Перфузия легких ex vivo: методика исследования легких на модели кролика

Перфузионная система ex vivo позволяет воссоздать кровообращение и вентиляцию в изолированных легких человека и животных для оценки их функции. Начните с изолированных легких кролика с прикрепленным сердцем на стерильной марле. Вставьте трахеальную канюлю и проветривайте легкие с помощью положительного давления для непрерывной деятельности легких.

Отрежьте желудочки сердца и вставьте канюли в легочную артерию и левое предсердие. Закрепите канюли соседними тканями, чтобы избежать растяжения во время перфузии. Введите изотонический раствор через артериальные канюли, чтобы вымыть остаточную кровь. Соберите изолированные легкие в легочную камеру, присоединив трахеальную канюлю к системе вентиляции, а артериальные канюли к системе перфузии. Обе системы подключены к системе сбора данных, которая измеряет различные физиологические параметры.

Теперь переключите вентиляцию с положительного на отрицательное давление, чтобы обеспечить оптимальную оксигенацию и перфузию в легких. Затем медленно перфузируйте легкие искусственным перфузатом и постепенно увеличивайте скорость до максимальной скорости потока. Измените артериальное и венозное давление для достижения вентиляции в третьей зоне, физиологического состояния, когда артериальное и венозное давление выше альвеолярного давления, что приводит к максимальному открытию легочных сосудов. Это позволяет правильно распределить перфузат в легочные капилляры.

Собирайте данные в режиме реального времени по нужным параметрам для оценки функции легких.

Извлеките изолированные легкие из грудной клетки и осторожно положите легкие поверх стерильной марли на чашку Петри. Чтобы предотвратить ателектаз, проветривайте легкие с помощью вентиляции с положительным давлением, при этом положительное давление в конце выдоха устанавливается на уровне 2 сантиметров толщи воды. Отрежьте желудочки от сердца на уровне атриовентрикулярной борозды.

После вскрытия двух желудочков введите канюлю легочной артерии через правую легочную артерию, а канюлю левого предсердия через митральный клапан в левое предсердие. Зафиксируйте канюли шелковым швом 4-0, включая окружающие ткани в лигатурах легочной артерии и левого предсердия, чтобы избежать структурного растяжения. Введите 250 миллилитров изотонического раствора физиологического раствора через артериальные канюли, чтобы смыть оставшуюся кровь из сосудистого русла.

Для установки перфузии изолированные легкие осторожно помещают в легочную камеру. Приложите трахею к преобразователю на крышке камеры, а канюлированные сосуды подключите к системе перфузии. Затем закройте и закрепите патронник с помощью поворотного замка. Далее прикрепите крышку камеры и переключите запорный кран для переключения с положительного на отрицательную вентиляцию. Перфузируйте легкие 200 миллилитрами искусственного, бескровного перфузата, начиная с потока 3 мл/мин/кг.

Затем, медленно, увеличьте поток в течение 5 минут до 5 мл/мин/кг, и в течение следующих 5 минут дайте потоку достичь 8 мл/мин/кг, после чего последует максимальный поток 10 мл/мин/кг в течение 5 минут. Вентиляцию легких осуществляется с помощью увлажненного воздуха с частотой 30 ударов в минуту, дыхательным объемом 10 мл/кг и давлением в конце выдоха 2 сантиметра водяного столба.

Чтобы достичь условий третьей зоны, подождите от 10 до 15 минут для достижения равновесия, характеризующегося изогравиметрическим состоянием, гарантируя, что венозное давление стабильно по всему регистру. Убедитесь, что вес легкого остается постоянным, а артериальное давление и давление в левом предсердии стабильны для достижения условий третьей зоны, чтобы открыть максимальное количество легочных сосудов и поддерживать содержание микрососудистого русла во время эксперимента.

Для электронного управления и обработки сигналов убедитесь, что дыхательный поток, изменения веса, микрососудистое давление, дыхательный объем, сосудистое сопротивление и т.д. регистрируются на нескольких центральных электронных блоках, которые интегрируют сигналы, поступающие от датчиков, и отображают их в системе оценки.