Name: Normotérmica Ex Situ coração perfusão na modalidade de trabalho: avaliação da função cardíaca e metabolismo (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-12T12:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 10 s
Description: Aprenda a técnica de perfusão cardíaca ex situ normotérmica para avaliação funcional e metabólica de corações doadores em modelo porcino. Este método permite análises repetidas da viabilidade do órgão para transplante.

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Este trabalho foi apoiado por concessões do canadense nacional transplante programa de pesquisa. SH é o destinatário de uma faculdade de medicina e odontologia Motyl Studentship pós-graduação em Ciências cardíaca. A FHD é um beneficiário de uma subvenção de projetos de pesquisa colaborativa (CHRP) em auxílio do nacional de Ciências e engenharia Research Council e institutos canadenses de pesquisa em saúde.

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</ol>

FHD detém patentes sobre métodos e ex situ tecnologia de perfusão de órgão. FHD e Jo são fundadores e principais accionistas da Tevosol, Inc.

Perfusão de sucesso é definido de acordo com os objectivos do estudo; no entanto, isto deve incluir ESHP ininterrupto para a quantidade desejada de tempo e a coleção completa dos dados sobre a função cardíaca durante a perfusão. Para este efeito, a poucos passos críticos no protocolo devem ser seguidos.
O coração é um órgão com oxigênio alto e demandas de energia e minimizar o tempo de isquemia antes canulação e perfusão é um princípio importante que deve ser seguido. O processo de aquisição, ...

Relevância clínica
Enquanto a maioria dos aspectos do transplante cardíaco têm evoluído significativamente desde o primeiro coração transplante em 1967, armazenamento frio (CS) continua a ser o padrão para o doador coração preservação1. CS expõe o órgão para um período de isquemia fria que limita o intervalo de segurança preservação (4 – 6 horas) e aumenta o risco de disfunção de prótese primária2,3,4. Devido à natureza estática de CS, avaliações de função ou intervenções terapêuticas não são possíveis no tempo entre a colheita de órgãos e transplante de órgãos. Esta é uma limitação específica em doadores de critérios estendidos incluindo corações doadas após a morte circulatória (DCD), criando um obstáculo para a superação da disparidade considerável entre a demanda e o atual doador piscina5,6. Para endereço que esta limitação, ex situ perfusão de coração tem sido proposta como um método de preservação corações doados, minimização da exposição à isquemia fria, fornecendo à novo, semi fisiológico oxigenado, perfusato ricos em nutrientes para o coração durante o tempo de preservação 1 , 7 , 8.
Ex situ perfusão de coração
Um dos métodos mais frequentemente utilizados para ex situ exame do coração isolado é Langendorff perfusão. Neste método, introduzido por Oskar Langendorff em 1895, o sangue flui para as artérias coronárias e do seio coronário do coração isolado, com o coração em um vazio e batendo estado9,10. ESHP clínica em um modo de Langendorff com o aparelho do sistema de cuidados do órgão Transmedics (OCS) foi mostrado para ser não-inferior a CS na preservação da norma-critérios doador corações1e tem facilitado o transplante clínico de corações DCD 11. no entanto, existem preocupações sobre a capacidade do dispositivo para avaliar a viabilidade do órgão, como um número de corações doadores inicialmente pensados para ser para transplante foram descartado após a perfusão do OCS3. O OCS suporta o coração no modo Langendorff (não-trabalho) e, portanto, possui uma capacidade limitada para avaliação da função de bombeamento do coração3,12. Um corpo crescente de evidências sugere que os parâmetros funcionais oferecem uma melhor forma de avaliar a viabilidade do órgão, sugerindo que a avaliação da função cardíaca pode se tornar uma ferramenta confiável para a avaliação e seleção de coração para transplante durante ESHP3 ,12,13,14, além disso, nossos estudos sobre corações porcina ex situ perfundidos sugerem que ESHP na modalidade de trabalho fornece maior preservação funcional do coração durante a perfusão intervalo15,16.
Um aparelho ESHP capaz de preservar o coração em uma modalidade de trabalho deve possuir um nível de automação em segurança e precisamente manter pré-carga, pós-carga e taxas de fluxo. Além disso, tal sistema deve possuir a flexibilidade para facilitar avaliações abrangentes da função cardíaca a ser empreendida. ESHP o aparelho usado aqui é equipado com software personalizado que 1) fornece e mantém desejado da aorta (Ao) e esquerdo (LA) atrial pressão/fluxo e 2) fornece a análise em tempo real de parâmetros funcionais e avaliação visual de ondas de pressão com mínima necessidade de supervisão. Dados de pressão são adquiridos com transdutores de pressão padrão cheio de líquido, e dados de fluxo são adquiridos com sondas doppler fluxo de tempo de trânsito. Estes sinais são digitalizados com uma ponte e entrada analógica, respectivamente. O coração é posicionado horizontalmente com uma ligeira elevação para os grandes vasos em uma membrana de silicone macio. Os acessórios de canulação passam através da membrana, incorporando uma câmara de conformidade para amortecimento de ejeção ventricular. O objetivo deste trabalho é apresentar os pesquisadores no campo do transplante cardíaco com um protocolo para ex situ perfusão e avaliação do coração, sob condições normotérmico, semi fisiológicas na modalidade de trabalho, em um modelo de grande mamífero (porco Yorkshire).

<table><tbody><tr><td>Tesoura de dissecação Debakey-Metzenbaum</td><td>Tesoura de</td><td></td> dissecação 342202 <td></td></tr><tr><td>MAYO</td><td>Pinça de Pilling</td><td>460420</td><td></td></tr><tr><td>THUMB</td><td>465165</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pinça de tecido vascular reto Debakey&nbsp;</td><td>Pilling</td><td>351808</td><td></td></tr><tr><td>CUSHING Gutschdressing fórceps</td><td>Pilling</td><td>466200</td><td></td></tr><tr><td>Porta-agulhas JOHNSON</td><td>Pilling</td><td>510312</td><td></td></tr><tr><td>porta-agulhas DERF</td><td>Pilling</td><td>443120</td><td></td></tr><tr><td>Serra esternal</td><td>Stryker</td><td>6207</td><td></td></tr><tr><td>Afastador esternal</td><td>Pilling</td><td>341162</td><td></td></tr><tr><td>Braçadeira de tubulação Vorse</td><td>Pilling</td><td>351377</td><td></td></tr><tr><td>MORRIS grampo ascendente para aorta</td><td>Pilling</td><td>353617</td><td></td></tr><tr><td>Conjunto de laço cirúrgico (torniquete) Medtronic</td><td></td><td>CVR79013</td><td></td></tr><tr><td>2-0 SILK preto 12" x 18" fios</td><td>ETHICON</td><td>A185H</td><td></td></tr><tr><td>3-0 PROLENE azul 18" PS-2 corte</td><td>ETHICON</td><td>8687H</td><td></td></tr><tr><td>Acionamento da bomba Biomedicus (modificado)</td><td>Medtronic</td><td>540</td><td>Modificado para permitir o controle eletrônico remoto da velocidade da bomba</td></tr><tr><td>Bomba Biomedicus</td><td>Maquet</td><td>BPX-80</td><td></td></tr><tr><td>Oxidador de membrana D 905</td><td>GRUPO SORIN</td><td>50513</td><td></td></tr><tr><td>Módulo de fluxo de tubulação&nbsp; &nbsp;</td><td>Sensor</td> de fluxo de braçadeira Transonic <td>Ts410</td><td></td></tr><tr><td>PXL</td><td>Transdutor</td> de pressão TruWave Transonic <td>ME9PXL-BL37SF</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td> Tubulação de interceptação <td>Edwards</td> VSYPX272 <td></td></tr><tr><td>3/8" x 3/32" xX 6'Tubulação</td> de interceptação <td>Medtronic</td><td>3506</td><td></td></tr><tr><td>1/4" x 1/16" x 8'Medtronic</td><td></td> <td>3108</td><td></td></tr><tr><td>Aquecido/Refrigerado Circulador de Banho&nbsp;</td><td>Analisador</td> de Gases Sanguíneos Grant <td>TX-150</td><td></td></tr><tr><td>ABL 800 FLEX</td><td>Radiômetro</td><td>989-963</td><td></td></tr><tr><td>Cânula de cardioplegia DLP (cânula de raiz aórtica)</td> <td>Medtronics</td><td>20613994495406</td><td></td></tr><tr><td>5F Ventriculr cathter de rabo de cavalo reto</td><td>CORDIS</td><td>534550S</td><td></td></tr><tr><td>5F AVANTI+ Introdutor de bainha</td><td>CORDIS</td><td>504605A</td><td></td></tr><tr><td>Fio guia Esmeralda Amplatz</td><td>CORDIS</td><td>502571A</td><td></td></tr><tr><td>Marca-passo de câmara dupla</td><td>Medtronic</td><td>5388</td><td></td></tr><tr><td>Desfibrilador</td><td>CodeMaster</td><td>M1722B</td><td></td></tr><tr><td>Bomba de infusão</td><td>Baxter</td><td>AS50</td><td></td></tr><tr><td>Dispositivo de eletrocautério cirúrgico</td><td>Kls Martin</td><td>ME411</td><td></td></tr><tr><td>Misturador de gás</td><td>SECHRIST</td><td>3500 CP-G</td><td></td></tr><tr><td>Tanque de oxigênio médico</td><td>praxair</td><td>2014408</td><td></td></tr><tr><td>tanque de dióxido de Cabon</td><td>praxair</td><td>5823115</td><td></td></tr><tr><td>Albumina de soro bovino</td><td>MP biomedicals</td><td>218057791</td><td></td></tr></tbody></table>

normotérmica ex situ coração perfusão na modalidade de trabalho: avaliação da função cardíaca e metabolismo

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

O método padrão atual de preservação de órgão (armazenamento frio, CS), expõe o coração a um período de isquemia fria que limita o tempo de conservação segura e aumenta o risco de resultados adversos de pós-transplante. Além disso, a natureza estática do CS não permite para avaliação de órgão ou intervenção durante o intervalo de preservação. Normotérmica ex situ coração perfusão (ESHP) é um método novo para preservação do coração doado que minimiza a isquemia fria fornecendo perfusato oxigenado, ricos em nutrientes para o coração. ESHP foi mostrado para ser não-inferior a CS na preservação de doador padrão-critérios corações e também facilitou o transplante clínico dos corações doados após a determinação circulatória da morte. Atualmente, o dispositivo de ESHP clínica disponível apenas perfuses o coração em um estado descarregado, não trabalham, limitando as avaliações de desempenho do miocárdio. Por outro lado, ESHP na modalidade de trabalho oferece a oportunidade para avaliação detalhada do desempenho cardíaco pela avaliação de parâmetros funcionais e metabólicas em condições fisiológicas. Além disso, mais cedo os estudos experimentais têm sugerido que ESHP na modalidade de trabalho pode resultar em melhor preservação funcional. Aqui, descrevemos o protocolo para ex situ perfusão do coração em um modelo de grandes mamíferos (suínos), que é reprodutível para coração tamanhos e modelos diferentes de animais. O programa de software no aparelho ESHP permite controle automatizado e em tempo real da velocidade da bomba para manter a desejada pressão atrial esquerda e da aorta e avalia uma variedade de parâmetros funcionais e eletrofisiológicos com necessidade mínima de supervisão/manipulação.

No início da perfusão (no modo de não-trabalho), o coração vai retomar normalmente um ritmo sinusal quando a temperatura do sistema e do perfusato se aproxima normotermia. Quando entrar no modo de funcionamento, como as pressões de LA aproximam-se os valores desejados, ejeção sobre o traçado de pressão Ao deve ser observada e o fluxo de LA (um reflexo do débito cardíaco) deve aumentar gradualmente. Em um modelo de porco Yorkshire (35 – 50 kg) e um peso inicial de coração de 180 – 220 gram...

Normotérmica ex situ coração perfusão (ESHP), preserva o coração em um estado semi fisiológico, batendo. Quando executada em um modo de funcionamento, ESHP fornece a oportunidade de realizar avaliações sofisticadas de doador viabilidade de função e de órgão do coração. Aqui, descrevemos nosso método para a avaliação de desempenho do miocárdio durante ESHP.

Normotérmica Ex Situ coração perfusão na modalidade de trabalho: avaliação da função cardíaca e metabolismo

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

Este método pode ajudar a responder a perguntas-chave sobre a preservação ideal dos corações dos doadores, bem como sua avaliação funcional e metabólica para a adequação subsequente do transplante. A principal vantagem dessa técnica é que permite uma avaliação funcional do coração doador que não se baseia apenas em avaliações metabólicas indiretas. As implicações dessa técnica se estendem para a terapia de corações doadores disfuncionais, pois a função cardíaca pode ser avaliada de forma fácil e repetida ao longo do tempo.Geralmente, indivíduos novos neste assunto lutarão porque alguns conhecimentos técnicos são necessários para conectar o coração de forma segura e segura. A demonstração visual deste método é fundamental, pois os aspectos técnicos da recuperação do coração e da conexão com o dispositivo podem ser desafiadores para aprender apenas por instrução de texto. Depois de confirmar a falta de resposta a estímulos nocivos, realize uma esternotomia mediana no porco anestesiado e uma vez que o coração tenha sido exposto, use uma tesoura Metzenbaum para abrir o pericárdio.Use 1-0 suturas de seda para fixar as bordas pericárvias ao esterno e colete gradualmente 750 mililitros de sangue inteiro da cânula venosa de dois estágios colocada no átrio direito em um recipiente de vidro autoclaved durante um período de 15 minutos, substituindo simultaneamente o volume por um litro de uma solução cristaloide isotônica. Adicione o sangue a um circuito de perfusão preparado com 750 mililitros de tampão Krebs-Henseleit suplementado com 8%de albumina e coloque uma agulha de cardioplegia calibre 14 e cânula na aorta ascendente. Fixar a agulha de cardioplegia na aorta com uma armadilha e conectar a cânula cardioplegia ao saco de cardioplegia.Adicione 100 mililitros de sangue a 400 mililitros de cardioplegia. Após o fim da exsanguinação, transpreenda a aorta ascendente com um grampo aórtico. Em seguida, entregue a solução cardioplégica na raiz aórtica.Quando toda a solução for administrada, remova o grampo e extiria o coração, incluindo todos os vasos de arco aórticos e um segmento da aorta descendente. Para evitar os efeitos deletérios da isquemia prolongada, o coração deve ser adquirido e montado no aparelho para perfusão o mais rápido possível. Depois de remover qualquer excesso de tecido ao redor do átrio esquerdo, use uma sutura de polipropileno 3-0 para colocar uma sutura de corda de bolsa ao redor do orifício atrial esquerdo.Sutura e feche a veia cava inferior com uma sutura de polipropileno 3-0. Coloque a cânula atrial esquerda no orifício atrial esquerdo e proteja a cânula com uma armadilha. Coloque a cânula atrial esquerda sobre a membrana de silicone incorporada ímã do aparelho, tomando cuidado para que o ímã e o anel metálico correspondente na cânula atrial esquerda estejam devidamente engajados.Conecte a aorta à cânula aórtica embutida na membrana de silicone e use uma gravata de seda para fixar a aorta ao redor da cânula. Gire a aorta para conseguir uma mentira adequada sem tensão ou torção e aumente a velocidade da bomba aórtica para cerca de 1600 RPM e aperte suavemente os ventrículos para desafogar o coração. O ar restante na raiz aórtica será ejetado através dos ramos innominados e subclávios.Conecte a linha de expurgo aórtico à artéria innominada e fixe a conexão com uma gravata de seda. Pegue o orifício da artéria subclávia esquerda com uma gravata de seda e segure o fechamento com uma armadilha e um estalo. Coloque uma baia introdutor 5 francesa através do orifício da artéria subclávia, ajustando o comprimento e orientação do cateter para que o cateter não interfira na função da válvula aórtica.Ajuste a velocidade da bomba aórtica para atingir uma pressão média de 30 milímetros de mercúrio para iniciar a perfusão no modo Langendorff não funcionando. O aparecimento de um perfusato escuro e desoxigenado na linha arterial pulmonar indica o restaretivo do fluxo coronário. Gire o trocador de calor para 38 graus Celsius para aquecer o perfusado e use um analisador de gás sanguíneo para verificar o estado do gás dissolvido, ajustando a mistura de gás aos parâmetros apropriados.Após uma hora no modo de não-trabalho, digite uma pressão atrial esquerda adequada na seção de pressão atrial esquerda desejada do software e inicie o loop de feedback. O modo de trabalho ativado aparecerá como um botão verde e a velocidade da bomba atrial esquerda aumentará e diminuirá automaticamente para alcançar e manter a pressão atrial esquerda selecionada. Para a avaliação e registro dos dados de estado estável, coloque um cateter de tranças preenchido com fluido através da bainha introdutor no ventrículo esquerdo.Para avaliação do trabalho de avc pré-carregado, remova o cateter de tranças do ventrículo esquerdo e ajuste a taxa desejada de queda na velocidade da bomba atrial esquerda durante a análise e o período de tempo desejado durante o qual a análise ocorrerá. Clique no loop de volume de pressão de gravação. O software sairá automaticamente do modo de trabalho e reduzirá gradualmente o RPM da bomba atrial esquerda, ao mesmo tempo em que grava o trabalho de traçado do ventrículo esquerdo e a pressão atrial esquerda.Ao final da coleta de dados, o software realizará uma regressão linear no conjunto de dados recém-adquirido para produzir o trabalho de traçado pré-carregado. Após o software do coração do ex situ aparato ter concluído a análise, uma mensagem aparecerá na página principal mostrando o coeficiente de correlação da análise. Clique bem se o coeficiente for maior que 0,95.Os resultados da análise de trabalho de acidente vascular cerebral pré-carga serão registrados. Para avaliar o estado metabólico do coração e do perfusato, utilize as informações obtidas a partir da análise do gás sanguíneo das amostras perfusadas coletadas das linhas arterial e pulmonar a cada uma ou duas horas. Em um modelo yorkshire pig com um peso cardíaco inicial de 180 a 220 gramas, o fluxo inicial de atrial esquerdo será de aproximadamente 2.000 mililitros minutos, tipicamente aproximando-se cerca de 2.250 mililitros por minuto durante a primeira uma a duas horas de perfusão no modo de trabalho.A análise do gás sanguíneo e as avaliações metabólicas realizadas nas amostras de perfusato obtidas durante a perfusão do coração ex situ fornecem informações extensas sobre o estado metabólico do coração ao longo do tempo, indicando a concentração de lactato perfusado e as informações necessárias para calcular o consumo de oxigênio do miocárdio. Na ausência dos órgãos que metabolizam naturalmente seus biomarcadores cardíacos claros, o acúmulo desses fatores dentro da solução perfusada ao longo do tempo é tipicamente observado. Além dos parâmetros dependentes de carga, o trabalho de avc pré-carga do ventrículo esquerdo pode ser avaliado durante a redução linear controlada pelo computador na pressão atrial esquerda, como demonstrado.A ecocardiografia durante a perfusão do coração ex situ também pode fornecer informações adicionais sobre a função do miocárdio e parâmetros anatômicos. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar que a perfusão do coração ex situ ainda está em sua infância e que mais estudos são justificados para projetar melhor apoio cardíaco metabólico para melhor preservação da viabilidade cardíaca e da função. Após este procedimento, outros métodos como a imagem angiográfica podem ser realizados para responder a perguntas adicionais sobre o estado vascular coronário do coração doador.Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores da área de transplante de órgãos explorarem a possibilidade de transplante seguro de critérios estendidos doados corações em pacientes que aguardam um transplante de coração. Não se esqueça que trabalhar com biomateriais pode ser extremamente perigoso e que precauções, como usar luvas e óculos de proteção, devem ser sempre tomadas durante a realização deste procedimento.

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Langendorff modo de perfusão do coração isolado, em conjunto...

Avaliação da função cardíaca e Energetics em Corações Isolados rato Usando 31 P NMR Spectroscopy

Este vídeo descreve uma técnica ex situ para preservar um coração suíno isolado, perfundindo-o com uma solução de perfusato oxigenado e rica em nutrientes. A técnica permite a avaliação abrangente do desempenho cardíaco em condições fisiológicas.

Perfusão Cardíaca Ex Situ: Uma Técnica para Preservar a Função Cardíaca Suína Isolada

O objetivo deste protocolo é avaliar o atordoamento miocárdico após parada cardioplégica isquêmica em roedores.

Murino modelo de coração isolado de atordoamento do miocárdio Associated com parada cardioplégica

Modelos de coração de trabalho isolados podem ser usados para medir o efeito das condições de carga, frequência cardíaca e medicamentos no desempenho miocárdico e no consumo de oxigênio. Descrevemos métodos para a preparação de um modelo de trabalho do coração esquerdo de roedores que permite o estudo do desempenho sistólico e diastólico e do consumo de oxigênio sob várias condições.

Roedor Trabalho Modelo do coração para o estudo do desempenho do miocárdio eo consumo de oxigênio

O protocolo a seguir descreve a preparação e utilização de tampões para a medição quantitativa das taxas de oxidação de glicose e ácidos graxos no coração isolado de rato em funcionamento. Os métodos utilizados para análise da amostra e interpretação dos dados também são discutidos.

Os métodos para a determinação das taxas de glicose e ácido gordo oxidação no coração isolado de rato de Trabalho

Este artigo apresenta um método eficiente para realizar isquemia miocárdica e subsequente reperfusão crônica em ratos usando uma abordagem minimamente invasiva. Além disso, a função hemodinâmica ventricular esquerda dos ratos é avaliada por ecocardiografia e métodos cardíacos de trabalho isolados.

Método invasivo semi-mínimo para induzir infarto do miocárdio em ratos e a avaliação da função cardíaca por um sistema cardíaco de trabalho isolado

Descrevemos uma configuração experimental para administrar metabólitos hiperpolarizados marcados com 13C no modo de perfusão contínua a um coração de rato perfundido isolado. Uma abordagem dedicada à aquisição de 13C-NMR permitiu a quantificação da atividade enzimática metabólica em tempo real, e uma análise multiparamétrica de 31P-NMR permitiu a determinação do conteúdo de ATP tecidual e do pH.

Investigando o Metabolismo Cardíaco no Coração de Rato Perfundido Isolado com Piruvato Hiperpolarizado [1-13C]Piruvato e Espectroscopia de RMN 13C/31P

Falta uma abordagem não invasiva confiável para avaliação funcional do coração do doador durante a perfusão cardíaca normotérmica ex situ (NESP). Descrevemos aqui um protocolo para avaliação ex situ do desempenho miocárdico utilizando o método de ecocardiografia epicárdica e cateter de condutividade.

Avaliação funcional do coração do doador durante a perfusão ex situ : insights de alças de pressão-volume e ecocardiografia de superfície

O protocolo descreve um sistema de perfusão cardíaca ex vivo suíno no qual a carga direta do ventrículo esquerdo pode servir como uma técnica de avaliação da saúde do enxerto e, ao mesmo tempo, fornecer uma avaliação holística da função do enxerto. Uma discussão sobre o design do sistema e possíveis métricas de avaliação também é fornecida.

Carga Cardíaca usando Pressurização Passiva do Átrio Esquerdo e Pós-Carga Passiva para Avaliação do Enxerto

Este protocolo ilustra um método para estimulação optogenética de neurônios cardíacos intrínsecos em corações de camundongos transgênicos. A abordagem descrita é usada para investigar a cinética da ativação súbita de neurônios cardíacos em corações perfundidos ex vivo e as interações entre a atividade colinérgica e catecolaminérgica.

Ativação optogenética de neurônios autônomos cardíacos intrínsecos em corações de camundongos perfundidos excisados

Aprenda a técnica de perfusão cardíaca ex situ normotérmica para avaliação funcional e metabólica de corações doadores em modelo porcino. Este método permite análises repetidas da viabilidade do órgão para transplante.

Normotérmica Ex Situ coração perfusão na modalidade de trabalho: avaliação da função cardíaca e metabolismo

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