Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Сердечная нагрузка с использованием пассивного давления в левом предсердии и пассивной постнагрузки для оценки трансплантата

1.7K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/66624

⸱

2 августа 2024 г.

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Cardiac Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 2Center for Engineering in Medicine and Surgery, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Shriners Children's Boston, 3VentriFlo Inc

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Протокол описывает систему перфузии сердца ex vivo для свиней, в которой прямая нагрузка на левый желудочек может служить методом оценки здоровья трансплантата и одновременно обеспечивать целостную оценку функции трансплантата. Также приводится обсуждение конструкции системы и возможных метрик оценки.

Аннотация

Машинная перфузия ex vivo или нормотермическая машинная перфузия – это метод консервации, который приобрел большое значение в области трансплантации. Несмотря на огромные возможности для оценки из-за бьющегося состояния сердца, текущая клиническая практика зависит от ограниченных метаболических тенденций для оценки трансплантата. Гемодинамические измерения, полученные с помощью нагрузки на левый желудочек, привлекли значительное внимание в этой области благодаря их потенциалу в качестве объективных параметров оценки. По сути, этот протокол обеспечивает простой и эффективный способ включения возможностей нагрузки в существующие перфузионные системы Лангендорфа путем простого добавления дополнительного резервуара. Кроме того, это демонстрирует возможность использования пассивного давления в левом предсердии для нагрузки, подхода, который, насколько нам известно, ранее не демонстрировался. Этот подход дополняется пассивной базой Виндкесселя, которая действует как податливая камера для максимальной перфузии миокарда во время диастолы. Наконец, в нем подчеркивается возможность фиксации функциональных показателей во время сердечной нагрузки, включая пульсовое давление левого желудочка, сократимость и расслабление, для выявления дефицитов в функции сердечного трансплантата после длительных периодов сохранения (˃6 часов).

Введение

Ортотопическая трансплантация сердца в настоящее время является золотым стандартом лечения терминальной стадии сердечной недостаточности1. К сожалению, эта область значительно ограничена из-за серьезного кризиса нехватки доноров, в результате чего ежегодно проводится всего 2000 операций по пересадке сердца, в то время как более 20 000 человек могли бы получить пользуот этой жизненно важной процедуры. Ожидается, что эта нехватка органов усугубится, поскольку распространенность сердечной недостаточности только в Соединенных Штатах, по прогнозам, превысит 8 миллионов человек к 2030году. Неуклонное увеличение времени выживаемости в листе ожидания - в результате улучшения медицинского ведения, достижений в области механической поддержки кровообращения и поправок к политике распределения UNOS - привело к дальнейшему увеличению числа пациентов, нуждающихся в трансплантации влюбой данный момент4,5.

Машинная перфузия ex vivo или нормотермическая машинная перфузия (NMP) является методом сохранения, который способствовал расширению пула поставок, позволяя использовать органы, пожертвованные после смерти от кровообращения (DCD), при одновременном некотором увеличении времени сохранения 5,6,7,8. В отличие от статического холодного хранения, который в настоящее время является золотым стандартом для консервации, NMP поддерживает органы в метаболически активном состоянии, что создает возможность для мониторинга и оценки трансплантата в режиме реального времени, став стандартным методом консервации для трансплантатов DCD 8,9. Тем не менее, устройства NMP, используемые в настоящее время в клинической практике, ограничены режимом перфузии Лангендорфа, в котором отсутствуют количественные метрики для прогнозирования результатов трансплантации и который не может фиксироватьфункциональные параметры. Например, накопление лактата во время перфузии Лангендорфа было определено как лучший метаболический предиктор результатов после трансплантации и в настоящее время используется в клинических условиях в качествепоказателя здоровья сердечного трансплантата. Однако, даже будучи лучшим биомаркером оценки, он не в состоянии надежно предсказать потребность в механической поддержке кровообращения после трансплантации11,12. Аналогичным образом, прогностические возможности широко используемых гемодинамических параметров (т.е. давления в аорте и коронарного кровотока) в значительной степени ограничены ретроградным характером современных клинически используемых конфигураций для перфузии сердечного аппарата.

Разработка протоколов оценки для точного и точного определения здоровья сердечного трансплантата во время NMP окажет огромное влияние в этой области, помимо улучшения результатов после трансплантации. Объективные прогностические инструменты позволили бы надежно оценить и вероятно использовать органы по маргинальным или расширенным критериям (т.е. длительная теплая (> 30 мин) и холодная ишемия (> 6 ч), увеличенный возраст донора (> 55 лет), другие сопутствующие заболевания и т.д.) как от ДКД, так и от доноров со смертью мозга (ДБД), которые в настоящее время отторгнуты для трансплантации из-за строгих критериев отбора13. Позволяя использовать пограничные сердца, NMP может способствовать увеличению поставок органов, поскольку, по оценкам, успешной трансплантации половины сердец, которые в настоящее время не используются, будет достаточно для ликвидации списка ожидания сердца в течение 2-3 лет. Гемодинамические измерения, полученные из нагрузки на левый желудочек во время НМП, привлекли значительное внимание в этой области благодаря их потенциалу в качестве объективных параметров оценки. Предыдущие исследования показали, что эти параметры, такие как пульсовое давление левого желудочка, сократительная способность и расслабление, больше указывают на функцию сердечного трансплантата, чем метаболические тренды 15,16,17.

По сути, усилия были направлены на разработку и определение оптимальных методов загрузки для обеспечения максимальной точности оценки. Благодаря этим усилиям другие группы определили наиболее релевантный режим перфузии аорты во время нагрузки, при этом более сильная корреляция между гемодинамическими параметрами и посттрансплантационной функцией наблюдалась при реализации пассивной постнагрузки (т.е. отсутствие ретроградной перфузии аорты во время нагрузки) по сравнению с постнагрузкой с насосной поддержкой (т.е. ретроградная перфузия аорты во время нагрузки)18. Это указывает на то, что вспомогательная коронарная перфузия, вероятно, маскирует функциональные недостатки. В предыдущих исследованиях были успешно внедрены пассивные постнагрузки в перфузионные установки путем внедрения систем, имитирующих эффект Виндкесселя 18,19,20. Эффект Виндкесселя помогает ослабить колебания артериального давления, поддерживать непрерывный приток крови к тканям и улучшать коронарную перфузию. Этот протокол обеспечивает пассивную постнагрузку на основе Виндкесселя с использованием модифицированного внутривенного (IV) мешка, заключенного в две подпружиненные пластины, где коронарная перфузия зависит исключительно от выброса сердца (подана заявка на патент).

Использование пассивного наддува левого предсердия (ЛП) (т.е. гравитационно-зависимого наддува) во время нагрузки, хотя и является обычной практикой при перфузии сердца мелких животных, редко используется при нагрузке на большие сердца 21,22,23. Вместо этого подавляющее большинство методов, описанных в литературе, полагаются на вторичные насосы для повышения давления LA 18,24,25,26,27,28. Нагнетание давления в ЛА через гравитационный резервуар, а не с помощью насоса, значительно упрощает выполнение протоколов нагрузки. Использование силы тяжести обеспечивает постоянный источник давления, что значительно снижает потребность в сложных системах управления для достижения и поддержания адекватного давления LA. Кроме того, благодаря такому подходу к нагнетанию давления отпадает необходимость во вторичном насосе, что облегчает включение возможностей загрузки в существующие установки Langerdoff, поскольку требуется только дополнительный резервуар. Интеграция возможностей загрузки в клинически используемые системы машинной перфузии расширит применение сердечных устройств NMP, облегчив детальную оценку сердечных трансплантатов в течение периода хранения. По сути, максимизация полезности системы, которая требует значительных финансовых затрат на уход за пациентами из-за транспортировки и использования устройств29.

Этот протокол демонстрирует возможность использования как пассивной постнагрузки, так и пассивного давления ЛП во время нагрузки на левый желудочек. Благодаря валидации пассивной последующей нагрузки/наддува LA в качестве метода нагрузки, этот протокол также обеспечивает простой и эффективный способ включения возможностей нагрузки в существующие системы перфузии Лангендорфа. Важно отметить, что в нем подчеркивается способность функциональной оценки выявлять различия между жизнеспособными и больными сердцами после длительных периодов сохранения (˃6 ч).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Это исследование было проведено в соответствии с Комитетом по уходу за животными и их использованию (IACUC), Массачусетской больницей общего профиля и рекомендациями Джоува для животных. Сердца (170 - 250 г) заготавливали от йоркширских свиней (30 - 35 кг, возраст 3-4 месяца, смешанный пол) по модели донорства после смерти мозга и перфузию ретроградно (Лангендорфа) в течение 6 ч перед загрузкой. Все трансплантаты подвергались воздействию холодной ишемии в течение примерно 1 часа во время инструментария.

1. Проектирование системы

  1. Убедитесь, что система состоит из органной камеры (11,046 x 7,595 x 3,095 дюйма), двух резервуаров (4 л и 1 л), одного оксигенатора с двойной рубашкой и мешка Виндкесселя (WB). Убедитесь, что оба резервуара содержат встроенный пеногаситель, который исключает вспенивание.
  2. Убедитесь, что компоненты надежно соединены силиконовыми трубками, при этом меньший резервуар, WB и камера органа находятся в двух различных конфигурациях (рис. 1A) в зависимости от модальности перфузии (т. е. Лангендорфа против нагрузки).
    1. Соедините основание камеры органа с верхней частью большого (венозного) резервуара с помощью трубки диаметром 3/8 дюйма. Поместите большой резервуар ниже камеры органа, чтобы сила тяжести могла циркулировать перфузат из камеры в резервуар.
    2. Соедините дно большого резервуара с впускным отверстием головки насоса с помощью трубки 3/8 дюйма.
    3. Подсоедините выпускное отверстие головки насоса к трубке 3/8 дюйма, оснащенной редуктором от 3/8 дюйма до 1/4 дюйма и трубкой 1/4 дюйма на другом конце. Подсоедините 1/4 дюйма к впускному отверстию оксигенатора.
    4. Установите выходное отверстие оксигенатора с помощью трубки диаметром 1/4 дюйма с Y-образным разъемом на конце. Установите оба конца Y-образного соединителя с помощью трубки 1/4 дюйма.
    5. Последовательность 1 - Схема течения перфузата во время перфузии по Лангендорфу (синяя пунктирная линия на рисунке 1A)
      1. Установите на первый конец Y-образного разъема расширитель от 1/4 дюйма до 3/8 дюйма со встроенным люэровским соединением. Подсоедините трубку 3/8 дюйма к первому порту в нижней части белого. Прикрепите трехходовой люэровский клапан к люэровскому соединению на экспандере и используйте его для капельной подачи аденозина.
    6. Последовательность 2 - Схема течения перфузата во время нагруженной перфузии (оранжевая пунктирная линия на рисунке 1A)
      1. Прикрепите второй конец Y-образного соединителя к верхней части меньшего (загрузочного) резервуара. Прикрепите хомут Хоффмана к трубке и используйте его для контроля наполнения резервуара.
      2. Проложите линию перелива от верхней части загрузочного резервуара к большему резервуару.
      3. Установите на дно загрузочного резервуара трубку диаметром 1/4 дюйма и подключите к порту в основании камеры органа. Добавьте трехходовой люэровский клапан на полпути по длине трубки для доставки аденозина и односторонний клапан прямо перед тем, как достичь камеры органа.
      4. Присоедините другой конец порта камеры органа к канюле под прямым углом.
    7. Поместите мешок Windkessel (WB) прямо над камерой органа. Установите второй переливной порт в нижней части белого пузыря с помощью трубки 3/8 дюйма и подсоедините к любому входному отверстию венозного резервуара. Прикрепите зажим Хоффмана и полностью закройте его, чтобы остановить подачу жидкости через этот порт во время Лангендорфа, и отрегулируйте в режиме нагрузки для модуляции давления в аорте.
    8. Подсоедините трехходовой клапан Люэра к перепускному отверстию в верхней части ВБ и с помощью трубки 1/4 дюйма подсоедините ББ к любому входному отверстию в венозном резервуаре. Прикрепите зажим Хоффмана к трубке диаметром 1/4 дюйма. Держите зажим полностью закрытым во время перфузии Лангендорфа и регулируйте в режиме нагрузки для модуляции давления в аорте.
    9. Подключите третье отверстие оттока на белом выключателе к порту аорты в камере органа через трубку 3/8 дюйма с прерыванием нижней 3/4 длины для датчика температуры.

2. Подготовка перфузатной системы

  1. Приготовьте базовый перфузат, состоящий из 0,96% буфера Кребса-Хенселеита, 9,915 мМ декстрана, 25 мМ бикарбоната натрия, 1,054 мМ бычьего сывороточного альбумина, 1% стрептококка Пена, 0,13% инсулина, 0,02% гидрокортизона, 0,5% гепарина и 2,75 мМ хлорида кальция. Доведите объем до 4 л с помощью дистиллированной воды.
  2. Настройка системы перфузии
    1. Промойте все трубки, компоненты системы и резервуары дистиллированной водой и снова подключите их в правильной последовательности (рис. 1A).
    2. Поместите мешок Windkessel между двумя акриловыми пластинами и затяните его с помощью винтовой пружины (дополнительный рисунок 1).
    3. Присоедините трехходовой люэровский клапан к люэровскому соединению аортального порта и предсердного порта камеры органа (рис. 1B). Подключите два датчика давления к органному ящику, один на клапане, подключенном к аортальному порту в верхней части органной камеры, и один на клапане, подключенном к предсердному порту в нижней части органной камеры.
    4. Откалибруйте датчики давления, открыв их для доступа воздуха (давление 0 мм рт.ст.) и установив это показание на 0 в записывающем устройстве.
    5. Подключите два датчика расхода к трубке системы. Подключите датчик, измеряющий расход в аорте, к трубке 3/8 дюйма, соединяющей ББ с аортальным портом. Подключите датчик, измеряющий расход предсердий, к трубке, соединяющей загрузочный резервуар с предсердным портом.
    6. Подсоедините датчик температуры к трубке диаметром 3/8 дюйма, соединяющей белый к аортальному порту. Подсоедините трубку для удаления воздуха к третьему порту клапана, прикрепленного к порту аорты, и всегда держите его открытым. Подсоедините другой конец магистрали к любому притоку венозного резервуара.
    7. Подключите теплообменник к оксигенатору и установите его на 38 °C. Подсоедините линию 100% кислорода к порту впуска газа на оксигенаторе. Включите кислород до 0,5 л/мин.
  3. Грунтовка системы
    1. Добавьте в систему 2 л перфузата с помощью камеры органа. Включите пульсирующий насос и дайте перфузату циркулировать (минуя загрузочный резервуар) до тех пор, пока перфузат не насытится кислородом до минимального pO2 400 мм рт.ст., а температура не достигнет ~35 °C.
    2. Дайте перфузату циркулировать и заполните все компоненты системы для удаления воздуха. Массируйте трубки, содержащие остатки пузырьков воздуха, чтобы удалить их. Затем удалите воздух, попавший в аортальный порт, увеличив давление за счет частичной блокировки оттока жидкости и увеличения скорости потока насоса. Это увеличение давления приведет к тому, что воздух будет проходить через продувочную/вентиляционную трубку.
    3. Дайте перфузату циркулировать до тех пор, пока он не достигнет желаемой температуры (37 °C, постоянно контролируемой с помощью температурного зонда), проведите первичную оценку биохимических параметров, чтобы обеспечить правильную концентрацию ионов (Таблица 1) и адекватное насыщение кислородом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Считывайте уровни ионов и pH после того, как раствор был доведен до температуры (37 °C) и должным образом насыщен кислородом.

3. Заготовка сердечного трансплантата

  1. Усыпляют животных внутримышечными инъекциями атропина (0,04 мг/кг), телазола (4,4 мг/кг) и ксилазина (2,2 мг/кг).
  2. После введения седативных препаратов переведите животных в операционную и получите венозный доступ с помощью капельницы, установленной в любом ухе.
  3. Ввести болюс пропофола (0,16-0,33 мг/кг) через внутривенную капельницу и испытать вредные стимулы через 3 минуты после инъекции. Если рефлексы отсутствуют, интубируйте животное и поддерживайте анестезию путем непрерывной ингаляции изофлурана (3-5%) и внутривенного введения фентанила (5-20 мкг/кг/ч) по мере необходимости.
  4. После интубации поместите манжету давления в любую из передних конечностей и подключите датчик ЭКГ на вершине нижней губы для мониторинга насыщения кислородом.
  5. Инициируйте капельницу с физраствором и введите ее через внутривенную капельницу уха. Наложите хирургическую простыню на брюшную сторону животного.
  6. Введение болюса фентанилцитрата (5 мкг/кг) внутривенно для подготовки к стернотомии.
  7. Сделайте вертикальный разрез между грудной выемкой и мечевидным мечом скальпелем с 10 лезвиями (~25 см). После разреза с помощью электрокаутеризации разделите подкожно-жировую клетчатку и фасцию до грудины.
  8. После обнажения отделите адгезивный перикард от грудины с помощью тупого рассечения пальцами в каудальной части грудины. Для этого поместите палец на тыльную сторону грудины и отделите любую прилегающую ткань между грудиной и внутренними органами.
  9. Вставьте зубило в каудальную сторону грудины. Прикладывая силу к долоту в небо, используйте молоток, чтобы протолкнуть долото через грудную кость.
  10. После того, как срединная стернотомия будет завершена, определяется полным отделением грудины (от мечевидной кости до грудинной выемки), установите стернальный ретрактор и откройте его до полного обнажения.
  11. Надрезайте перикард черепно ножницами Метценбаума до тех пор, пока не станут видны аорта и легочная артерия.
  12. Наложите на аорту два швов из кисетного пучка (4-0 Prolene) и закрепите жгутом из петли. Следите за тем, чтобы швы проходили через медиаслой аорты, а не через просвет. Поверхностные швы не смогут удержать канюлю корня аорты на месте, а глубокие швы вызовут кровотечение из аорты.
  13. Введите болюс гепарина (100 ЕД/кг) через внутривенное ухо и дайте ему циркулировать в течение 3 минут.
  14. Вставьте канюлю корня аорты 9F перпендикулярно аорте между кисетными швами и закрепите, аккуратно затянув петлю жгута. Убедитесь, что вокруг места канюляции не протекает. Позвольте линии кардиоплегии корневой канюли аорты оступиться, позволив крови течь из аорты.
  15. Подсоедините мешок с кардиоплегическим раствором к соединению замка Люэра. Нагнетайте давление в мешок для кардиоплегии с помощью мешка под давлением, чтобы во время промывки было 80 мм рт.ст. Подключите перистальтический насос ко второй линии канюли корня аорты и с его помощью извлекайте 1 л крови непосредственно из аорты.
  16. Отделение эритроцитов с помощью устройства для сбора крови (эритроциты центрифугируются и промываются физиологическим раствором). Добавляйте эритроциты в систему перфузии после того, как она достигнет нужной температуры.
  17. Как только будет собрано достаточное количество крови, используйте трансторакальный крест, чтобы пережать аорту и открыть кардиоплегическую линию, чтобы промыть орган.
  18. Сразу после наложения перекрестного зажима и начала промывки необходимо провести вентиляцию сердца через 5-сантиметровый разрез на придатке левого предсердия и полностью перерезать нижнюю полую вену. Добавьте в это время в грудную полость лед, чтобы помочь снизить температуру органа.
  19. После успешного проветривания сильно перевяжите верхнюю полую вену, чтобы теплая кровь из головы не поступала к охлажденному сердцу.
  20. После того, как сердце было промыто 1 л раствора кардиоплегии, разделите магистральные сосуды, включая аорту, главную легочную артерию, верхнюю и нижнюю полые вены, а также двусторонние легочные вены. На этом сердечный эксплант завершен. Извлеките сердце из полости.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Поддерживайте как можно большую длину больших сосудов, прикрепленных к трансплантату. Перережьте легочные вены как можно ближе к легким.
  21. Оберните орган лапаротомической губкой и положите его на лед.

4. Подготовка прививки

  1. Обрежьте ветви дуги аорты так, чтобы получился один выходной тракт. Вставьте канюлю аорты через этот тракт и закрепите стяжкой на молнии и шелковым швом 4-0 (Рисунок 2).
  2. Поместите биполярную электрокардиостимуляционную проволоку на заднюю стенку правого желудочка. Разрежьте легочные вены так, чтобы образовался единый входящий тракт в левое предсердие.
  3. Создайте два кисетных шва 4-0 пролин по периметру левого предсердного тракта. Закрепите швы жгутовыми силками и оставьте развязанными до загрузки.
  4. Закройте ушок левого предсердия с помощью простого непрерывного шва (4-0 Prolene). Запишите начальный вес сердца.

5. Реанимация сердечного трансплантата

  1. Зажмите трубку 3/8 дюйма прямо перед аортальным портом, чтобы остановить поток перфузата. Расположите сердце задней стенкой лицом к оператору. Наклоните камеру органа примерно на 20°.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Такое положение перфузии трансплантата выбрано для усиления пассивного дренажа и согласуется с ранее опубликованными данными, демонстрирующими значительное улучшение функции по сравнению с висячимположением 26.
  2. Расположите аортальную канюлю под углом 90° от аортального порта и медленно разжмите аортальную капельницу. Обесцвечивайте аортальную канюлю за счет поступательного потока перфузата в нее.
  3. Медленно уменьшайте угол в канюле аорты до тех пор, пока она не окажется на одной линии с аортальным портом и полностью не соединится с аортальной линией.
  4. После полного подключения периодически мягко массируйте сердце, чтобы предотвратить вздутие из-за наполнения левого желудочка. В этот период следует провести вентиляцию левого желудочка через открытое левое предсердие.
  5. Одновременно контролируйте давление в аорте и поддерживайте его в пределах допустимого диапазона (30 – 40 мм рт.ст.).
  6. Инициируйте сбор данных и начните капельную обработку аденозина со скоростью 333 мкл/мин
    Примечание: Аденозин (2 мг/мл) добавляется в протокол перфузии для имитации современных условий клинической перфузии. Тем не менее, важно отметить, что связанная с этим вазодилатация может усугубить нежелательный отек органов 30,31,32.
  7. Подсоедините провода для электростимуляции к коробке для электростимуляции и установите ее на 60 ударов в минуту в качестве резервной.
  8. Если фибрилляция присутствует, дефибриллируйте сердце с помощью ракеток мощностью 30 Дж. Нанесите столько ударов, сколько необходимо, пока не достигнете ритмичных сокращений.
  9. Как только появится организованный ритм (ритмичный или внутренний), прекратите ручное вентилирование и поместите провода ЭКГ непосредственно на сердце с помощью крючковых игл.
  10. Затяните винты на мешке Windkessel до тех пор, пока форма волны, отображаемая датчиком давления в аорте, не будет имитировать синусоиду. Перфузионное сердце в конфигурации Лангендорфа в течение 6 часов, как описано ранее33.

6. Нагрузка сердечным трансплантатом

  1. Подсоедините прямоугольную канюлю к предсердному порту камеры органа. После подключения зажмите канюлю и пропустите жидкость в загрузочный резервуар, отпустив зажим Хоффмана на линии между оксигенатором и загрузочным резервуаром.
  2. Заполняйте загрузочный бак до тех пор, пока давление не достигнет 15 - 20 мм рт.ст. Увеличьте мощность насоса, чтобы поддерживать давление как в аорте, так и в предсердии.
  3. Вставьте половину прямоугольного металлического наконечника в левое предсердие так, чтобы кончик был направлен к придатку. Такое размещение наиболее последовательно способствует компетентности митрального клапана.
  4. Вставьте датчик давления внутрь левого желудочка для регистрации давления в левом желудочке. Отпустите зажим на канюле и дайте левому предсердию заполниться.
  5. После депроветривания используйте ранее наложенные швы и петли жгута, чтобы полностью закрыть отверстие левого предсердия. При необходимости отрегулируйте канюлю и силки, чтобы свести к минимуму утечку жидкости.
  6. Закрепив канюлю в левом предсердии, полностью остановите ретроградную перфузию аорты, пережав магистраль от оксигенатора к ВБ.
  7. Переместите аденозиновую капельницу от линии, ведущей к ВБ, к линии между нагрузочным резервуаром и предсердным портом.

7. Окончание перфузии

  1. Записывайте биохимические показания, частоту сердечных сокращений, кровоток в аорте/предсердиях и давление каждые 30 минут в течение всего эксперимента (10 часов). Получение биохимических показаний из предсердной магистрали для измерения притока и непосредственно из легочной артерии для измерения оттока.
  2. По окончании перфузии остановите сбор данных, удалите сердце и утилизируйте его.
  3. Мобилизуйте незакрепленные части системы в большую раковину, разберите, промойте и очистите большим количеством воды.
  4. Как только в компонентах не будет видно остатков крови, соберите систему заново. Добавьте в систему большое количество воды через камеру органа и примерно 100 мл жидкого щелочного моющего средства для циркуляции с водой.
  5. После того как моющее средство хорошо смешается с водой, зажмите системные линии, чтобы все резервуары были заполнены раствором моющего средства.
  6. Отключите оксигенатор от остальной части системы и еще раз промойте водой, чтобы удалить все мыло.
  7. После того, как мыло будет полностью удалено, высушите оксигенатор феном, продувая воздух через вход жидкости с максимально возможной скоростью.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Сердца 4 йоркширских свиней (30 - 35 кг) были собраны и сохранены с помощью Langendorff NMP в течение 6 часов перед 4 часами непрерывной загрузки. Данное экспериментальное условие было выбрано в связи с тем, что средняя продолжительность клинической консервации составляет 6 ч (5,1 ± 0,7 ч)34. При добавлении 4 дополнительных часов непрерывной нагрузки (в общей сложности 10 часов ex vivo времени) можно было ожидать некоторой степени сердечной недостаточности, посколькуране...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Нормотермическая аппаратная перфузия является мощным методом сохранения и оценки органов, который оказал значительное влияние на область трансплантации сердца, расширив пул донорских сердец взрослогочеловека. Это расширение является результатом возможности в настоящее время использовать небольшой пул сердец, ранее считавшихся непригодными для трансплантации. Нормотермическая аппаратная перфузия сохраняет сердечные трансплантаты в бьющемся состоянии, предлагая возм...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

DV является сотрудником и основателем компании VentriFlo, Inc., Pelham, NH, и имеет патентные заявки, имеющие отношение к этому исследованию. Для получения дополнительной информации см. https://ventriflo.com/patents/. SNT имеет патентные заявки, имеющие отношение к этому исследованию, и входит в состав Научно-консультативного совета Sylvatica Biotech Inc., компании, специализирующейся на разработке технологии сохранения органов. Все конкурирующие интересы управляются MGH и Partners HealthCare в соответствии с их политикой в отношении конфликта интересов. AR и AAO получают финансирование на исследования от Paragonix Technologies Inc.

Благодарности

Мы с благодарностью признательны за финансирование SNT Национальным институтом здравоохранения США (K99/R00 HL1431149; R01HL157803; R01DK134590; R24OD034189), Национальным научным фондом в рамках гранта No. EEC 1941543, премия Клафлина «Выдающийся ученый» от имени Исполнительного комитета MGH по исследованиям и премия семьи Польски для лидеров в хирургии. Мы выражаем признательность за финансирование исследований AAO от Фонда семьи Хассенфельд, Исполнительного комитета MGH по исследованиям и Центра разнообразия и инклюзивности MGH. Мы выражаем признательность за финансирование исследований GO от Фонда сердечно-сосудистых исследований Сарноффа.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
4-полосный запорный кран Смитс Медикал 
4-0 Проленские швы Ethicon 8711
5-0 Шовный материалТонкие научные инструменты18020-50
Соединитель аорты VentriFLO Inc 
Канюля корня аортыMedtronic Inc 10012
Бычий сывороточный альбуминSigmaA7906
Хлорид кальцияSigmaC7902
Cell Saver Medtronic Inc Картриджи ATLG
Cell Saver Medtronic Inc ATLS00
ДекстранСигма31389
ЭКГ эпикардиальные отведения VentriFLO Inc 
Подставка и кронштейны для оборудования на заказ VentriFLO Inc Изготовленный на заказ
внешний пейсмейкер Medtronic Inc 5392
Falcon High Clarity 50mL конические трубкиFisher Scientific14-432-22
Проточные зонды TranSonic Sytems inc 1828
Гепарин натрия для инъекцийMedplusG-0409-2720-0409-2721
Оксигенатор с полым волокном и веноз... ReseviorMedtronic Inc BBP241Affinity Pixie, 1л
HTP 1500  Насос для теплотерапииHTP6826619
инсулинHumulin RMGH Pharmacy
Iworx Система сбора данных IworxIX-RA-834
Krebs-Henseleit BufferSigmaK3753
Лейкоцитарный фильтрHaemoneticsSB1E
Камера органовVentriFLO Inc 
Провода для стимуляции на заказ BiopolarMedtronic Inc 6495
Пенициллин-стрептомицинThermoFisher Scientific15140122
Trasnducers IworxBP100
Пульсирующий насосVentriFLO Inc 2100-0270
Трубки ПВХ Medtronic Inc 
Канюля с металлическим наконечником под прямым углом 20FMedtronic Inc 67318
Бикарбонат натрияSigma5761
Standard PHD ULTRA CP Шприцевой насосHarvard Aparatus88-3015
Жгут набор 7in Medtronic Inc 79006
Трансзвуковая коробкаTranSonic Sytems Inc T402
Венозный ресвитор Medtronic Inc CB841Affinity Fusion, 4 л
с сумкой KesselVentriFLO Inc 
Индивидуальный Y-образный адаптерMedtronic Inc 10005
MX9341L на заказ HY10Z49R9

Ссылки

  1. Khush, K. K., et al. The international thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fifth adult heart transplantation report-2018; Focus Theme: Multiorgan Transplantation. J Heart Lung Transplant. 37 (10), 1155-1168 (2018).
  2. Colvin, M., et al. OPTN/SRTR 2018 Annual Data Report: Heart. Am J Transplant. 20, Suppl s1 340-426 (2020).
  3. Truby, L. K., Rogers, J. G. Advanced heart failure: Epidemiology, diagnosis, and therapeutic approaches. JACC Heart Fail. 8 (7), 523-536 (2020).
  4. Bakhtiyar, S. S., et al. Survival on the heart transplant waiting list. JAMA Cardiol. 5 (11), 1227-1235 (2020).
  5. Jou, S., et al. Heart transplantation: advances in expanding the donor pool and xenotransplantation. Nat Rev Cardiol. 21 (1), 25-36 (2023).
  6. Higuita, M. L., et al. Novel imaging technologies for accurate assessment of cardiac allograft performance. Curr Transplantat Rep. 10 (3), 100-109 (2023).
  7. Pinnelas, R., Kobashigawa, J. A. Ex vivo normothermic perfusion in heart transplantation: a review of the TransMedics((R)) Organ Care System. Future Cardiol. 18 (1), 5-15 (2022).
  8. Bryner, B. S., Schroder, J. N., Milano, C. A. Heart transplant advances: Ex vivo organ-preservation systems. JTCVS Open. 8, 123-127 (2021).
  9. Pahuja, M., et al. Overview of the FDA's Circulatory System Devices Panel virtual meeting on the TransMedics Organ Care System (OCS) Heart-portable extracorporeal heart perfusion and monitoring system. Am Heart J. 247, 90-99 (2022).
  10. Hamed, A., et al. 19: serum lactate is a highly sensitive and specific predictor of post cardiac transplant outcomes using the organ care system. J Heart Lung Transplant. 28 (2), 71(2009).
  11. Cernic, S., et al. Lactate during ex-situ heart perfusion does not predict the requirement for mechanical circulatory support following donation after circulatory death (DCD) heart transplants. J Heart Lung Transplant. 41 (9), 1294-1302 (2022).
  12. Messer, S. J., et al. Functional assessment and transplantation of the donor heart after circulatory death. J Heart Lung Transplant. 35 (12), 1443-1452 (2016).
  13. Sommer, W., et al. Hemodynamic and functional analysis of human DCD hearts undergoing Normothermic ex vivo perfusion. Thoracic Cardiovascular Surg. 66 (01), 268(2018).
  14. Lewis, J. K., et al. The Grand Challenges of Organ Banking: Proceedings from the first global summit on complex tissue cryopreservation. Cryobiology. 72 (2), 169-182 (2016).
  15. Ribeiro, R. V. P., et al. A pre-clinical porcine model of orthotopic heart transplantation. J Vis Exp. (146), e59197(2019).
  16. Ribeiro, R., et al. Contractility versus metabolic cardiac assessment during ex situ heart perfusion: a pre-clinical transplant study. J Heart Lung Transplant. 38 (4), S240(2019).
  17. Ribeiro, R. V. P., et al. Comparing donor heart assessment strategies during ex situ heart perfusion to better estimate posttransplant cardiac function. Transplantation. 104 (9), 1890-1898 (2020).
  18. Gellner, B., et al. The implementation of physiological afterload during ex situ heart perfusion augments prediction of posttransplant function. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 318 (1), H25-H33 (2020).
  19. Kung, E. O., Taylor, C. A. Development of a physical Windkessel module to re-create in vivo vascular flow impedance for in vitro experiments. Cardiovasc Eng Technol. 2 (1), 2-14 (2011).
  20. Pigot, H., et al. A novel nonlinear afterload for ex vivo heart evaluation: Porcine experimental results. Artif Organs. 46 (9), 1794-1803 (2022).
  21. Hill, A. J., et al. In vitro studies of human hearts. Ann Thorac Surg. 79 (1), 168-177 (2005).
  22. Saito, S., et al. Mitral valve motion assessed by high-speed video camera in isolated swine heart. Eur J Cardiothorac Surg. 30 (4), 584-591 (2006).
  23. Rosenstrauch, D., et al. Ex vivo resuscitation of adult pig hearts. Tex Heart Inst J. 30 (2), 121-127 (2003).
  24. Hatami, S., et al. Normothermic ex situ heart perfusion in working mode: Assessment of cardiac function and metabolism. J Vis Exp. (143), e58430(2019).
  25. Xin, L., et al. A new multi-mode perfusion system for ex vivo heart perfusion study. J Med Syst. 42 (2), 25(2017).
  26. Hatami, S., et al. The position of the heart during normothermic ex situ heart perfusion is an important factor in preservation and recovery of myocardial function. ASAIO J. 67 (11), 1222-1231 (2021).
  27. Abicht, J. M., et al. Large-animal biventricular working heart perfusion system with low priming volume-comparison between in vivo and ex vivo cardiac function. Thorac Cardiovasc Surg. 66 (1), 71-82 (2018).
  28. Schechter, M. A., et al. An isolated working heart system for large animal models. J Vis Exp. (88), e51671(2014).
  29. Alamouti-Fard, E., et al. Normothermic regional perfusion is an emerging cost-effective alternative in donation after circulatory death (DCD) in heart transplantation. Cureus. 14 (6), e26437(2022).
  30. TransMedics, Inc. TransMedics Organ Care System OCS Heart User Guide. , (2021).
  31. Messerli, F. H. Vasodilatory edema: a common side effect of antihypertensive therapy. Curr Cardiol Rep. 4 (6), 479-482 (2002).
  32. Headrick, J. P., et al. Adenosine and its receptors in the heart: regulation, retaliation and adaptation. Biochim Biophys Acta. 1808 (5), 1413-1428 (2011).
  33. Watanabe, M., Okada, T. Langendorff perfusion method as an ex vivo model to evaluate heart function in rats. Methods Mol Biol. 1816, 107-116 (2018).
  34. Isath, A., et al. Ex vivo heart perfusion for cardiac transplantation allowing for prolonged perfusion time and extension of distance traveled for procurement of donor hearts: An initial experience in the United States. Transplant Direct. 9 (3), e1455(2023).
  35. Hatami, S., et al. Myocardial functional decline during prolonged ex situ heart perfusion. Ann Thorac Surg. 108 (2), 499-507 (2019).
  36. Villanueva, J. E., et al. Expanding donor heart utilization through machine perfusion technologies. Curr Transplantat Rep. 9 (4), 219-226 (2022).
  37. Niederberger, P., et al. Heart transplantation with donation after circulatory death: what have we learned from preclinical studies. Circulation: Heart Failure. 12 (4), e005517(2019).
  38. Hassan, O. K. A., Higgins, A. R. The role of multimodality imaging in patients with heart failure with reduced and preserved ejection fraction. Curr Opin Cardiol. 37 (3), 285-293 (2022).
  39. Sandefur, C. C., Jialal, I. Atrial Natriuretic Peptide. StatPearls Publishing. , Treasure Island, FL. (2024).
  40. Buttner, P., et al. Role of NT-proANP and NT-proBNP in patients with atrial fibrillation: Association with atrial fibrillation progression phenotypes. Heart Rhythm. 15 (8), 1132-1137 (2018).
  41. Kohl, P., Hunter, P., Noble, D. Stretch-induced changes in heart rate and rhythm: clinical observations, experiments and mathematical models. Prog Biophys Mol Biol. 71 (1), 91-138 (1999).
  42. Safar, M. E., Lévy, B. I. Resistance vessels in hypertension. Comp Hypertension. , 145-150 (2007).
  43. Belz, G. G. Elastic properties and Windkessel function of the human aorta. Cardiovasc Drugs Ther. 9 (1), 73-83 (1995).
  44. Heward, S. J., Widrich, J. Coronary perfusion pressure. StatPearls Publishing. , Treasure Island, FL. (2019).
  45. Conway, J. Clinical assessment of cardiac output. Eur Heart J. 11, Suppl I 148-150 (1990).
  46. Stonko, D. P., et al. A technical and data analytic approach to pressure-volume loops over numerous cardiac cycles. JVS-Vascular Science. 3, 73-84 (2022).
  47. D'Alessandro, D. A., et al. Hemodynamic and clinical performance of hearts donated after circulatory death. J Am Coll Cardiol. 80 (14), 1314-1326 (2022).
  48. Joseph, S. M., et al. Acute decompensated heart failure: contemporary medical management. Tex Heart Inst J. 36 (6), 510-520 (2009).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Больше статей

Перфузия ex vivoоценка сердечного трансплантатаперфузия по Лангендорфукамера Виндкесселягемодинамические измерениянагрузка на левый желудочекпоказатели жизнеспособности трансплантатаперфузия миокарда
Сердечная нагрузка с использованием пассивного давления в левом предсердии и пассивной постнагрузки для оценки трансплантата
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.