Summary
Falta uma abordagem não invasiva confiável para avaliação funcional do coração do doador durante a perfusão cardíaca normotérmica ex situ (NESP). Descrevemos aqui um protocolo para avaliação ex situ do desempenho miocárdico utilizando o método de ecocardiografia epicárdica e cateter de condutividade.
Abstract
O transplante cardíaco continua a ser o tratamento padrão-ouro para a insuficiência cardíaca avançada. No entanto, a atual escassez crítica de órgãos resultou na alocação de um número crescente de corações de doadores com critérios estendidos. Esses enxertos marginais estão associados a um alto risco de falha do enxerto primário e podem se beneficiar da perfusão ex situ antes do transplante. Esta tecnologia permite a preservação prolongada de órgãos usando perfusão sanguínea oxigenada quente com monitoramento metabólico contínuo. O único dispositivo NESP atualmente disponível para a prática clínica perfunde o órgão em um estado descarregado sem trabalho, o que não permite a avaliação funcional do coração batendo. Desenvolvemos, portanto, uma plataforma original de NESP em condições de modo de trabalho com ajuste da pré-carga e pós-carga do ventrículo esquerdo. Este protocolo foi aplicado em corações suínos. A avaliação funcional ex situ do coração foi realizada com cateterismo de condutância intracardíaca e ecocardiografia de superfície. Juntamente com uma descrição do protocolo experimental, relatamos os principais resultados, bem como pérolas e armadilhas associadas à aquisição de alças pressão-volume e potência miocárdica durante a NESP. As correlações entre os achados hemodinâmicos e as variáveis ultrassonográficas são de grande interesse, especialmente para a reabilitação posterior do coração do doador antes do transplante. Este protocolo visa melhorar a avaliação dos corações dos doadores para aumentar o pool de doadores e reduzir a incidência de falência do enxerto primário.
Introduction
O transplante cardíaco é o tratamento padrão-ouro para insuficiência cardíaca avançada, mas é limitado pela atual escassez de órgãos1. Um número crescente de corações de doadores com critérios estendidos (idade >45 anos, fatores de risco cardiovascular, baixo fluxo prolongado, disfunção ventricular esquerda aguda secundária à tempestade catecolaminérgica) é alocado com um risco aumentado de falência primária do enxerto2. Além disso, corações doados após morte circulatória controlada (DCD) podem apresentar lesão miocárdica secundária a isquemia quente prolongada3. Portanto, há necessidade de uma melhor avaliação desses corações doadores antes do transplante, especialmente para avaliar sua elegibilidade para o transplante cardíaco 4,5.
A perfusão normothermic ex situ (NESP) preserva o coração batendo usando sangue oxigenado quente. O único dispositivo comercialmente disponível para NESP preserva o coração em um estado de não-funcionamento (modo Langendorff). Essa abordagem foi inicialmente aplicada para expandir a preservação do enxerto para além do período crítico de 4 h de isquemia fria6. Outra grande vantagem dessa tecnologia é fornecer avaliação contínua da viabilidade miocárdica com base na concentração de lactato no perfusato6. No entanto, essa avaliação bioquímica nunca foi correlacionada com os resultados pós-transplante até o momento. Da mesma forma, o modo Langendorff para NESP não permite a avaliação hemodinâmica e funcional do coração antes do transplante. Alguns autores têm relatado o potencial benefício do cateterismo intracardíaco durante a NESP para predizer a recuperação miocárdica após o transplante7.
O presente relato tem como objetivo fornecer uma metodologia reprodutível para avaliar o desempenho cardíaco do doador durante a NESP. Modificamos o circuito para permitir a perfusão em modo de trabalho e, portanto, para a aquisição de variáveis funcionais não invasivas com ecocardiografia epicárdica. O índice de trabalho miocárdico, variável independente da carga, foi registrado por meio de alças pressão-deformação. Investigamos as relações entre o trabalho miocárdico e as variáveis hemodinâmicas obtidas a partir do cateterismo de condutância intracardíaca.
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Protocol
O presente protocolo foi aprovado pelo comitê de ética local em experimentos com animais e pelo Comitê Institucional de Bem-Estar Animal (APAFIS#30483-2021031811339219 v1, Comitê de Ética em Animais da Universidade de Paris Saclay, França). Os animais foram tratados de acordo com as Diretrizes para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório desenvolvidas pelo Instituto Nacional de Saúde e com os Princípios de Cuidados com Animais de Laboratório desenvolvidos pela Sociedade Nacional de Pesquisa Médica.
NOTA: Os procedimentos cirúrgicos foram realizados sob estrita esterilidade utilizando as mesmas técnicas utilizadas para um ser humano. Os procedimentos experimentais incluíram leitões brancos grandes (45-60 kg) e foram realizados sob anestesia geral.
1. Protocolo de condicionamento e anestesia animal
- Permitir que os animais se acostumem por 7 dias, com congêneres e enriquecimento ambiental, para garantir o bem-estar animal.
- Não alimente os animais 12 h antes de sua inclusão no protocolo experimental.
- Realizar uma pré-medicação 30 min antes do procedimento com uma injeção intramuscular de uma mistura equimolar de tiletamina e zolazepam (10 mg/kg) nos músculos do pescoço.
- Uma vez que o animal esteja sedado, insira um cateter na veia da orelha e induza a anestesia geral com um bolus intravenoso de propofol (2 mg/kg) combinado com a administração de atracúrio (2 mg/kg).
- Intubar o animal com uma sonda orotraqueal de 7,5 mm.
- Monitorar o animal com eletrocardiograma contínuo, CO2 expiratório e oximetria.
- Manter anestesia geral com isoflurano inalado (2%) misturado com suplemento de oxigênio a 40%.
2. Avaliação hemodinâmica e ecocardiográfica in situ do coração
NOTA: A avaliação hemodinâmica é realizada com cateter de Swan Ganz, enquanto a avaliação funcional basal do coração é realizada por ecocardiografia transtorácica.
- Inserir percutaneamente uma bainha de 8 French (Fr) no tronco venoso braquiocefálico pela técnica de Seldinger8.
- Depois de desarejar o cateter e definir a pressão 0, insira o cateter Swan Ganz na bainha de 8 Fr até que um perfil de pressão pulmonar seja observado na tela de monitoramento.
- Obter a pressão de oclusão arterial pulmonar empurrando o cateter de Sawn-Ganz na circulação pulmonar enquanto o balão é inflado.
- Avaliar o débito cardíaco usando a abordagem de termodiluição por infusão de 10 mL de solução salina fria (4 °C) na linha proximal do cateter de Swan Ganz. Repita a medição três vezes.
- Avaliar a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) pela técnica biplanar de Simpson9.
- Explore a valva aórtica e a raiz aórtica para identificar qualquer distúrbio estrutural ou regurgitação aórtica acima do grau 2 que possa comprometer a perfusão ex situ do coração através da aorta ascendente (Figura 1).
3. Descrição e priming da máquina de perfusão normotérmica ex situ (NESP)
NOTA: Um módulo NESP modificado é usado para executar alternativamente a perfusão de Langendorff e a perfusão em modo de trabalho. Resumidamente, conecte a linha aórtica do circuito a uma câmara de conformidade através de um conector Y. Adicione um oxigenador pediátrico e um reservatório de cardiotomia (70-80 cm de altura acima do conector aórtico do módulo) para fornecer uma pós-carga do ventrículo esquerdo de aproximadamente 70 mmHg durante o modo de trabalho. Conecte outro reservatório de cardiotomia (7-10 cm de altura acima do conector aórtico do módulo) à linha de entrada principal usando um conector Y para fornecer uma pré-carga do átrio esquerdo de aproximadamente 10 mmHg durante o modo de trabalho (Figura 2). O fluxo coronariano é avaliado com um sensor de fluxo conectado à cânula pulmonar. Uma bomba centrífuga, um oxigenador de membrana e uma máquina aquecedor-resfriador são conectados ao circuito (Figura 2). Para obter descrições da solução, consulte a Tabela 1.
- Prima o circuito de perfusão com a solução de escorva (Tabela 1).
- Ajuste a saída da bomba em 1500 mL/min.
- Adicione o sangue recuperado do porco doador (1200-1500 mL) no circuito.
- Ajuste o misturador de gás para atingir uma pressão parcial de oxigênio >250 mmHg.
- Conecte a solução de manutenção e a solução de adrenalina (Tabela 1) ao circuito e ajuste a saída inicial, respectivamente, em 5 mL/h e 0,1 mL/h.
- Ajuste a temperatura do perfusato à temperatura ambiente (RT) antes da colocação do coração no módulo de perfusão.
- Durante o modo de trabalho, ligue uma seringa de dobutamina com uma concentração de 2,5 mg/ml (débito entre 0,04-0,12 mg/h).
4. Captação e instrumentação cardíaca para perfusão cardíaca normotérmica ex situ
- Aquisição de coração
- Coloque o animal na posição supina e continue a manter a anestesia geral.
- Realizar esternotomia mediana e abrir o pericárdio.
- Suspender o pericárdio com quatro suturas de permanência.
- Coloque 4-0 suturas de polipropileno no átrio direito e na aorta ascendente para garantir cannulações com torniquetes.
- Após a infusão de heparina (300 UI/kg) e dissecção cuidadosa da raiz da aorta, insira uma cânula venosa de duplo estágio no átrio direito para coleta de sangue e uma cânula de lúmen único na aorta ascendente para infusão de cardioplegia.
- Isole a veia cava superior e inferior com torniquetes silásticos.
- Conecte a cânula venosa a uma bolsa coletora de sangue contendo 10.000 UI de heparina não fracionada.
- Coloque o corpo do leitão na posição de Trendelenburg para melhorar a drenagem do sangue para a bolsa coletora.
- Após o término da coleta de sangue, pinça cruzada da aorta ascendente, infundir cardioplegia Del Nido na raiz da aorta (Tabela 1) e verificar se a aorta ascendente está sob pressão (sem regurgitação aórtica).
- Descarregando o átrio direito e esquerdo abrindo a veia cava inferior e a veia pulmonar direita, respectivamente, enquanto a veia cava superior é pinçada por um torniquete.
- Uma vez concluída a infusão de cardioplegia, ligue a veia hemiázigos esquerda com dois pontos de polipropileno 4-0.
- Proceder à captação cardíaca, mantendo 2 cm do tronco pulmonar juntamente com a parede posterior do átrio esquerdo.
- Verifique se não há forame oval patente inspecionando o septo atrial e feche-o, se necessário, usando suturas de polipropileno 4-0.
- Instrumentação do coração antes do NESP
- Coloque o coração em uma solução salina de 4 °C e separe a aorta ascendente do tronco pulmonar. Verifique se a valva aórtica e os óstios coronários não estão lesionados.
- Inserir quatro pontos prometidos (4-0 polipropileno) 5 mm abaixo da secção distal da aorta ascendente e inserir a cânula de perfusão na aorta. Aperte um grampo de mangueira ao redor da aorta para prender a cânula.
- Insira uma cânula de drenagem no tronco pulmonar e prenda com uma sutura de polipropileno 3-0.
- Feche a veia cava inferior e superior com suturas de polipropileno 5-0.
- Feche a parede posterior do átrio esquerdo com uma sutura de polipropileno 4-0.
- Insira uma cânula de ventilação esquerda através da parede posterior da parede do átrio esquerdo e amarre um torniquete ao redor.
- Insira uma cânula de pré-carga no apêndice atrial esquerdo e pegue um torniquete ao redor.
5. Conexão com a máquina NESP e ressuscitação do coração
NOTA: Antes da instrumentação do coração, certifique-se de que os materiais necessários para a ressuscitação estejam disponíveis junto ao circuito de perfusão, especialmente um desfibrilhador com sondas internas e um pacemaker externo com eléctrodos epicárdicos. Certifique-se de que a linha de pressão esteja conectada à linha aórtica e que o sensor de saída seja colocado na linha de fluxo coronariano. A linha de pós-carga deve ser presa, bem como a linha de pré-carga do circuito do modo de trabalho.
- Diminua o fluxo da bomba para 200 mL/min.
- Conecte o coração ao conector aórtico depois de desarejar o conector. Certifique-se de que o coração esteja adequadamente conectado ao módulo de perfusão para que as paredes ventriculares inferiores e o átrio esquerdo e direito estejam na frente do operador. Evite torcer a aorta ascendente para evitar a regurgitação aórtica.
- Ajustar a pressão aórtica para 30 mmHg no TR.
- Durante a ressuscitação, realize uma massagem cardíaca suave até que um ritmo sinusal seja restaurado.
- Aumente lentamente o fluxo da bomba dentro de 15-25 min por passos de 50 mL / min para atingir uma pressão aórtica de 65 mmHg. Ao mesmo tempo, aumente a temperatura do perfusato em etapas de 2-4 °C para atingir 37 °C.
- Uma vez que a pressão aórtica esteja em 65 mmHg e a temperatura do perfusato esteja a 37 °C, dê um choque elétrico a 5 J, se necessário, e repita até que o ritmo sinusal seja restaurado.
- Prenda um eletrodo epicárdico na parede posterior do ventrículo direito e conecte-se a um marcapasso externo. Acelere o coração a 80 BPM para sobrecarregar o ritmo espontâneo.
- Conecte a cânula pulmonar à linha de fluxo coronariano.
- Realizar amostras de sangue arterial e venoso para análises gasosas e bioquímicas do perfusato. Registrar a concentração inicial de lactato e corrigir os distúrbios bioquímicos para atingir os seguintes objetivos: glicose >1 g/L, K+ 3,5-5,5 mmol/L, Ca 2+ 1,0-1,20 mmol/L, pH 7,35-7,45, Na+ 135-145 mmol/L e HCO3- 20-24 mmol/L.
- Ajuste o fluxo da bomba para atingir uma pressão aórtica média de 65-75 mmHg e fluxo coronariano de 650-850 mL/min.
- Realize a análise de gases sanguíneos arteriovenosos a cada 15 minutos para garantir que a extração miocárdica de lactato seja eficaz. Se o lactato venoso for maior que o lactato arterial, aumente a pressão aórtica média para 80 mmHg diminuindo a solução de manutenção e verifique a concentração de lactato 15 minutos depois. Se a depuração do lactato arteriovenosa ainda estiver prejudicada, aumente o fluxo coronariano para >850 mL e verifique a concentração de lactato 15 minutos depois.
6. Procedimento do modo de trabalho
NOTA: A depuração arteriovenosa eficiente do lactato é geralmente alcançada dentro de 30 minutos após o início da perfusão de Langendorff. O modo de trabalho pode então ser iniciado conectando a cânula de pré-carga ao reservatório de pré-carga (esta linha foi previamente fixada durante o modo Langendorff). Da mesma forma, a linha de pós-carga é conectada à linha aórtica (Figura 2). Ajuste o sensor de fluxo na linha de pós-carga para medir o débito cardíaco.
- Abra a linha de pré-carga e ajuste o fluxo da bomba para garantir o enchimento estável do reservatório de pré-carga. Durante este período, o átrio esquerdo e o ventrículo esquerdo são progressivamente preenchidos com sangue.
- Abra a linha de pós-carga aórtica e prenda a linha principal do circuito usado para a perfusão de Langendorff. O reservatório de pós-carga é progressivamente preenchido. Garantir a drenagem do reservatório por uma linha de transbordamento que traga o perfusato de volta ao reservatório principal do circuito.
- Iniciar a perfusão de dobutamina a 0,04 mg/min.
- Realizar análise de amostras de gases sanguíneos arteriais e venosos para garantir que a extração miocárdica de lactato ainda seja eficaz.
- Uma vez que o débito cardíaco esteja estável, realize a avaliação hemodinâmica invasiva juntamente com as medidas de ultrassonografia epicárdica.
7. Avaliação do circuito pressão-volume (PV) com o método da condutância
NOTA: Todas as etapas de calibração devem ser executadas no modo de trabalho.
- Colocação do cateter fotovoltaico no ventrículo esquerdo
- Limpe o cateter de condutância pigtail de 7 Fr com solução salina e conecte-o à interface de hardware.
- Empurre suavemente o cateter para a bainha introdutora 8 Fr previamente inserida através do teto do átrio esquerdo para ser alinhada com a válvula mitral.
- Assim que o cateter cruzar a valva mitral, ajuste a posição apropriada, considerando os sinais ideais de pressão e volume. Se houver muito ruído, mova suavemente o cateter de condutância para melhorar a qualidade das alças.
- Calibração do cateter de alça fotovoltaica
- Calibração de pressão
- Uma vez que o cateter de condutância esteja adequadamente localizado no ventrículo esquerdo, abra a interface de calibração no software e calibre o valor da pressão usando o software de aquisição para medições de condutividade.
- Inicie a gravação, selecione 0 mmHg de pressão e 100 mmHg na interface de controle e registre por 5 s cada.
- Em seguida, pare de gravar e abra a interface de calibração de pressão. Corresponda o sinal correspondente ao nível de pressão.
- Uma vez calibrado, verifique se o sinal corresponde aos valores obtidos pela monitorização invasiva da pressão arterial.
- Calibração de volume
- Calibração da condutância
- Abra a interface de controle no software para medições de condutividade.
- Inicie a gravação, um após o outro, selecione os volumes sugeridos pela interface de calibração.
- Deixe a interface gravar por 5 s cada, em seguida, pare de gravar.
- Use o rastreamento de dados obtido e abra a interface de calibração de volume.
- Corresponda o traço correspondente ao nível de pressão.
- Calibração de volume paralelo
- O tecido cardíaco circundante conduz eletricidade e contribui para o sinal de volume geral. Remova esse volume paralelo para uma medição de volume precisa (calibração pós-processamento).
- Para avaliar o volume paralelo nesta configuração (parede miocárdica), injete 10 cc de solução salina hipertônica (4%) na linha do átrio esquerdo uma vez.
- Não repita a operação para evitar a hipernatremia.
- Calibração da condutância
- Calibração de pressão
- Calibração do fator de correção de campo
- Insira o valor do volume sistólico obtido a partir das medições de ultrassom.
NOTA: O fator alfa será calculado considerando-se a razão de volumes sistólicos obtidos por medidas ultrassonográficas ou cateterismo de condutância.
- Insira o valor do volume sistólico obtido a partir das medições de ultrassom.
- Coleta de dados fotovoltaicos
- Pare a estimulação epicárdica do coração para evitar interferência com o sinal de condutividade. Registrar dados em um estado estacionário quando o sinal estiver estabilizado (Figura 3)
- Selecione uma série de 10 loops consecutivos e abra o software de análise. O software fornecerá automaticamente trabalho de curso, trabalho de curso pré-recrutável, dP / dt máximo, dP / dt mínimo e índice tau.
- Para obter a relação pressão-volume sistólica final e a relação pressão-volume diastólica final, registre o sinal durante a oclusão pré-carga. Aperte gradualmente a linha de perfusão atrial até que a redução da pré-carga seja efetiva (Figura 4). Em seguida, solte lentamente a braçadeira.
8. Avaliação ecocardiográfica epicárdica do coração em estado de trabalho
- Aquisição de alças de ultrassom
- Coloque três eletrodos epicárdicos de eletrocardiograma conectados à máquina de ecocardiograma.
- Aplique uma cortina estéril ao redor do coração e use uma sonda de transesôfago.
- Aplicar a sonda na parede superior do átrio esquerdo e girar manualmente o transdutor até obter uma visão de quatro câmaras (Figura 5).
- Inicie o software de aquisição ecocardiográfica para avaliação do desempenho miocárdico usando o modo X-plan.
- Em seguida, execute o motor da sonda de ultrassom para obter vistas de três e duas câmaras. A análise dessas incidências permite a mensuração da fração de ejeção do ventrículo esquerdo e da deformação longitudinal global9.
- Avaliação do índice de trabalho miocárdico (ICM)
- Proceder à aquisição de vistas de quatro, três e duas câmaras e registrar a pressão arterial simultânea (Figura 6).
- Avalie a tensão longitudinal global usando essas visualizações e o software MWI aberto. Use a pressão arterial invasiva detectada pelo sensor externo no circuito de perfusão durante a aquisição da alça.
- Notifique manualmente o software sobre o tempo exato de abertura e fechamento das válvulas aórtica e mitral.
NOTA: O software MWI fornecerá automaticamente MWI global, trabalho construtivo, trabalho desperdiçado e trabalho eficaz.
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Representative Results
Descrevemos aqui um protocolo de NESP em estado de trabalho monoventricular, utilizando um módulo de perfusão cardíaca modificado geralmente empregado na prática clínica para perfusão de Langendorff do coração doador antes do transplante. Este modelo de leitão do NESP usando o presente módulo personalizado foi desenvolvido em 2019. As modificações do circuito foram menores, pois a maior parte do circuito de perfusão foi reutilizada para experimentos. A tampa do módulo forneceu uma membrana flexível e impermeável para proteger o coração durante o transporte. Também permitiu a ecocardiografia de superfície enquanto permanecia em um ambiente estéril. O volume de priming recomendado com sangue misto e solução de priming é de cerca de 1200-1500 mL na prática clínica. No presente protocolo, o volume de priming foi maior (2000 mL) porque tubos mais longos e reservatórios adicionais foram necessários para a perfusão em modo de trabalho. Portanto, tais considerações exigiram animais acima de 50 kg para uma coleta de sangue de >1500 mL.
A colocação do coração suíno no módulo de perfusão foi diferente em relação aos modelos de NESP relatados anteriormente no modo de trabalho10,11. De fato, a maioria deles descreveu corações suspensos pela aorta, acima de uma câmara de coleta de sangue, em posição vertical. Neste protocolo, utilizou-se um módulo comercialmente personalizado e ajustou o coração com o lado anterior colocado na caixa de perfusão em posição levemente inclinada e o lado posterior voltado para o operador. No entanto, Hatami et al. sugeriram que a posição do coração durante a NESP era um fator importante para a perfusão miocárdica ideal12 e seria melhor do que a posição de suspensão.
O presente protocolo utilizou seis animais para a realização experimental do modo Langendorff (LM) por 30 min, seguido de perfusão no modo de trabalho (WM) por 2 h. A pressão média da aorta (PAM) e o débito cardíaco (CO) foram continuamente monitorados e registrados a cada 30 min. O débito cardíaco (PCM) foi calculado da seguinte forma: CO x PAM/451. A avaliação da concentração de lactato no perfusato foi realizada a cada 30 minutos para garantir que a extração miocárdica de lactato (MEL) fosse eficaz como evidência de viabilidade miocárdica durante a NESP. A avaliação hemodinâmica foi realizada o mais rápido possível em T0, T60 e T120 durante a perfusão de MW. As medidas metabólicas e hemodinâmicas durante a NESP estão resumidas na Tabela 2.
Considerando a avaliação hemodinâmica por cateterismo cardíaco, as alças PV ótimas foram obtidas com um cateter de condutância colocado através do teto atrial esquerdo, em seguida, cruzando a valva mitral, com o pigtail colocado no ápice do ventrículo esquerdo. A posição do cateter de condutância foi verificada por ecocardiografia epicárdica (Figura 5). A qualidade do sinal da alça fotovoltaica pode mudar dependendo da posição do cateter e da interferência com a estimulação externa (Figura 7).
Avaliação funcional durante a perfusão em modo de trabalho
A avaliação ecocardiográfica durante a perfusão da MW foi realizada na configuração personalizada utilizada neste estudo e proporcionou avaliação da fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), da deformação longitudinal global (GLS) e do índice de trabalho miocárdico (ICM) com reprodutibilidade ao longo dos experimentos. Todas as três incidências do ventrículo esquerdo foram obtidas em qualquer momento em todos os experimentos (Figura 6). As médias de FEVE, GLS e MWI foram de 40,8 (± 11)%, -8,00 (± 2)% e 652 (± 158) mmHg%, respectivamente. As medidas do cateter de condutância foram realizadas durante a perfusão da MW. A média de SW, dP/dt máxima, dP/dt mínima, relação pressão-volume sistólica final (ESPVR), tau e trabalho pré-recrutado para AVC (PRSW) foram, respectivamente, 877 (± 246) mmHg·mL, 1463 (± 385) mmHg/s, -1152 (± 383) mmHg/s, 5,13 (± 3,16), 79,4 (± 23) ms e 63,4 (± 17,5) mmHg·mL durante a perfusão da MT. Os parâmetros hemodinâmicos avaliados por cateter de condutância ou por ecocardiografia de superfície durante a perfusão de MW estão resumidos na Tabela 3 e na Tabela 4.
Observou-se diminuição significativa do ICM durante a perfusão da MW ao longo do tempo em todos os experimentos (Figura 8A), bem como do débito cardíaco (Figura 8B) e de outros parâmetros relacionados à RMSA (Figura 8C). O ICM global correlacionou-se com o débito cardíaco medido por cateter de condutância (r = 0,85, p < 0,001) (Figura 9).
Figura 1: Ecocardiografia transtorácica paraesternal vista da valva aórtica. A valva aórtica e a aorta ascendente são verificadas para garantir que não haja aneurisma da aorta ascendente e nenhuma regurgitação aórtica significativa acima do grau 2. A fração de ejeção funcional do ventrículo esquerdo também é avaliada. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: Circuito modificado do sistema de cuidados com órgãos para o modo de trabalho monoventricular . (A) Uma câmara de complacência é acionada na linha de pós-carga para reproduzir a elasticidade vascular. Um conector Y é ajustado na linha arterial principal para encher um reservatório na altura de 10 cm acima do enxerto cardíaco para fornecer uma pré-carga para o átrio esquerdo a 13-15 mmHg. Outro conector Y é colocado na linha arterial principal antes do conector aórtico. (B) Um dos ramos do conector Y é conectado a uma tubulação de 3/8 polegadas, conectando um oxigenador pediátrico e um reservatório na altura de 70 cm para fornecer uma pós-carga do ventrículo esquerdo de 60 mmHg Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: Sinal de condutância estável fornecido pelo cateter de condutância pressão-volume. Um sinal estável das alças de pressão-volume registradas no software é fornecido por uma posição central do cateter inserido no ventrículo esquerdo através de uma bainha de 8 Fr ajustada no átrio esquerdo. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: Fixação cruzada progressiva do reservatório de pré-carga. O procedimento de oclusão progressiva da tubulação do reservatório de pré-carga e do átrio esquerdo proporciona uma diminuição do volume injetado no átrio esquerdo. Os loops pressão-volume são então gravados com o software de aquisição. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 5: Posição da sonda ecográfica do transesôfago durante a avaliação ecocardiográfica de superfície do enxerto cardíaco durante a MW. (A) A sonda é colocada na parede do átrio esquerdo enquanto a face posterior do coração está voltada para o operador durante a NESP. (B) Essa colocação proporciona uma visão ecocardiográfica do átrio esquerdo, do ventrículo esquerdo e da valva mitral. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 6: Incidências do ventrículo esquerdo obtidas com sonda ETE durante a NESP. A ecocardiografia epicárdica com sonda de transesôfago posicionada na parede posterior do átrio esquerdo proporciona uma visão de duas câmaras do átrio esquerdo e do ventrículo esquerdo. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 7: Exemplos de má aquisição de sinal de condutância. (A) Cateter de condutância posicionado sem central com sinal perturbado pelos movimentos do septo ventricular. (B) Sinal de condutância perturbado pela estimulação externa. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 8: Regressão linear ao longo do tempo durante a perfusão de WM. (A) Índice de trabalho miocárdico (MWI, mmHg%), (B), débito cardíaco (CO, mL.min-1) e (C) relação pressão-volume sistólico final (ESPVR). Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 9: Relação entre o ICM e o débito cardíaco durante a perfusão em modo de trabalho. Curva de correlação entre o índice de trabalho miocárdico (mmHg %) e o débito cardíaco (mL·min-1) durante a perfusão cardíaca ex situ no modo de trabalho. Por favor, clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Solução de escorva | Solução de manutenção | Solução de adrenalina | Cardioplegia Del Nido |
| 500 ml de solução de NaCl | 60 mg de adenosina | 0,25 mg de adrenalina | 500 mg de solução de Ringer |
| 150 mg de magnésio | 40 ml de solução de NaCl | 500 mL de glicose 5% | 10 mL de KCl 10% |
| 250 mg de metilprednisolona | (concentração: 1,5 mg/mL) | 3 mL de xilocaína 2% | |
| 1 g de Cefotaxima | 6 mL de manitol 20% | ||
| 6 mL de Bicarbonato de Sódio 8,4% | |||
| 7 mL de Sulfato de Magnésio 15% |
Tabela 1: Descrições da solução. A tabela fornece os volumes e concentrações de constituintes utilizados para preparar as soluções de priming, manutenção, adrenalina e cardioplegia Del Nido utilizadas neste protocolo. A solução de cardioplegia Del Nido é usada para alcançar a parada cardíaca, juntamente com a proteção miocárdica durante o tempo isquêmico frio. A solução de priming é infundida na máquina de perfusão, juntamente com o sangue coletado durante o protocolo experimental. A solução de manutenção e a solução de adrenalina são infundidas durante a perfusão cardíaca ex situ para manter os parâmetros de perfusão estáveis.
| T0 | T120 | |
| Concentração de lactato (mmol/L) | 2.4 (0.97–2.83) | 1.27 (0.36–2.48) |
| Extração miocárdica de lactato (mmol/L) | 0.15 (0.14–0.19) | 0.08 (0.04–0.09) |
| ph | 7.37 ( 7.31–7.45) | 7.41 (7.31–7.47) |
| Potássio (mmol/L) | 4.6 ( 4.4–5.1) | 4.9 (4.3–5.5) |
| Pressão sistólica da aorta (mmHg) | 132.5 (101.0–142.3) | 101.0 (96.2–109.3) |
| Pressão aórtica média (mmHg) | 97.5 (73.0–106.8) | 77.0 (69.0–85.5) |
| Fluxo Coronário (mL/min) | 925 (550–1050) | 700 (550–875) |
| Débito de Potência Cardíaca | 326.5 (116.5–485.5) | 228.0 (185.5–361.0) |
Tabela 2: Parâmetros hemodinâmicos e metabólicos avaliados durante a perfusão de MW. Os dados são fornecidos com a mediana e o intervalo interquartil.
| SW (mmHg·mL) | dP/dt máximo (mmHg/s) | dP/dt mínimo (mmHg/s) | ESPVR | Tau (ms) | PRSW | |
| Significar | 877 | 1463 | -1152 | 5.13 | 79.4 | 63.4 |
| Mediana | 816 | 1423 | -1025 | 4.01 | 73.9 | 62.8 |
| Desvio padrão | 246 | 385 | 383 | 3.16 | 23.0 | 17.5 |
| Mínimo | 528 | 778 | -1856 | 2.19 | 52.0 | 40.0 |
| Máximo | 1244 | 2119 | -755 | 13.8 | 134 | 101 |
Tabela 3: Valores médios e medianos obtidos pelo método do cateter de condutância durante a perfusão de MW. Abreviaturas: ESPVR: relação pressão-volume sistólica final; PRSW: trabalho de AVC pré-recrutável; SW: trabalho de traço.
| GLS (%) | FEVE (SB) | O MWI | O GCW | |
| Significar | -8.04 | 40.8 | 652 | 936 |
| Mediana | -8.00 | 37 | 642 | 919 |
| Desvio padrão | 2.03 | 11.0 | 158 | 208 |
| Mínimo | -11.5 | 27 | 389 | 579 |
| Máximo | -5.00 | 59 | 898 | 1268 |
Tabela 4: Valores médios e medianos obtidos pela ecocardiografia de superfície durante a perfusão de MW. Abreviaturas: GLS: estirpe longitudinal global; FEVE: fração de ejeção do ventrículo esquerdo; ICM: índice de trabalho miocárdico; MWE: eficiência miocárdica do trabalho; GCW: trabalho construtivo global.
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Discussion
Existem algumas etapas críticas a serem consideradas no protocolo NESP. A avaliação preliminar in situ do coração permaneceu importante, especialmente considerando a valva aórtica que não deve apresentar regurgitação aórtica significativa (grau 2 ou mais); caso contrário, a ressuscitação do coração será comprometida durante o período de Langendorff devido à perfusão coronariana prejudicada e isquemia miocárdica. O início da MW após a perfusão de Langendorff foi uma manobra desafiadora, exigindo pelo menos duas pessoas para regular o enchimento do reservatório de pré-carga, o fluxo da bomba, a pressão do átrio esquerdo e a linha de saída da aorta. Este período de transição foi realizado uma vez que a extração miocárdica metabólica eficaz para lactato foi alcançada. Durante esse período, o circuito de perfusão poderia parar devido à desativação da bomba relacionada à embolia aérea importante. A colocação ideal da sonda de ultrassom na parede atrial esquerda para obter vistas estáveis de duas e três câmaras foi parcialmente perturbada pelas cânulas e materiais incômodos ao redor do coração. Os dados ecocardiográficos tiveram que ser registrados com um sinal ultrassonográfico muito estável, com pelo menos três ciclos de contração.
A ressuscitação do coração durante a NESP não é explicitamente relatada na literatura. Apenas alguns estudos descrevem em detalhes o procedimento de ressuscitação para iniciar a NESP13. Abordagens preliminares de ressuscitação foram desenvolvidas neste protocolo para alcançar uma técnica ideal para ressuscitação, incluindo reperfusão progressiva, aumentando lentamente o fluxo coronariano e a temperatura sanguínea (da temperatura ambiente para 37 °C). O principal problema para a ultrassonografia foi encontrar a localização ideal para a sonda no teto atrial esquerdo. A posição do coração perfundido, com sua parede posterior voltada para o operador, permitiu a realização de ecocardiografia de superfície sem movimentação do coração e sem risco de regurgitação valvar aórtica. A presença de bolhas no circuito alterou a qualidade da imagem, e esse problema deve ser evitado o máximo possível. A otimização do circuito foi realizada para reduzir as turbulências sanguíneas, especialmente considerando a drenagem sanguínea do reservatório de pós-carga para o reservatório principal. Uma posição não estável do cateter de condutância no ventrículo esquerdo proporcionou curvas de alça fotovoltaica de baixa qualidade. O sinal da alça fotovoltaica poderia, no entanto, ser significativamente melhorado com a introdução do cateter no centro da parede posterior do átrio esquerdo, através do centro da valva mitral e posicionado na parte média do ventrículo esquerdo.
A carga de cavidades cardíacas esquerdas é essencial para a avaliação ecocardiográfica ex situ . Mesmo que o declínio do débito cardíaco tenha sido descrito anteriormente em outros estudos enquanto a tendência do lactato permaneceu estável, apenas alguns artigos descreveram tal consideração utilizando uma perfusão real do modo de trabalho monoventricular11. A perfusão biventricular em modo de trabalho não foi realizada neste modelo por razões técnicas, pois tal sistema é ainda mais complexo e pesado. No entanto, a falta de modo de trabalho para o VD é questionável devido à interdependência do VE e do VD, um fator de confusão na avaliação do VE. A falta de avaliação ventricular direita também pode ser questionável, uma vez que a falência do VD é uma complicação comum após o transplante, associada à alta mortalidade. A concentração de potássio aumentou constantemente no perfusato sem a possibilidade de limpá-lo porque nenhuma membrana de filtração sanguínea foi incluída em nosso circuito personalizado. A principal questão relativa a esse modo de perfusão é o fato de que o próprio órgão está isolado dos outros órgãos que poderiam regular seu metabolismo e limpar todos os metabólitos produzidos pelo metabolismo miocárdico. Alguns autores descreveram um modelo de perfusão que incluía um sistema de hemofiltração para proporcionar NESP prolongada no modo de trabalho14, com diminuição significativa do edema miocárdico ao final da perfusão, o que certamente participa do declínio do desempenho miocárdico ao longo do tempo.
Os desempenhos hemodinâmico e ecocardiográfico miocárdico diminuíram na NESP durante o modo de trabalho em nossa experiência, bem como a hemodinâmica cardíaca registrada pelo cateterismo de condutividade. Isso sugere que a perfusão não deve ser considerada como um método conservante para corações de doadores antes do transplante. Durante a MW, as tendências bioquímicas foram diferentes em comparação com o modo Langendorff. A extração miocárdica de lactato durante a MW foi continuamente eficaz, enquanto o desempenho hemodinâmico diminuiu progressivamente. Esse achado sugere que a tendência do lactato pode não ser um parâmetro relevante para avaliar o desempenho miocárdico na MT, como observado anteriormente em outros estudos15.
A avaliação funcional do coração durante a NESP seria de grande interesse para os clínicos. Os métodos de avaliação invasivos (técnica de alça PV) apresentam várias limitações. De fato, a técnica de condutância deve ser considerada para extrair cuidadosamente resultados confiáveis, devido ao isolamento do enxerto cardíaco sem um ambiente biológico fisiológico que geralmente conduz o sinal elétrico junto com o próprio miocárdio16. A decisão de transplantar enxertos marginais preservados com a tecnologia NESP baseia-se atualmente apenas nas tendências do lactato17. Confiamos que essa abordagem possa ser facilmente aplicada para resolver esse importante problema antes do transplante. Pode fornecer avaliações anatômicas (doença valvar, espessura miocárdica) e funcionais do coração do doador. A avaliação ecocardiográfica do ventrículo esquerdo foi realizada no modelo pré-clínico e permitiu a obtenção do MWI, parâmetro independente de carga que se correlacionou significativamente com o débito cardíaco avaliado por cateter de condutividade. Esses resultados preliminares destacam o papel da avaliação ecocardiográfica de superfície durante a NESP em modo de trabalho.
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Disclosures
Todos os autores não têm conflitos de interesse para divulgar.
Acknowledgments
Georges Lopez Institute, Lissieu, 69380, França
Claudia Lacerda, General Electric Healthcare, Buc, França
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 3T Heater Cooler System | Liva Nova, Châtillon, France | IM-00727 A | Extracorporeal Heater Cooler device |
| 4-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S15B | sutures |
| 5-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S10B | sutures |
| Adenosine | Efisciens BV, Rotterdam, Netherlands | 9088309 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Adrenaline | Aguettant, Lyon, France | 600040 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Atracurium | Pfizer Holding France, Paris, France | 582547 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| DeltaStream | Fresenius Medical Care, L’Arbresle, France | MEH2C4024 | Extracorporeal blood pump |
| EKG epicardial electrodes | Cardinal Health LLC, Waukegan, Illinois, USA | 31050522 | EKG detection electrodes |
| External pacemaker | Medtronic Inc. Minneapolis, Minneapolis, USA | 5392 | Pacemaker device |
| Glucose 5% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400891780017 | Drugs for the priming solution |
| Heart Perfusion Set, Organ Care System | Transmedics, Andover, MA, USA | Ref#1200 | Normothermic ex-vivo heart perfusion device |
| Intellivue MX550 | Philips Healthcare, Suresnes, France | NA | Permanent monitoring system |
| Istat 1 | Abbott, Chicago, Ill, USA | 714336-03O | Blood Analyzer machine |
| Labchart | AD Instruments Ltd, Paris, France | LabChart v8.1.21 | Pressure Volume loops aquisition software |
| Magnesium | Aguettant, Lyon, France | 564 780-6 | Drugs for the cardioplegia |
| Magnesium Sulfate | Aguettant, Lyon, France | 600111 | Drugs for the cardioplegia |
| Mannitol 20% | Macopharma, Mouvoux, France | 3400891694567.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Methylprednisolone | Mylan S.A.S, Saint Priest, France | 400005623 | Drugs for the priming solution |
| Millar Conductance Catheter | AD Instruments Ltd, Paris, France | Ventri-Cath 507 | Pressure Volume loops conductance catheter |
| MWI software | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | software used for the Ultrasound echocardiographic machine |
| Orotracheal probe | Smiths medical ASD, Inc., Minneapolis, Minneapolis, USA | 100/199/070 | probe for the intubation during anesthesia |
| Potassium chloride 10% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400892691527.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Propofol | Zoetis France, Malakoff, France | 8083511 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Quadrox-I small Adult Oxygenator | Getinge, Göteborg, Sweden | BE-HMO 50000 | Extracorporeal blood oxygenator |
| Ringer solution | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | DKE2323 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium Bicarbonate | Laboratoire Renaudin, itxassou, France | 3701447 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium chloride | Aguettant, Lyon, France | 606726 | Drugs for the priming solution |
| Swan Ganz Catheter | Merit Medical, south jordan, utah, USA | 5041856 | Right pressure and cardiac output probe |
| Tiletamine | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Transesophagus probe (3–8 MHz 6VT) | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic transesophagus probe |
| Vivid E95 ultraSound Machine | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic machine |
| Xylocaïne 2% | Aspen, Reuil-malmaison, France | 600550 | Drugs for the cardioplegia |
| Zolazepam | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
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