Summary
Bu yazıda, ısmarlama platformda tedarik, bağlanma ve yönetim dahil olmak üzere negatif basınçlı ventilasyon ex situ akciğer perfüzyonunun domuz eti modeli açıklanmaktadır. Anestezik ve cerrahi tekniklerin yanı sıra sorun giderme konularına odaklanılır.
Abstract
Akciğer transplantasyonu (LTx), son dönem akciğer hastalığı için standart bakım olmaya devam etmektedir. Uygun donör organlarının yetersizliği ve aşırı coğrafi ulaşım mesafesi ve sıkı donör organ kabul kriterleri ile daha da kötüleşen donör organ kalitesi ile ilgili endişeler, mevcut LTx çabalarında sınırlamalar oluşturmaktadır. Ex situ akciğer perfüzyonu (ESLP), bu sınırlamaların azaltılmasında umut vaat eden yenilikçi bir teknolojidir. Akciğerlerin donör vücudun enflamatuar ortamının dışında fizyolojik ventilasyonu ve perfüzyonu, ESLP'ye geleneksel soğuk statik korumaya (CSP) göre çeşitli avantajlar sağlar. Negatif basınçlı ventilasyon (NPV) ÇSYB'nin pozitif basınçlı ventilasyon (PPV) ESLP'den üstün olduğuna dair kanıtlar vardır, PPV daha belirgin ventilatör kaynaklı akciğer hasarı, pro-inflamatuar sitokin üretimi, pulmoner ödem ve bül oluşumunu indüklemektedir. NPV avantajı belki de intratorasik basıncın tüm akciğer yüzeyi boyunca homojen dağılımından kaynaklanmaktadır. Özel bir NPV-ESLP cihazının klinik güvenliği ve fizibilitesi, genişletici kriterler donörü (ECD) insan akciğerlerini içeren yakın tarihli bir klinik çalışmada gösterilmiştir. Burada, bu özel cihazın kullanımı, normotermik NPV-ESLP'nin 12 saatlik bir süre boyunca genç bir domuz modelinde, yönetim tekniklerine özellikle dikkat edilerek açıklanmaktadır. ESLP yazılımının başlatılması, hazırlanması ve ESLP devresinin havasının boşaltılması ve anti-trombotik, anti-mikrobiyal ve anti-enflamatuar ajanların eklenmesi dahil olmak üzere cerrahi öncesi hazırlık belirtilmiştir. Santral hat yerleştirme, akciğer biyopsisi, ekssanguinasyon, kan alma, kardiyoektomi ve pnömonektominin intraoperatif teknikleri anlatılmaktadır. Ayrıca, anestezi indüksiyonu, bakımı ve dinamik modifikasyonları ana hatlarıyla belirtilen anestezik hususlara özellikle odaklanılır. Protokol ayrıca özel cihazın perfüzyon ve ventilasyonun başlatılmasını, bakımını ve sonlandırılmasını da belirtir. Ventilasyon değişiklikleri ve organ fonksiyonunu optimize etmek için metabolik parametreler de dahil olmak üzere dinamik organ yönetimi teknikleri ayrıntılı olarak tanımlanmıştır. Son olarak, akciğer fonksiyonunun fizyolojik ve metabolik değerlendirmesi, temsili sonuçlarda karakterize edilir ve tasvir edilir.
Introduction
Akciğer transplantasyonu (LTx), son dönem akciğer hastalığı1 için standart bakım olmaya devam etmektedir; Bununla birlikte, LTx'in yetersiz donör organ kullanımı2 ve bekleme listesi mortalitesi %403 gibi önemli sınırlamaları vardır, bu da diğer solid organ nakillerinden daha yüksektir 4,5. Donör organ kullanım oranları organ kalitesi endişeleri nedeniyle düşüktür (%20-30). Katı donör organ kabul kriterleri ile birleşen aşırı coğrafi ulaşım mesafesi bu kalite endişelerini daha da kötüleştirmektedir. LTx ayrıca uzun süreli greft ve hasta sonuçları açısından diğer katı organ nakillerini de izlemektedir2. En sık iskemik reperfüzyon hasarının (İİR) neden olduğu primer greft disfonksiyonu (PGT), LTx sonrası 30 günlük mortalite ve morbiditenin önde gelen nedenidir ve kronik greft disfonksiyonu riskini arttırır 6,7. IRI'yi azaltma ve güvenli taşıma sürelerini uzatma çabaları, hasta sonuçlarını iyileştirmek için çok önemlidir.
Ex situ akciğer perfüzyonu (ESLP), bu sınırlamaların azaltılmasında umut vaat eden yenilikçi bir teknolojidir. ESLP, transplantasyondan önce donör akciğerlerin korunmasını, değerlendirilmesini ve yenilenmesini kolaylaştırır. Genişletilmiş kriterli donör (EKB) akciğerlerin transplantasyonunu takiben tatmin edici kısa ve uzun vadeli sonuçlar sergilemiş, LTx için uygun donör akciğer sayısında artışa katkıda bulunmuş, bazı merkezlerde organ kullanım oranları %20 artmıştır 8,9,10. LTx, soğuk statik koruma (CSP) için mevcut klinik standartla karşılaştırıldığında, ESLP çeşitli avantajlar sunar: organ koruma süresi 6 saat ile sınırlı değildir, implantasyondan önce organ fonksiyonunun değerlendirilmesi mümkündür ve sürekli organ perfüzyonu nedeniyle, organ fonksiyonunu optimize eden perfüzyonda modifikasyonlar yapılabilir11.
İnsan kullanımı için tasarlanmış mevcut ESLP cihazlarının büyük çoğunluğu pozitif basınçlı ventilasyon (PPV) kullanır; Bununla birlikte, son literatür bu ventilasyon stratejisinin negatif basınçlı ventilasyon (NPV) ESLP'sinden daha düşük olduğunu ve PPV'nin ventilatöre bağlı akciğer hasarını daha belirgin hale getirdiğini göstermiştir12,13,14,15. Hem insan hem de domuz akciğerlerinde, NPV-ESLP, pro-inflamatuar sitokin üretimi, pulmoner ödem ve bül oluşumu dahil olmak üzere çeşitli fizyolojik alanlarda pozitif basınç ex situ akciğer perfüzyonu (PPV-ESLP) ile karşılaştırıldığında üstün organ fonksiyonu sergiler15. NPV-ESLP'de intratorasik basıncın tüm akciğer yüzeyi boyunca homojen dağılımı bu avantajın altında yatan önemli bir faktör olarak öne sürülmüştür15,16. Klinik öncesi faydalarına ek olarak, NPV-ESLP'nin klinik güvenliği ve fizibilitesi yakın tarihli bir klinik çalışmada gösterilmiştir17. Yeni bir NPV-ESLP cihazı kullanılarak, on iki genişletilmiş kriterli donör insan akciğeri başarıyla korundu, değerlendirildi ve daha sonra% 100 30 günlük ve 1 yıllık sağkalım ile nakledildi.
Bu makalenin amacı, laboratuvarımızın NPV-ESLP cihazının normotermik koşullar altında juvenil domuz akciğerlerini kullanarak 12 saatlik bir süre boyunca bir çalışma protokolünü göstermektir. Cerrahi geri alma ayrıntılı olarak ele alınmıştır ve özel yazılım platformumuzun başlatılması, yönetimi ve sonlandırılması da açıklanmaktadır. Doku toplama stratejisi ve örneklerin yönetimi de açıklanmaktadır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Bu makalede gerçekleştirilen prosedürler, Kanada Hayvan Bakımı Konseyi'nin yönergelerine ve laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı kılavuzuna uygundur. Alberta Üniversitesi'nin kurumsal hayvan bakım komitesi protokolleri onayladı. Sadece 35-50 kg arasındaki dişi yavru Yorkshire domuzları kullanılmıştır. ESLP prosedürlerine katılan tüm bireyler tarafından uygun biyogüvenlik eğitimi istenmiştir. NPV-ESLP deneyinin tamamına şematik bir genel bakış Şekil 1'de gösterilmiştir.
1. Ameliyat öncesi hazırlıklar
- Organ haznesini ESLP arabasına yerleştirin ve silikon destek membranını ( bkz. Malzeme Tablosu) süspansiyon için hazne kancalarına monte edin.
- ESLP borusunu, deoksijenatörü, arteriyel filtreyi ve santrifüj pompayı monte edin.
- Isı eşanjörü su hatlarını deoksijenatöre ve süpürme gazı borusuna bağlayın.
- Sıcaklık sensörü probunu ( bakınız Malzeme Tablosu) deoksijenatöre takın.
- Pulmoner arter (PA) akış dönüştürücüsünü (bakınız Malzeme Tablosu) PA tüpüne sabitleyin.
NOT: Akış dönüştürücü, akışı ölçmek ve santrifüj pompaya geri iletmek için ultrason kullanır. - PA basınç dönüştürücüsünü PA kanülüne sabitlemek için üç yönlü bir stopcock kullanın.
- Sızıntıları önlemek için tüm boru bağlantılarını sıkıca takın ve perfüzyonu eklemeden önce tüm tapaları ve Luer kilitlerini kapatın.
- Devreyi 1000 mL modifiye edilmiş ortak hastane bileşeni perfüzyonu (CHIP) ile astarlayın.
NOT: CHIP, 35 mmHg'lik onkotik ölçüme sahip, tescilli perfüzyon çözeltileri18 ile karşılaştırılabilir, ısmarlama düşük maliyetli bir perfüzyondur. - Pompa ve hatların havasızlaştırılmasını kolaylaştırmak için devre astarlandıktan sonra yazılımı başlatın.
NOT: Bu adımlar Şekil 2 ve Şekil 3 ile ilişkilidir.
2. ESLP yazılımı başlatma, ayarlamalar ve havalandırma devresi
- ESLP programını başlatmak için monitördeki program kısayoluna tıklayın. Tara, Sepet 3, Bağlan'ı ve ardından NPV programı'nı ve ardından Yazılımı Başlat'ı seçin.
- Ana sayfada, devre astarlandıktan sonra, havayı devreden çıkarmak ve sabit bir sıvı akışı ile PA kanülünden perfüzyon akışını göstermek için akış RPM'lerini 900'e yükseltin.
- Devreye 3.375 g piperasilin-tazobaktam, 10.000 birim heparin (10.000 U / 1.5L perfüzyonat = 6.66 U / L) ve 500 mg metilprednizon ekleyin.
- Referans amacıyla perfüzyonatın bir arteriyel kan gazı (ABG) örneğini alın.
- Ana sayfada, CPAP'yi 20 cm H2O (maks.) değerine kadar çevirin ve işlevi kontrol etmek için açın. İşlem onaylandıktan sonra kapatın.
- Ana sayfada, EIP'yi -5 cm H20'a çevirin ve işlevi kontrol etmek için açın. İşlem onaylandıktan sonra kapatın.
- Ayarlar sayfasında, ısıtıcıyı açın (Isıtıcıyı Başlat'a tıklayın) ve işlevi onaylayın. Monitörlerdeki sıcaklık ayar noktasını değiştirin ve sepetteki ısıtıcı monitöründe uyumlu bir değişikliği onaylayın. İşlem sağlandıktan sonra kapatın.
NOT: Burada kullanılan ESLP aparatı özel bir yazılım programı ile donatılmıştır (Şekil 4). Program, istenen PA Akışı, sürekli pozitif hava yolu basıncı (CPAP), ekspiratuar sonu basıncı (EEP), son inspiratuar basınç (EIP), solunum oranı (RR) ve inspiratuar: ekspiratuar (I: E) oranını elde etmek ve sürdürmek için pompa hızının ve ventilasyon parametrelerinin kontrol edilmesini sağlar. Yazılım, fonksiyonel parametreleri ve basınç-hacim döngülerini hesaplar. Tablo 1 , yazılım tarafından sağlanan tüm izleme parametrelerini listeler.
3. Anestezi için hazırlıklar
- Donör domuz için premedikasyon olarak ameliyathanede ketamin (20 mg / kg) ve atropin (0.05 mg / kg) (kas içi enjeksiyonlar) uygulayın.
- Domuz sırtüstü yatmayı ısıtmalı bir ameliyat masasına yerleştirin. Normotermiyi koruyun ve maske indüksiyonu ile devam edin.
- Hayvan ağırlığına göre oksijen akışını titre edin, tipik olarak 20-40 mL / kg.
- İzofluran'ı başlangıçta% 4-5 oranında uygulayın. Sonra 1-2 dakika sonra% 3'e düşürün.
- Her 5 dakikada bir anestezi derinliğini değerlendirin. Domuzun zararlı bir uyarana yanıt olarak geri çekilme refleksine sahip olmadığından emin olun.
- Doğru anestezi derinliği doğrulandıktan sonra, domuzu entübe edin.
- Dile (tercih edilen) veya kulağa bir nabız oksimetre probu yerleştirerek oksijen doygunluğunu% 90'ın üzerinde hedefleyin.
- Anestezi seviyesini korumak için oksijen akışını (20-40 mL / kg) ve inhalan gazı (% 1-3) ayarlayın.
- Ventilatör ayarlarını TV'de 6-10 mL/kg, solunum hızı 12-30 nefes/dak, PEEP 5 cm H2 O, Pik Basıncı 20 cmH2O'da tutun.
- Kesi bölgesini hazırlamak için iyot kullanarak tıraş edin ve yıkayın.
4. Akciğer biyopsisi, ekssanguinasyon ve kan toplama
- Sıvı ve heparin uygulaması için merkezi bir çizgi yerleştirin.
- Trakea üzerinde ortalanmış ve sternal çentikten kraniyal olarak uzanan elektrokoter ile 5-8 cm'lik bir orta hat kesisi yapın.
- Koterin kullanılması, cildi ve deri altı yağını bölün.
- Trakeaya lateral sol veya sağ karotis intravasküler demetini tanımlamak için, orta hat düzlemini kayış kasları arasında bölün ve bağ dokusu katmanlarını ayırın.
- 2-0 ipek bağlarını damar halkaları olarak kullanarak, juguler venin distal ve proksimal kontrolünü sağlayın.
- Kan akışını kontrol etmek için, kraniyal çevreleyen bağı bağlayın ve proksimal bağ üzerinde yukarı doğru geri çekilin.
- 7 Fr'lik bir merkezi çizgiyi yerleştirmek için, Metzenbaum makası (~ 1/3 damarın çevresi) kullanarak damarda küçük bir kesi yapın.
- Proksimal damar döngüsündeki gerginliği serbest bırakın, aynı anda damarı kanüle edin. Kanülü damara 10 cm derinlikte sabitlemek için ipeği bağlayın.
- Hattı heparin (1 ünite/mL) ile yıkadıktan sonra %0,9 Normal Salin'lik bir IV hattına bağlayın. Domuz intravasküler olarak dehidrasyondan tükenirse, sıvıyı uygulayın. Kullanılmayan bağlantı noktalarını hep ile kilitleyin.
- Medyan sternotomi yapın
- Sternal çentik ve ksifoid süreçleri insizyonel yer işaretleri olarak tanımlayın.
- Tüm sternumu (yaklaşık 40-50 cm) kapsayan ve sternal çentikteki önceki insizyonu ksifoid'e bağlayan bir orta hat insizyonu yapmak için elektrokoter kullanın.
- Subkutan dokuyu ve fasyayı pektoralis majör kasının lifleri arasında bölün. Hemostazı korumak için kanama damarlarını koterize edin.
- Sternal kemik boyunca orta çizgiyi işaretlemek için elektrokoter kullanın. Ksifoidi kesmek için ağır makas kullanın ve sternal testereyi yerleştirmek için elle tutulur bir alan oluşturmak için perikardı, sternumun arka masasından açıkça diseke etmek için bir parmak kullanın.
- Sternumun zıt taraflarına, kostokondral bileşkeye yanal 4. kaburga seviyesinde iki havlu klipsi uygulayın. Havlu klipslerinin içindeki üstteki doku ve fasya tabakasını satın alın ve sternotomi sırasında sternumu kalpten dikey olarak kaldırın.
- Sternotomi, elektrikli veya hava ile çalışan bir testere ile gerçekleştirin, dişler yukarı, ksifoidden sternal çentiğe doğru. Altta yatan yapıların (örneğin perikard ve brakiyosefalik ven ve innominat arter) yaralanmasını önlemek için, testere ile kademeli olarak ilerleyin ve havlu klipsleri kullanarak dikey olarak geri çekin.
NOT: Sternum sternal çentiğin derinliklerine posteriorda dalar ve sternotomiyi bu seviyede tamamlamak için testere posteriorda yönlendirilmelidir. - Kanama sternumunun hemostazı elde etmek için koter kullanın.
NOT: Bu amaçla kemik mumu da kullanılabilir. - İntravenöz olarak 1.000 U/kg heparin verin. Heparin uygulamasından 5 dakika sonra in vivo kan örneği alın.
- Sternal retraktör için yer açmak üzere plevrayı iç sternumdan açıkça diseke etmek için bir parmağınızı kullanın.
- Karın bölgesine doğru bir sapı olan sternal bir retraktör yerleştirin ve mediasteni tamamen açığa çıkarmak için yavaş yavaş geri çekin.
- Bir parmak ve elektrokoter ile künt diseksiyonun bir kombinasyonunu kullanarak timusu perikarddan çıkarın.
NOT: Timüsü küçük parçalar yerine tek bir büyük parça olarak çıkarmak en iyisidir. - Doku analizi için sağ üst akciğer lobunun biyopsisini alın: sağ üst lobu açığa çıkarmak için sağ plevrayı açın. 1cm3'lük bir kısmı 0-ipek ile çevreleyin, bağlayın ve akciğerin bu kısmını Metzenbaum makası kullanarak tüketin.
- Biyopsiyi eşit büyüklükte üç bölüme ayırın ve her birinden birini optimum kesme sıcaklığı (OCT) jeli, formalin ve sıvı azot (çıtçıtlı dondurma) içine yerleştirin.
- OCT ve snap-frozen numuneleri -80 ° C'lik bir dondurucuda saklayın ve formalin numunelerini uygun şekilde kapatılmış bir kap kullanarak 4 ° C'lik bir buzdolabında saklayın.
NOT: İnterstisyel ödem, alveoler ve interstisyel inflamasyon, interstisyel ve perivasküler nötrofilik infiltrasyonlar ve kanama15 dahil olmak üzere akciğer hasarının histopatolojisini incelemek için biyopsi örnekleri hematoksilin-eozin boyaması ile boyanır.
- Perikadı açın. Forseps kullanarak perikardı, sertleştirin ve perikardın orta hattında Metzenbaum makası ile bir kesi yapın.
- Bu insizyona kraniyal olarak aort köküne, daha sonra superior vena kava (SVC) açığa çıkarmak için lateral olarak devam edin. Perikardiyotomiyi kaudal olarak tamamlayın ve insizyonu kardiyak apeks seviyesinde sola ve sağa T-kapatın.
- Domuzu exsanguination ile ötenazi yapın. SVC'yi kesin ve lümenin içine bir Poole uçlu emme (bakınız Malzeme Tablosu) yerleştirin ve emme ucunu inferior vena kavaya (IVC) ilerletin.
NOT: Ekssanguinasyonu hızlandırmak için sol atriyumun (LA) ön duvarında bir kesi yapılır.- Kalp tepesini kaldırın ve Metzenbaum makası kullanarak LA'yı koroner sinüsün 1 cm altında kesin. Ekssanguinasyonda,% 100O2'den oda havasına geçin.
- Tam Kan Topla: Poole uç emiş, 500 mL paketlenmiş kırmızı kan hücresi (pRBC) üretmek için aşağı doğru döndürülen 1200 mL tam kan toplamak için bir hücre koruyucu cihaza bağlanır.
NOT: Hücre Tasarrufu Protokolü Ayarı: Dolum Akışı: 300 mL/dak, Yıkama Akışı: 100 mL/dak, Boş Akış: 150 mL/dak, Dönüş Akışı: 150 mL/dak, Yıkama Hacmi: 300 mL, Konsantrasyon Akışı: 200 mL/dak. Bu ~ 5 dakika sürecektir.
5. Kardiektomi
- Kardiektomiyi gerçekleştirin: Kardiyak tepeyi kraniyal olarak kaldırın ve sol hemi-azigot venin birleştiği koroner sinüsü transekte etmek için önceki LA insizyonuna lateral olarak devam edin.
- PA bifurkasyonunun ön yüzeyi boyunca medial olarak keserek LA'yı bölün.
- IVC'yi diyaframın 1 cm yukarısına aktarın. Bu insizyonu medial olarak keserek LA'ya bağlayın.
- PA bifurkasyonuna doğru giden sağ pulmoner arterin üst kısmını keserek LA'nın bölünmesini tamamlayın.
NOT: Bu basamak sağ superior pulmoner veni posterior LA'dan dışlar. - IVC'yi kraniyal olarak kaldırın ve sağ superior pulmoner veni bölün. Ana PA ve sağ atriyum (RA) / SVC arasında birleşen perikardiyal yansımaları bölün.
- Kalbi yere koyun ve SVC'yi transekte edin. SVC'yi bağ dokusu tabakasından posteriorda bölün ve azigot veni transekte edin.
- Kalbi kraniyal olarak kaldırın, PA'yı pulmoner kapak seviyesinde bölün. Metzenbaum makası kullanarak Aort'u PA'dan kısmen diseke edin, ardından yükselen Aort'u transekte edin.
NOT: Bu, kardiyoektomiyi tamamlar.
6. Pnömonektomi
- Pnömonektomiyi gerçekleştirin: ekspiratuar tidal hacmin (TVe) yaklaşık 10 mL / kg olduğunu kontrol edin. Bu hedefe ulaşmak için 2: 1 inspiratuvar: ekspiratuar orana geçin. TV 6mL / kg< kalırsa, maksimum alveolar işe alım için 8-10 mL / kg hedefine ulaşmak için pik basınçları ve / veya PEEP'i artırın.
- Domuzun sol tarafındaki plevrayı açın. Metzenbaum makası kullanarak sternumun arka masası boyunca yatay bir kesi yapın. Mediastenin üst ve alt sınırlarında plevradan frenik sinire iki dikey insizyon yapın.
- Frenik sinir boyunca keserek plevrayı tüketin. Bu adımı sağ tarafta tekrarlayın. Diyafragma plevrası benzer şekilde, posterior LA manşetini inferior sınır olarak kullanarak, frenik sinire benzer şekilde açın ve çıkarın.
- Plevral ataşmanları diyaframdan sol alt akciğer lobuna doğru bölün. Diyaframı yukarı doğru tutmak için bir Deaver retraktörü kullanın (bkz. Soldaki inferior pulmoner ligamenti bölün ve hiluma doğru devam edin.
- Akciğer dokusunun kendisi ile ilgili "temassız teknik" deneyin.
NOT: Yani, travmayı önlemek için akciğerin minimal manuel manipülasyonunu deneyin. - Sağ tarafta, IVC ve plevral ataşmanları diyaframdan ayırın. Deaver retraktörünü kullanarak diyaframı yukarı doğru çekin. İnferior pulmoner ligamenti sağ tarafa bölün ve hiluma doğru devam edin.
- Trakeayı açığa çıkarmak için innominat ven ve kemer damarlarını bölün.
- Trakeayı çevreleyen dokuyu açıkça diseke edin. Yaklaşık 10 mL/kg'da ekspiratuar tidal hacimler (TVe) ile, maksimum inhalasyonda bir tüp kelepçesi kullanarak trakeayı kelepçeleyin.
- Trakeayı transekte edin ve cerrahi çekiş sağlamak için kalan adımlar için kelepçeli kısmı yukarı doğru kaldırın.
- Ağır Metzenbaum makası ve serbest el ile künt diseksiyon kullanarak posterior trakeayı yemek borusundan diseke edin. Kalan plevral ataşmanları bölün, Aort'u sol bronşun üstünde ve altında transekte edin ve akciğerleri inen Aort'un bir segmenti ile göğüsten çıkarın.
- Akciğerleri kelepçe açıkken tartın ve hızlı bir şekilde buzla dolu bir soğutucuda saklayın. ESLP çalışması sırasında kilo alımı ödem oluşumunun bir göstergesidir.
NOT: Bu, pnömonektomiyi tamamlar.
7. Akciğerlerin ESLP aparatına yerleştirilmesi
- Perfüzyon devresine 500 mL pRBC ekleyin (daha önce 1L CHIP ile astarlanmış, adım 1.8) ve 1.5 L perfüzyonun son hacmine ulaşın.
NOT: Hemoglobin konsantrasyonu yaklaşık 50 g / L veya% 15'lik bir hematokrit olarak hedeflenmiştir. - Veri kayıtları için akciğerlerin fotoğraflarını çekin.
- Sağ orta akciğer lobuna biyopsi yapın. 1cm3'lük bir kısmı 0-ipek ile çevreleyin, bağlayın ve daha önce tarif edildiği gibi doku analizi için makas kullanarak akciğerin bu kısmını tüketin (adım 4.4).
- 3/8, 1/2 inç boru adaptörünü ana pulmoner artere (mPA) sabitleyin. Çıtçıtları kullanarak mPA'nın zıt taraflarını kavrayın. 1/2 inçlik kısmı olan adaptörü mPA'ya takın ve bir asistan 0 ipek bağlar kullanarak adaptörü yerine sabitlerken yerinde tutun.
NOT: Adaptör, PA çatallanmasının 2-3 cm yukarısına oturmalıdır (PA'nın uzunluğu yetersizse, donör domuzun inen Aortunun bir bölümü, ek uzunluk için mPA'ya uçtan uca dikilebilir). - Akciğerleri silikon destek zarına sırtüstü yatırın ve ESLP cihazına bağlayın.
- Trakeaya trakeal bronşun bulunduğu yere yakın ikinci bir tüp kelepçesi yerleştirin. Daha distal kelepçeyi çıkarın ve trakeayı endotrakeal tüp (ETT) ile entübe edin.
- İki fermuarlı bağ kullanarak ETT'yi yerine sabitleyin. Bir boru kelepçesi kullanarak havalandırma hattını kelepçeleyin ve proksimal kelepçeyi trakeadan serbest bırakın.
NOT: Bu doğru yapılırsa akciğerler şişirilmiş kalır ve hava kaçağı olmaz.
- İki fermuarlı bağ kullanarak ETT'yi yerine sabitleyin. Bir boru kelepçesi kullanarak havalandırma hattını kelepçeleyin ve proksimal kelepçeyi trakeadan serbest bırakın.
- PA adaptörünü PA hattına bağlayın ve mPA'nın havasını boşaltın. Perfüzyon için zamanlayıcıyı başlatın.
NOT: Adımların fotoğrafik bir tasviri için Şekil 5'e bakınız.
8. Perfüzyon ve ventilasyonun başlatılması
- Ayarlar sayfasında, Isıtıcıyı başlat'a tıklayın ve sıcaklığı 38 °C'ye ayarlayın. Kardiyak debiyi (akış) hesaplamak için domuzun ağırlığını da girin.
- Ana sayfada, CPAP'yi 20 cmH2O olarak ayarlayın ve CPAP'ı Başlat'ı tıklatın. Havalandırma başladığında, havalandırma hattını açın.
- Arteriyel basınç sensörünü sıfırlayın. PA hattını basınç sensörünün üzerinde bir boru kelepçesi ile kelepçeleyin. Sensörü oda havasına açın, Ayarlar sayfasında SIFIR PAP ve Sıfır Bld Akışı'na tıklayın, ardından Ana sayfada okumaların sıfırlandığını onaylayın.
- Hat basıncını okumak için basınç sensörü stopcock'unu kapatın, hattı PA kanülüne açın, ana sayfada % 10 kalp çıkışını seçin, PA Kılavuzuna Dön'ü tıklayın (düğme yeşile döner), sonra PA hattını açın.
NOT: Hat artık uygun şekilde sıfırlanmıştır ve pompa artık hesaplanan kalp debisinin %10'u kadar akmaktadır.
- Hat basıncını okumak için basınç sensörü stopcock'unu kapatın, hattı PA kanülüne açın, ana sayfada % 10 kalp çıkışını seçin, PA Kılavuzuna Dön'ü tıklayın (düğme yeşile döner), sonra PA hattını açın.
- Santrifüj analizi için 10 mL perfüzyon çizin ve bir zaman sıfır (T0) ABG çizin.
- Akciğerler 10 dakika boyunca perfüze edildikten sonra, akışı kalp debisinin% 20'sine yükseltin.
- Perfüzyon sıcaklığı 32 ° C'ye ulaştığında, hava geçirmez bir sızdırmazlık oluşturmak için oda kapağını kelepçelerle yerine sabitleyin. Kapağı yerleştirmeden önce akciğerleri en uygun şekilde konumlandırın. BV-1 iğnelerinde 6-0 eğilimli boyuttaki hava kaçaklarını onarın.
- Kapak sabitken, havalandırma borusunu sıkıştırın ve CPAP'yi kapatın. Ayarlar sayfasında, Sıfır ITP, Sıfır Pençe, Sıfır Hava Akışı'nı tıklayın, ardından Ana sayfada okumaların sıfırlandığını onaylayın.
- CPAP'yi 20 cmH2O'da Başlat'a tıklayın ve havalandırma borusunun kelepçesini açın. Ardından, EEP hedefini 0 cmH2O, EIP'yi 1 cm H20, RR 10, I:E oranı 1:1 olarak ayarlayın ve negatif basınçlı ventilasyonu etkinleştirmek için Havalandırmayı Başlatmak için Basın'a tıklayın.
- Havalandırma deliğinin işlevini değiştirmesini dinleyin, ardından yan port havalandırma borusunu odaya takın.
NOT: Ventilatör solunum döngüsüne ekshalasyonda başlar. Akciğerler, bir nefes verme sırasında yan port takılırsa hafifçe sıkışır. Solumayı beklemek ve dinlemek, ardından işe alımı en üst düzeye çıkarmak için yan portu bağlamak tercih edilir.
- Sonraki birkaç nefes boyunca, CPAP'yi 12 cm H2 O'ya düşürürken aynı zamanda EIP'yi -9 cm H 2 O'yayükseltin. bu ventilasyon parametrelerini ilk saat boyunca koruyun, daha sonra alveolar işe alıma bağlı olarak CPAP'yi 8-10 cm H 2 O'ya düşürün ve EIP'yi -12ila -13 cm H2O'ya yükseltin.
- Pik basınçları 20-21 cmH2O'ya ayarlayın.
NOT: Pnömonektomi sırasında daha yüksek basınçlar gerekliyse, bu hedef tepe basıncı haline gelir. - Perfüzyon sıcaklığı 35 ° C'ye ulaştığında, akışı kalp debisinin% 30'una yükseltin.
NOT: Bunlar organ koruma ayarlarıdır (Tablo 2). - 3, 5, 7, 9, 11 saatte, kardiyak debinin% 50'sinin akışları ve sistemik oksijen kullanımını simüle etmek için 0.125 L / dak'da deoksijenatöre eklenen karışık süpürme gazı (% 89 N 2,% 8 CO2,% 3O2) ilavesiyle değerlendirin (Tablo 3).
- Koruma modu sırasında her garip saatte, gelecekteki analizler için 10 mL'lik bir perfüzyon örneği çizin. Her saat başı 1 ml ABG numunesi ön deoksijenatör çizin.
- 5 dakikalık değerlendirme modunu takiben, deoksijenatör öncesi ve sonrası portlardan ABG'leri çekin (Tablo 4).
NOT: Bu, akciğerlerin ESLP'ye yerleştirilmesini ve perfüzyon ve ventilasyonun başlatılmasını tamamlar. Protokolün başlatılması için Tablo 2'ye bakın. Tablo 3 , kullanılan NPV-ESLP'nin iki modunu detaylandırmaktadır.
9. Akciğerin metabolik desteği
- ABG analizi ile perfüzyonat glikoz seviyesini her saat başı kontrol edin. Glikozu 3-6 mmol / L'de hedefleyin ve gerektiğinde sürekli glikoz infüzyonu ve bolus dozları için standart bir infüzyon pompası kullanarak tüketim oranlarına göre titre edin.
NOT: Başka bir infüzyon pompası, 2 U / s insülinin sürekli infüzyonunu sağlar. CHIP, diğer birçok organ perfüzyon çözeltisi ile birlikte, birincil enerji substratı olarak glikoz içerir.
10. Heparin, anti-mikrobiyal ve anti-enflamatuar ajanlar
- pRBC ilavesinden önce perfüzyon başlangıcında perfüzyona 10.000 birim heparin ekleyin.
- pRBC eklemeden önce perfüzyonun başlangıcında perfüzyona 3.375 g piperasilin-tazobaktam ekleyin.
- pRBC eklemeden önce perfüzyonun başlangıcında perfüzyona 500 mg metilprednizolon ekleyin.
11. Akciğer fonksiyonlarının değerlendirilmesi
- Bir ESLP çalışması sırasında iki farklı ventilasyon ve perfüzyon modunu kullanın: koruma ve değerlendirme.
NOT: Lütfen Koruma ve Değerlendirme bölümüne bakınız (Tablo 3). Koruma Modu: Kardiyak debi% 30, PEEP 8-12, EEP 0, EIP -10 ila -12, Pik Basınç 20-22 cm H2O, RR 6-10 ve I: E oranı 1: 1-1.5. ESLP çalışmaları genellikle 12 saat uzunluğundadır, ancak 24 saate kadar uzatılabilirler. - Pik basıncı pnömonektomi pik basıncına uyacak şekilde ayarlayın ve 10 mL/kg'lık bir hedef TV'ye ulaşın.
NOT: 10mL/kg TVe hedeflenmekle birlikte genellikle 6-8mL/kg'a ulaşılır. - Koruma sırasında her 30 dakikada bir, 30 dakika veya daha kısa bir süre için işe alım yapın.
NOT: İşe alımın süresi ve kapsamı, ulaşılan TVe'ye bağlıdır. TVe 8-10 mL / kg ise, daha fazla işe alım gerekli değildir. - İşe alım için, PEEP'i 10-12 cm H 2 O'ya yükseltin, RR'yi 6 nefes / dakikaya düşürün, Pik Basınçları 30 cm H2O'yu aşmadan 2-4 cm H20 artırın (nadiren 25 cm H2O'yu aşıyoruz) ve I: E oranını 1: 0.5 olarak değiştirin.
NOT: Genel olarak, her 30 dakikalık aralık için bu değişikliklerden sadece bir veya ikisi yapılır, PEEP ve Pik Basıncındaki artış en etkili olanıdır. - 3, 5, 7, 9, 11 h'de organ fonksiyonunu değerlendirin.
NOT: İlgilenilen ana parametre PF oranıdır; ancak dinamik uyum ve PA basınçları yakından izlenmektedir (Şekil 6). - Değerlendirme sırasında, deoksijenatör aracılığıyla 0,125 L/dak akış hızında devreye karışık bir süpürme gazı (%89 N 2, %8 CO2, %3O2) eklenirken kardiyak debisini %50'ye yükseltin.
NOT: Bu, sistemik oksijen tükenmesini çoğaltır ve 5 dakikadan fazla sürer. Bu süre zarfında, tepe basınçlarını korurken PEEP'i 5 cmH2O'ya düşürün ve buna göre EIP'yi artırın. RR'yi 10 bpm'de tutun ve akciğerlerin hava hapsedici görünüp görünmediğine bağlı olarak I: E'yi 1 veya 1.5 olarak ayarlayın. - Pulmoner Vasküler Direnç, Dakika Ventilasyonu, Dinamik Uyum ve P/F oranı için Fonksiyonel hesaplamaları yapın.
NOT: Pulmoner Vasküler Direnç şu şekilde hesaplanabilir: [(PAP - LAP)/CO] x 80, burada açık bir LA drenaj sisteminin tasarımı nedeniyle LAP (sol atriyal basınç) 0 mmHg'dir.
Dakika Ventilasyonu şu şekilde hesaplanır: TVexpiratory x RR
Dinamik Uyumluluk şu şekilde hesaplanır: TVexpiratory/EIP
P / F oranı şu şekilde hesaplanır: PaO2 / Fi02, burada FiO2% 21'dir.
ESLP yazılımı, havalandırma ve fonksiyonel indeksleri sürekli olarak otomatik olarak hesaplar ve kaydeder.
12. Ex situ perfüze edilen akciğerlerin metabolik değerlendirilmesi
- Perfüzyonun metabolik durumunu, akciğerlerin durumunun vekil bir belirteci olarak işlev gören ABG'ler aracılığıyla her saat değerlendirin. Gelecekteki analizler için pre-deoksijenatör portundan 10 mL perfüzyon toplayın.
NOT: Kan gazı analizi ayrıca perfüzyonatın gaz ve iyonik durumunu izlemeye de hizmet eder. - PaO2'yi genel akciğer fonksiyonunun bir belirteci olarak kullanın.
NOT: Bu, özellikle sistemik deoksijenasyonu simüle etmek için devreye karışık süpürme gazı eklendiği değerlendirme aşamalarında geçerlidir. Deoksijenatör öncesi ve sonrası gazlar, akciğerler tarafından oksijen artışını değerlendirmek için karşılaştırılır. - Tris-hidroksimetil aminometan (THAM) tamponunun bolusları ile normal bir pH (7.35-7.45) doğru asidozu hedefleyin (bkz.
NOT: Alkaloz genellikle düzeltilmez ve 7.55'i geçmez. Bunu normale döndürmek için veya alkaloz bu eşiği aşarsa devreye CO2 süpürme eklenebilir. - PaCO2'yi izin verilen şekilde tedavi edin ve genellikle 10-20 mmHg aralığındadır.
NOT: Bu değerler tatmin edici havalandırmanın bir işareti olarak yorumlanır. Elektrolitler ESLP sırasında ayarlanmaz, ancak standart ABG analizinin bir parçası olarak izlenir. Laktat, artan ESLP süreleri boyunca tırmanacak ve potasyum da tırmanacaktır. Sodyum stabil kalır (135-145 mmol / L) ve kalsiyum tipik olarak düşüktür. Tablo 4 , normotermide 12 saatlik bir NPV-ESLP çalışması sırasında ABG'lerin perfüzyonat analizinin örnek temsili sonuçlarını ve hücresel perfüzyonat (kan + CHIP) kullanarak% 30 kardiyak debi içermektedir.
13. Perfüzyonun, ventilasyonun ve akciğerlerin ESLP cihazından bağlantısının kesilmesinin sonlandırılması
- Ayar sayfasında, Sunucuyu Kapat'ı tıklatın.
- Kapağı odadan çıkarın. PA adaptörünü PA kanülünden çıkarın.
- Trakeayı ekstübe edin. Ödem oluşum miktarını belirlemek için akciğerleri tartın.
- Aksesuar lobun 1cm3 doku biyopsisini alın ve daha önce tarif edildiği gibi üç parçaya bölün.
- Son gaz analizlerini çalıştırın, perfüzyon numunelerini santrifüj edin ve doku biyopsilerini daha önce tarif edildiği gibi saklayın (adım 4.4).
NOT: Santrifüj ayarları: Hız, 112 x g; hızlanma, 9; yavaşlama, 9; sıcaklık, 4 °C ve süre, 15 dk süre. - Programı kapatın; Kaydedilen tüm veriler kaydedilecektir.
- Kurumsal protokolleri takiben, kalan doku, kan ve biyoaktif materyalleri atın.
- ESLP sepetini sterilize edici sert bir yüzey temizleyici (örneğin, %70 etanol) kullanarak temizleyin ve bakterilerin büyümesini azaltmak için tüm yeniden kullanılabilir bileşenleri -20 °C'lik bir dondurucuya yerleştirin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Akciğer perfüzyonu ve ventilasyonunun başlangıcında (koruma modu), perfüzyon normotermiye ısındıkça akciğerler genellikle düşük pulmoner arter basıncına (< 10 mmHg) ve düşük dinamik uyuma (< 10 mL / mmHg) sahip olacaktır. 35-50 kg ağırlığındaki Yorkshire domuzları tipik olarak 350-500 g ağırlığındaki akciğerlerle sonuçlanır. NPV-ESLP'nin ilk saatinde, ölçülen ekspiratuar tidal hacimler (TVe) 0-2 mL / kg'dır ve inspiratuar tidal hacimler (TVi) 100-200 mL'dir. TVe genellikle 3-6 saat içinde 4-6 mL / kg'a ulaşır ve bundan sonra artmaya devam edebilir, ancak 6-8 mL / kg aralığında doğal olarak stabilize olabilir. TVi her zaman TVe'yi 100-200 mL aşacaktır. Benzer şekilde, dinamik uyumluluk ilk saat içinde 0-10 mL/mmHg'de başlayacak ve bazen daha yüksek olacaktır. 3-6 saat arasında, dinamik uyumluluk 10-20 mL / mmHg'dir ve birbiriyle ilişkili parametreler olan TVe ile stabilize olur. Pulmoner arter akımı kalp debisinin %10-30'u arasında kademeli olarak arttıkça PAP giderek artacaktır. İlk bir saat içinde, bu tipik olarak 10±2 mmHg'dir ve 12 saatlik çalışma boyunca hafifçe yükselerek 12±2 mmHg aralığına yükselir. Kardiyak debinin% 50'sinin akışları ile yapılan bir değerlendirme sırasında, PAP 15-20 mmHg'de çok daha yüksek olabilir. Pulmoner vasküler direnç (PVR) ESLP boyunca kademeli olarak artacaktır. Şekil 6 , 12 saatlik perfüzyon ve ventilasyon üzerinden PAP, dinamik uyumluluk ve PVR'deki eğilimleri göstermektedir. Tüm bu parametreler, kullanılan spesifik ESLP deneysel protokolünden etkilenebilir.
12 saatlik bir çalışma sırasında 3, 5, 7, 9, 11 saatte gerçekleşen ESLP'nin değerlendirme modunda, LA PaO2'de artış eğilimi gözlenmiştir (Tablo 4). Değerlendirme modu 5 dakika sürer. PEEP'in 5 cmH2O'ya düşürülmesinden oluşurken, kompanzasyonda EIP'yi artırarak pik basınçları korur. Akışlar kardiyak debinin% 50'sine yükseltilir ve sistemik oksijenasyon tüketimini simüle etmek için deoksijenatör aracılığıyla 0.125 L / dak akış hızında karışık süpürme gazı eklenir. Genel olarak, PA'dan PaO 2 50-60 mmHg aralığındadır ve LA PaO2, akciğerlerin koruma ve yenilemeye ne kadar iyi tepki verdiğine bağlı olarak 60-120 mmHg arasında değişebilir. PaO2'de deoksijenatör öncesi ve sonrası arasındaki mutlak yükselme değeri, akciğerlerin oksijenasyon kapasitesinin ve dolayısıyla akciğer fonksiyonunun daha iyi bir göstergesidir; Bununla birlikte, konvansiyonel olarak, PF oranları başarılı transplantasyonu öngörmek için yaygın olarak bildirilen bir parametre olmaya devam etmektedir. PF oranı LA (pre-deoksijenatör) PaO 2 / FiO2'dir ve insanlar için transplantasyon kesimi olan > 300 olmalıdır. FiO2% 21'dir (oda havası); bu nedenle, ESLP sırasında gereken minimum LA PaO2 63 mmHg'dir. Şekil 6, NPV-ESLP boyunca 5 ve 11 saatlik değerlendirme zaman noktalarında PF oranı için tipik bir eğilim göstermektedir.
Her iki ESLP modu da sık kan gazı analizi, tekrarlanan perfüzyon bileşimi örneklemesi ve doku biyopsileri dahil olmak üzere çeşitli metabolik değerlendirmelerden yararlanır. Perfusat, genel akciğer durumunun vekil bir göstergesi olarak işlev görür; bu nedenle, perfüzyonun kan gazı analizi, akciğerlerin metabolik durumu hakkında kapsamlı bilgi sağlar (Tablo 4). Her değerlendirmeden önce, TNF-alfa, IL-6 ve IL-8 dahil olmak üzere çeşitli inflamasyon biyobelirteçleri için ELISA aracılığıyla santrifüj edilmek ve analiz edilmek üzere 10 mL'lik bir perfüzyonat numunesi çekilir. Bu değerler, akciğerlerin enflamatuar durumu ve deneysel protokollerin etkileri hakkında bilgi vericidir; ancak, ESLP bağlamında, perfüzyon değiştirme / değiştirme olmadan kapalı bir devre olarak yorumlanmaları gerekir. Bu nedenle, bu biyobelirteç seviyeleri, doğal metabolizörlerin destekleyici işlevinden ve karaciğer veya böbrekler tarafından gerçekleştirilen fizyolojik klirenkten faydalanmaz. Bu nedenle ESLP ile zaman içinde bu belirteçlerde sürekli bir artış gözlenmektedir. Doku biyopsileri de biyobelirteç etiketleme ve görselleştirme ve doku bütünlüğünün histolojik değerlendirmesi için yararlıdır. Ödem oluşumu, endotel geçirgenliği ile ilişkili bir başka önemli inflamasyon indeksidir. Şekil 6 , 12 saatlik NPV-ESLP'nin sonunda tipik olarak% 30'luk bir ağırlık artışını göstermektedir. Son zamanlarda, NPV-ESLP'de akciğerlerin in vitro fonksiyonel değerlendirmesi, 35-50 kg'lık Yorkshire domuzlarına doğrulayıcı in vivo sol akciğer transplantasyonu ile desteklenmiştir. İn-vivo transplante akciğer değerlendirmesi, eksanguinasyon yoluyla ötenaziden önce 4 saatlik bir süre boyunca gerçekleşir. Bu özel NPV-ESLP cihazı kullanılarak in vivo değerlendirme için kabul edilen transplantasyon protokolü bu Referans19'da bulunabilir.
P:F oranı ESLP ve insan akciğer transplantasyonunun ana fonksiyonel değerlendirme parametresidir. Bu NPV-ESLP teknolojisi,% 100 30 gün ve 1 yıl sağkalım17 ile yapılan bir klinik çalışmada başarıyla kullanılmıştır. On iki genişletilmiş kriter insan akciğerleri başarılı bir şekilde korunmuş ve daha sonraki transplantasyonla birlikte ESLP'de yenilenmiştir. PGT grade 3 insidansı ve erken mortalite görülmedi. Uzun dönem takipleri devam etmektedir. P: F oranı transplantasyon ve ESLP için altın standart fonksiyonel değerlendirme parametresi olmasına rağmen, NPV-ESLP ayrıca akciğerlerin korunmasına ve yenilenmesine rehberlik etmeye yardımcı olmak için ek fonksiyonel sonuç ölçütleri olarak PAP, pulmoner vasküler direnç, ödem oluşumu ve uyumu ölçer. NPV-ESLP, donör akciğerlerin kapsamlı metabolik ve fonksiyonel değerlendirmelerini sağlar. Bu teknolojinin, genişletilmiş kriterli akciğerler bağlamında klinik olarak yararlı olduğu kanıtlanmıştır. Yazılım, minimum manuel ayarlama gerektirecek şekilde tasarlanmıştır ve operatörler arası ve operatörler arası minimum değişkenliğe sahiptir.
Resim 1: NPV-ESLP protokolü. Akciğer temininin şematik gösterimi ve 12 saat NPV-ESLP çalışması. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Resim 2: Sert kabuklu ESLP rezervuarında asılı duran akciğerler için silikon destek zarı. Bir endotrakeal tüp (ortada) ve pulmoner arter kanülü (solda) ile resmedilen destek zarı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Resim 3: NPV-ESLP devresi. (A) Devrenin eşlik eden bir göstergeyle şematik gösterimi (solda). (B) NPV-ESLP devresinin fotoğrafı (sağda). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: NPV-ESLP yazılım programından ekran görüntüleri. (A) "Ana" Ekran. (b) "Akış döngüleri" ekranı. (c) "Ayarlar" Ekranı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Resim 5: NPV-ESLP devresine bağlı akciğerler. (a) ESLP öncesi ön donör akciğerler. (B) ESLP sonrası posterior donör akciğerler. (C, D) Sağ orta akciğer lobunun doku biyopsisi. (E) ESLP devresine bağlı akciğerler. (F) Akciğerlerin silikon destek üzerine konumlandırıldığını göstermek. (G) Başlangıç sıvısı seviyesini ve akciğer pozisyonunu gösteren ESLP cihazının önden görünümü. (H) Açık sol atriyal drenaj gösteren cihaza bağlı akciğerler. (I, J, K) Kapak cihaz odasına sabitlenmiştir. (L) Cihaz ve akciğerler tamamen bağlı ve NPV modunda çalışıyor. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 6: NPV-ESLP'nin 12 saati üzerindeki değerlendirme modları sırasında fonksiyonel parametreler. (A) P: F oranı, PaO 2: FiO2 oranı. (B) Uyumluluk. (C) PAP, pulmoner arter basıncı. (D) PVR, pulmoner vasküler direnç. (e) Kilo alımı. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.
Tablo 1: Kaydedilen izleme grafiği parametreleri. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Tablo 2: 12 saatlik NPV-ESLP Protokolünün başlatılması. CO, kalp debisi; PA, pulmoner arter; PPV, pozitif basınçlı ventilasyon; NPV, negatif basınçlı ventilasyon. Koruma modu, havalandırma parametreleri için Tablo 3'e bakınız. T3'ten başlayarak, değerlendirme her 2 saatte bir 5 dakika boyunca seri olarak yapıldı, PA akışı% 50 CO'ya, tıbbi gaz% 89 N 2,% 8 CO2,% 3O2'ye ayarlandı ve Tablo 3'te verilen parametrelere göre koruma ayarları yapıldı. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Tablo 3: NPV-ESLP Modları: Koruma ve Değerlendirme. CO, kalp debisi; FiO2, oksijenden esinlenen fraksiyon; LAP, sol atriyal basınç; NPV, negatif basınçlı ventilasyon; PAP, ortalama pulmoner arter basıncı; PAWP, pik hava yolu basıncı; PEEP, pozitif ekspiratuar basınç; PCO2, pulmoner arteriyel dolaşımdaki kısmi karbondioksit basıncı. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Tablo 4: ESLP'nin 12 saati sırasında yapılan kan gazı analizi. Ca +, kalsiyum iyonu; Cl-, klorür iyonu; Hb, hemoglobin; HCO3-, bikarbonat iyonu; K+, potasyum iyonu; Na+, sodyum iyonu; Osm, ozmolarite; paCO2, karbondioksitin arteriyel kısmi basıncı; paO2, arteriyel kısmi oksijen basıncı; sO2, oksijen doygunluğu; P/F oranı, PaO 2/FiO2 oranı. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Başarılı bir ESLP çalışması sağlamak için gereken sorun giderme ile birlikte birkaç kritik cerrahi adım vardır. Juvenil domuz akciğerleri, yetişkin insan akciğerlerine kıyasla son derece hassastır, bu nedenle tedarik eden cerrah, domuz akciğerlerini kullanırken dikkatli olmalıdır. Akciğerleri diseke ederken travma ve atelektaziye neden olmamak için "dokunmadan" bir teknik denemek çok önemlidir. "Temassız", tedarik sırasında akciğerlerin minimum miktarda manuel manipülasyonunun kullanılması anlamına gelir. Ameliyat sırasında ventilatördeyken işe alım manevraları, domuz akciğerlerinde insan akciğerlerinden çok daha az etkilidir. Havanın, insan akciğerlerinde sıklıkla yapıldığı gibi alveollerden manuel olarak yönlendirilmesi tavsiye edilmez, çünkü bu, genç domuz akciğerlerinde onarılamaz bir yaralanmaya neden olur. Başarılı bir NPV-ESLP çalışması olasılığını en üst düzeye çıkarmak için trakeayı gelgit indüksiyon hacimleriyle eşleşen gelgit hacimlerinde sıkıştırmak çok önemlidir. Satın alma sırasında kaybedilen herhangi bir uyumun, domuz akciğerleriyle çalışırken NPV-ESLP'de yeniden kazanılması zordur; NPV-ESLP kullanan insanların akciğerleri bu konuda daha affedicidir. İdeal olarak, akciğerlerin gelgit indüksiyon hacimlerinde sıkıştırılması, artan pik basıncına ihtiyaç duyulmadan gerçekleştirilir; Bununla birlikte, sıcak iskemiden kısa bir süre sonra uyum düşmeye başlar ve bazen işe alımı sürdürmek için daha yüksek baskılara ihtiyaç duyulur. Pnömonektomiye başlamadan önce TVe ile 10ml / kg'ın üzerinde alveoler alımı korumak ve hatta arttırmak için kardiektomiden sonra 2: 1'lik bir I: E oranına geçmek yararlıdır. İnsan akciğer alımlarında yaygın olarak yapıldığı gibi, arka plevral ataşmanları yemek borusundan diseke etmek için akciğerleri medial olarak çevirmeyin. Posterior plevral ataşmanlar kör bir yaklaşım kullanılarak künt bir şekilde diseke edilmeli, serbest bir el kullanarak dokuyu akciğerlerden uzaklaştırırken, aynı zamanda karşı çekiş sağlamak için kelepçeli trakeadan yukarı doğru kaldırılmalıdır. Trakea klempleme sırasında önemli uyumunu kaybetmiş olan yavru domuz akciğerleri ESLP'de iyileşmek için mücadele edecektir. NPV-ESLP sırasında akciğerler başlangıçta 0 dinamik uyumluluğa sahipse ve ilk saat içinde yazılım tarafından ölçüldüğü gibi herhangi bir dinamik uyumluluk iyileştirmesi geliştirmezse, bu akciğerlerin işlevlerini geri kazanacağı şüphelidir. Bu neredeyse kesinlikle cerrahi eksplant tekniği ile ilgili bir sorundur. Yetersiz PA uzunluğu sağlanmışsa, inen Aort uçtan uca anastomoz yoluyla PA'yı uzatabilir.
Başarılı perfüzyon elde etmek için NPV-ESLP cihazının çalışması sırasında birkaç kritik adım ve sorun giderme yöntemine ihtiyaç vardır. Tedarik işlemi, akciğerlerin NPV-ESLP cihazına monte edilmesi ve perfüzyon/ventilasyonun başlatılması 20-30 dakikayı geçmemelidir. Uzun süreli iskemi, başarılı bir çalışma olasılığını azaltır. Akciğerler, silikon destek zarı üzerine, ne PA kanülü ne de ET tüpü ventilasyon sırasında üst lobların hareketine müdahale etmeyecek şekilde yerleştirilmelidir. Akciğerler, silikon destek zarı kullanılarak sert kabuklu odadan yükseltilmelidir; Bununla birlikte, akciğerler, kanın açık LA drenajının, sert kabuk rezervuarına düşme kuvvetinden hemoliz ile sonuçlanacağı kadar yükseltilmemelidir. Akciğer parankimindeki herhangi bir yırtılma, hava sızıntısını önlemek için tanımlanmalı ve 6-0 prolen ile aşırı dikilmelidir. Hurda plevra veya perikard, yama onarımı yapmak için yardımcı olabilir. Aynı şekilde, kana batırılmış gazlı bez, cerrahi olarak tamir edilemeyen gözyaşlarını tıkamaya da hizmet edebilir. Akciğerin daha fazla hasara neden olmadan dikilmesi zor olduğu için akciğer parankimini onarmaktan daha fazla yaralanmadan kaçınmak daha iyidir. Ventilasyonu başlatırken akciğerler şişirilmiş kalmalıdır, bu nedenle CPAP, trakea veya ventilasyon tüpünü açmadan önce 20 cm H2O'da başlamalıdır. Akciğerler sönerse, mücadele ederler. Ventilasyonun başlatılmasından önce kaybedilen herhangi bir alveolar işe alımın, NPV-ESLP sırasında geri kazanılması zor olacak ve bu da daha yavaş bir iyileşme ile sonuçlanacaktır. Perfüzyonu başlatırken, basınç transdüseri doğru şekilde sıfırlanmalıdır. PA kelepçesi, aşırı yüksek basınç ve akıştan kaynaklanan pulmoner aşırı dolaşımın istenmeyen etkisini önlemek için yavaşça çıkarılır. Ana PA, yanlış şekilde yükseltilmiş basınç okumaları üreteceğinden, konumunda bükülmemelidir. PA adaptörü, aynı nedenden dolayı PA çatallanmasına sahip olmamalıdır. Her iki durum da akciğer dokusunun perfüzyonuna müdahale edebilir. Havalandırmanın ilk saati için PEEP'i 12'nin üzerinde tutmak ve 5'lik bir PEEP'in arzu edildiği değerlendirme dışında PEEP'i 8'in altına düşürmemek çok önemlidir. Pik basınçlar, akciğer uyumunun durumu hakkında bilgilendirici oldukları için tedarik sırasında kullanılanlarla eşleşmelidir. Örneğin, akciğerler 10 mL / kg'lık TVe'ye ulaşmak için tedarik sırasında 25 cm H2 O'luk bir tepe basıncına ihtiyaç duyuyorsa, 25 cmH2O'dandaha düşük herhangi bir şey, makinede bir kez aynı miktarda alveolar işe alımı sürdürme olasılığı düşüktür.
Bu yöntemin dikkate alınması gereken birkaç sınırlaması vardır. Daha önce de belirtildiği gibi, ESLP literatüründeki konvansiyon sadeceP: F oranları 8,9,10,11,15,17,18 hesaplanırken PaO2'yi rapor etmektir; Bununla birlikte, PA PaO2 bilgilendiricidir, çünkü akciğer oksijenasyonu nedeniyle meydana gelen oksijen artışını açıklığa kavuşturur. Bu, tek başına P: F oranından daha iyi bir tanımlayıcıdır. Süpürme gazı çalışmadığında, makine esas olarak tekrarlanan oksijenasyon turları için akciğerlerde kan dolaşımını sağlayan büyük bir şant görevi görür. Bu nedenle, koruma modu ABG'ler akciğerlerin oksijenasyon kapasitesi için özellikle bilgilendirici değildir, ancak metabolik profil için çok değerlidir. Bu nedenle değerlendirme sırasında karışık gaz süpürme çok önemlidir ve bu nedenle deoksijenatör sonrası perfüzyonun deoksijenasyonunun gösterilmesi kritik öneme sahiptir. Diğer bir sınırlama, ESHB sonrası akciğer fonksiyonunun doğru bir şekilde değerlendirilmesi için in vivo bir modelin gerekliliğidir. İn vivo transplantasyon, organ tedarik operasyonuna kıyasla cerrahi olarak zordur ve nakledilen akciğerin kaybına neden olan birçok olası komplikasyon vardır. Bu nedenle, hem ESLP hem de sonraki transplantasyon pahalı kaynak çabalarıdır ve dik öğrenme eğrilerine sahiptir.
Bu NPV-ESLP teknolojisinin şu anda mevcut modellere kıyasla birçok avantajı vardır. NPV-ESLP'yi PPV-ESLP ile karşılaştıran klinik öncesi çalışmalar, NPV'nin üstün bir ventilasyon şekli olduğunu göstermiştir15. Bunun nedeni büyük olasılıkla NPV'nin ESLP için daha fizyolojik bir yöntem olmasıdır. NPV, kuvveti plevral yüzey boyunca eşit olarak dağıtarak akciğer genişlemesini indüklemek için toraksın negatif intratorasik basınç ortamını çoğaltır. PPV, akciğerleri hava yollarına yönlendirilen daha yüksek basınçlarla açılmaya zorladığı için daha büyük barotravmaya neden olur. Bu NPV-ESLP cihazının diğer önemli avantajlarından biri, tamamen taşınabilir olacak şekilde tasarlanmış olmasıdır. Taşınabilirlik, cihaz nakil ekiplerine donör merkezine eşlik edebileceğinden, sıcak iskemik zamanın sanal olarak ortadan kaldırılmasına izin verir. İskemik zaman, akciğer iskemik reperfüzyon hasarının (LIRI) derecesi ve akciğer nakli sonrası başlıca ölüm ve morbidite nedeni olan primer greft disfonksiyonunun (PGT) gelişimi ile doğrudan ilişkilidir. Bu nedenle, iskemiyi azaltmaya yönelik herhangi bir çaba, transplantasyon sonrası sonuçların iyileşmesine neden olmalıdır. İskemik zamanın azaltılması, akciğerlerin uzak coğrafi konumlardan tedarik edilmesine de olanak tanır. Bunun nedeni, taşıma süresinin LIRI ve PGD'nin gelişimi için daha az endişe verici hale gelmesi ve böylece aksi takdirde reddedilecek olan donör organların mevcudiyetinin artmasıdır.
Bu cihaz ve açıklanan yöntemler yararlı klinik ve araştırma uygulamalarına sahiptir. Daha önce de belirtildiği gibi, bu cihazın prototipi,% 100 30 gün ve 1 yıllık sağkalım ve sıfır PGD derece3 17 insidansı ile transplantasyon için genişletilmiş kriterli donör akciğerlerinin başarılı bir klinik çalışması için zaten kullanılmıştır. Çok merkezli bir deneme, ticari gelişime doğru ilerlerken bu cihaz için bir sonraki adımdır. Araştırma uygulamaları ile ilgili olarak, NPV-ESLP'nin PPV-ESLP15'ten daha üstün olduğuna dair klinik öncesi kanıtlar vardır. NPV-ESLP, bu teknolojiyi kullanarak daha fazla araştırma yapacak örnek cihaz olma sözünü tutuyor. ESLP'nin laboratuvar ortamında uygulanması, organ fonksiyonunun sürekli izlenmesi, yeni tedavi yöntemlerinin tanıtılması üzerine anında geri bildirim, terapötikleri test etmek için akciğerlerin diğer organ sistemlerinden izole edilmesi ve daha önce donör akciğerlere uygulama yolu bulunmayan tedavilerin sunulması için bir araç avantajına sahiptir. Bu anlamda, akciğer transplantasyonu için translasyonel araştırmalarda uygulanması benzersizdir. Otomatik bir ESLP yazılım programına sahip bu özel cihazın kullanımı kolaydır, işlevsel parametrelerde operatörler arası ve operatörler arası minimum değişkenlik sağlar ve minimum manuel ayarlama gerektirecek şekilde tasarlanmıştır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
DHF, ex situ organ perfüzyon teknolojisi ve yöntemleri konusunda patentlere sahiptir. DHF ve JN, Tevosol, Inc.'in kurucuları ve büyük hissedarlarıdır.
Acknowledgments
Bu araştırma Hastane Araştırma Vakfı adına finanse edilmiştir.
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.
- 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).
