$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Normothermic makine perfüzyonu, yetişkin kalplerin donör havuzunu genişleterek kardiyak transplantasyon alanını büyük ölçüde etkileyen organ koruma ve değerlendirme için güçlü bir yöntemdir36. Bu genişleme, daha önce nakil için uygun olmadığı düşünülen küçük bir kalp havuzunu şu anda kullanma yeteneğinin bir sonucudur. Normomik makine perfüzyonu, kardiyak greftleri atım durumunda koruyarak hem fonksiyonel hem de metabolik değerlendirme fırsatı sunar. Bununla birlikte, potansiyeline rağmen, NMP'nin mevcut uygulaması, marjinal organların sınırlı bir alt kümesiyle sınırlı kalmaktadır (yani, 55 yaşın < donörlerden 30 dakikalık < sıcak iskemi süresi ile dolaşım ölümünden sonra bağışlanan organlar ve komorbidite yok). Bu sınırlama, daha geniş bir marjinal kalp yelpazesinin güvenilir bir şekilde değerlendirilmesini engelleyen doğru ve kesin değerlendirme tekniklerinin eksikliğinden kaynaklanmaktadır.
NMP sırasında sol ventrikül yüklemesi, yükleme sırasında elde edilen hemodinamik parametrelerin transplantasyon sonrası sonuçlarla yüksek oranda ilişkili olabilmesi nedeniyle umut verici bir değerlendirme tekniği olarak ortaya çıkmıştır 15,16,18. Gerçekte, NMP sırasında kardiyak yüklemenin bir değerlendirme tekniği olarak dahil edilmesi, genişletilmiş kriter organlarının değerlendirilmesini ve olası kullanımını kolaylaştırabilir ve donör havuzunu daha da genişletebilir. Muazzam potansiyel etkiye rağmen, yükleme yetenekleri şu anda klinik NMP sistemlerindemevcut değildir 37. Yükleme yeteneklerinin yerleşik NMP sistemlerine dahil edilmesini basitleştirmek ve standartlaştırmak için bu protokol, büyük kalp perfüzyonunda nadiren kullanılan bir yaklaşım olan pasif sol atriyum (LA) basınçlandırmasının (yani yerçekimine bağlı basınçlandırma) fizibilitesini göstermektedir. Bu basınçlandırma yöntemi, ikincil pompalara olan ihtiyacı ortadan kaldırarak kardiyak yüklemenin uygulanmasını önemli ölçüde basitleştirir. Bununla birlikte, yerçekimi LA basıncının ana belirleyicisi olduğundan, yükleme rezervuarının ve beraberindeki basınç sensörünün (atriyal basınç sensörü) uzamsal yerleşiminin bilinmesi, başarılı kardiyak yükleme için kritik öneme sahiptir. LA'nın hem aşırı hem de yetersiz basınçlandırılması, optimal olmayan yükleme koşullarına yol açtığından ve farklı mekanizmalar yoluyla greft yetmezliğine yol açabileceğinden, yükseklik kaynaklı basınç farklarını hesaba katmak için çok dikkatli olunmalıdır.
LA'yı anormal derecede yüksek basınçlara maruz bırakmak, kardiyak dolum basınçlarının yükselmesine (yani, sol ventrikülün tamamen gevşemesinden önce mitral kapak açılması) neden olur, bu da kardiyak greft hasarına ve kötü prognoza neden olduğu bilinen bir fenomendir38. Ek olarak ve daha az belirgin olan yüksek basınçlar, LA'yı fizyolojik olmayan gerilmeye maruz bırakarak anormal mekano-modülasyona ve atriyal natriüretik peptitlerin (ANP'ler) salgılanmasında potansiyel bir artışa yol açar39. Hem mekano-modülasyon hem de ANP'ler atriyal fibrilasyonun bilinen nedenleridir40,41. Öte yandan, fizyolojik olarak düşük sol atriyal basınçlar, diyastol sırasında sol ventrikülün yetersiz doldurulmasına ve bu da kalp debisinin azalmasına neden olabilir. Bu protokol pasif art yük kullandığından (yani, sol ventrikülden antegrad perfüzyona koroner kan akışının tamamen bağımlı olması nedeniyle yükleme sırasında aorta retrograd perfüzyon olmaması), azalmış kardiyak debi, miyokard perfüzyonunun azalmasına ve göreceli iskemiye neden olabilir. LA'nın aşırı/düşük basınçlandırılması yükleme işlemi sırasında da meydana gelebilir, bu da yükleme rezervuarının önceden doldurulmasını ve yükleme kanülünün etrafındaki atriyumu kapatmadan önce basıncının dikkatli bir şekilde doğrulanmasını kritik hale getirir. Yanlış atriyal basınçlandırma, tekniğe bağlı greft yaralanmasının en olası kaynağıdır. Aynı zamanda, en iyi performans gösteren diziyi ve yükleme kanülünün ideal boyutunu belirlemek için çok sayıda yineleme gerçekleştirilerek, doğru bir şekilde yürütülmesi en zor bölümdü.
Protokolün başarısı ve alaka düzeyi için özellikle önemli olan bir diğer unsur, in vivo dolaşımda görülen Windkessel etkisini taklit eden pasif bir art yükün kullanılmasıdır. Fizyolojik koşullar altında, Windkessel etkisi, büyük merkezi arterlerin, özellikle aortun, sistol sırasında bir rezervuar ve diyastol sırasında bir kanal görevi görme yeteneğini ifade eder. Sistol sırasında, aortun elastik duvarları kan hacmindeki42 bir artışa uyum sağlamak için genişler. Bu depolanan kan daha sonra arter duvarlarının elastik geri tepmesinin yardımıyla diyastol sırasında yavaş yavaş salınır. Bu mekanizma, kan akışının zamansal değişkenliğini azaltır ve bir şekilde sürekli organ perfüzyonu sağlar43. Bu özellikle kalp için önemlidir, çünkü43 diğer organların aksine, miyokard perfüzyonu neredeyse sadece diyastol44 sırasında meydana gelir. Bu nedenle, Windkessel etkisinin ex vivo perfüzyon sistemlerine dahil edilmesi, hem retrograd hem de yüklü perfüzyon modlarında faydalı olan daha fizyolojik bir koroner perfüzyon kaynağı sağlar. Ayrıca, bu sistemin değerlendirme amacıyla yüklü perfüzyona uygulanması, diğerleri tarafından gösterildiği gibi, transplantasyon sonrası sonuçlarla daha güçlü bir şekilde ilişkili olan Windkessel bazlı art yük ile perfüze edilen greftlerin kardiyak performansı ile öngörücü yetenekleri artırıyor gibi görünmektedir18. Bu kurulumdaki Windkessel etkisi, bildirilen diğer Windkessel aparatlarından 18,19,20 nispeten daha basit bir sistem olan vidalı bir yay (Ek Şekil 1) ile bağlanan iki akrilik plaka arasına yerleştirilmiş modifiye edilmiş bir IV torba kullanılarak elde edilir. Ayrıca, yükleme yayını sıkma veya gevşetme yeteneği, geri tepme basıncı üzerinde muazzam bir kontrol sağlayarak deneysel ayarların ince ayarını kolaylaştırdı.
Sistemimizi kullanarak, perfüzyon yöntemi Langendorff ve yüklü mod arasında kolayca geçiş yapabilir. Yüklü mod, greftlerin sol ventrikülünden fonksiyonel verilerin elde edilmesini sağladı (yani, sol ventrikül nabız basıncı, kasılma, gevşeme, Şekil 3). Bu fonksiyonel veriler, ex vivo perfüzyon sistemlerinde kardiyak greft değerlendirmesi için klinik standart olan laktat (Şekil 2B) dahil olmak üzere biyokimyasal eğilimlerde (Şekil 2) belirgin olmayan greft canlılığında belirgin bir fark ortaya çıkardı10. Ayrıca, bu protokolde açıklandığı gibi Yüklü modda perfüzyon, kardiyak debiyi (CO = kalp atış hızı * strok hacmi) ölçme olasılığını mümkün kılarak, ek ve daha geleneksel bir kardiyak fonksiyon metriğisağlar 45,46. Mevcut kurulumdan elde edilmesi daha zor değişken olan inme hacmi, atriyal ve aort akışı ile birlikte diyastol sonu ve sistolik sonu hacimleri hesaplamak için kullanılabilen koroner akışın ölçülmesiyle elde edilebilir. Benzer şekilde, ekokardiyogram ölçümleri veya basınç-hacim döngüleri ile strok hacmi elde edilebilir. Bu kurulumun yalnızca kalbin sol tarafını yükleyebildiğini ve bunun da sol ventrikülün işlevsel verileriyle sonuçlandığını vurgulamak önemlidir. Bu yöntem sağ ventrikül fonksiyonu hakkında bilgi sağlamaz. Bu muhtemelen mevcut protokolün en büyük sınırlamasıdır, özellikle sağ ventrikül disfonksiyonu, transplantasyonda sol ventrikül disfonksiyonundan daha sık görülen bir durumdur47. Bununla birlikte, sağ ventrikül disfonksiyonunun transplantasyondan birkaç hafta sonra düzeldiği ve belki de önemini azalttığı bildirilmektedir47.
Özellikle, bu el yazmasının sonuçlarında sunulan dört greft, aynı şekilde 6 saat boyunca Langendorff kullanılarak temin edildi ve perfüze edildi. Bu deneysel koşul, normotermik makine perfüze greftlerin ortalama koruma süresi 6 saat olarak seçildi ve fazladan 4 saatlik sürekli yüklemenin (toplam 10 saat ex vivo süre) eklenmesinin bir dereceye kadar greft başarısızlığı ile sonuçlanması bekleniyordu. Bu beklenen başarısızlık, işlevsel metriklerin gerekliliğini vurgulama fırsatı sağladı ve Langendorff tabanlı metriklerle karşılaştırıldığında değerlendirme yeteneklerini gösterdi. Gerçekten de, bu makaledeki sonuçlar, pasif LA basınçlandırma ve pasif art yük yüklemesi yoluyla elde edilen bazı fonksiyonel parametrelerin, daha uzun koruma süreleri ile DBD kardiyak greftlerinin canlılık farklılıklarını ortaya çıkarma yeteneğini göstermektedir. Burada gösterilmemiş olsa da, bu değerlendirme etkinliğinin, bilinen diğer yaralanmalar ve / veya fonksiyonel eksiklikler (yani, DCD, eski donörler, komorbiditeler) ile greftlerin canlılığını belirlemek için tekrarlanabileceğini varsaymak mantıklıdır, ancak bu greftler içindeki fonksiyonel özellikleri ve farklılıkları belirlemek için daha fazla araştırma gereklidir. Benzer şekilde, fonksiyonel metriklerin nakledilebilir ve nakledilemez kardiyak greftlerin yanı sıra diğer olası canlılık indeksleri kaynakları ile nasıl ilişkili olduğunu belirlemek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Örneğin, aort ve atriyal yükleme basınçları arasındaki fark, bu basınç okumaları arasındaki fark, kardiyojenik şokun48 eksikliğini veya varlığını gösterebileceğinden, güvenilir bir canlılık indeksi olabilir.