenu w różnych warunkach.

Model pracującego serca gryzoni do badania wydajności mięśnia sercowego i zużycia tlenu

Poniższy protokół opisuje przygotowanie i wykorzystanie do ilościowego pomiaru szybkości utleniania glukozy i kwasów tłuszczowych w izolowanym sercu szczura pracującego. Omówiono również metody stosowane do analizy próbek i interpretacji danych.

Metody oznaczania szybkości utleniania glukozy i kwasów tłuszczowych w izolowanym sercu szczura pracującego

Ten artykuł przedstawia skuteczną metodę przeprowadzenia niedokrwienia mięśnia sercowego i następującej po nim przewlekłej reperfuzji u szczurów przy użyciu minimalnie inwazyjnego podejścia. Ponadto funkcję hemodynamiczną lewej komory szczurów ocenia się za pomocą echokardiografii i izolowanych metod pracy serca.

Półminimalnie inwazyjna metoda indukcji zawału mięśnia sercowego u szczurów i ocena czynności serca przez izolowany działający układ serca

Opisujemy eksperymentalny układ do podawania hiperspolaryzowanych metabolitów znakowanych 13znakowanymi C w trybie ciągłej perfuzji do izolowanego perfundowanego serca myszy. Dedykowane podejście do akwizycji 13C-NMR umożliwiło ilościowe określenie aktywności enzymów metabolicznych w czasie rzeczywistym, a wieloparametryczna analiza 31P-NMR umożliwiła określenie zawartości ATP i pH w tkankach.

Badanie metabolizmu serca w izolowanym perfundowanym sercu myszy za pomocą hiperspolaryzowanej [1-13C] pirogronianu i spektroskopii 13C/31P NMR

Brakuje wiarygodnego nieinwazyjnego podejścia do oceny funkcjonalnej serca dawcy podczas normotermicznej perfuzji serca ex situ (NESP). W niniejszym artykule opisano protokół oceny ex situ wydolności mięśnia sercowego za pomocą metody echokardiografii nasierdziowej i cewnika konduktowanego.

Ocena funkcjonalna serca dawcy podczas perfuzji ex situ: wnioski z pętli ciśnienie-objętość i echokardiografii powierzchniowej

Protokół opisuje system perfuzji serca ex vivo u świń, w którym bezpośrednie obciążenie lewej komory może służyć jako technika oceny zdrowia przeszczepu, zapewniając jednocześnie holistyczną ocenę funkcji przeszczepu. Omówiono również projekt systemu i możliwe wskaźniki oceny.

Obciążenie serca za pomocą pasywnego zwiększania ciśnienia w lewym przedsionku i pasywnego obciążenia następczego do oceny przeszczepu

Ten protokół ilustruje metodę optogenetycznej stymulacji wewnętrznych neuronów serca w transgenicznych sercach myszy. Opisane podejście służy do badania kinetyki nagłej aktywacji neuronów sercowych w sercach perfundowanych ex vivo oraz interakcji między aktywnością cholinergiczną i katecholaminergiczną.

Optogenetyczna aktywacja wewnętrznych autonomicznych neuronów serca w wyciętych perfundowanych sercach myszy

Poznaj normotermiczną perfuzję serca ex situ w celu oceny czynności i metabolizmu narządu przed przeszczepem. Ta metoda umożliwia bezpośrednią, powtarzalną analizę serca dawcy w warunkach zbliżonych do fizjologicznych.

Normothermiczna perfuzja serca ex situ w trybie pracy: ocena czynności serca i metabolizmu

Przeglądaj więcej filmów