Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

אוורור לחץ שלילי נורממי זילוח ריאות Ex Situ : הערכת תפקוד הריאות וחילוף החומרים

Published: February 14, 2022 doi: 10.3791/62982
Automatic Translation
1,2, 3, 1,2, 4, 4, 4, 4, 5, 5, 1,2,6,7, 1,2,6,7
1Division of Cardiac Surgery, Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Alberta, 2Mazankowski Alberta Heart Institute, 3Faculty of Medicine and Dentistry, University of Alberta, 4Department of Surgery, Faculty of Medicine, University of Alberta, 5Ray Rajotte Surgical-Medical Research Institute (SMRI), University of Alberta, 6Alberta Transplant Institute, 7Canadian Donation and Transplantation Research Program

Summary

מאמר זה מתאר מודל חזירי של זילוח ריאות בלחץ שלילי ex situ , כולל רכש, התקשרות וניהול בפלטפורמה בהתאמה אישית. הדגש נעשה על טכניקות הרדמה וכירורגיות, כמו גם פתרון בעיות.

Abstract

השתלת ריאות (LTx) נותרה הטיפול הסטנדרטי במחלת ריאות סופנית. מחסור באיברי תורם מתאימים וחששות לגבי איכות האיברים של התורם, המוחמרים על ידי מרחק תחבורה גיאוגרפי מופרז וקריטריונים מחמירים לקבלת איברים מתורם, מציבים מגבלות על מאמצי LTx הנוכחיים. זילוח ריאות Ex situ (ESLP) היא טכנולוגיה חדשנית שהראתה הבטחה בהחלשת מגבלות אלה. האוורור הפיזיולוגי והזילוח של הריאות מחוץ לסביבה הדלקתית של הגוף התורם מעניקים ל- ESLP מספר יתרונות על פני שימור סטטי קר מסורתי (CSP). ישנן ראיות לכך שאוורור בלחץ שלילי (NPV) ESLP עדיף על אוורור בלחץ חיובי (PPV) ESLP, כאשר PPV גורם לפגיעה ריאתית משמעותית יותר כתוצאה ממכונות הנשמה, ייצור ציטוקינים מעודד דלקת, בצקת ריאות והיווצרות בולות. היתרון של NPV נובע אולי מההתפלגות ההומוגנית של לחץ תוך חזה על פני כל שטח הריאה. הבטיחות הקלינית וההיתכנות של מכשיר NPV-ESLP מותאם אישית הודגמו בניסוי קליני שנערך לאחרונה בהשתתפות ריאות אנושיות של תורם קריטריון מאריך (ECD). כאן, השימוש במכשיר מותאם אישית זה מתואר במודל חזירי צעיר של NPV-ESLP נורמותרמי במשך 12 שעות, תוך מתן תשומת לב מיוחדת לטכניקות ניהול. הכנה טרום ניתוחית, כולל אתחול תוכנת ESLP, פרימינג וביטול אוורור של מעגל ESLP, ותוספת של חומרים אנטי טרומבוטיים, אנטי מיקרוביאליים ואנטי דלקתיים, מוגדרת. מתוארות טכניקות תוך ניתוחיות של החדרת קו מרכזי, ביופסיית ריאות, exsanguination, איסוף דם, cardiectomy, ו דלקת ריאות. יתר על כן, תשומת לב מיוחדת מוקדשת לשיקולי הרדמה, עם השראת הרדמה, תחזוקה ושינויים דינמיים מתוארים. הפרוטוקול מציין גם את האתחול, התחזוקה וסיום הזילוח והאוורור של המכשיר המותאם אישית. טכניקות ניהול איברים דינמיות, כולל שינויים באוורור ופרמטרים מטבוליים כדי לייעל את תפקוד האיברים, מתוארים ביסודיות. לבסוף, ההערכה הפיזיולוגית והמטבולית של תפקוד הריאות מאופיינת ומתוארת בתוצאות המייצגות.

Introduction

השתלת ריאות (LTx) נותרה הטיפול הסטנדרטי במחלת ריאות סופנית1; עם זאת, ל-LTx יש מגבלות משמעותיות, כולל ניצול לקוי של איברים מתורם2 ותמותה ברשימת המתנה של 40%3, שהיא גבוהה יותר מכל השתלת איברים מוצקה אחרת 4,5. שיעורי ניצול האיברים של התורם נמוכים (20-30%) בשל בעיות באיכות האיברים. מרחק תחבורה גיאוגרפי מוגזם, בתוספת קריטריונים מחמירים לקבלת איברים מתורמים, מחריפים חששות איכות אלה. LTx עוקב גם אחר השתלות איברים מוצקים אחרות במונחים של השתלה ארוכת טווח ותוצאות המטופל2. תפקוד לקוי של השתל הראשוני (PGD), הנגרם לרוב על ידי פגיעה איסכמית ברפרפוזיה (IRI), מייצג את הגורם המוביל לתמותה ותחלואה של 30 יום לאחר LTx ומעלה את הסיכון לתפקוד לקוי כרוני של השתל 6,7. מאמצים להפחית את IRI ולהאריך את זמני ההובלה הבטוחה הם בעלי חשיבות עליונה לשיפור תוצאות המטופלים.

זילוח ריאות Ex situ (ESLP) היא טכנולוגיה חדשנית שהראתה הבטחה בהחלשת מגבלות אלה. ESLP מאפשר שימור, הערכה ומיזוג מחדש של ריאות תורם לפני ההשתלה. הוא הציג תוצאות משביעות רצון בטווח הקצר והארוך לאחר השתלת ריאות תורם קריטריונים מורחב (ECD), ותרם לעלייה במספר הריאות המתאימות לתורם LTx, עם שיעורי ניצול איברים שגדלו ב -20% במרכזים מסוימים 8,9,10. בהשוואה לתקן הקליני הנוכחי עבור LTx, שימור סטטי קר (CSP), ESLP מציע מספר יתרונות: זמן שימור איברים אינו מוגבל ל -6 שעות, הערכת תפקוד האיברים אפשרית לפני ההשתלה, ובשל זילוח איברים מתמשך, ניתן לבצע שינויים בפרפוזט המייעל את תפקוד האיברים11.

הרוב המכריע של מכשירי ESLP הנוכחיים המיועדים לשימוש אנושי משתמשים באוורור לחץ חיובי (PPV); עם זאת, ספרות עדכנית הצביעה על כך שאסטרטגיית אוורור זו נחותה מ- ESLP של אוורור בלחץ שלילי (NPV), כאשר PPV גורם לפגיעה ריאתית משמעותית יותר כתוצאה מהנשמה12,13,14,15. הן בריאות האדם והן בריאות חזיריות, NPV-ESLP מציג תפקוד איברים מעולה בהשוואה לזילוח ריאות בלחץ חיובי (PPV-ESLP) בתחומים פיזיולוגיים שונים, כולל ייצור ציטוקינים פרו-דלקתיים, בצקת ריאות והיווצרות בולות15. ההתפלגות ההומוגנית של לחץ תוך חזה על פני כל שטח הריאה ב- NPV-ESLP הוצעה כגורם משמעותי העומד בבסיס יתרון זה15,16. בנוסף ליתרונות הפרה-קליניים שלה, הבטיחות הקלינית וההיתכנות של NPV-ESLP הוכחו בניסוי קלינישנערך לאחרונה 17. באמצעות מכשיר NPV-ESLP חדשני, שנים עשר קריטריונים מורחבים לתרומת ריאות אנושיות נשמרו בהצלחה, הוערכו ולאחר מכן הושתלו עם 100% הישרדות של 30 יום ושנה.

מטרת כתב היד הנוכחי היא להדגים פרוטוקול עבודה של מכשיר NPV-ESLP של המעבדה שלנו באמצעות ריאות חזיריות צעירות בתנאים נורמותרמיים למשך 12 שעות. השליפה הכירורגית מכוסה בפירוט, ומתוארים גם הייזום, הניהול והסיום של פלטפורמת התוכנה המותאמת אישית שלנו. כמו כן מוסברת האסטרטגיה לאיסוף רקמות וניהול הדגימות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

ההליכים המבוצעים בכתב יד זה תואמים את הנחיות המועצה הקנדית לטיפול בבעלי חיים ואת המדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים של אוניברסיטת אלברטה אישרה את הפרוטוקולים. נקבות חזירות יורקשייר צעירות במשקל 35-50 ק"ג שימשו באופן בלעדי. הכשרה מתאימה לבטיחות ביולוגית נדרשה על ידי כל האנשים המעורבים בהליכי ESLP. סקירה סכמטית של כל ניסוי NPV-ESLP מיוצגת באיור 1.

1. תכשירים טרום ניתוחיים

  1. מקם את תא האיברים על עגלת ESLP והרכיב את קרום תמיכת הסיליקון (ראה טבלת חומרים) על ווי התא לצורך השעיה.
  2. הרכיבו את צינורות ESLP, מסיר חמצן, מסנן עורקים ומשאבה צנטריפוגלית.
  3. חבר את קווי המים של מחליף החום למסיר החמצן וכן את צינורות הגז הגורפים.
  4. הכנס את בדיקת חיישן הטמפרטורה (ראה טבלת חומרים) למסיר החמצן.
  5. יש לאבטח את מתמר הזרימה של עורק הריאה (PA) (ראו טבלת חומרים) על גבי צינור הרשות הפלסטינית.
    הערה: מתמר הזרימה משתמש באולטרסאונד כדי למדוד את הזרימה ולהעביר אותה בחזרה למשאבה הצנטריפוגלית.
  6. השתמש בסטופרקוק תלת-כיווני כדי להדק את מתמר הלחץ של הרשות הפלסטינית לצינורית הרש"פ.
  7. חברו היטב את כל חיבורי הצינור למניעת נזילות, וסגרו את כל הסטופקוקים ומנעולי הלואר לפני הוספת הפרבוסט.
  8. הפעל את המעגל עם 1000 מ"ל של רכיב בית חולים נפוץ שונה פרפוזט (CHIP).
    הערה: שבב הוא פרפוזט בהתאמה אישית בעלות נמוכה עם מדידה אונקוטית של 35 מ"מ כספית, דומה לתמיסות פרפוזאט קנייניות18.
  9. הפעל את התוכנה לאחר שהמעגל מוכן כדי להקל על ביטול אוורור המשאבה והקווים.
    הערה: שלבים אלה משויכים לאיור 2 ולאיור 3.

2. אתחול תוכנת ESLP, התאמות ומעגל ביטול אוורור

  1. לחץ על קיצור הדרך לתוכנית על הצג כדי להפעיל את תוכנית ESLP. בחר סריקה, עגלת קניות 3, התחבר ולאחר מכן תוכנית NPV ואחריה הפעל תוכנה.
  2. בעמוד הראשי, ברגע שהמעגל מוכן, הגדילו את סל"ד הזרימה ל-900 כדי להוציא אוויר מהמעגל ולהדגים זרימה מבלבלת דרך צינורית הרשות הפלסטינית עם זרם קבוע של נוזל.
  3. הוסף 3.375 גרם piperacillin-tazobactam, 10,000 יחידות של הפרין (10,000 U / 1.5L perfusate = 6.66 U / L), ו 500 מ"ג של methylprednisone למעגל.
  4. קח דגימת גז דם עורקי (ABG) של perfusate למטרות התייחסות.
  5. בדף הראשי , הפעל CPAP עד 20 ס"מ H2O (מרבי) והפעל אותו כדי לבדוק את הפונקציה. כבה לאחר אישור הפעולה.
  6. בדף הראשי , סובב את EIP ל- -5 ס"מ H20 והפעל אותו כדי לבדוק את הפונקציה. כבה לאחר אישור התהליך.
  7. בדף הגדרות , הפעל את תנור החימום (לחץ על הפעל תנור) ואשר את הפונקציה. שנה את נקודת הגדרת הטמפרטורה בצגים ואשר שינוי תואם בצג החימום בעגלה. כבה לאחר הבטחת הפעולה.
    הערה: מנגנון ESLP המשמש כאן מצויד בתוכנה מותאמת אישית (איור 4). התוכנית מאפשרת בקרה על מהירות המשאבה ופרמטרי האוורור כדי להשיג ולשמור על זרימת PA רצויה, לחץ חיובי רציף בדרכי הנשימה (CPAP), לחץ קצה פקיעת (EEP), לחץ סוף השראה (EIP), יחס נשימה (RR) ויחס השראה: פקיעה (I:E). התוכנה מחשבת פרמטרים פונקציונליים ולולאות נפח לחץ. טבלה 1 מפרטת את כל פרמטרי הניטור המסופקים על-ידי התוכנה.

3. הכנות להרדמה

  1. מתן קטמין (20 מ"ג/ק"ג) ואטרופין (0.05 מ"ג/ק"ג) (זריקות תוך שריריות) בחדר הניתוח כקדם-תרופה לחזיר התורם.
  2. הניחו את שכיבת החזיר על שולחן ניתוחים מחומם. לשמור על נורמותרמיה ולהמשיך עם השראת מסכה.
  3. זרימת חמצן טיטראט בהתאם למשקל החי, בדרך כלל 20-40 מ"ל / ק"ג.
  4. מתן איזופלורן בתחילה ב 4-5%. לאחר מכן הפחיתו ל-3% לאחר 1-2 דקות.
  5. להעריך את עומק ההרדמה כל 5 דקות. ודא שלחזיר אין רפלקס נסיגה בתגובה לגירוי מזיק.
  6. לאחר אישור עומק ההרדמה הנכון, יש לבצע אינטובציה לחזיר.
  7. יש לכוון לריווי חמצן מעל 90% על ידי הנחת בדיקת דופק אוקסימטר על הלשון (המועדפת) או האוזן.
  8. התאימו את זרימת החמצן (20-40 מ"ל/ק"ג) ואת גז הממסים הממסים (1-3%) כדי לשמור על רמת ההרדמה.
  9. שמור על הגדרות ההנשמה בטלוויזיה 6-10 מ"ל/ק"ג, קצב נשימה של 12-30 נשימות לדקה, PEEP 5 ס"מ H 2 O,לחץ שיא 20 ס"מ H2O.
  10. יש לגלח ולשטוף באמצעות יוד להכנת אתר החתך.

4. ביופסיית ריאות, הפרשה ואיסוף דם

  1. הכנס קו מרכזי למתן נוזלים והפרין.
    1. בצע חתך קו אמצע 5-8 ס"מ עם electrocautery ממורכז מעל קנה הנשימה ונמשך גולגולתית מן החריץ עצם החזה.
    2. באמצעות צריבה, לחלק את העור ואת השומן תת עורי.
    3. כדי לזהות את צרור כלי התרדמה השמאלי או הימני לרוחב קנה הנשימה, מחלקים את מישור קו האמצע בין שרירי הרצועה ומפרידים את שכבות רקמת החיבור.
    4. באמצעות קשרי משי 2-0 כלולאות כלי, להשיג שליטה דיסטלית ופרוקסימלית של הווריד הצווארי.
    5. כדי לשלוט בזרימת הדם, קשרו את העניבה המקיפה את הגולגולת ונסוגו כלפי מעלה על הקשר הפרוקסימלי.
    6. כדי להתאים לקו מרכזי של 7 Fr, בצע חתך קטן בווריד באמצעות מספריים של מצנבאום (~ 1/3 היקף הכלי).
    7. שחררו את המתח על לולאת כלי הדם הפרוקסימלי בו זמנית את הווריד. קשרו את המשי כדי לאבטח את הצינורית בווריד בעומק של 10 ס"מ.
    8. התחבר לקו IV של 0.9% מלח רגיל לאחר שטיפת הקו עם הפרין (יחידה אחת / מ"ל). אם החזיר הוא intravascular מדולדלות מהתייבשות, לנהל את הנוזל. Hep-lock כל יציאות שאינן בשימוש.
  2. ביצוע עצם החזה החציונית
    1. זהה את החריץ החזה ואת תהליכי הקסיפואיד כציוני דרך חתכים.
    2. השתמשו באלקטרוקאוטריה כדי לבצע חתך בקו האמצע המשתרע על פני כל עצם החזה (כ-40-50 ס"מ) ומחבר את החתך הקודם בחריץ עצם החזה לקסיפואיד.
    3. מחלקים את הרקמה התת עורית ואת הפאשיה בין סיבי שריר החזה המרכזי. לצרוב כל כלי דימום כדי לשמור על hemostasis.
    4. השתמש electrocautery כדי לסמן את קו האמצע לאורך עצם החזה. השתמש מספריים כבדים כדי לחתוך את xiphoid ולהשתמש באצבע כדי לנתח את קרום הלב מן השולחן האחורי של עצם החזה כדי ליצור חלל מוחשי כדי להכיל את המסור עצם החזה.
    5. יש למרוח שני אטבי מגבות משני צדי עצם החזה בגובה הצלעות ה-4 הצידיות לצומת הקוסטוכונדרלי. רכשו את שכבת הרקמה והפאשיה שמעל בתוך אטבי המגבת והרימו את עצם החזה אנכית הרחק מהלב במהלך הסטרנוטומיה.
    6. בצע את עצם החזה עם מסור חשמלי או מופעל באוויר, שיניים למעלה, החל מהקסיפואיד לכיוון החריץ החזה. כדי למנוע פגיעה במבנים הבסיסיים (למשל קרום הלב ווריד ברכיוצפלי, ועורק נקוב), המשיכו בהדרגה עם המסור ונסוגו אנכית באמצעות אטבי מגבות.
      הערה: עצם החזה צוללת עמוק אחורית בחריץ החזה, ויש לכוון את המסור לאחור כדי להשלים את עצם החזה ברמה זו.
    7. השתמש cautery כדי להשיג hemostasis של עצם החזה המדמם.
      הערה: ניתן להשתמש גם בשעוות עצם למטרה זו.
    8. יש לספק 1,000 U/kg הפרין לווריד. יש ליטול דגימת דם in vivo 5 דקות לאחר מתן הפרין.
    9. השתמש באצבע כדי לנתח בבוטות את הצדר מעצם החזה הפנימית כדי ליצור מקום למסיר עצם החזה.
    10. הכנס נשלף עצם החזה עם ידית לכיוון הבטן ונסוג בהדרגה כדי לחשוף את המדיאסטינום במלואו.
  3. הסר את בלוטת התימוס מקרום הלב באמצעות שילוב של דיסקציה קהה עם אצבע ו electrocautery.
    הערה: עדיף להסיר את בלוטת התימוס כחתיכה אחת גדולה ולא כגושים קטנים.
  4. קח ביופסיה של אונת הריאה העליונה הימנית לניתוח רקמות: פתח את הצדר הימני כדי לחשוף את האונה העליונה הימנית. מקיפים חלק של 1 ס"מ 3 במשי 0, קושרים ומוציאים חלק זהשל הריאה באמצעות מספריים של מצנבאום.
    1. חלקו את הביופסיה לשלוש מנות שוות בגודלן, והניחו אחת מכל אחת מהן בג'ל בטמפרטורת חיתוך אופטימלית (OCT), פורמלין וחנקן נוזלי (הקפאת בזק).
    2. אחסנו את דגימות ה-OCT והדגימות הקפואות במקפיא בטמפרטורה של -80°C, ואחסנו את דגימות הפורמלין במקרר בטמפרטורה של 4°C באמצעות מיכל אטום כראוי.
      הערה: דגימות ביופסיה מוכתמות בצביעת המטוקסילין-אאוזין כדי לבחון את ההיסטופתולוגיה של פגיעה ריאתית, כולל בצקת אינטרסטיציאלית, דלקת מכתשית ואינטרסטיציאלית, חדירות נויטרופיליות אינטרסטיציאליות ופריווסקולריות ודימום15.
  5. פתח את קרום הלב. אוהל את קרום הלב באמצעות מלקחיים ולעשות חתך בקו האמצע של קרום הלב עם מספריים Metzenbaum.
    1. המשך חתך זה באופן גולגולתי לשורש אבי העורקים, ולאחר מכן לרוחב כדי לחשוף את הווריד הנבוב העליון (SVC). להשלים את pericardiotomy caudally ו T-off את החתך שמאל וימין ברמה של שיא הלב.
  6. הרדימו את החזיר על ידי הגזמה. חותכים את ה-SVC ומכניסים יניקה עם קצה פול (ראו טבלת חומרים) לתוך הלומן, ומקדמים את קצה היניקה לווריד הנבוב התחתון (IVC).
    הערה: חתך נעשה בקיר הקדמי של האטריום השמאלי (LA) כדי לזרז את ההוצאה.
    1. הרימו את קודקוד הלב וחתכו את ה-LA 1 ס"מ מתחת לסינוס הכלילי בעזרת מספריים של מצנבאום. ב-exsanguination, עברו מ-100% O2 לאוויר החדר.
  7. איסוף דם מלא: שאיבת קצה פול מחוברת למכשיר מציל תאים כדי לאסוף 1200 מ"ל של דם שלם, אשר מסובב כלפי מטה כדי לייצר 500 מ"ל של תאי דם אדומים ארוזים (pRBC).
    הערה: הגדרת פרוטוקול חיסכון בתאים: זרימת מילוי: 300 מ"ל/דקה, זרימת שטיפה: 100 מ"ל/דקה, זרימה ריקה: 150 מ"ל/דקה, זרימה חזרה: 150 מ"ל/דקה, נפח שטיפה: 300 מ"ל, זרימת ריכוז: 200 מ"ל/דקה. זה ייקח ~ 5 דקות.

5. כריתת לב

  1. בצע את cardiectomy: להרים את קודקוד הלב גולגולת ולהמשיך את חתך LA הקודם לרוחב כדי transect את הסינוס הכלילי שבו וריד hemi-azygous שמאל מצטרף אליו.
  2. חלק את LA על ידי חיתוך מדיאלי על פני השטח הקדמי של ביפורקציה PA.
  3. יש לחצות את ה-IVC 1 ס"מ מעל הסרעפת. חבר חתך זה ללוס אנג'לס על ידי חיתוך מדיאלי.
  4. השלם את חלוקת לוס אנג'לס על ידי חיתוך לאורך החלק העליון של עורק הריאה הימני לכיוון התפצלות הרשות הפלסטינית.
    הערה: שלב זה מוציא את וריד הריאתי העליון הימני מלוס אנג'לס האחורי.
  5. הרימו את ה- IVC בצורה גולגולתית וחלקו את וריד הריאתי העליון הימני. חלק את השתקפויות קרום הלב המתמזגות בין הרשות הראשית לבין האטריום הימני (RA)/SVC.
  6. הניחו את הלב והעבירו את ה-SVC. מפרידים את ה-SVC משכבת רקמת החיבור לאחור ומעבירים את הווריד האזיגותי.
  7. להרים את הלב גולגולתי, לחלק את הרשות ברמה של המסתם הריאתי. מנתחים חלקית את אבי העורקים מהרשות הפלסטינית באמצעות מספריים של מצנבאום, ואז מעבירים את אבי העורקים העולה.
    הערה: פעולה זו משלימה את כריתת הלב.

6. כריתת דלקת ריאות

  1. בצע את כריתת דלקת ריאות: בדוק כי נפח הגאות expiratory (TVe) הוא כ 10 מ"ל / ק"ג. עבור ליחס השראה של 2:1 כדי להשיג מטרה זו. אם הטלוויזיה נשארת < 6 מ"ל/ק"ג, הגדל את לחצי השיא ו/או PEEP כדי להשיג יעד של 8-10 מ"ל/ק"ג לגיוס מקסימלי של נאדיות.
  2. פתח את הצדר בצד שמאל של החזיר. בצע חתך אופקי לאורך השולחן האחורי של עצם החזה באמצעות מספריים של מצנבאום. בצע שני חתכים אנכיים במורד הצדר אל העצב הפרני בגבולות העליונים והנחותים של המדיאסטינום.
    1. הבלו את הצדר על ידי חיתוך לאורך העצב הפרני. חזור על שלב זה בצד ימין. פתח והסר את הצדר הסרעפתי באופן דומה, תוך שימוש בשרוול LA האחורי כגבול נחות, באופן דומה לעצב הפרני.
  3. מחלקים את החיבורים הפלאורליים מהסרעפת לכיוון אונת הריאה התחתונה השמאלית. השתמש ברסרקטור Deaver (ראה טבלת חומרים) כדי להחזיק את הסרעפת כלפי מעלה. מחלקים את הרצועה הריאה התחתונה משמאל וממשיכים למעלה לכיוון הילום.
  4. נסו "טכניקה ללא מגע" ביחס לרקמת הריאה עצמה.
    הערה: כלומר, לנסות מניפולציה ידנית מינימלית של הריאה כדי למנוע טראומה.
  5. בצד ימין, מפרידים את ה- IVC ואת החיבורים הפלאורליים מהסרעפת. משוך את הסרעפת כלפי מעלה באמצעות Retractor Deaver. מחלקים את הרצועה הריאה התחתונה בצד ימין וממשיכים למעלה לכיוון הילום.
  6. מחלקים את הווריד ואת כלי הקשת כדי לחשוף את קנה הנשימה.
  7. נתחו בבוטות את הרקמה המקיפה את קנה הנשימה. עם נפחי גאות ושפל (TVe) בכ-10 מ"ל/ק"ג, הדקו את קנה הנשימה באמצעות מהדק צינור בשאיפה מרבית.
  8. חצו את קנה הנשימה והרימו את החלק המהודק כלפי מעלה עבור השלבים הנותרים כדי לספק מתיחה כירורגית.
  9. מנתחים את קנה הנשימה האחורי מהוושט באמצעות דיסקציה קהה בעזרת מספריים כבדים של מצנבאום ויד חופשית. מחלקים את כל החיבורים הפלאורליים הנותרים, מעבירים את אבי העורקים מעל ומתחת לסימפונות השמאליים, ומסירים את הריאות מהחזה עם קטע של אבי העורקים היורד.
  10. לשקול את הריאות עם מהדק על במהירות לאחסן אותם צידנית מלאה קרח. עלייה במשקל במהלך ריצת ESLP היא אינדיקטור להיווצרות בצקת.
    הערה: פעולה זו משלימה את כריתת דלקת ריאות.

7. מיקום הריאות על מכשיר ESLP

  1. הוסף 500 מ"ל של pRBC למעגל הזילוח (שקודם לכן היה מוכן עם 1L של שבב, שלב 1.8) כדי להגיע לנפח סופי של 1.5 L של פרפוזט.
    הערה: ריכוז ההמוגלובין ממוקד בכ-50 גרם/ליטר או המטוקריט של 15%.
  2. צלם תמונות של הריאות עבור רשומות נתונים.
  3. ביופסיה של אונת הריאה האמצעית הימנית. הקיפו חלק של 1 ס"מ3 במשי 0, קשרו והוציאו חלק זה של הריאה באמצעות מספריים לניתוח רקמות כפי שתואר קודם לכן (שלב 4.4).
  4. אבטח את מתאם הצינור בגודל 3/8, 1/2 אינץ 'לעורק הריאה הראשי (mPA). אחוז בצדדים מנוגדים של mPA באמצעות הצמדות. הכנס את המתאם עם החלק בגודל 1/2 אינץ' לתוך mPA והחזק אותו במקומו בזמן שעוזר מאבטח את המתאם במקומו באמצעות עניבות משי 0.
    הערה: המתאם צריך לשבת 2-3 ס"מ מעל הביפורקציה של הרשות הפלסטינית (אם אורך הרשות אינו מספיק, ניתן לתפור מקטע מאבי העורקים היורד של החזיר התורם מקצה לקצה על גבי mPA למשך אורך נוסף).
  5. הניחו את הריאות בשכיבה על קרום התמיכה בסיליקון וחברו אותן למכשיר ESLP.
  6. מניחים מהדק צינור שני על קנה הנשימה ליד המיקום של סימפונות קנה הנשימה. הסר את המהדק הדיסטלי יותר ואינטובציה קנה הנשימה עם הצינור האנדוטרכאלי (ETT).
    1. אבטח את ה-ETT במקומו באמצעות שני אזיקונים. מהדקים את קו האוורור באמצעות מהדק צינור ומשחררים את המהדק הפרוקסימלי מקנה הנשימה.
      הערה: הריאות נשארות מנופחות אם זה נעשה כראוי ואין דליפות אוויר.
  7. חבר את מתאם הרשות הפלסטינית לקו הרשות הפלסטינית ובטל את האוויר של mPA. הפעל את הטיימר לזילוח.
    הערה: ראה איור 5 לתיאור מצולם של השלבים.

8. ייזום זילוח ואוורור

  1. בדף הגדרות , לחץ על הפעל תנור חימום והגדר את הטמפרטורה ל- 38 °C. הזן גם את משקל החזיר כדי לחשב את תפוקת הלב (זרימה).
  2. בדף הראשי , הגדר את ה- CPAP ל- 20 cm H2O ולחץ על Start CPAP. כאשר האוורור מתחיל, שחררו את קו האוורור.
  3. אפס את חיישן לחץ העורקים. הדקו את קו הרשות מעל חיישן הלחץ באמצעות מהדק צינורות. פתחו את החיישן לאוויר החדר, לחצו על ZERO PAP ועל Zero Bld Flow בעמוד 'הגדרות ' ולאחר מכן ודאו שהקריאות מאופסות בעמוד הראשי .
    1. סגור את סטופקוק חיישן הלחץ כדי לקרוא את לחץ הקו, פתח את הקו לצינורית PA, בחר תפוקת לב של 10% בעמוד הראשי, לחץ על חזור למדריך הרשות (הלחצן הופך לירוק) ולאחר מכן בטל את הידוק קו הרשות.
      הערה: הקו מאופס כעת כראוי, והמשאבה זורמת כעת 10% מתפוקת הלב המחושבת.
  4. צייר 10 מ"ל של perfusate עבור ניתוח צנטריפוגלי ולצייר זמן אפס (T0) ABG.
  5. לאחר שהריאות מחוררות במשך 10 דקות, הגדילו את הזרימה ל -20% מתפוקת הלב.
  6. כאשר טמפרטורת הפרבוסט מגיעה ל-32°C, הדקו את מכסה התא למקומו בעזרת מלחציים ליצירת אטם אטום. מקם את הריאות בצורה אופטימלית לפני הנחת המכסה. תקן דליפות אוויר עם פרולן בגודל 6-0 על מחטי BV-1.
  7. כשהמכסה מאובטח, הדקו את צינור האוורור וכבו את ה-CPAP. בדף הגדרות , לחץ על אפס ITP, אפס כפה, אפס זרימת אוויר ולאחר מכן אשר שהקריאות מתאפסות בדף הראשי .
    1. לחץ על Start CPAP at 20 cm H2O ושחרר את צינור האוורור. לאחר מכן, הגדר יעד EEP ל- 0 ס"מH 2 O, EIP ל- 1 ס"מ H20, RR 10, יחס I:E 1:1 ולחץ לחץ כדי להפעיל אוורור בלחץ שלילי.
    2. הקשיבו לאוורור משנה את תפקידו, ואז חברו את צינור האוורור של היציאה הצדדית לתא.
      הערה: מכונת ההנשמה מתחילה את מחזור הנשימה שלה בנשיפה. הריאות יתכווצו מעט אם היציאה הצדדית מחוברת במהלך נשיפה. עדיף לחכות ולהקשיב לשאיפה, ואז לחבר את היציאה הצדדית כדי למקסם את הגיוס.
  8. במהלך הנשימות הבאות, הפחיתו את ה-CPAP ל-12ס"מ H 2 O ובמקביל הגדילו את ה-EIP ל-9 ס"מ H 2 O. שמרו על פרמטרי אוורור אלה במשך השעה הראשונה, ולאחר מכן הפחיתו את ה-CPAP ל-8-10 ס"מ H 2 O בהתאם לגיוס הנאדיות והגדילו את ה-EIP ל-12 עד -13 ס"מ H2O.
  9. הגדר את לחצי השיא ל 20-21 ס"מ H2O.
    הערה: אם נדרשו לחצים גבוהים יותר בזמן כריתת דלקת ריאות, אז זה הופך ללחץ שיא המטרה.
  10. כאשר טמפרטורת הפרבוסט מגיעה ל -35 מעלות צלזיוס, הגדל את הזרימה ל -30% מתפוקת הלב.
    הערה: אלה ההגדרות לשימור איברים (טבלה 2).
  11. ב 3, 5, 7, 9, 11 שעות, להעריך עם זרימות של 50% של תפוקת הלב ותוספת של גז טאטוא מעורב (89% N 2, 8% CO 2, 3% O2) הוסיף deoxygenator ב 0.125 L/min כדי לדמות ניצול חמצן מערכתי (טבלה 3).
  12. בכל שעה אי-זוגית במהלך מצב שימור, ציירו דגימה של 10 מ"ל של פרפוזאט לניתוח עתידי. צייר pre-deoxygenator 1 מ"ל ABG מדגם בכל שעה.
  13. לאחר 5 דקות של מצב הערכה, צייר ABGs מיציאות לפני ואחרי deoxygenator (טבלה 4).
    הערה: פעולה זו משלימה את מיקום הריאות על ESLP והתחלת זילוח ואוורור. ראו טבלה 2 להתחלת הפרוטוקול. טבלה 3 מפרטת את שני המצבים שבהם נעשה שימוש ב-NPV-ESLP.

9. תמיכה מטבולית של הריאה

  1. בדוק את רמת הגלוקוז perfusate כל שעה באמצעות ניתוח ABG. יש לכוון את רמת הסוכר ל-3-6 מילימול/ליטר ולבצע טיטראט בהתאם לשיעורי הצריכה באמצעות משאבת עירוי סטנדרטית לעירוי סוכר רציף ומנות בולוס לפי הצורך.
    הערה: משאבת עירוי נוספת מספקת עירוי רציף של 2 U/h של אינסולין. שבב, יחד עם רוב פתרונות זילוח איברים אחרים, מכיל גלוקוז כמצע האנרגיה העיקרי.

10. הפרין, חומרים אנטי מיקרוביאליים ואנטי דלקתיים

  1. הוסף 10,000 יחידות של הפרין לפרבוסט בתחילת הזלוף לפני הוספת pRBC.
  2. הוסף 3.375 גרם של piperacillin-tazobactam perfusate בתחילת זילוח לפני הוספת pRBC.
  3. הוסף 500 מ"ג של methylprednisolone perfusate בתחילת זילוח לפני הוספת pRBC.

11. הערכת תפקוד הריאות

  1. השתמש בשני מצבים נפרדים של אוורור וזילוח במהלך ריצת ESLP: שימור והערכה.
    הערה: ראו שימור והערכה (טבלה 3). מצב שימור: תפוקת לב 30%, PEEP 8-12, EEP 0, EIP -10 עד -12, לחץ שיא 20-22 ס"מ H2O, RR 6-10 ויחס I:E 1:1-1.5. ריצות ESLP הן בדרך כלל 12 שעות, אם כי ניתן להאריך אותן עד 24 שעות.
  2. הגדר לחץ שיא כך שיתאים ללחץ שיא של כריתת דלקת ריאות והשג טלוויזיה יעד של 10 מ"ל / ק"ג.
    הערה: למרות שהיעד הוא 10 מ"ל/ק"ג, בדרך כלל משיגים 6-8 מ"ל/ק"ג.
  3. כל 30 דקות במהלך השימור, בצע גיוס במשך 30 דקות או פחות.
    הערה: משך הגיוס והיקפם תלויים ב-TVe שהושג. אם TVe הם 8-10 מ"ל / ק"ג, גיוס נוסף אינו הכרחי.
  4. לגיוס, הגדילו את PEEP ל-10-12 ס"מ H 2 O, הפחיתו RR ל-6 נשימות לדקה, הגדילו את לחצי השיא ב-2-4 ס"מ H 2 0 מבלי לחרוג מ-30 ס"מ H2O (לעיתים רחוקות אנחנו עולים על 25 ס"מ H2O), ושנו את יחס I:E ל-1:0.5.
    הערה: באופן כללי, רק אחד או שניים משינויים אלה מתבצעים עבור כל מרווח של 30 דקות, כאשר העלייה ב- PEEP ובלחץ שיא היא היעילה ביותר.
  5. ב 3, 5, 7, 9, 11 שעות, להעריך את תפקוד האיברים.
    הערה: הפרמטר העיקרי של עניין הוא יחס PF; עם זאת, הציות הדינמי ולחצי הרשות הפלסטינית מנוטרים מקרוב (איור 6).
  6. במהלך ההערכה, הגדל את תפוקת הלב ל -50% בעוד גז טאטוא מעורב (89% N 2, 8% CO 2, 3% O2) מתווסף למעגל בקצב זרימה של 0.125 L / min באמצעות deoxygenator.
    הערה: פעולה זו משכפלת דלדול חמצן מערכתי ומתרחשת במשך 5 דקות. במהלך תקופה זו, הפחיתו את ה-PEEP ל-5 ס"מ H2O תוך שמירה על לחצי שיא, והגדילו את ה-EIP בהתאם. שמור על RR על 10 פעימות לדקה והגדר את I:E ל- 1 או 1.5, תלוי אם נראה שהריאות לוכדות אוויר או לא.
  7. בצע את החישובים הפונקציונליים עבור התנגדות כלי דם ריאתיים, אוורור דק, תאימות דינמית ויחס P/F.
    הערה: ניתן לחשב את התנגדות כלי הדם הריאתיים לפי: [(PAP - LAP)/CO] x 80, כאשר LAP (לחץ פרוזדורים שמאלי) הוא 0 מ"מ כספית בגלל התכנון של מערכת ניקוז LA פתוחה.
    אוורור דקות מחושב על ידי: TVexpiratory x RR
    תאימות דינמית מחושבת על ידי: TVexpiratory/EIP
    יחס P/F מחושב על ידי: PaO2/Fi02, כאשר FiO2 הוא 21%.
    תוכנת ESLP מחשבת ומתעדת באופן אוטומטי מדדי אוורור ומדדים פונקציונליים באופן רציף.

12. הערכה מטבולית של הריאות המחוררות לשעבר

  1. להעריך את המצב המטבולי של perfusate כל שעה באמצעות ABGs, אשר פועלים סמן חלופי של מצב הריאות. לאסוף 10 מ"ל של perfusate מן היציאה pre-deoxygenator לניתוח עתידי.
    הערה: ניתוח גז הדם משמש גם כדי לפקח על מצב הגז והיוני של perfusate.
  2. השתמשו ב-PaO2 כסמן לתפקוד הריאות הכללי.
    הערה: הדבר נכון במיוחד במהלך שלבי הערכה כאשר גז טאטוא מעורב מתווסף למעגל כדי לדמות דה-אוקסיגנציה מערכתית. גזים לפני או אחרי deoxygenator מושווים כדי להעריך את עליית החמצן על ידי הריאות.
  3. יש לכוון לחמצת נורמלית עם pH תקין (7.35-7.45) עם בולוסים של חיץ tris-hydroxymethyl aminomethane (THAM) (ראו טבלת חומרים).
    הערה: אלקלוזיס בדרך כלל אינו מתוקן ואינו עולה על 7.55. ניתן להוסיף מטאטא CO2 למעגל כדי לתקן זאת לנורמה או אם אלקלוזיס עולה על סף זה.
  4. יש לטפל ב-PaCO2 באופן מתירני והוא בדרך כלל בטווח של 10-20 מ"מ כספית.
    הערה: ערכים אלה מפורשים כסימן לאוורור משביע רצון. אלקטרוליטים אינם מותאמים במהלך ESLP, אך הם מנוטרים כחלק מניתוח ABG סטנדרטי. הלקטט יטפס במהלך משכי הזמן ההולכים וגדלים של ESLP, וכך גם אשלגן. נתרן נשאר יציב (135-145 mmol / L), וסידן הוא בדרך כלל נמוך. טבלה 4 מכילה תוצאות מדגם מייצגות של ניתוח ABGs perfusate במהלך ריצה של 12 שעות של NPV-ESLP בנורמותרמיה ו-30% תפוקת לב באמצעות פרפוזט תאי (דם + שבב).

13. הפסקת זילוח, אוורור וניתוק הריאות ממכשיר ESLP

  1. בדף הגדרה , לחץ על שרת כיבוי.
  2. הסירו את המכסה מהחדר. נתק את מתאם הרשות הפלסטינית מצינורית הרשות.
  3. להוציא את קנה הנשימה. כדי לקבוע את כמות היווצרות בצקת, לשקול את הריאות.
  4. קח ביופסיה 1 ס"מ3 רקמות של האונה האביזר ולחלק אותו לשלושה חלקים כפי שתואר לעיל.
  5. הפעל את ניתוחי הגזים הסופיים, בצע צנטריפוגות של דגימות הפרפוזט ואחסן את ביופסיות הרקמה כפי שתואר קודם לכן (שלב 4.4).
    הערה: הגדרות צנטריפוגה: מהירות, 112 x גרם; תאוצה, 9; האטה, 9; טמפרטורה, 4 °C, וזמן, 15 דקות משך.
  6. סגור את התוכנית; כל הנתונים המוקלטים יישמרו.
  7. בהתאם לפרוטוקולים מוסדיים, השליכו את הרקמות, הדם והחומרים הביו-אקטיביים שנותרו.
  8. נקו את עגלת ה-ESLP באמצעות חומר חיטוי לניקוי משטחים קשיח (למשל, 70% אתנול) והכניסו את כל הרכיבים לשימוש חוזר במקפיא בטמפרטורה של -20°C כדי להפחית את צמיחת החיידקים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

בתחילת זילוח הריאות ואוורור (מצב שימור), הריאות יהיו בדרך כלל בעלות לחץ עורק ריאתי נמוך (< 10 מ"מ כספית) ותאימות דינמית נמוכה (< 10 מ"ל / מ"מ כספית) כאשר הפרפוזט מתחמם לנורמותרמיה. חזירי יורקשייר השוקלים 35-50 ק"ג גורמים בדרך כלל לריאות השוקלות 350-500 גרם. במהלך השעה הראשונה של NPV-ESLP, נפחי הגאות והשפל הנמדדים (TVe) הם 0-2 מ"ל/ק"ג, ונפחי הגאות והשפל ההשראתיים (TVi) הם 100-200 מ"ל. ה-TVe מגיע בדרך כלל ל-4-6 מ"ל/ק"ג תוך 3-6 שעות, ולאחר מכן עשוי להמשיך לעלות אך להתייצב באופן טבעי בטווח של 6-8 מ"ל/ק"ג. TVi תמיד יעלה על TVe ב 100-200 מ"ל. כמו כן, תאימות דינמית תתחיל ב 0-10 מ"ל / כספית בתוך השעה הראשונה ולעתים תהיה גבוהה יותר. בין 3-6 שעות, התאימות הדינמית היא 10-20 מ"ל/מ"מ כספית ומייצבת עם ה-TVe, שהם פרמטרים הקשורים זה בזה. ה- PAP יעלה בהדרגה ככל שזרימת עורק הריאה תעלה בהדרגה מ -10 עד 30% מתפוקת הלב. בתוך השעה הראשונה, זה בדרך כלל 10±2 מ"מ כספית ועולה מעט לאורך 12 שעות לרוץ לטווח של 12±2 מ"מ כספית. במהלך הערכה עם זרימות של 50% מתפוקת הלב, PAP יכול להיות הרבה יותר גבוה ב 15-20 מ"מ כספית. התנגדות כלי הדם הריאתיים (PVR) תעלה בהדרגה במהלך ESLP. איור 6 מציג מגמות ב-PAP, תאימות דינמית ו-PVR במשך 12 שעות של זילוח ואוורור. כל הפרמטרים הללו יכולים להיות מושפעים מהפרוטוקול הניסיוני הספציפי של ESLP המועסק.

במהלך מצב ההערכה של ESLP, המתרחש ב 3, 5, 7, 9, 11 שעות במהלך ריצה של 12 שעות, נצפתה מגמת עלייה ב- LA PaO2 (טבלה 4). מצב ההערכה נמשך 5 דקות. זה מורכב מהורדת PEEP ל 5 ס"מ H2O תוך שמירה על לחצי שיא על ידי הגדלת EIP בפיצוי. הזרימות מוגברות ל -50% מתפוקת הלב, וגז טאטוא מעורב מתווסף דרך הדה-אוקסיגנטור בקצב זרימה של 0.125 ליטר לדקה כדי לדמות את צריכת החמצון המערכתית. באופן כללי, PaO 2 מהרשות הפלסטינית הוא בטווח של 50-60 מ"מ כספית, ו LA PaO2 יכול לנוע בין 60-120 מ"מ כספית, תלוי כמה טוב הריאות הגיבו לשימור ומחדש. ערך עליית המדרגה המוחלט ב- PaO2 בין לפני ואחרי deoxygenator הוא אינדיקטור טוב יותר ליכולת החמצון של הריאות, ובכך תפקוד הריאות; עם זאת, על פי המוסכמות, יחסי PF נותרו פרמטר נפוץ המדווח כדי לחזות השתלה מוצלחת. יחס PF הוא LA (pre-deoxygenator) PaO 2/FiO2 וצריך להיות > 300, שהוא חיתוך ההשתלה לבני אדם. FiO2 הוא 21% (אוויר החדר); לכן, המינימום LA PaO2 הנדרש במהלך ESLP הוא 63 מ"מ כספית. איור 6 מדגים מגמה אופיינית ליחס PF בנקודות זמן הערכה של 5 ו-11 שעות לאורך NPV-ESLP.

שני המצבים של ESLP נהנים מהערכות מטבוליות שונות, כולל ניתוח גז דם תכוף, דגימת הרכב פרפוזאט חוזרת וביופסיות רקמות. פרפוזאט פועל כאינדיקטור חלופי למצב הריאות הכללי; לכן, ניתוח גז הדם של הפרפוזט מספק מידע נרחב על המצב המטבולי של הריאות (טבלה 4). לפני כל הערכה, דגימה של 10 מ"ל פרפוזט נלקחת לצנטריפוגה ומנותחת באמצעות ELISA עבור סמנים ביולוגיים שונים של דלקת, כולל TNF-אלפא, IL-6 ו- IL-8. ערכים אלה הם אינפורמטיביים של המצב הדלקתי של הריאות ואת ההשפעות של פרוטוקולים ניסיוניים; עם זאת, יש לפרש אותם בהקשר של ESLP כמעגל סגור ללא החלפה/החלפה. לפיכך, רמות סמנים ביולוגיים אלה אינן נהנות מהתפקוד התומך של מטבוליזרים טבעיים ופינוי פיזיולוגי כפי שמבוצע על ידי הכבד או הכליות. מסיבה זו, נצפתה עלייה מתמשכת בסמנים אלה לאורך זמן עם ESLP. ביופסיות הרקמה מועילות גם לתיוג סמנים ביולוגיים ולהדמיה ולהערכה היסטולוגית של שלמות הרקמות. היווצרות בצקת היא מדד חשוב נוסף של דלקת הקשורה לחדירות האנדותל. איור 6 מדגים עלייה טיפוסית במשקל של 30% בתום 12 שעות של NPV-ESLP. לאחרונה, הערכה תפקודית חוץ גופית של ריאות על NPV-ESLP נוספה עם אישור in vivo השתלת ריאות שמאליות לתוך 35-50 ק"ג חזירי יורקשייר. הערכת ריאות מושתלות In-vivo מתרחשת במשך 4 שעות לפני המתת חסד באמצעות exsanguination. פרוטוקול ההשתלה שאומץ להערכת in vivo באמצעות מכשיר NPV-ESLP מותאם אישית זה ניתן למצוא בהפניהזו 19.

יחס P:F הוא פרמטר ההערכה התפקודית העיקרי של ESLP והשתלת ריאות אנושיות. טכנולוגיית NPV-ESLP זו יושמה בהצלחה בניסוי קליני עם 100% 30 יום והישרדות של שנה17. שנים עשר קריטריונים מורחבים ריאות אנושיות נשמרו בהצלחה ושופצו על ESLP עם השתלה לאחר מכן. לא היו מקרים של PGD דרגה 3 ולא תמותה מוקדמת. המעקב ארוך הטווח נמשך. למרות שיחס P:F הוא פרמטר ההערכה התפקודית בתקן הזהב להשתלה ו- ESLP, NPV-ESLP מודד גם PAP, עמידות כלי דם ריאתיים, היווצרות בצקת ותאימות כאמצעי תוצאה פונקציונליים נוספים המסייעים בהנחיית שימור ומיזוג מחדש של ריאות. NPV-ESLP מספק הערכות מטבוליות ותפקודיות מקיפות של ריאות תורם. טכנולוגיה זו הוכחה כמועילה מבחינה קלינית בהקשר של ריאות קריטריונים מורחבות. התוכנה תוכננה לדרוש התאמות ידניות מינימליות ויש לה שונות מינימלית בין ובתוך המפעיל.

Figure 1
איור 1: פרוטוקול NPV-ESLP. ייצוג סכמטי של רכש ריאות ו 12 שעות NPV-ESLP לרוץ. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: קרום תומך סיליקון עבור הריאות המרחפות במאגר ESLP במעטפת קשה. קרום תמיכה בתמונה עם צינור אנדוטרכאלי (במרכז) וצינורית עורק הריאה (משמאל). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: מעגל NPV-ESLP. (A) ייצוג סכמטי של המעגל עם מקרא נלווה (משמאל). (B) תמונה של מעגל NPV-ESLP (מימין). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: צילומי מסך מתוכנת NPV-ESLP. (א) מסך "ראשי". (B) מסך "לולאות זרימה". (ג) מסך "הגדרות". אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5: ריאות המחוברות למעגל NPV-ESLP . (A) ריאות תורם קדמיות לפני ESLP. (B) ריאות תורם אחורי לאחר ESLP. (ג, ד) ביופסיית רקמה של אונת הריאה האמצעית הימנית. (E) ריאות המחוברות למעגל ESLP. (F) מיקום מוכח של הריאות על תמיכת סיליקון. (G) מבט קדמי של התקן ESLP הממחיש את רמת הנוזל ההתחלתית ואת מיקום הריאות. (H) ריאות המחוברות למכשיר המדגימות ניקוז פרוזדורים שמאלי פתוח. (א', י', כ') מכסה מאובטח על תא ההתקן. (L) המכשיר והריאות מחוברים במלואם ומתפקדים במצב NPV. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 6
איור 6: פרמטרים פונקציונליים במהלך מצבי הערכה במשך 12 שעות של NPV-ESLP. (A) יחס P:F, יחס PaO 2:FiO2. (ב) ציות. (C) PAP, לחץ עורק ריאתי. (D) PVR, עמידות כלי דם ריאתיים. (ה) עלייה במשקל. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

טבלה 1: פרמטרים של תרשים ניטור מוקלט. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

טבלה 2: הפעלת פרוטוקול NPV-ESLP של 12 שעות. CO, תפוקת לב; PA, עורק ריאתי; PPV, אוורור לחץ חיובי; NPV, אוורור בלחץ שלילי. למצב שימור, פרמטרי אוורור, ראו טבלה 3. החל מ-T3 בוצעה הערכה סדרתית כל שעתיים במשך 5 דקות, כאשר זרימת הרשות הוגדרה ל-50% CO, גז רפואי נקבע ל-89% N 2, 8% CO 2, 3% O2 והגדרות שימור בהתאם לפרמטרים המופיעים בטבלה 3. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

טבלה 3: מצבים של NPV-ESLP: שימור לעומת הערכה. CO, תפוקת לב; FiO2, שבר בהשראת חמצן; LAP, לחץ פרוזדורים שמאלי; NPV, אוורור לחץ שלילי; PAP, לחץ עורק ריאתי ממוצע; PAWP, שיא לחץ דרכי הנשימה; PEEP, לחץ סופי חיובי; PCO2, לחץ חלקי של פחמן דו חמצני במחזור עורקי הריאה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

טבלה 4: ניתוח גז דם שבוצע במהלך 12 שעות של ESLP. Ca+, יון סידן; Cl-, יון כלוריד; Hb, המוגלובין; HCO3-, יון ביקרבונט; K+, יון אשלגן; Na+, יון נתרן; אוסמוסם, אוסמולריות; paCO2, לחץ חלקי עורקי של פחמן דו חמצני; paO2, לחץ חלקי עורקי של חמצן; sO2, רוויית חמצן; יחס P/F, יחס PaO 2/FiO2. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

ישנם מספר שלבים כירורגיים קריטיים יחד עם פתרון בעיות הדרוש כדי להבטיח ריצה מוצלחת של ESLP. ריאות חזיריות צעירות הן עדינות ביותר בהשוואה לריאות אנושיות בוגרות, ולכן המנתח הרוכש חייב להיות זהיר בעת טיפול בריאות חזיריות. זה קריטי לנסות טכניקה "ללא מגע" כדי למנוע גרימת טראומה atelectasis בעת ניתוח הריאות. "ללא מגע" פירושו שימוש בכמות המינימלית של מניפולציה ידנית של הריאות במהלך הרכש. תמרוני גיוס בזמן ההנשמה במהלך ניתוח יעילים הרבה פחות בריאות חזיריות מאשר ריאות אנושיות. זה לא מומלץ להפנות אוויר באופן ידני דרך alveoli כפי שמבוצע לעתים קרובות עם ריאות אנושיות כי זה יגרום נזק בלתי הפיך לריאות חזיר צעיר. זה קריטי להדק את קנה הנשימה בנפחי גאות ושפל התואמים את נפחי השראת הגאות כדי למקסם את ההסתברות לריצה מוצלחת של NPV-ESLP. כל תאימות אבודה במהלך הרכש מאתגרת להחזיר על NPV-ESLP בעת עבודה עם ריאות חזיר; הריאות של בני אדם באמצעות NPV-ESLP הן סלחניות יותר בהקשר זה. באופן אידיאלי, הידוק הריאות בנפחי אינדוקציה גאות ושפל מבוצע ללא צורך בלחץ שיא מוגבר; עם זאת, הציות מתחיל לרדת זמן קצר לאחר איסכמיה חמה, ולפעמים נדרשים לחצים גבוהים יותר כדי לשמור על הגיוס. כדאי לעבור ליחס I:E של 2:1 לאחר כריתת הלב כדי לשמור ואף להגדיל מעט את גיוס הנאדיות עם TVe מעל 10ml/kg לפני תחילת כריתת דלקת ריאות. אין להפוך את הריאות באופן מדיאלי כדי לנתח את החיבורים הפלאורליים האחוריים מהוושט, כפי שנהוג לבצע בשאיבת ריאות אנושיות. יש לנתח בבוטות את החיבורים הפלאורליים האחוריים באמצעות גישה עיוורת, להרחיק את הרקמה מהריאות באמצעות יד חופשית ובו זמנית להרים כלפי מעלה מקנה הנשימה המהודק כדי לספק מתיחה נגדית. ריאות חזיריות צעירות שאיבדו תאימות משמעותית בזמן הידוק קנה הנשימה יתקשו להתאושש על ESLP. אם לריאות יש 0 תאימות דינמית בתחילה במהלך NPV-ESLP והן אינן מפתחות שיפור תאימות דינמי כפי שנמדד על ידי התוכנה בשעה הראשונה, ספק אם ריאות אלה ישחזרו את תפקודן. זו כמעט בוודאות בעיה עם טכניקת explant כירורגי. אם לא הושג אורך PA מספיק, אבי העורקים היורד יכול להאריך את הרשות באמצעות אנסטומוזה מקצה לקצה.

יש צורך במספר שלבים קריטיים ושיטות לפתרון בעיות במהלך הפעלת מנגנון NPV-ESLP כדי להשיג זילוח מוצלח. תהליך הרכש, הרכבת הריאות על מנגנון NPV-ESLP, וייזום זילוח / אוורור לא יעלה על 20-30 דקות. תקופות ממושכות של איסכמיה מקטינות את ההסתברות לריצה מוצלחת. יש למקם את הריאות על קרום תמיכת הסיליקון כך שלא צינורית הרשות הפלסטינית ולא צינור החוצן יפריעו לתנועת האונות העליונות במהלך האוורור. יש להרים את הריאות מתא הקליפה הקשה באמצעות קרום התמיכה מסיליקון; עם זאת, הריאות לא צריכות להיות מוגבהות עד כדי כך שניקוז פתוח של דם יגרום להמוליזה מכוח הנפילה על מאגר הקליפה הקשה. יש לזהות כל קרע בפרנכימת הריאה ולתפור אותו עם 6-0 פרולן כדי למנוע דליפת אוויר. גרוטאות צדר או קרום הלב יכול להיות מועיל לבצע תיקון תיקון. כמו כן, גזה ספוגה בדם יכולה לשמש גם לסתימת קרעים שלא ניתן לתקן בניתוח. עדיף להימנע מפציעה מאשר לתקן את פרנכימה הריאות כמו הריאה קשה לתפור מבלי לגרום נזק נוסף. הריאות חייבות להישאר מנופחות בעת התחלת אוורור, ולכן CPAP חייב להתחיל ב 20 ס"מ H2O לפני פתיחת הידוק קנה הנשימה או צינורות אוורור. אם הריאות יתרוקנו, הן ייאבקו. כל גיוס מכתשית אבוד לפני תחילת האוורור יהיה קשה להחזיר במהלך NPV-ESLP, וכתוצאה מכך התאוששות איטית יותר. בעת התחלת זילוח, מתמר הלחץ חייב להיות מאופס כראוי. מהדק הרשות הפלסטינית מוסר באיטיות כדי למנוע את ההשפעה הבלתי רצויה של זרימת יתר ריאתית מלחצים וזרימה גבוהים מדי. אסור לעקם את הרשות הפלסטינית העיקרית בעמדתה מכיוון שהדבר יפיק קריאות לחץ מוגברות באופן שגוי. אסור למתאם הרש"פ להתפצל מאותה סיבה. שני המצבים יכולים להפריע לזילוח של רקמת הריאה. זה קריטי לשמור על PEEP מעל 12 במשך השעה הראשונה של האוורור ולא לרדת PEEP מתחת 8 למעט הערכה, שם PEEP של 5 רצוי. לחצי שיא צריכים להתאים לאלה המשמשים בזמן הרכש מכיוון שהם אינפורמטיביים לגבי מצב תאימות הריאות. לדוגמה, אם הריאות דרשו לחץ שיא של 25 ס"מ H 2 O בזמן הרכישה כדי להשיג TVe של 10 מ"ל / ק"ג, כל דבר פחות מ 25 ס"מ H2O לא סביר לקיים את אותהכמות של גיוס מכתשית פעם על המכונה.

ישנן כמה מגבלות של שיטה זו שכדאי לשקול. כאמור, המוסכמה בספרות ESLP היא לדווח על PaO2 רק בעת חישוב יחסי P:F 8,9,10,11,15,17,18; עם זאת, PA PaO2 הוא אינפורמטיבי מכיוון שהוא מבהיר את עליית החמצן המתרחשת עקב חמצון ריאות. זהו תיאור טוב יותר מאשר יחס P:F בלבד. כאשר גז הטאטוא אינו פועל, המכונה פועלת למעשה כשאנט אחד גדול שמזרים דם דרך הריאות להקפות חוזרות ונשנות של חמצון. מסיבה זו, ABGs במצב שימור אינם אינפורמטיביים במיוחד עבור יכולת החמצון של הריאות, אך הם בעלי ערך רב עבור הפרופיל המטבולי. זו הסיבה מדוע טאטוא גז מעורב במהלך הערכה הוא כל כך חשוב ומדוע deoxygenation מוכח של perfusate פוסט deoxygenator הוא קריטי. מגבלה נוספת היא הצורך במודל in vivo להערכה מדויקת של תפקודי ריאות לאחר ESLP. השתלת In vivo היא תובענית מבחינה כירורגית בהשוואה לניתוח רכישת איברים, עם סיבוכים אפשריים רבים המביאים לאובדן הריאה המושתלת. ככאלה, הן ESLP והן השתלה לאחר מכן הם מאמצי משאבים יקרים ובעלי עקומות למידה תלולות.

ישנם מספר יתרונות של טכנולוגיית NPV-ESLP זו בהשוואה לדגמים הזמינים כיום. מחקרים פרה-קליניים שהשוו בין NPV-ESLP ל-PPV-ESLP הראו כי NPV היא צורה מעולה של אוורור15. זה כנראה בגלל NPV היא שיטה פיזיולוגית יותר עבור ESLP. NPV משכפל את סביבת הלחץ התוך-חזי השלילית של בית החזה כדי לגרום להתרחבות הריאות על ידי פיזור שווה של הכוח על פני השטח הפלאורלי. PPV גורם לברוטראומה גדולה יותר מכיוון שהוא מאלץ את הריאות להיפתח באמצעות לחצים גבוהים יותר המכוונים במורד דרכי הנשימה. אחד היתרונות המשמעותיים האחרים של מכשיר NPV-ESLP זה הוא שהוא נועד להיות נייד לחלוטין. ניידות מאפשרת ביטול וירטואלי של זמן איסכמי חם מכיוון שהמכשיר יכול ללוות צוותי השתלות למרכז התורמים. זמן איסכמי קשור ישירות להיקף הפגיעה ברפרפוזיה איסכמית ריאתית (LIRI) והתפתחות לאחר מכן של תפקוד לקוי של השתל הראשוני (PGD), הגורם העיקרי למוות ולתחלואה לאחר השתלת ריאות. לכן, כל מאמץ להפחית איסכמיה צריך להיות מתורגם לשיפור בתוצאות לאחר ההשתלה. קיצור הזמן האיסכמי מאפשר גם רכישת ריאות ממקומות גיאוגרפיים מרוחקים. הסיבה לכך היא שזמן ההובלה הופך להיות פחות דאגה להתפתחות LIRI ו-PGD, ובכך מגדיל את זמינותם של איברים מתורמים שאחרת היו נדחים.

מכשיר זה והשיטות המתוארות הם בעלי יישומים קליניים ומחקריים שימושיים. כאמור, אב הטיפוס של מכשיר זה כבר שימש לניסוי קליני מוצלח של קריטריון מורחב ריאות תורם להשתלה עם 100% 30 ימים והישרדות של שנה ואפס מקרים של PGD כיתה 317. ניסוי רב-מרכזי הוא השלב הבא עבור מכשיר זה לקראת פיתוח מסחרי. לגבי יישומי מחקר, יש ראיות פרה-קליניות לכך ש-NPV-ESLP עדיף על PPV-ESLP15. NPV-ESLP טומן בחובו הבטחה להפוך למכשיר למופת, שיניע מחקר נוסף באמצעות טכנולוגיה זו. ליישום ESLP בסביבת המעבדה יש יתרון של ניטור רציף של תפקוד האיברים, משוב מיידי על הכנסת שיטות טיפול חדשניות, בידוד הריאות ממערכות איברים אחרות לבדיקת טיפולים, וכלי למתן טיפולים שבעבר לא היה להם נתיב מתן לריאות התורם. במובן זה, היישום שלה במחקר תרגומי להשתלת ריאות הוא ללא תחרות. מכשיר ספציפי זה עם תוכנת ESLP אוטומטית קל לשימוש, מביא לשונות מינימלית בין ותוך אופרטורים בפרמטרים פונקציונליים, ונועד לדרוש התאמות ידניות מינימליות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

DHF מחזיקה בפטנטים על טכנולוגיה ושיטות זילוח איברים ex-situ . DHF ו-JN הם המייסדים ובעלי המניות העיקריים של Tevosol, Inc. .

Acknowledgments

מחקר זה מומן מטעם קרן המחקר של בית החולים.

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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. 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).
  2. Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2017 annual data report: Lung. American Journal of Transplantation. 19, Suppl 2 404-484 (2019).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. The New England Journal of Medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. Ricard, J. D., Dreyfuss, D., Saumon, G. Ventilator-induced lung injury. European Respiratory Journal. 42, 2-9 (2003).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. Buchko, M. T., et al. A low-cost perfusate alternative for ex vivo perfusion. Transplantation Proceedings. 52 (10), 2941-2946 (2020).
  19. Forgie, K. A., et al. Left lung orthotopic transplantation in a juvenile porcine model for ESLP. The Journal of Visualized Experiments. , (2021).

Tags

החודש ב-JoVE גיליון 180
אוורור לחץ שלילי נורממי <em>זילוח ריאות Ex Situ</em> : הערכת תפקוד הריאות וחילוף החומרים
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Forgie, K. A., Fialka, N., Buchko,… More

Forgie, K. A., Fialka, N., Buchko, M., Himmat, S., Hatami, S., Qi, X., Wang, X., Buswell, K. M., Edgar, R., Freed, D. H., Nagendran, J. Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism. J. Vis. Exp. (180), e62982, doi:10.3791/62982 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter