Summary
تصف هذه الورقة نموذجا للخنزير للتهوية ذات الضغط السلبي خارج التروية الرئوية في الموقع ، بما في ذلك الشراء والمرفق والإدارة على المنصة المصممة خصيصا. يتم التركيز على تقنيات التخدير والجراحة ، وكذلك استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
Abstract
تظل زراعة الرئة (LTx) هي معيار الرعاية لمرض الرئة في المرحلة النهائية. يشكل النقص في أعضاء المتبرعين المناسبة والمخاوف بشأن جودة أعضاء المتبرعين التي تفاقمت بسبب مسافة النقل الجغرافية المفرطة ومعايير قبول أعضاء المتبرعين الصارمة قيودا على جهود LTx الحالية. التروية الرئوية خارج الموقع (ESLP) هي تقنية مبتكرة أظهرت نتائج واعدة في تخفيف هذه القيود. توفر التهوية الفسيولوجية وتروية الرئتين خارج الوسط الالتهابي للجسم المتبرع العديد من مزايا ESLP مقارنة بالحفظ التقليدي البارد الثابت (CSP). هناك أدلة على أن التهوية بالضغط السلبي (NPV) ESLP تتفوق على التهوية بالضغط الإيجابي (PPV) ESLP ، حيث يتسبب PPV في إصابة الرئة التي يسببها جهاز التنفس الصناعي بشكل أكبر ، وإنتاج السيتوكين المؤيد للالتهابات ، والوذمة الرئوية ، وتشكيل الفقاعات. ربما ترجع ميزة NPV إلى التوزيع المتجانس للضغط داخل الصدر عبر سطح الرئة بأكمله. تم إثبات السلامة السريرية وجدوى جهاز NPV-ESLP المخصص في تجربة سريرية حديثة شملت رئتي الإنسان المانحة لمعايير الموسع (ECD). هنا ، يتم وصف استخدام هذا الجهاز المخصص في نموذج خنزير الأحداث من NPV-ESLP العادي الحرارة على مدى 12 ساعة ، مع إيلاء اهتمام خاص لتقنيات الإدارة. يتم تحديد التحضير قبل الجراحة ، بما في ذلك تهيئة برنامج ESLP ، والتحضير ، وإلغاء بث دائرة ESLP ، وإضافة عوامل مضادة للتخثر ومضادة للميكروبات ومضادة للالتهابات. يتم وصف التقنيات أثناء العملية لإدخال الخط المركزي ، وخزعة الرئة ، والاستنزاف ، وجمع الدم ، واستئصال القلب ، واستئصال الرئة. علاوة على ذلك ، يتم التركيز بشكل خاص على اعتبارات التخدير ، مع تحريض التخدير والصيانة والتعديلات الديناميكية. يحدد البروتوكول أيضا تهيئة الجهاز المخصص وصيانته وإنهاء التروية والتهوية. يتم وصف تقنيات إدارة الأعضاء الديناميكية ، بما في ذلك التعديلات في التهوية والمعلمات الأيضية لتحسين وظيفة الجهاز ، بدقة. أخيرا ، يتميز التقييم الفسيولوجي والأيضي لوظائف الرئة ويصور في النتائج التمثيلية.
Introduction
لا يزال زرع الرئة (LTx) هو معيار الرعاية لمرض الرئة في المرحلة النهائية1 ؛ ومع ذلك ، فإن LTx لديها قيود كبيرة بما في ذلك عدم كفاية استخدام أعضاء المتبرعين2 ومعدل وفيات قائمة الانتظار بنسبة 40٪ 3 ، وهو أعلى من أي زرع أعضاء صلبة أخرى 4,5. معدلات استخدام أعضاء المتبرعين منخفضة (20-30٪) بسبب مخاوف تتعلق بجودة الأعضاء. تؤدي مسافة النقل الجغرافية المفرطة التي تتفاقم بسبب المعايير الصارمة لقبول أعضاء المتبرعين إلى تفاقم هذه المخاوف المتعلقة بالجودة. تتبع LTx أيضا عمليات زرع الأعضاء الصلبة الأخرى من حيث الكسب غير المشروع على المدى الطويل ونتائج المرضى2. يمثل خلل الكسب غير المشروع الأولي (PGD) ، الذي يحدث غالبا بسبب إصابة التروية الإقفارية (IRI) ، السبب الرئيسي للوفيات والمراضة لمدة 30 يوما بعد LTx ويزيد من خطر حدوث خلل وظيفي مزمن في الكسب غير المشروع 6,7. تعد الجهود المبذولة لتقليل IRI وتمديد أوقات النقل الآمنة أمرا بالغ الأهمية لتحسين نتائج المرضى.
التروية الرئوية خارج الموقع (ESLP) هي تقنية مبتكرة أظهرت نتائج واعدة في تخفيف هذه القيود. يسهل ESLP الحفاظ على رئتي المتبرع وتقييمها وإعادة تجديدها قبل الزرع. وقد أظهرت نتائج مرضية على المدى القصير والطويل بعد زرع رئتي المتبرعين ذوي المعايير الموسعة (ECD) ، مما ساهم في زيادة عدد رئات المتبرعين المناسبة ل LTx ، مع زيادة معدلات استخدام الأعضاء بنسبة 20٪ في بعض المراكز8،9،10. بالمقارنة مع المعيار السريري الحالي ل LTx ، الحفاظ على الكهرباء الساكنة الباردة (CSP) ، يوفر ESLP العديد من المزايا: لا يقتصر وقت الحفاظ على الأعضاء على 6 ساعات ، وتقييم وظيفة العضو ممكن قبل الزرع ، وبسبب التروية المستمرة للأعضاء ، يمكن إجراء تعديلات على perfusate الذي يحسن وظيفة الجهاز11.
الغالبية العظمى من أجهزة ESLP الحالية المصممة للاستخدام البشري تستخدم تهوية الضغط الإيجابي (PPV) ؛ ومع ذلك ، فقد أشارت الأدبيات الحديثة إلى أن استراتيجية التهوية هذه أدنى من التهوية بالضغط السلبي (NPV) ESLP ، حيث يتسبب PPV في إصابة الرئة التي يسببها جهاز التنفس الصناعيبشكل أكبر 12،13،14،15. في كل من الرئتين البشرية والخنازير ، يظهر NPV-ESLP وظيفة أعضاء متفوقة عند مقارنته بنضح الرئة خارج الموقع بالضغط الإيجابي (PPV-ESLP) عبر مختلف المجالات الفسيولوجية ، بما في ذلك إنتاج السيتوكين المؤيد للالتهابات ، والوذمة الرئوية ، وتشكيل الفقاعات15. تم اقتراح التوزيع المتجانس للضغط داخل الصدر عبر سطح الرئة بالكامل في NPV-ESLP كعامل مهم وراء هذه الميزة15,16. بالإضافة إلى فوائده قبل السريرية ، تم إثبات السلامة السريرية وجدوى NPV-ESLP في تجربة سريرية حديثة17. باستخدام جهاز NPV-ESLP جديد ، تم الحفاظ على اثني عشر رئة بشرية موسعة المعايير بنجاح وتقييمها وزرعها لاحقا مع بقاء 100٪ لمدة 30 يوما وسنة واحدة.
الهدف من هذه المخطوطة هو إظهار بروتوكول عمل لجهاز NPV-ESLP في مختبرنا باستخدام رئتي الخنازير اليافعة في ظل ظروف الحرارة المعيارية لمدة 12 ساعة. يتم تغطية الاسترجاع الجراحي بالتفصيل ، كما يتم وصف بدء منصة البرامج المخصصة الخاصة بنا وإدارتها وإنهائها. كما يتم شرح استراتيجية جمع الأنسجة وإدارة العينات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تتوافق الإجراءات التي يتم تنفيذها في هذه المخطوطة مع إرشادات المجلس الكندي لرعاية الحيوان ودليل رعاية واستخدام المختبر. وافقت لجنة رعاية الحيوان المؤسسية بجامعة ألبرتا على البروتوكولات. تم استخدام خنازير يوركشاير الأحداث بين 35-50 كجم حصريا. وكان التدريب المناسب على السلامة الأحيائية مطلوبا من قبل جميع الأفراد المشاركين في إجراءات ESLP. يتم تمثيل نظرة عامة تخطيطية لتجربة NPV-ESLP بأكملها في الشكل 1.
1. الاستعدادات قبل الجراحة
- ضع حجرة الجهاز على عربة ESLP وقم بتركيب غشاء دعم السيليكون (انظر جدول المواد) على خطافات الحجرة للتعليق.
- قم بتجميع أنابيب ESLP ومزيل الأكسجين والمرشح الشرياني ومضخة الطرد المركزي.
- قم بتوصيل خطوط مياه المبادل الحراري بجهاز إزالة الأكسجين وكذلك أنبوب غاز المسح.
- أدخل مسبار مستشعر درجة الحرارة (انظر جدول المواد) في مزيل الأكسجين.
- قم بتأمين محول تدفق الشريان الرئوي (PA) (انظر جدول المواد) على أنبوب PA.
ملاحظة: يستخدم محول التدفق الموجات فوق الصوتية لقياس التدفق وإعادته إلى مضخة الطرد المركزي. - استخدم محبس ثلاثي الاتجاهات لربط محول ضغط PA بقنية PA.
- قم بتوصيل جميع وصلات الأنابيب بإحكام لمنع التسرب ، وأغلق جميع محبس الإغلاق وأقفال Luer قبل إضافة perfusate.
- قم بتجهيز الدائرة ب 1000 مل من بيرفوسات مكون المستشفى المشترك المعدل (CHIP).
ملاحظة: CHIP عبارة عن مادة بيرفوسات منخفضة التكلفة مصنوعة خصيصا بقياس أورام يبلغ 35 مم زئبق ، يمكن مقارنتها بحلول البيرفوسات المسجلة الملكية18. - ابدأ تشغيل البرنامج بعد تحضير الدائرة لتسهيل إزالة تهوية المضخة والخطوط.
ملاحظة: ترتبط هذه الخطوات بالشكل 2 والشكل 3.
2. تهيئة برنامج ESLP والتعديلات ودائرة إلغاء البث
- انقر فوق اختصار البرنامج على الشاشة لبدء برنامج ESLP. حدد مسح ضوئي ، عربة التسوق 3 ، الاتصال ، ثم برنامج NPV متبوعا ببدء البرنامج.
- في الصفحة الرئيسية ، بمجرد تحضير الدائرة ، قم بزيادة عدد دورات التدفق في الدقيقة إلى 900 لإخراج الهواء من الدائرة وإظهار تدفق البيروسات عبر قنية PA بتيار ثابت من السوائل.
- أضف 3.375 جم من بيبيراسيلين-تازوباكتام ، و 10000 وحدة من الهيبارين (10000 وحدة / 1.5 لتر بيرفوسات = 6.66 وحدة / لتر) ، و 500 مجم من ميثيل بريدنيزون إلى الدائرة.
- خذ عينة من غازات الدم الشرياني (ABG) من البيرفوسات لأغراض مرجعية.
- في الصفحة الرئيسية ، قم بتدوير CPAP حتى 20 سم H2O (كحد أقصى) وقم بتشغيله للتحقق من الوظيفة. قم بإيقاف التشغيل بمجرد تأكيد العملية.
- في الصفحة الرئيسية ، قم بتحويل EIP إلى -5 سم H20 وقم بتشغيله للتحقق من الوظيفة. قم بإيقاف التشغيل بمجرد تأكيد العملية.
- في صفحة الإعدادات ، قم بتشغيل السخان (انقر فوق بدء السخان) وقم بتأكيد الوظيفة. قم بتغيير نقطة ضبط درجة الحرارة على الشاشات وتأكد من وجود تغيير متطابق على شاشة السخان على العربة. قم بإيقاف التشغيل بمجرد التأكد من العملية.
ملاحظة: جهاز ESLP المستخدم هنا مزود ببرنامج مخصص (الشكل 4). يسمح البرنامج بالتحكم في سرعة المضخة ومعلمات التهوية لتحقيق والحفاظ على تدفق PA المطلوب ، وضغط مجرى الهواء الإيجابي المستمر (CPAP) ، وضغط الزفير النهائي (EEP) ، وضغط الشهيق النهائي (EIP) ، ونسبة التنفس (RR) ، والشهيق: نسبة الزفير (I: E). يقوم البرنامج بحساب المعلمات الوظيفية وحلقات حجم الضغط. يسرد الجدول 1 جميع معلمات المراقبة التي يوفرها البرنامج.
3. الاستعدادات للتخدير
- تطبيق الكيتامين (20 ملغ/كغ) والأتروبين (0.05 ملغ/كغ) (الحقن العضلي) في غرفة العمليات كتخدير للخنزير المتبرع به.
- ضع الخنزير ضعيف على طاولة عمليات ساخنة. الحفاظ على الحرارة العادية والمضي قدما في تحريض القناع.
- معايرة تدفق الأكسجين وفقا لوزن الحيوان ، عادة 20-40 مل / كجم.
- إدارة إيزوفلوران في البداية بنسبة 4-5 ٪. ثم قلل إلى 3٪ بعد 1-2 دقيقة.
- تقييم عمق التخدير كل 5 دقائق. تأكد من أن الخنزير ليس لديه رد فعل انسحاب استجابة لحافز ضار.
- بمجرد تأكيد عمق التخدير الصحيح ، قم بتنبيب الخنزير.
- استهدف تشبع الأكسجين فوق 90٪ عن طريق وضع مسبار مقياس التأكسج النبضي على اللسان (المفضل) أو الأذن.
- اضبط تدفق الأكسجين (20-40 مل / كجم) وغاز الاستنشاق (1-3٪) للحفاظ على مستوى التخدير.
- حافظ على إعدادات جهاز التنفس الصناعي في التلفزيون 6-10 مل / كجم ، معدل التنفس من 12-30 نفسا / دقيقة ، PEEP 5 سم H 2 O ، ضغط الذروة 20 سم H2O.
- احلق واغسل باستخدام اليود لتحضير موقع الشق.
4. خزعة الرئة ، الاستنزاف ، وجمع الدم
- أدخل خطا مركزيا لإدارة السوائل والهيبارين.
- قم بعمل شق في خط الوسط بطول 5-8 سم مع توسيط كهربائي فوق القصبة الهوائية ويمتد بشكل جمجمي من الشق القصي.
- باستخدام الكي ، قسم الجلد والدهون تحت الجلد.
- لتحديد الحزمة السباتية اليسرى أو اليمنى داخل الأوعية الدموية الجانبية للقصبة الهوائية ، قسم مستوى خط الوسط بين عضلات الشريط وافصل طبقات النسيج الضام.
- باستخدام 2-0 روابط حريرية كحلقات وعاء ، احصل على تحكم بعيد وقريب في الوريد الوداجي.
- للتحكم في تدفق الدم ، اربط ربطة عنق الجمجمة المحيطة وتراجع لأعلى على ربطة العنق القريبة.
- لاستيعاب خط مركزي 7 Fr ، قم بعمل شق صغير في الوريد باستخدام مقص Metzenbaum (~ 1/3 محيط الوعاء).
- الافراج عن التوتر على حلقة الوعاء القريب في وقت واحد قنية الوريد. اربط الحرير لتثبيت القنية في الوريد على عمق 10 سم.
- قم بتوصيله بخط وريدي يحتوي على محلول ملحي عادي 0.9٪ بعد شطف الخط بالهيبارين (1 وحدة / مل). إذا تم استنفاد الخنزير داخل الأوعية الدموية من الجفاف ، فقم بإدارة السائل. قفل Hep أي منافذ غير مستخدمة.
- إجراء بضع القص المتوسط
- تحديد عمليات الشق القصي والخنجري كمعالم جراحية.
- استخدم الكي الكهربائي لعمل شق في خط الوسط يمتد على القص بأكمله (حوالي 40-50 سم) ويربط الشق السابق عند الشق القصي بالخنجري.
- قسم الأنسجة تحت الجلد واللفافة بين ألياف العضلة الصدرية الكبرى. كي أي أوعية نزيف للحفاظ على الإرقاء.
- استخدم الكي الكهربائي لتحديد خط الوسط على طول عظم القص. استخدم مقصا ثقيلا لقطع الخنجري واستخدم إصبعا لتشريح التامور بصراحة من الطاولة الخلفية للقص لإنشاء مساحة واضحة لاستيعاب المنشار القصي.
- ضع مقطعين للمنشفة على جانبي القص على مستوى الأضلاع 4 الجانبية إلى تقاطع الضلع الغضروفي. قم بشراء الأنسجة العلوية وطبقة اللفافة داخل مشابك المنشفة وارفع القص عموديا بعيدا عن القلب أثناء بضع القص.
- قم بإجراء بضع القص بمنشار كهربائي أو يعمل بالهواء ، والأسنان لأعلى ، بدءا من الخنجري باتجاه الشق القصي. لمنع إصابة الهياكل الأساسية (مثل التامور والوريد العضدي الرأسي ، والشريان الداخلي) ، استمر تدريجيا بالمنشار وتراجع عموديا باستخدام مشابك المنشفة.
ملاحظة: يغوص القص عميقا في الخلف عند الشق القصي ، ويجب توجيه المنشار للخلف لإكمال بضع القص عند هذا المستوى. - استخدام الكي للحصول على الارقاء من نزيف القص.
ملاحظة: يمكن أيضا استخدام شمع العظام لهذا الغرض. - تسليم 1000 وحدة / كغ من الهيبارين عن طريق الوريد. خذ عينة دم في الجسم الحي بعد 5 دقائق من إعطاء الهيبارين.
- استخدم إصبعك لتشريح غشاء الجنب بصراحة من القص الداخلي لخلق مساحة للضامد القصي.
- أدخل ضامنا عظميا بمقبض باتجاه البطن وتراجع تدريجيا لكشف المنصف بالكامل.
- إزالة الغدة الصعترية من التامور باستخدام مزيج من تشريح حادة مع إصبع والكي الكهربائي.
ملاحظة: من الأفضل إزالة الغدة الصعترية كقطعة واحدة كبيرة بدلا من قطع صغيرة. - خذ خزعة من الفص العلوي الأيمن من الرئة لتحليل الأنسجة: افتح غشاء الجنب الأيمن لكشف الفص العلوي الأيمن. قم بتطويق جزء 1 سم3 بالحرير 0 ، وربطة عنق ، واستئصال هذا الجزء من الرئة باستخدام مقص Metzenbaum.
- قسم الخزعة إلى ثلاثة أجزاء متساوية الحجم ، وضع واحدا من كل منها في درجة حرارة القطع المثلى (OCT) هلام ، فورمالين ، ونيتروجين سائل (تجميد مفاجئ).
- قم بتخزين عينات OCT والعينات المجمدة في مجمد -80 درجة مئوية ، وقم بتخزين عينات الفورمالين في ثلاجة 4 درجات مئوية باستخدام حاوية محكمة الغلق.
ملاحظة: يتم تلطيخ عينات الخزعة بتلطيخ الهيماتوكسيلين-يوزين لفحص التشريح المرضي لإصابة الرئة ، بما في ذلك الوذمة الخلالية ، والالتهاب السنخي والخلالي ، وارتحال العدلات الخلالي وحول الأوعية الدموية ، والنزف15.
- افتح التامور. خيمة التامور باستخدام ملقط وجعل شق في خط الوسط من التامور مع مقص Metzenbaum.
- استمر في هذا الشق القحفي إلى جذر الأبهر ، ثم أفقيا لكشف الوريد الأجوف العلوي (SVC). أكمل بضع التامور ذيليا و T-off شق اليسار واليمين على مستوى قمة القلب.
- القتل الرحيم للخنزير عن طريق الاستنزاف. شق SVC وأدخل شفط بول المائل (انظر جدول المواد) في التجويف ، مع دفع طرف الشفط إلى الوريد الأجوف السفلي (IVC).
ملاحظة: يتم إجراء شق في الجدار الأمامي للأذين الأيسر (LA) لتسريع عملية الاستنزاف.- ارفع قمة القلب وشق LA 1 سم تحت الجيب التاجي باستخدام مقص Metzenbaum. في الاستنزاف ، قم بالتبديل من 100٪ O2 إلى هواء الغرفة.
- جمع الدم الكامل: يتم توصيل شفط طرف بول بجهاز موفر للخلايا لجمع 1200 مل من الدم الكامل ، والذي يتم نسجه لإنتاج 500 مل من خلايا الدم الحمراء المعبأة (pRBC).
ملاحظة: إعداد بروتوكول موفر الخلية: تدفق التعبئة: 300 مل / دقيقة ، تدفق الغسيل: 100 مل / دقيقة ، التدفق الفارغ: 150 مل / دقيقة ، تدفق العودة: 150 مل / دقيقة ، حجم الغسيل: 300 مل ، تدفق التركيز: 200 مل / دقيقة. سيستغرق هذا ~ 5 دقائق.
5. استئصال القلب
- إجراء استئصال القلب: ارفع قمة القلب بشكل قحفي واستمر في شق LA السابق بشكل جانبي لعبور الجيب التاجي حيث ينضم إليه الوريد النصفي الأيسر.
- قسم LA عن طريق القطع الإنسي عبر السطح الأمامي لتشعب PA.
- قم بتحريك IVC 1 سم فوق الحجاب الحاجز. قم بتوصيل هذا الشق ب LA عن طريق القطع الإنسي.
- أكمل تقسيم LA عن طريق قطع الجزء العلوي من الشريان الرئوي الأيمن متجها نحو تشعب PA.
ملاحظة: تستثني هذه الخطوة الوريد الرئوي العلوي الأيمن من لوس أنجلوس الخلفي. - ارفع IVC بشكل جمجمي وقسم الوريد الرئوي العلوي الأيمن. قسم انعكاسات التامور التي تتجمع بين PA الرئيسي والأذين الأيمن (RA) / SVC.
- ضع القلب لأسفل وقم بنقل SVC. اقسم SVC من طبقة النسيج الضام إلى الخلف وعبر الوريد الأزيجتي.
- رفع القلب الجمجمة ، وتقسيم السلطة الفلسطينية على مستوى الصمام الرئوي. تشريح الشريان الأورطي جزئيا من السلطة الفلسطينية باستخدام مقص Metzenbaum ، ثم عبور الشريان الأورطي الصاعد.
ملاحظة: هذا يكمل استئصال القلب.
6. استئصال الرئة
- إجراء استئصال الرئة: تحقق من أن حجم المد والجزر الزفيري (TVe) حوالي 10 مل / كجم. قم بالتبديل إلى الإلهام 2: 1: نسبة الزفير لتحقيق هذا الهدف. إذا ظل التلفزيون < 6 مل / كجم ، فقم بزيادة ضغوط الذروة و / أو PEEP لتحقيق هدف 8-10 مل / كجم للتوظيف السنخي الأقصى.
- افتح غشاء الجنب على الجانب الأيسر من الخنزير. قم بعمل شق أفقي على طول الطاولة الخلفية للقص باستخدام مقص Metzenbaum. قم بعمل شقين عموديين أسفل غشاء الجنب إلى العصب الحجابي عند الحدود العلوية والسفلية للمنصف.
- استئصال غشاء الجنب عن طريق قطع العصب الحجابي. كرر هذه الخطوة على الجانب الأيمن. فتح وإزالة غشاء الجنب الحجابي بالمثل ، باستخدام الكفة LA الخلفية كحدود سفلية ، بطريقة مماثلة للعصب الحجابي.
- قسم المرفقات الجنبية من الحجاب الحاجز باتجاه الفص الرئوي السفلي الأيسر. استخدم مبعدة Deaver (انظر جدول المواد) لتثبيت الحجاب الحاجز لأعلى. قسم الرباط الرئوي السفلي على اليسار واستمر صعودا نحو الهيلوم.
- جرب "تقنية عدم اللمس" فيما يتعلق بأنسجة الرئة نفسها.
ملاحظة: وهذا هو ، محاولة الحد الأدنى من التلاعب اليدوي للرئة لمنع الصدمة. - على الجانب الأيمن ، قسم IVC والمرفقات الجنبية من الحجاب الحاجز. اسحب الحجاب الحاجز لأعلى باستخدام ضامد ديفر. قسم الرباط الرئوي السفلي على الجانب الأيمن واستمر صعودا نحو الهيلوم.
- قسم الوريد المرشح والأوعية المقوسة لكشف القصبة الهوائية.
- تشريح الأنسجة المحيطة بالقصبة الهوائية بصراحة. مع أحجام المد والجزر الزفيرية (TVe) عند حوالي 10 مل / كجم ، قم بتثبيت القصبة الهوائية باستخدام مشبك أنبوب عند الاستنشاق الأقصى.
- قم بتحريك القصبة الهوائية وارفع الجزء المثبت لأعلى للخطوات المتبقية لتوفير الجر الجراحي.
- تشريح القصبة الهوائية الخلفية من المريء باستخدام تشريح حاد مع مقص Metzenbaum الثقيل واليد الحرة. قسم أي مرفقات جنبية متبقية ، وعبر الشريان الأورطي أعلى وأسفل القصبة الهوائية اليسرى ، وقم بإزالة الرئتين من الصدر بجزء من الشريان الأورطي النازل.
- قم بوزن الرئتين مع وضع المشبك وتخزينها بسرعة في مبرد مليء بالثلج. زيادة الوزن أثناء تشغيل ESLP هو مؤشر على تكوين وذمة.
ملاحظة: هذا يكمل استئصال الرئة.
7. وضع الرئتين على جهاز ESLP
- أضف 500 مل من pRBC إلى دائرة التروية (تم تحضيرها مسبقا ب 1 لتر من CHIP ، الخطوة 1.8) للوصول إلى الحجم النهائي 1.5 لتر من البيرفوسات.
ملاحظة: يستهدف تركيز الهيموجلوبين حوالي 50 جم / لتر أو الهيماتوكريت بنسبة 15٪. - التقط صورا للرئتين لسجلات البيانات.
- خزعة من الفص الرئوي الأوسط الأيمن. قم بتطويق جزء 1 سم3 بالحرير 0 ، وربطة عنق ، واستأصل هذا الجزء من الرئة باستخدام مقص لتحليل الأنسجة كما هو موضح سابقا (الخطوة 4.4).
- قم بتأمين محول الأنبوب 3/8 ، 1/2 بوصة إلى الشريان الرئوي الرئيسي (mPA). أمسك الجوانب المقابلة ل mPA باستخدام الانطقات. أدخل المحول مع جزء 1/2 بوصة في mPA وثبته في مكانه بينما يقوم المساعد بتثبيت المحول في موضعه باستخدام أربطة 0-silk.
ملاحظة: يجب أن يجلس المحول 2-3 سم فوق تشعب السلطة الفلسطينية (إذا كان طول السلطة الفلسطينية غير كاف ، فيمكن خياطة جزء من الشريان الأورطي الهابط للخنزير المتبرع من طرف إلى طرف على mPa للحصول على طول إضافي). - ضع رئتي الاستلقاء على غشاء دعم السيليكون وقم بتوصيلهما بجهاز ESLP.
- ضع مشبك أنبوب ثان على القصبة الهوائية بالقرب من موقع القصبة الهوائية. قم بإزالة المشبك البعيد وتنبيب القصبة الهوائية باستخدام الأنبوب الرغامي (ETT).
- قم بتثبيت ETT في موضعه باستخدام رباطين مضغوطين. قم بتثبيت خط التهوية باستخدام مشبك أنبوب وحرر المشبك القريب من القصبة الهوائية.
ملاحظة: تبقى الرئتان منتفختين إذا تم ذلك بشكل صحيح ولم يكن هناك تسرب للهواء.
- قم بتثبيت ETT في موضعه باستخدام رباطين مضغوطين. قم بتثبيت خط التهوية باستخدام مشبك أنبوب وحرر المشبك القريب من القصبة الهوائية.
- قم بتوصيل محول PA بخط PA وقم بإزالة الهواء من mPA. ابدأ مؤقت التروية.
ملاحظة: انظر الشكل 5 للحصول على تصوير فوتوغرافي للخطوات.
8. بدء التروية والتهوية
- في صفحة الإعدادات ، انقر فوق بدء تشغيل السخان واضبط درجة الحرارة على 38 درجة مئوية. أدخل وزن الخنزير أيضا لحساب النتاج القلبي (التدفق).
- في الصفحة الرئيسية ، اضبط CPAP على 20 سم H2O وانقر فوق بدء CPAP. عندما تبدأ التهوية ، قم بفك خط التهوية.
- صفر مستشعر الضغط الشرياني. قم بتثبيت خط PA فوق مستشعر الضغط بمشبك أنبوب. افتح المستشعر لهواء الغرفة ، وانقر فوق ZERO PAP و Zero Bld Flow في صفحة الإعدادات ، ثم تأكد من أن القراءات صفرية في الصفحة الرئيسية .
- أغلق محبس مستشعر الضغط لقراءة ضغط الخط ، وافتح الخط إلى قنية PA ، وحدد 10٪ من النتاج القلبي في الصفحة الرئيسية ، وانقر فوق العودة إلى دليل PA (يتحول الزر إلى اللون الأخضر) ، ثم قم بفك خط PA.
ملاحظة: الخط الآن صفر بشكل مناسب ، وتتدفق المضخة الآن بنسبة 10٪ من الناتج القلبي المحسوب.
- أغلق محبس مستشعر الضغط لقراءة ضغط الخط ، وافتح الخط إلى قنية PA ، وحدد 10٪ من النتاج القلبي في الصفحة الرئيسية ، وانقر فوق العودة إلى دليل PA (يتحول الزر إلى اللون الأخضر) ، ثم قم بفك خط PA.
- ارسم 10 مل من البيرفوسات لتحليل الطرد المركزي وارسم زمنا صفر (T0) ABG.
- بمجرد أن يتم ترشيح الرئتين لمدة 10 دقائق ، قم بزيادة التدفق إلى 20٪ من النتاج القلبي.
- عندما تصل درجة حرارة البيروسات إلى 32 درجة مئوية ، ثبت غطاء الحجرة في مكانه بمشابك لإنشاء ختم محكم الغلق. ضع الرئتين على النحو الأمثل قبل وضع الغطاء. إصلاح أي تسرب للهواء بحجم 6-0 برولين على إبر BV-1.
- مع تأمين الغطاء ، قم بتثبيت أنبوب التهوية وإيقاف تشغيل CPAP. في صفحة الإعدادات ، انقر فوق Zero ITP أو Zero Paw أو Zero Air Flow ، ثم تأكد من أن القراءات صفرية في الصفحة الرئيسية .
- انقر فوق بدء CPAP عند 20 سم H2O وقم بفك أنبوب التهوية. بعد ذلك ، اضبط هدف EEP على 0 سم H2 O ، EIP على 1 سم H20 ، RR 10 ، نسبة I: E 1: 1 ، وانقر فوق اضغط لبدء التهوية لتنشيط تهوية الضغط السلبي.
- استمع إلى فتحة التهوية وهي تغير وظيفتها ، ثم قم بتوصيل أنبوب تهوية المنفذ الجانبي بالغرفة.
ملاحظة: يبدأ جهاز التنفس الصناعي دورته التنفسية في الزفير. سوف تنضغط الرئتان قليلا إذا تم توصيل المنفذ الجانبي أثناء الزفير. يفضل الانتظار والاستماع للاستنشاق ، ثم توصيل المنفذ الجانبي لتحقيق أقصى قدر من التوظيف.
- خلال الأنفاس القليلة التالية ، قم بتقليل CPAP إلى 12 سم H 2 O مع زيادة EIP في نفس الوقت إلى -9 سم H 2 O. حافظ على معلمات التهوية هذه للساعة الأولى ، ثم قلل CPAP إلى 8-10 سم H 2 O اعتمادا على التوظيف السنخي وقم بزيادةEIP إلى -12 إلى -13 سم H2O.
- اضبط ضغوط الذروة على 20-21 سم H2O.
ملاحظة: إذا كانت هناك حاجة إلى ضغوط أعلى في وقت استئصال الرئة ، يصبح هذا هو ضغط الذروة المستهدف. - عندما تصل درجة حرارة البيرفوسات إلى 35 درجة مئوية ، قم بزيادة التدفق إلى 30٪ من الناتج القلبي.
ملاحظة: هذه هي إعدادات حفظ الأعضاء (الجدول 2). - في 3 ، 5 ، 7 ، 9 ، 11 ساعة ، قم بالتقييم بتدفقات 50٪ من النتاج القلبي وإضافة غاز الاجتياح المختلط (89٪ N 2 ، 8٪ CO 2 ، 3٪ O2) المضاف إلى مزيل الأكسجين عند 0.125 لتر / دقيقة لمحاكاة استخدام الأكسجين النظامي (الجدول 3).
- في كل ساعة فردية أثناء وضع الحفظ ، ارسم عينة 10 مل من perfusate لتحليلها في المستقبل. ارسم عينة ABG قبل مزيل الأكسجين 1 مل كل ساعة.
- بعد 5 دقائق من وضع التقييم ، اسحب ABGs من منافذ ما قبل وبعد مزيل الأكسجين (الجدول 4).
ملاحظة: هذا يكمل وضع الرئتين على ESLP وبدء التروية والتهوية. انظر الجدول 2 للاطلاع على بدء البروتوكول. ويفصل الجدول 3 طريقتي NPV-ESLP المستخدمة.
9. الدعم الأيضي للرئة
- تحقق من مستوى الجلوكوز المعرقل كل ساعة عن طريق تحليل ABG. استهدف الجلوكوز عند 3-6 مليمول / لتر وقم بالمعايرة وفقا لمعدلات الاستهلاك باستخدام مضخة تسريب قياسية لتسريب الجلوكوز المستمر وجرعات البلعة حسب الحاجة.
ملاحظة: توفر مضخة تسريب أخرى ضخا مستمرا بمقدار 2 وحدة / ساعة من الأنسولين. يحتوي CHIP ، إلى جانب معظم محاليل تروية الأعضاء الأخرى ، على الجلوكوز باعتباره ركيزة الطاقة الأولية.
10. الهيبارين والعوامل المضادة للميكروبات والمضادة للالتهابات
- أضف 10000 وحدة من الهيبارين إلى البيرفوسات في بداية التروية قبل إضافة pRBC.
- أضف 3.375 جم من بيبيراسيلين-تازوباكتام إلى البيرفوسات في بداية التروية قبل إضافة pRBC.
- أضف 500 ملغ من ميثيل بريدنيزولون إلى البيرفوسات في بداية التروية قبل إضافة pRBC.
11. تقييم وظائف الرئة
- استخدم الوضعين المتميزين للتهوية والتروية أثناء تشغيل ESLP: الحفظ والتقييم.
ملاحظة: يرجى الاطلاع على الحفظ والتقييم (الجدول 3). وضع الحفظ: النتاج القلبي 30٪ ، PEEP 8-12 ، EEP 0 ، EIP -10 إلى -12 ، ضغط الذروة 20-22 سم H2O ، RR 6-10 ، ونسبة I: E 1: 1-1.5. عادة ما يكون طول تشغيل ESLP 12 ساعة ، على الرغم من أنه يمكن تمديدها إلى 24 ساعة. - اضبط ضغط الذروة لمطابقة ضغط ذروة استئصال الرئة وتحقيق تلفزيون مستهدف يبلغ 10 مل / كجم.
ملاحظة: على الرغم من استهداف TVe البالغ 10 مل / كجم ، إلا أنه يتم الوصول بشكل عام إلى 6-8 مل / كجم. - كل 30 دقيقة أثناء الحفظ ، قم بإجراء التوظيف لمدة 30 دقيقة أو أقل.
ملاحظة: تعتمد مدة ومدى التوظيف على التعليم التقني والمهني الذي تم الوصول إليه. إذا كانت تكلفة TVe 8-10 مل / كجم ، فلن يكون من الضروري إجراء مزيد من التوظيف. - للتجنيد ، قم بزيادة PEEP إلى 10-12 سم H 2 O ، وقم بتقليل RR إلى 6 أنفاس / دقيقة ، وقم بزيادة ضغوط الذروة بمقدار 2-4 سم H 2 0 دون تجاوز 30سم H2O (نادرا ما نتجاوز 25 سمH2O) ، وقم بتغيير نسبة I: E إلى 1: 0.5.
ملاحظة: بشكل عام ، يتم إجراء واحد أو اثنين فقط من هذه التغييرات لكل فاصل زمني مدته 30 دقيقة ، مع زيادة PEEP وضغط الذروة الأكثر فعالية. - في 3 ، 5 ، 7 ، 9 ، 11 ساعة ، تقييم وظائف الجهاز.
ملاحظة: المعلمة الرئيسية للاهتمام هي نسبة PF ؛ ومع ذلك ، يتم مراقبة الامتثال الديناميكي وضغوط السلطة الفلسطينية عن كثب (الشكل 6). - أثناء التقييم ، قم بزيادة النتاج القلبي إلى 50٪ بينما يتم إضافة غاز مسح مختلط (89٪ N 2 ، 8٪ CO 2 ، 3٪ O2) إلى الدائرة بمعدل تدفق 0.125 لتر / دقيقة عبر مزيل الأكسجين.
ملاحظة: هذا يكرر استنفاد الأكسجين النظامي ويحدث أكثر من 5 دقائق. خلال هذا الوقت ، قم بتقليل PEEP إلى 5 سم H2O مع الحفاظ على ضغوط الذروة ، وزيادة EIP وفقا لذلك. حافظ على RR عند 10 نبضة في الدقيقة واضبط I: E على 1 أو 1.5 اعتمادا على ما إذا كانت الرئتان تحبس الهواء أم لا. - إجراء الحسابات الوظيفية لمقاومة الأوعية الدموية الرئوية ، والتهوية الدقيقة ، والامتثال الديناميكي ، ونسبة P / F.
ملاحظة: يمكن حساب مقاومة الأوعية الدموية الرئوية من خلال: [(PAP - LAP) / CO] × 80 ، حيث يكون LAP (ضغط الأذين الأيسر) 0 مم زئبق بسبب تصميم نظام تصريف LA مفتوح.
يتم حساب التهوية الدقيقة بواسطة: TVالزفير × RR
يتم حساب الامتثال الديناميكي من خلال: TVexpiratory / EIP
يتم حساب نسبة P / F بواسطة: PaO2 / Fi02 ، حيث FiO2 هي 21٪.
يقوم برنامج ESLP تلقائيا بحساب وتسجيل التهوية والمؤشرات الوظيفية بشكل مستمر.
12. التقييم الأيضي للرئتين خارج الموقع
- تقييم الحالة الأيضية لل perfusate كل ساعة عبر ABGs ، والتي تعمل كعلامة بديلة لحالة الرئتين. اجمع 10 مل من البيروسوات من منفذ ما قبل مزيل الأكسجين للتحليل المستقبلي.
ملاحظة: يعمل تحليل غازات الدم أيضا على مراقبة الحالة الغازية والأيونية للبيرفوسات. - استخدم PaO2 كعلامة على وظائف الرئة بشكل عام.
ملاحظة: هذا صحيح بشكل خاص خلال مراحل التقييم عند إضافة غاز الاجتياح المختلط إلى الدائرة لمحاكاة نزع الأكسجين الجهازي. تتم مقارنة غازات مزيل الأكسجين قبل مقابل ما بعد لتقييم زيادة الأكسجين من الرئتين. - استهدف الحماض الطبيعي للأس الهيدروجيني (7.35-7.45) الصحيح مع بلعات المخزن المؤقت tris-hydroxymethyl aminomethane (THAM) (انظر جدول المواد).
ملاحظة: لا يتم تصحيح القلاء بشكل عام ولا يتجاوز 7.55. يمكن إضافة اكتساح CO2 إلى الدائرة لتصحيح هذا إلى الوضع الطبيعي أو إذا تجاوز القلاء هذه العتبة. - تعامل مع PaCO2 بشكل متساهل ويتراوح بشكل عام بين 10-20 مم زئبق.
ملاحظة: يتم تفسير هذه القيم على أنها علامة على التهوية المرضية. لا يتم ضبط الإلكتروليتات أثناء ESLP ، ولكن يتم مراقبتها كجزء من تحليل ABG القياسي. سوف يرتفع اللاكتات خلال فترات متزايدة من ESLP ، وكذلك البوتاسيوم. يظل الصوديوم مستقرا (135-145 مليمول / لتر) ، وعادة ما يكون الكالسيوم منخفضا. يحتوي الجدول 4 على نتائج تمثيلية للعينة لتحليل بيرفوسات ABGs خلال تشغيل 12 ساعة من NPV-ESLP في الحرارة العادية و 30٪ من النتاج القلبي باستخدام البيرفوسات الخلوي (الدم + CHIP).
13. إنهاء التروية والتهوية وفصل الرئتين عن جهاز ESLP
- في الصفحة إعداد ، انقر فوق إيقاف تشغيل الخادم.
- انزع الغطاء من الغرفة. افصل محول PA عن قنية PA.
- نزع القصبة الهوائية. لتحديد مقدار تكوين الوذمة ، قم بوزن الرئتين.
- خذ خزعة الأنسجة 1 سم3 من الفص الملحق وقسمها إلى ثلاث قطع كما هو موضح سابقا.
- قم بإجراء تحليلات الغاز النهائية ، والطرد المركزي لعينات البيروسات ، وتخزين خزعات الأنسجة كما هو موضح سابقا (الخطوة 4.4).
ملاحظة: إعدادات الطرد المركزي: السرعة ، 112 × جم ؛ التسارع ، 9 ؛ التباطؤ ، 9 ؛ درجة الحرارة ، 4 درجات مئوية ، والوقت ، 15 دقيقة. - أغلق البرنامج ؛ سيتم حفظ جميع البيانات المسجلة.
- باتباع البروتوكولات المؤسسية ، تخلص من الأنسجة المتبقية والدم والمواد النشطة بيولوجيا.
- نظف عربة ESLP باستخدام منظف سطح صلب معقم (على سبيل المثال ، 70٪ إيثانول) وضع جميع المكونات القابلة لإعادة الاستخدام في مجمد -20 درجة مئوية لتقليل نمو البكتيريا.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
في بداية التروية والتهوية الرئوية (وضع الحفظ) ، سيكون للرئتين عموما ضغط شريان رئوي منخفض (< 10 مم زئبق) وامتثال ديناميكي منخفض (< 10 مل / مم زئبق) مع ارتفاع درجة حرارة البيرفوسات إلى الحرارة الطبيعية. عادة ما ينتج عن خنازير يوركشاير التي يتراوح وزنها بين 35 و 50 كجم رئتان تزن 350-500 جم. خلال الساعة الأولى من NPV-ESLP ، تكون أحجام المد والجزر المنتشرة المقاسة (TVe) 0-2 مل / كجم ، وأحجام المد والجزر الشهيقية (TVi) هي 100-200 مل. تصل TVe بشكل عام إلى 4-6 mL / kg في غضون 3-6 ساعات ، وبعد ذلك قد تستمر في الزيادة ولكنها تستقر بشكل طبيعي في نطاق 6-8 mL / kg. سيتجاوز TVi دائما TVe بمقدار 100-200 مل. وبالمثل ، سيبدأ الامتثال الديناميكي عند 0-10 مل / مم زئبق خلال الساعة الأولى وأحيانا يكون أعلى. بين 3-6 ساعات ، يكون الامتثال الديناميكي 10-20 مل / مم زئبق ويستقر مع TVe ، وهي معلمات مترابطة. سيرتفع PAP تدريجيا مع زيادة تدفق الشريان الرئوي تدريجيا من 10 إلى 30٪ من النتاج القلبي. خلال الساعة الأولى ، يكون هذا عادة 10±2 مم زئبق ويرتفع قليلا طوال 12 ساعة إلى نطاق 12±2 مم زئبق. أثناء التقييم مع تدفقات 50 ٪ من النتاج القلبي ، يمكن أن يكون PAP أعلى بكثير في 15-20 مم زئبق. سترتفع مقاومة الأوعية الدموية الرئوية (PVR) تدريجيا في جميع أنحاء ESLP. يعرض الشكل 6 الاتجاهات في PAP ، والامتثال الديناميكي ، و PVR على مدار 12 ساعة من التروية والتهوية. يمكن أن تتأثر كل هذه المعلمات ببروتوكول ESLP التجريبي المحدد المستخدم.
أثناء وضع تقييم ESLP ، والذي يحدث في 3 ، 5 ، 7 ، 9 ، 11 ساعة خلال تشغيل 12 ساعة ، لوحظ اتجاه تصاعدي في LA PaO2 (الجدول 4). يستمر وضع التقييم لمدة 5 دقائق. وهو يتألف من إسقاط PEEP إلى 5 سم H2O مع الحفاظ على ضغوط الذروة عن طريق زيادة EIP في التعويض. يتم زيادة التدفقات إلى 50٪ من النتاج القلبي ، ويتم إضافة غاز الاجتياح المختلط عبر مزيل الأكسجين بمعدل تدفق 0.125 لتر / دقيقة لمحاكاة استهلاك الأوكسجين الجهازي. بشكل عام ، يتراوح PaO 2 من PA بين 50-60 مم زئبق ، ويمكن أن يتراوح LA PaO2 من 60-120 مم زئبق ، اعتمادا على مدى استجابة الرئتين للحفظ وإعادة التجديد. قيمة التصعيد المطلقة في PaO2 بين مزيل الأكسجين قبل وبعد هو مؤشر أفضل لقدرة الأوكسجين في الرئتين ، وبالتالي وظيفة الرئة. ومع ذلك ، وفقا للاتفاقية ، تظل نسب PF معلمة يتم الإبلاغ عنها بشكل شائع للتنبؤ بنجاح عملية الزرع. نسبة PF هي LA (مزيل الأكسجين المسبق) PaO 2 / FiO2 ويجب أن تكون > 300 ، وهو قطع الزرع للبشر. FiO2 هو 21٪ (هواء الغرفة) ؛ لذلك ، فإن الحد الأدنى من LA PaO2 المطلوب خلال ESLP هو 63 مم زئبق. يوضح الشكل 6 اتجاها نموذجيا لنسبة PF عند نقاط وقت التقييم البالغة 5 و 11 ساعة في جميع أنحاء NPV-ESLP.
يستفيد كلا الوضعين من ESLP من تقييمات التمثيل الغذائي المختلفة ، بما في ذلك التحليل المتكرر لغازات الدم ، وأخذ عينات من تركيبة البيروسات المتكررة ، وخزعات الأنسجة. يعمل Perfusate كمؤشر بديل لحالة الرئة العامة. لذلك ، يوفر تحليل غازات الدم من perfusate معلومات واسعة عن الحالة الأيضية للرئتين (الجدول 4). قبل كل تقييم ، يتم سحب عينة من البيروسات سعة 10 مل ليتم طردها وتحليلها عبر ELISA بحثا عن مؤشرات حيوية مختلفة للالتهاب ، بما في ذلك TNF-alpha و IL-6 و IL-8. هذه القيم هي معلومات عن الحالة الالتهابية للرئتين وآثار البروتوكولات التجريبية. ومع ذلك ، يجب تفسيرها في سياق ESLP على أنها دائرة مغلقة بدون استبدال / تبادل perfusate. وبالتالي ، لا تستفيد مستويات العلامات الحيوية هذه من الوظيفة الداعمة للمستقلبات الطبيعية والتخليص الفسيولوجي كما يؤديها الكبد أو الكلى. لهذا السبب ، لوحظت زيادة مستمرة في هذه العلامات بمرور الوقت مع ESLP. خزعات الأنسجة مفيدة أيضا لوضع العلامات الحيوية والتصور والتقييم النسيجي لسلامة الأنسجة. تشكيل الوذمة هو مؤشر مهم آخر للالتهاب المرتبط بنفاذية البطانة. يوضح الشكل 6 زيادة الوزن النموذجية بنسبة 30٪ في نهاية 12 ساعة من NPV-ESLP. في الآونة الأخيرة ، تم استكمال التقييم الوظيفي في المختبر للرئتين على NPV-ESLP مع زرع الرئة اليسرى المؤكدة في الجسم الحي في 35-50 كجم من خنازير يوركشاير. يحدث تقييم الرئة المزروعة في الجسم الحي على مدى 4 ساعات قبل القتل الرحيم عن طريق الاستنزاف. يمكن العثور على بروتوكول الزرع المعتمد للتقييم في الجسم الحي باستخدام جهاز NPV-ESLP المخصص هذا في هذا المرجع19.
نسبة P: F هي معلمة التقييم الوظيفي الرئيسية ل ESLP وزرع الرئة البشرية. تم استخدام تقنية NPV-ESLP هذه بنجاح في تجربة سريرية بنسبة 100٪ 30 يوما و 1 سنة بقاء17. تم الحفاظ على اثني عشر معيارا موسعا للرئتين البشريتين بنجاح وتجديدهما على ESLP مع الزرع اللاحق. لم تكن هناك حالات من PGD الصف 3 ولا وفيات مبكرة. والمتابعة الطويلة الأجل جارية. على الرغم من أن نسبة P: F هي معلمة التقييم الوظيفي القياسية الذهبية للزراعة و ESLP ، فإن NPV-ESLP يقيس أيضا PAP ، ومقاومة الأوعية الدموية الرئوية ، وتشكيل الوذمة ، والامتثال كمقاييس نتائج وظيفية إضافية للمساعدة في توجيه الحفاظ على الرئتين وإعادة تجديدهما. يوفر NPV-ESLP تقييمات استقلابية ووظيفية شاملة لرئتي المتبرع. أثبتت هذه التقنية أنها مفيدة سريريا في سياق معايير الرئتين الموسعة. تم تصميم البرنامج بحيث يتطلب الحد الأدنى من التعديلات اليدوية ولديه الحد الأدنى من التباين بين المشغلين وداخلهم.
الشكل 1: بروتوكول NPV-ESLP. تمثيل تخطيطي لشراء الرئة وتشغيل NPV-ESLP لمدة 12 ساعة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: غشاء دعم سيليكون للرئتين معلق في خزان ESLP ذو القشرة الصلبة. غشاء الدعم في الصورة مع أنبوب القصبة الهوائية (في الوسط) وقنية الشريان الرئوي (يسار). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: دائرة NPV-ESLP. (أ) تمثيل تخطيطي للدائرة مع وسيلة إيضاح مصاحبة (يسار). (ب) صورة لدائرة NPV-ESLP (يمين). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: لقطات شاشة من برنامج NPV-ESLP. (أ) الشاشة "الرئيسية". (ب) شاشة "حلقات التدفق". (ج) شاشة "الإعدادات". يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: الرئتان المتصلتان بدائرة NPV-ESLP . (أ) رئتا المتبرع الأمامي قبل ESLP. (ب) رئتا المتبرع الخلفي بعد ESLP. (ج، د) خزعة الأنسجة من الفص الرئوي الأوسط الأيمن. ه: الرئتان المتصلتان بدائرة ESLP. (F) أظهر وضع الرئتين على دعامة السيليكون. (ز) منظر أمامي لجهاز ESLP يوضح مستوى سائل البدء وتحديد موضع الرئة. (H) الرئتان المتصلتان بالجهاز مما يدل على تصريف الأذين الأيسر المفتوح. (أنا، ي، ك) غطاء مثبت على حجرة الجهاز. (L) الجهاز والرئتين متصلان بالكامل ويعملان في وضع NPV. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6: المعلمات الوظيفية أثناء أوضاع التقييم التي تزيد عن 12 ساعة من NPV-ESLP. (أ) نسبة P: F ، نسبة PaO 2: FiO2. (ب) الامتثال. ج: PAP، ضغط الشريان الرئوي. د: PVR ، مقاومة الأوعية الدموية الرئوية. ه: زيادة الوزن. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الجدول 1: معلمات مخطط الرصد المسجلة. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
الجدول 2: بدء بروتوكول NPV-ESLP لمدة 12 ساعة. CO ، النتاج القلبي. السلطة الفلسطينية ، الشريان الرئوي. PPV ، تهوية الضغط الإيجابي ؛ NPV ، تهوية الضغط السلبي. للاطلاع على وضع الحفظ ، معلمات التهوية ، انظر الجدول 3. بدءا من T3 ، تم إجراء التقييم بشكل متسلسل كل ساعتين لمدة 5 دقائق ، مع ضبط تدفق PA على 50٪ CO ، وضبط الغاز الطبي على 89٪ N 2 ، و 8٪ CO 2 ، و 3٪ O2 ، وإعدادات الحفظ وفقا للمعايير الواردة في الجدول 3. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
الجدول 3: أنماط NPV-ESLP: الحفظ مقابل التقييم. CO ، النتاج القلبي. FiO2 ، جزء مستوحى من الأكسجين ؛ LAP ، ضغط الأذين الأيسر ؛ NPV ، تهوية الضغط السلبي ؛ PAP ، يعني ضغط الشريان الرئوي. PAWP ، ذروة ضغط مجرى الهواء ؛ زقزقة ، ضغط الزفير النهائي الإيجابي ؛ PCO2 ، الضغط الجزئي لثاني أكسيد الكربون في الدورة الدموية الشريانية الرئوية. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
الجدول 4: تحليل غازات الدم الذي تم إجراؤه خلال 12 ساعة من ESLP. الكالسيوم + ، أيون الكالسيوم. Cl- ، أيون الكلوريد. Hb ، الهيموغلوبين. HCO3- ، بيكربونات أيون ؛ K + ، أيون البوتاسيوم. Na + ، أيون الصوديوم. Osm ، الأسمولية. paCO2 ، الضغط الجزئي الشرياني لثاني أكسيد الكربون ؛ paO2 ، الضغط الجزئي الشرياني للأكسجين. sO2 ، تشبع الأكسجين ؛ نسبة P / F ، نسبة PaO 2 / FiO2. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الملف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
هناك العديد من الخطوات الجراحية الحاسمة جنبا إلى جنب مع استكشاف الأخطاء وإصلاحها اللازمة لضمان نجاح تشغيل ESLP. رئات الخنازير اليافعة حساسة للغاية مقارنة برئتي الإنسان البالغ ، لذلك يجب على الجراح المشتري توخي الحذر عند التعامل مع رئتي الخنازير. من الأهمية بمكان محاولة استخدام تقنية "عدم اللمس" لتجنب التسبب في الصدمة وانخماص الرئة عند تشريح الرئتين. "عدم اللمس" يعني استخدام الحد الأدنى من التلاعب اليدوي للرئتين أثناء الشراء. مناورات التوظيف أثناء استخدام جهاز التنفس الصناعي أثناء الجراحة أقل فعالية بكثير في رئتي الخنازير من رئتي الإنسان. من غير المستحسن إعادة توجيه الهواء يدويا عبر الحويصلات الهوائية كما يتم إجراؤه غالبا مع رئتي الإنسان لأن هذا سيؤدي إلى إصابة لا يمكن إصلاحها لرئتي الخنازير الأحداث. من الأهمية بمكان تثبيت القصبة الهوائية عند أحجام المد والجزر التي تتطابق مع أحجام تحريض المد والجزر لزيادة احتمالية نجاح تشغيل NPV-ESLP. أي امتثال مفقود أثناء الشراء يمثل تحديا لاستعادة NPV-ESLP عند العمل مع رئتي الخنازير ؛ رئات البشر باستخدام NPV-ESLP أكثر تسامحا في هذا الصدد. من الناحية المثالية ، يتم تنفيذ تثبيت الرئتين في أحجام تحريض المد والجزر دون الحاجة إلى زيادة ضغط الذروة ؛ ومع ذلك ، يبدأ الامتثال في الانخفاض بعد فترة وجيزة من نقص التروية الدافئ ، وفي بعض الأحيان تكون هناك حاجة إلى ضغوط أعلى للحفاظ على التوظيف. من المفيد التبديل إلى نسبة I: E البالغة 2: 1 بعد استئصال القلب للحفاظ على التجنيد السنخي وزيادته قليلا مع TVe أعلى من 10 مل / كجم قبل بدء استئصال الرئة. لا تقلب الرئتين وسطيا لتشريح المرفقات الجنبية الخلفية من المريء كما هو شائع في استرجاع الرئة البشرية. يجب تشريح المرفقات الجنبية الخلفية بصراحة باستخدام نهج أعمى ، وإغاظة الأنسجة بعيدا عن الرئتين باستخدام اليد الحرة مع رفع الأنسجة في نفس الوقت لأعلى من القصبة الهوائية المثبتة لتوفير الجر المضاد. ستكافح رئتا الخنازير اليافعة التي فقدت امتثالا كبيرا في وقت لقط القصبة الهوائية للتعافي على ESLP. إذا كان لدى الرئتين 0 امتثال ديناميكي في البداية أثناء NPV-ESLP ولم يطوروا أي تحسن في الامتثال الديناميكي كما تم قياسه بواسطة البرنامج خلال الساعة الأولى ، فمن المشكوك فيه أن تستعيد هذه الرئتين وظيفتها. من شبه المؤكد أن هذه مشكلة في تقنية الزرع الجراحية. إذا تم شراء طول PA غير كاف ، فإن الشريان الأورطي الهابط يمكن أن يطيل PA عن طريق مفاغرة من طرف إلى طرف.
هناك حاجة إلى العديد من الخطوات الحاسمة وطرق استكشاف الأخطاء وإصلاحها أثناء تشغيل جهاز NPV-ESLP لتحقيق نضح ناجح. يجب ألا تتجاوز عملية الشراء ، وتركيب الرئتين على جهاز NPV-ESLP ، وبدء التروية / التهوية 20-30 دقيقة. فترات طويلة من نقص التروية تقلل من احتمال تشغيل ناجح. يجب وضع الرئتين على غشاء دعم السيليكون بحيث لا تتداخل قنية PA ولا أنبوب ET مع حركة الفصوص العلوية أثناء التهوية. يجب رفع الرئتين من غرفة القشرة الصلبة باستخدام غشاء دعم السيليكون ؛ ومع ذلك ، لا ينبغي أن تكون الرئتان مرتفعتين لدرجة أن تصريف الدم المفتوح في لوس أنجلوس سيؤدي إلى انحلال الدم من قوة السقوط على خزان القشرة الصلبة. يجب تحديد أي تمزق في حمة الرئة وخياطتها بالبرولين 6-0 لمنع تسرب الهواء. يمكن أن يكون غشاء الجنب الخردة أو التامور مفيدا في إجراء إصلاح اللصقة. وبالمثل ، يمكن أن يعمل الشاش المنقوع بالدم أيضا على سد الدموع التي لا يمكن إصلاحها جراحيا. من الأفضل تجنب الإصابة بدلا من إصلاح حمة الرئة حيث يصعب خياطة الرئة دون التسبب في مزيد من الضرر. يجب أن تظل الرئتان منتفختين عند بدء التهوية ، لذلك يجب أن يبدأ CPAP عند 20 سم H2O قبل فك القصبة الهوائية أو أنبوب التهوية. إذا انكمشت الرئتان ، فسوف يكافحون. سيكون من الصعب استعادة أي تجنيد سنخي مفقود قبل بدء التهوية أثناء NPV-ESLP ، مما يؤدي إلى انتعاش أبطأ. عند بدء التروية ، يجب تصفير محول الضغط بشكل صحيح. تتم إزالة مشبك PA ببطء لتجنب التأثير غير المرغوب فيه للدوران المفرط الرئوي من الضغوط والتدفق المرتفعين بشكل مفرط. يجب عدم التواء السلطة الفلسطينية الرئيسية في موقعها لأن هذا سيؤدي إلى قراءات ضغط مرتفعة بشكل خاطئ. يجب ألا يتاخم محول PA تشعب PA لهذا السبب نفسه. كلتا الحالتين يمكن أن تتداخل مع تروية أنسجة الرئة. من الأهمية بمكان الحفاظ على PEEP فوق 12 للساعة الأولى من التهوية وعدم إسقاط PEEP إلى أقل من 8 باستثناء التقييم ، حيث يكون PEEP من 5 مرغوبا فيه. يجب أن تتطابق ضغوط الذروة مع تلك المستخدمة في وقت الشراء لأنها مفيدة فيما يتعلق بحالة امتثال الرئة. على سبيل المثال ، إذا احتاجت الرئتان إلى ضغط ذروة قدره 25 سمH 2 O في وقت الشراء لتحقيق TVe من 10 مل / كجم ، فمن غير المرجح أن يحافظ أي شيء أقل من 25 سم H2O على نفس القدر من التوظيف السنخي مرة واحدة على الجهاز.
هناك بعض القيود على هذه الطريقة التي تستحق الدراسة. كما ذكرنا سابقا ، فإن الاتفاقية في أدبيات ESLP هي فقط الإبلاغ عن PaO2 عند حساب نسب P: F8،9،10،11،15،17،18 ؛ ومع ذلك ، فإن PA PaO2 غني بالمعلومات لأنه يوضح زيادة الأكسجين التي تحدث بسبب أكسجة الرئة. هذا واصف أفضل من نسبة P: F وحدها. عندما لا يعمل غاز الاجتياح ، تعمل الآلة بشكل أساسي كتحويلة واحدة كبيرة تعيد تدوير الدم عبر الرئتين للحصول على دورات متكررة من الأكسجين. لهذا السبب ، فإن وضع الحفظ ABGs ليست مفيدة بشكل خاص لقدرة الأوكسجين في الرئتين ولكنها ذات قيمة كبيرة للملف الأيضي. هذا هو السبب في أن اكتساح الغاز المختلط أثناء التقييم مهم للغاية ولماذا يعد نزع الأكسجين الواضح لبيروسات ما بعد مزيل الأكسجين أمرا بالغ الأهمية. هناك قيد آخر يتمثل في ضرورة وجود نموذج في الجسم الحي لإجراء تقييم دقيق لوظائف الرئة بعد ESLP. عملية زرع الأعضاء في الجسم الحي تتطلب جراحيا مقارنة بعملية شراء الأعضاء ، مع العديد من المضاعفات المحتملة التي تؤدي إلى فقدان الرئة المزروعة. على هذا النحو ، يعد كل من ESLP والزرع اللاحق من مساعي الموارد باهظة الثمن وتمتلك منحنيات تعليمية حادة.
هناك العديد من المزايا لتقنية NPV-ESLP هذه مقارنة بالموديلات المتوفرة حاليا. أظهرت الدراسات قبل السريرية التي تقارن NPV-ESLP ب PPV-ESLP أن NPV هو شكل متفوق من التهوية15. هذا على الأرجح لأن NPV هي طريقة فسيولوجية أكثر ل ESLP. يكرر NPV بيئة الضغط السلبي داخل الصدر للصدر للحث على توسع الرئة عن طريق توزيع القوة بالتساوي عبر السطح الجنبي. PPV يحفز المزيد من الرضح الضغطي لأنه يجبر الرئتين على الانفتاح من خلال ضغوط أعلى موجهة إلى أسفل الشعب الهوائية. تتمثل إحدى المزايا المهمة الأخرى لجهاز NPV-ESLP هذا في أنه مصمم ليكون محمولا بالكامل. تسمح قابلية النقل بالقضاء الفعلي على الوقت الإقفاري الدافئ حيث يمكن للجهاز مرافقة فرق الزرع إلى مركز المانحين. يرتبط الوقت الإقفاري ارتباطا مباشرا بمدى إصابة نقص تروية الرئة (LIRI) والتطور اللاحق لخلل الكسب غير المشروع الأولي (PGD) ، وهو السبب الرئيسي للوفاة والمراضة بعد زرع الرئة. لذلك ، يجب أن يترجم أي جهد لتقليل نقص التروية إلى نتائج محسنة بعد الزرع. يسمح تقليل الوقت الإقفاري أيضا بشراء الرئتين من مواقع جغرافية بعيدة. وذلك لأن وقت النقل يصبح أقل أهمية لتطوير LIRI و PGD ، وبالتالي زيادة توافر الأعضاء المانحة التي كانت سترفض لولا ذلك.
هذا الجهاز والطرق الموصوفة لها تطبيقات سريرية وبحثية مفيدة. كما ذكرنا سابقا ، تم بالفعل استخدام النموذج الأولي لهذا الجهاز لإجراء تجربة سريرية ناجحة لمعايير موسعة لرئتي المتبرع للزرع مع 100٪ 30 يوما والبقاء على قيد الحياة لمدة عام واحد وصفر حالات من PGD الصف 317. تعد التجربة متعددة المراكز الخطوة التالية لهذا الجهاز أثناء تحركه نحو التطوير التجاري. فيما يتعلق بالتطبيقات البحثية ، هناك أدلة ما قبل السريرية على أن NPV-ESLP متفوق على PPV-ESLP15. يحمل NPV-ESLP وعدا بأن يصبح الجهاز المثالي ، والذي سيقود المزيد من الأبحاث باستخدام هذه التكنولوجيا. يتميز تطبيق ESLP في إعداد المختبر بميزة المراقبة المستمرة لوظيفة الأعضاء ، وردود الفعل الفورية عند إدخال طرق علاج جديدة ، وعزل الرئتين عن أنظمة الأعضاء الأخرى لاختبار العلاجات ، ووسيلة لتقديم العلاجات التي كانت تفتقر في السابق إلى طريق الإدارة إلى رئتي المتبرع. وبهذا المعنى ، فإن تطبيقه في الأبحاث الانتقالية لزراعة الرئة لا مثيل له. هذا الجهاز الخاص المزود ببرنامج ESLP آلي سهل الاستخدام ، وينتج عنه الحد الأدنى من التباين بين المشغل وداخله في المعلمات الوظيفية ، وهو مصمم ليتطلب الحد الأدنى من التعديلات اليدوية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
تمتلك DHF براءات اختراع في تكنولوجيا وطرق تروية الأعضاء خارج الموقع . DHF و JN هما مؤسسان ومساهمان رئيسيان في شركة Tevosol، Inc.
Acknowledgments
تم تمويل هذا البحث نيابة عن مؤسسة أبحاث المستشفيات.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0 ETHIBOND Green 1 x 36" Endo Loop 0 | ETHICON | D8573 | |
| 2-0 SILK Black 12" x 18" Strands | ETHICON | SA77G | |
| ABL 800 FLEX Blood Gas Analyzer | Radiometer | 989-963 | |
| Adult-Pediatric Electrostatic Filter HME - Small | Covidien | 352/5877 | |
| Arterial Filter | SORIN GROUP | 01706/03 | |
| Backhaus Towel Clamp | Pilling | 454300 | |
| Biomedicus Pump | Maquet | BPX-80 | |
| Cable Ties – White 12” | HUASU International | HS4830001 | |
| Calcium Chloride | Fisher Scientific | C69-500G | |
| Cooley Sternal Retractor | Pilling | 341162 | |
| CUSHING Gutschdressing Forceps | Pilling | 466200 | |
| D-glucose | Sigma-Aldrich | G5767-500G | |
| Deep Deaver Retractor | Pilling | 481826 | |
| Debakey Straight Vascular Tissue Forceps | Pilling | 351808 | |
| Debakey-Metzenbaum Dissecting | Pilling | 342202 | |
| Scissors | Pilling | 342202 | |
| Endotracheal Tube 9.0mm CUFD | Mallinckrodt | 9590E | Cuff removed for ESLP apparatus |
| Flow Transducer | BIO-PROBE | TX 40 | |
| Human Albumin Serum | Grifols Therapeutics | 2223708 | |
| Infusion Pump | Baxter | AS50 | |
| Inspire 7 M Hollow Fiber Membrane Oxygenator | SORIN GROUP | K190690 | |
| Intercept Tubing 1/4" x 1/16" x 8' | Medtronic | 3108 | |
| Intercept Tubing 3/8" x 3/32" x 6' | Medtronic | 3506 | |
| Intercept Tubing Connector 3/8" x 1/2" | Medtronic | 6013 | |
| MAYO Dissecting Scissors | Pilling | 460420 | |
| Medical Carbon Dioxide Tank | Praxair | 5823115 | |
| Medical Nitrogen Tank | Praxair | NI M-K | |
| Medical Oxygen Tank | Praxair | 2014408 | |
| Organ Chamber | Tevosol | ||
| PlasmaLyte A | Baxter | TB2544 | |
| Poole Suction Tube | Pilling | 162212 | |
| Potassium Phosphate | Fischer Scientific | P285-500G | |
| Scale | TANITA | KD4063611 | |
| Silicon Support Membrane | Tevosol | ||
| Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich | 792519-1KG | |
| Sodium Chloride 0.9% | Baxter | JB1324 | |
| Sorin XTRA Cell Saver | SORIN GROUP | 75221 | |
| Sternal Saw | Stryker | 6207 | |
| Surgical Electrocautery Device | Kls Martin | ME411 | |
| Temperature Sensor probe | Omniacell Tertia Srl | 1777288F | |
| THAM Buffer | Thermo Fisher Scientific | 15504020 | made from UltraPureTM Tris |
| TruWave Pressure Transducer | Edwards | VSYPX272 | |
| Two-Lumen Central Venous Catheter 7fr | Arrowg+ard | CS-12702-E | |
| Vorse Tubing Clamp | Pilling | 351377 | |
| Willauer-Deaver Retractor | Pilling | 341720 | |
| Yankauer Suction Tube | Pilling | 162300 |
References
- Chambers, D. C., et al. The international thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fifth adult lung and heart-lung transplant report-2018; focus theme: Multiorgan transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 37 (10), 1169-1183 (2018).
- Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2017 annual data report: Lung. American Journal of Transplantation. 19, Suppl 2 404-484 (2019).
- Chambers, D. C., et al. The registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fourth adult lung and heart-lung transplantation report-2017; focus theme: Allograft ischemic time. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 36 (10), 1047-1059 (2017).
- Klein, A. S., et al. Organ donation and utilization in the united states, 1999-2008. American Journal of Transplantation. 10 (4), Pt 2 973-986 (2010).
- Singh, E., et al. Sequence of refusals for donor quality, organ utilization, and survival after lung transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 38 (1), 35-42 (2019).
- Bhorade, S. M., Vigneswaran, W., McCabe, M. A., Garrity, E. R. Liberalization of donor criteria may expand the donor pool without adverse consequence in lung transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 19 (12), 1199-1204 (2000).
- Snell, G. I., Griffiths, A., Levvey, B. J., Oto, T. Availability of lungs for transplantation: Exploring the real potential of the donor pool. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 27 (6), 662-667 (2008).
- Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. The New England Journal of Medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).
- Wallinder, A., et al. Early results in transplantation of initially rejected donor lungs after ex vivo lung perfusion: A case-control study. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 45 (1), 40-45 (2014).
- Cypel, M., et al. Experience with the first 50 ex vivo lung perfusions in clinical transplantation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 144 (1), 1200-1206 (2012).
- Buchko, M. T., et al. Total parenteral nutrition in ex vivo lung perfusion: Addressing metabolism improves both inflammation and oxygenation. American Journal of Transplantation. 19 (12), 3390-3397 (2019).
- Andreasson, A. S. I., et al. Profiling inflammation and tissue injury markers in perfusate and bronchoalveolar lavage fluid during human ex vivo lung perfusion. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 51 (3), 577-586 (2017).
- Sadaria, M. R., et al. Cytokine expression profile in human lungs undergoing normothermic ex-vivo lung perfusion. The Annals of Thoracic Surgery. 92 (2), 478-484 (2011).
- Ricard, J. D., Dreyfuss, D., Saumon, G. Ventilator-induced lung injury. European Respiratory Journal. 42, 2-9 (2003).
- Aboelnazar, N. S., et al. Negative pressure ventilation decreases inflammation and lung edema during normothermic ex-vivo lung perfusion. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 37 (4), 520-530 (2018).
- Lai-Fook, S. J., Rodarte, J. R. Pleural pressure distribution and its relationship to lung volume and interstitial pressure. Journal of Applied Physiology. 70 (3), 967-978 (1991).
- Buchko, M. T., et al. Clinical transplantation using negative pressure ventilation ex situ lung perfusion with extended criteria donor lungs. Nature Communications. 11 (1), 5765 (2020).
- Buchko, M. T., et al. A low-cost perfusate alternative for ex vivo perfusion. Transplantation Proceedings. 52 (10), 2941-2946 (2020).
- Forgie, K. A., et al. Left lung orthotopic transplantation in a juvenile porcine model for ESLP. The Journal of Visualized Experiments. , (2021).
