2 sierpnia 2024
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.
Zakres tych badań obejmuje dwa ważne obszary perfuzji płuc ex vivo serca. Po pierwsze, zwrócono uwagę na niedociągnięcia obecnie stosowanych klinicznie wskaźników oceny w określaniu żywotności przeszczepu i możliwości przeszczepu. Po drugie, zapewnia alternatywną technikę oceny, która jest w stanie odróżnić żywotne i nieżywotne przeszczepy, nawet jeśli konwencjonalne wskaźniki tego nie robią.
Dzięki tym pracom opracowaliśmy zależny od grawitacji zbiornik załadowczy, który znacznie upraszcza i standaryzuje włączanie możliwości ładowania do istniejących systemów perfuzji maszynowej ex vivo. To, w połączeniu z pasywnym obciążeniem następczym, wydaje się znacznie zwiększać możliwości predykcyjne tej techniki. Dziedzina ta pilnie potrzebuje ilościowych wskaźników oceny, które eliminują subiektywność obecnych praktyk.
W niniejszej pracy przedstawiono metodę uzyskiwania obiektywnych wskaźników ilościowych do oceny żywotności przeszczepów. Oczekuje się, że ta metoda oceny znacznie poprawi zdolność do wyciągania wniosków zarówno z konfiguracji eksperymentalnych, jak i klinicznych. Na początek zacznij montować komorę organową na stojaku, a następnie torbę windkessel i mniejszy zbiornik.
Sprawdź, czy wszystkie składniki są prawidłowo połączone. Następnie przymocuj jeden koniec ćwierćcalowej rurki silikonowej do portu odpływowego natleniacza i połączenia Y na dystalnym końcu. Po jednej stronie złącza Y przymocuj kolejną ćwierćcalową silikonową rurkę z przyłączem przynęty i podłącz drugi koniec do dolnego portu w torbie windkessel.
Następnie przymocuj trójdrogowy zawór przynęty do połączenia przynęty ekspandera w celu dostarczania kroplówki adenozyny. Umieść Hoffman clamp na dodatkowym kawałku ćwierćcalowej silikonowej rurki. W przypadku perfuzji z obciążeniem podłącz jeden koniec tej linii do drugiego końca złącza Y, a drugi koniec do górnej części mniejszej rurki zbiornika, aby kontrolować napełnianie zbiornika.
Upewnij się, że clamp jest w tym czasie całkowicie zatrzaśnięty. Następnie podłącz przewód przelewowy od góry zbiornika załadowczego do większego zbiornika. Zamontuj ćwierćcalową rurkę na dnie zbiornika załadowczego i podłącz ją do portu u podstawy komory organowej.
Upewnij się, że przewód ma zawór jednokierunkowy. Następnie włóż dwa trójdrogowe zawory przynętowe w połowie rurki do dostarczania adenozyny i zawór jednokierunkowy przed dotarciem do komory narządowej. Zamontuj drugi port przelewowy na dnie worka windkessel za pomocą rurki o wymiarach trzy na osiem cali, łącząc go z dowolnym portem dopływowym zbiornika żylnego.
Następnie całkowicie zamknij zacisk Hoffmana w trybie Langendorffa i wyreguluj go w trybie obciążenia, aby modulować ciśnienie w aorcie. Następnie podłącz trójdrogowy zawór przynęty do portu przelewowego w górnej części worka windkessel. Użyj ćwierćcalowej rurki, aby podłączyć port przelewowy w górnej torbie windkessel do dowolnego portu dopływowego w zbiorniku żylnym.
Podłącz trzeci port odpływowy w worku windkessel do portu aorty w komorze narządu, wkładając sondę temperatury w dolne trzy czwarte długości rurki. Na początek weź izolowane serce świni i odetnij gałęzie łuku aorty, aby utworzyć pojedynczy odcinek odpływu. Przełóż kaniulę aorty przez przewód pokarmowy.
I zabezpiecz go za pomocą opaski zaciskowej i jedwabnego szwu 4-0. Następnie umieść bipolarny drut stymulacyjny na tylnej ścianie prawej komory. Utwórz dwa szwy 4-0 Prolene na sznurek na obwodzie lewego przewodu przedsionkowego.
Zabezpiecz szwy za pomocą sidła z opaską uciskową, ale nie wiąż ich do momentu obciążenia. Na koniec zamknij lewy wyrostek przedsionka prostym, ciągłym szwem 4-0 Prolene. Następnie zapisz początkową masę serca.
Aby rozpocząć, zaciśnij rurkę o wymiarach trzy na osiem cali tuż przed portem aortalnym, aby zatrzymać przepływ perfuzyjnego. Ustaw przygotowane serce świni tak, aby jego tylna ściana była skierowana w stronę operatora i ustaw komorę narządu pod kątem około 20 stopni. Następnie umieść kaniulę aorty pod kątem 90 stopni od portu aorty i powoli odblokuj linię aorty.
Odwietrzyć kaniulę aorty, pozwalając perfuzatowi stopniowo do niej przepływać. Teraz powoli zmniejszaj kąt kaniuli aortalnej, aż zrówna się z portem aorty. Następnie całkowicie podłącz go do linii aorty.
Po całkowitym połączeniu delikatnie masuj serce z przerwami, aby zapobiec wzdęciom spowodowanym wypełnieniem lewej komory. W tym okresie przewietrz lewą komorę przez otwarty lewy przedsionek. Rozpocznij zbieranie danych i rozpocznij kroplówkę adenozyny z prędkością 333 mikrolitrów na minutę.
Następnie podłącz przewody stymulacji do skrzynki stymulacji i ustaw ją na 60 uderzeń na minutę, aby uzyskać zapasowe tempo. Jeśli występuje migotanie, defibryluj serce za pomocą łopatek o mocy 30 dżuli. Gdy już pojawi się uporządkowany rytm, przerwij ręczne odpowietrzanie i umieść odprowadzenia EKG bezpośrednio na sercu za pomocą igieł haczykowych.
Podłącz kaniulę pod kątem prostym do portu przedsionkowego komory narządu. Po podłączeniu zaciśnij kaniulę i zwolnij zacisk Hoffmana w przewodzie między natleniaczem a zbiornikiem załadowczym, aby umożliwić dopływ płynu do zbiornika załadowczego. Następnie napełnij zbiornik załadowczy, aż ciśnienie osiągnie 15 do 20 milimetrów słupa rtęci.
Zwiększ wydajność pompy, aby utrzymać ciśnienie zarówno w aorcie, jak i przedsionkach. Następnie włóż połowę metalowej końcówki pod kątem prostym do lewego przedsionka z końcówką skierowaną w stronę wyrostka, aby promować kompetencję zastawki mitralnej. Włóż czujnik ciśnienia do lewej komory, aby zarejestrować ciśnienie w lewej komorze.
Następnie zwolnij zacisk na kaniuli, aby umożliwić wypełnienie lewego przedsionka. Po odpowietrzeniu użyj wcześniej założonych szwów i wnyków opaski uciskowej, aby całkowicie zamknąć lewy otwór przedsionka. W razie potrzeby wyreguluj kaniulę i werble, aby zminimalizować wyciek płynu.
Po zamocowaniu kaniuli w lewym przedsionku zaciśnij przewód od oksygenatora do worka windkessel, aby całkowicie zatrzymać wsteczną perfuzję do aorty. Na koniec przesunąć kroplówkę adenozyny z przewodu prowadzącego do worka windkessel do przewodu między zbiornikiem załadowczym a portem przedsionkowym. Opór naczyniowy, szybkość poboru tlenu, akumulacja mleczanu, zużycie glukozy i akumulacja potasu nie wykazały statystycznej różnicy w całym okresie perfuzji.
Podobnie nie zaobserwowano różnicy w masie uzyskanej przez przeszczepy. Jednak częstość akcji serca w przypadku nieudanych przeszczepów stale spadała po dwóch godzinach ładowania, a obszar pod krzywą nie wykazywał statystycznie istotnej różnicy aż do trzech godzin perfuzji. Ponadto wskaźniki zależne od obciążenia sugerowały utratę funkcji serca już po 30 minutach ładowania, przy czym miara kurczliwości była pierwszym wskaźnikiem wskazującym na utratę funkcji.
Podobnie jak tętno, ciśnienie tętna w lewej komorze stale spadało po dwóch godzinach perfuzji z obciążeniem, przy czym statystycznie istotne różnice między przeszczepami, ciśnieniem tętna i relaksacją obserwowano po 1,5 godziny perfuzji.
W niniejszym artykule przedstawiono system ex vivo perfuzji serca świni, zaprojektowany do oceny stanu przeszczepu poprzez bezpośrednie obciążenie lewej komory. System ten rozwiązuje ograniczenia obecnych wskaźników oceny i wprowadza nową technikę badania żywotności przeszczepu.
Obiektywna ocena przeszczepów serca pozostaje krytycznym wąskim gardłem w badaniach i rozwoju w dziedzinie transplantologii, ponieważ obecne wskaźniki metaboliczne nie zapewniają wystarczającej pewności prognostycznej w decyzjach dotyczących żywotności organu. Niniejszy protokół wprowadza zestandaryzowane bierne napowietrzanie lewego przedsionka oraz integrację obciążenia nastawczego, co umożliwia ilościowe pomiary hemodynamiczne bezpośrednio informujące o przydatności przeszczepu. Podejście to wspiera dostosowany do ryzyka postęp prac oraz segregację portfela projektów poprzez dostarczenie wskaźników funkcjonalnych, które ograniczają niepewność biologiczną na późnych etapach procesu.
Metoda ta sytuuje funkcjonalną ocenę przeszczepu na styku biologii odkrywczej i walidacji przedklinicznej, łącząc ocenę metaboliczną i hemodynamiczną w systemach ex vivo.