Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Greft Değerlendirmesi için Pasif Sol Atriyal Basınçlandırma ve Pasif Son Yük Kullanılarak Kardiyak Yükleme

1.7K görüntülenme

⸱

DOI:

10.3791/66624

⸱

2 Ağustos 2024

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Cardiac Surgery, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, 2Center for Engineering in Medicine and Surgery, Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Shriners Children's Boston, 3VentriFlo Inc

* These authors contributed equally

Bu makalede

Özet

Protokol, sol ventrikülün doğrudan yüklenmesinin greft sağlığı için bir değerlendirme tekniği olarak hizmet edebileceği ve aynı zamanda greft fonksiyonunun bütünsel bir değerlendirmesini sağlayabileceği bir domuz ex vivo kalp perfüzyon sistemini tanımlar. Sistem tasarımı ve olası değerlendirme metrikleri hakkında bir tartışma da sağlanmaktadır.

Özet

Ex vivo makine perfüzyonu ya da normotermik makine perfüzyonu, transplantasyon alanında büyük önem kazanmış bir koruma yöntemidir. Kalbin atım durumu nedeniyle değerlendirme için muazzam bir fırsata rağmen, mevcut klinik uygulama greft değerlendirmesi için sınırlı metabolik eğilimlere dayanmaktadır. Sol ventrikül yüklemesinden elde edilen hemodinamik ölçümler objektif değerlendirme parametreleri olma potansiyelleri nedeniyle bu alanda büyük ilgi görmüştür. Gerçekte, bu protokol, ekstra bir rezervuarın basit bir şekilde eklenmesi yoluyla yerleşik Langendorff perfüzyon sistemlerine yükleme yeteneklerini dahil etmenin kolay ve etkili bir yolunu sağlar. Ayrıca, bildiğimiz kadarıyla daha önce gösterilmemiş bir yaklaşım olan yükleme için pasif sol atriyal basınçlandırma kullanmanın fizibilitesini göstermektedir. Bu yaklaşım, diyastol sırasında miyokard perfüzyonunu en üst düzeye çıkarmak için bir uyum odası görevi gören pasif bir Windkessel baz son yükü ile tamamlanmaktadır. Son olarak, uzun süreli koruma sürelerinden (˃6 saat) sonra kardiyak greft fonksiyonundaki eksiklikleri ortaya çıkarmak için sol ventrikül nabız basıncı, kasılma ve gevşeme dahil olmak üzere kardiyak yükleme sırasında fonksiyonel ölçümleri yakalama yeteneğini vurgular.

Giriş

Ortotopik kalp nakli, son dönem kalp yetmezliği için mevcut altın bakım standardıdır1. Ne yazık ki, alan ciddi bir donör kıtlığı krizi nedeniyle önemli ölçüde sınırlıdır ve bu da her yıl 20.000'den fazla kişinin hayat kurtarıcı prosedürden yararlanacağı sadece 2.000 kalp nakli yapılmasına neden olur2. Yalnızca Amerika Birleşik Devletleri'nde kalp yetmezliği prevalansının 2030 yılına kadar 8 milyon kişiyi aşacağı tahmin edildiğinden, bu organ eksikliğinin daha da kötüleşmesi beklenmektedir3. İyileştirilmiş tıbbi yönetim, mekanik dolaşım desteğindeki ilerlemeler ve UNOS tahsis politikasındaki değişikliklerin bir sonucu olarak bekleme listesi sağkalım sürelerindeki istikrarlı artışlar, herhangi bir anda nakil ihtiyacı olan hasta sayısında daha fazla artışa neden olmuştur 4,5.

Ex vivo makine perfüzyonu veya normotermik makine perfüzyonu (NMP), dolaşım ölümünden (DCD) sonra bağışlanan organların kullanımına izin verirken, koruma sürelerinin bir miktar uzatılmasını sağlayarak tedarik havuzunun genişlemesini kolaylaştıran bir koruma yöntemidir 5,6,7,8. Koruma için mevcut altın standart olan statik soğuk hava deposunun aksine, NMP organları metabolik olarak aktif bir durumda tutar, bu da gerçek zamanlı izleme ve greft değerlendirmesi için fırsat yaratır ve DCD greftleri için standart koruma yöntemi haline gelir 8,9. Bununla birlikte, şu anda klinik olarak kullanılan NMP cihazları, transplantasyon sonuçlarını tahmin etmek için kantitatif metriklerden yoksun olan ve fonksiyonel parametreleri yakalayamayan Langendorff perfüzyon modu ile sınırlıdır6. Örneğin, Langendorff perfüzyonu sırasında laktat birikimi, transplantasyon sonrası sonuçların en iyi metabolik belirleyicisi olarak belirtilmiştir ve şu anda klinik ortamda kardiyak greft sağlığı için bir vekil olarak kullanılmaktadır10. Bununla birlikte, en iyi değerlendirme biyobelirteç olarak bile, transplantasyon sonrası mekanik dolaşım desteği ihtiyacını güvenilir bir şekilde öngörememektedir11,12. Benzer şekilde, yaygın olarak kullanılan hemodinamik parametrelerin (yani aort basıncı ve koroner kan akışı) öngörücü yetenekleri, kalp makinesi perfüzyonu için klinik olarak kullanılan mevcut konfigürasyonların retrograd doğası ile büyük ölçüde sınırlıdır9.

NMP sırasında kardiyak greft sağlığının doğru ve kesin bir şekilde belirlenmesi için değerlendirme protokollerinin geliştirilmesi, transplantasyon sonrası sonuçların iyileştirilmesinin ötesinde bu alanda büyük bir etkiye sahip olacaktır. Objektif öngörücü araçlar, marjinal veya genişletilmiş kriter organlarının (yani, uzun süreli sıcak (> 30 dakika) ve soğuk iskemi süreleri (> 6 saat), artmış donör yaşı (> 55), diğer komorbiditeler, vb.) hem DCD hem de beyin ölümü donörlerinden (DBD) şu anda sıkı seçim kriterleri nedeniyle transplantasyon için reddedilen13. NMP, marjinal kalplerin kullanılmasını sağlayarak, şu anda kullanılmayan kalplerin yarısının başarılı bir şekilde nakledilmesinin 2-3 yıl içinde kalp bekleme listesini ortadan kaldırmak için yeterli olacağı tahmin edildiğinden, organ arzında bir artışı kolaylaştırabilir14. NMP sırasında sol ventrikül yüklemesinden elde edilen hemodinamik ölçümler, objektif değerlendirme parametreleri olarak potansiyelleri nedeniyle alanda önemli ilgi görmüştür. Önceki çalışmalar, sol ventrikül nabız basıncı, kasılma ve gevşeme gibi bu parametrelerin metabolik eğilimlerden daha fazla kardiyak greft fonksiyonunun göstergesi olduğunu göstermiştir 15,16,17.

Gerçekte, değerlendirme doğruluğunu en üst düzeye çıkarmak için en uygun yükleme yöntemlerinin geliştirilmesi ve tanımlanması için çabalar sarf edilmiştir. Bu çabalar sayesinde, diğer gruplar yükleme sırasında en uygun aort perfüzyon modunu belirlemişlerdir, bu sayede pompa destekli son yük (yani yükleme sırasında aorta retrograd perfüzyon) ile karşılaştırıldığında, pasif bir art yük uygulanırken (yani, yükleme sırasında aorta retrograd perfüzyon uygulanmadığında) hemodinamik parametreler ile transplantasyon sonrası fonksiyon arasında daha güçlü bir korelasyon görülmüştür18. Bu, yardımlı koroner perfüzyonun muhtemelen fonksiyonel eksiklikleri maskelediğini gösterir. Önceki çalışmalar, Windkessel etkisini taklit eden sistemleri uygulayarak pasif art yükleri perfüzyon kurulumlarına başarıyla dahil etmiştir 18,19,20. Windkessel etkisi, kan basıncındaki dalgalanmayı azaltmaya, dokulara sürekli kan akışını sürdürmeye ve koroner perfüzyonu iyileştirmeye yardımcı olur. Bu protokol, koroner perfüzyonun yalnızca kalp ejeksiyonuna bağlı olduğu (patent beklemede) iki yaylı plaka içine yerleştirilmiş modifiye edilmiş bir intravenöz (IV) torba kullanarak Windkessel bazlı pasif art yükü elde eder.

Yükleme sırasında pasif sol atriyum (LA) basınçlandırmasının (yani yerçekimine bağlı basınçlandırma) kullanılması, küçük hayvan kalbi perfüzyonlarında yaygın bir uygulama olmasına rağmen, büyük kalplerin yüklenmesinde nadiren kullanılır 21,22,23. Bunun yerine, literatürde bildirilen yöntemlerin büyük çoğunluğu LA basınçlandırması için ikincil pompalara dayanır 18,24,25,26,27,28. LA'nın pompa yerine yerçekimine bağlı bir rezervuar aracılığıyla basınçlandırılması, yükleme protokollerinin uygulanmasını önemli ölçüde basitleştirir. Yerçekimi kullanımı, yeterli LA basınçlandırmasını elde etmek ve sürdürmek için karmaşık kontrol sistemlerine olan ihtiyacı büyük ölçüde azaltan sabit ve sabit bir basınç kaynağı sağlar. Ayrıca, bu basınçlandırma yaklaşımı sayesinde, ikincil bir pompa gereksinimi ortadan kaldırılarak, yalnızca ekstra bir rezervuara ihtiyaç duyulduğundan, yükleme yeteneklerinin mevcut Langerdoff kurulumlarına dahil edilmesi kolaylaştırılır. Yükleme yeteneklerinin klinik olarak kullanılan makine perfüzyon sistemlerine entegrasyonu, koruma süresi boyunca kardiyak greftlerin ayrıntılı değerlendirmesini kolaylaştırarak kardiyak NMP cihazlarının uygulamasını artıracaktır. Gerçekte, ulaşım ve cihaz kullanımı nedeniyle hasta bakımı için önemli finansal taahhüt oluşturan bir sistemin faydasını en üst düzeye çıkarmak29.

Bu protokol, sol ventrikül yüklemesi sırasında hem pasif art yük hem de pasif LA basınçlandırmasının uygulanabilirliğini göstermektedir. Bir yükleme yöntemi olarak pasif art yük/LA basınçlandırmasının doğrulanması yoluyla, bu protokol aynı zamanda yükleme yeteneklerinin yerleşik Langendorff perfüzyon sistemlerine dahil edilmesinin kolay ve etkili bir yolunu sağlar. Daha da önemlisi, uzun süreli koruma (˃6 saat) sonrasında yaşayabilir ve başarısız kalplerdeki farklılıkları ortaya çıkarmak için işlevsel değerlendirme yeteneğini vurgular.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Bu çalışma, Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC), Massachusetts Genel Hastanesi ve Jove'un hayvan yönergelerine uygun olarak yürütülmüştür. Kalpler (170 - 250 g), Yorkshire domuzlarından (30 - 35 kg, yaş 3-4 aylık, karışık cinsiyet) beyin ölümünden sonra bir bağış modeli kullanılarak toplandı ve yüklemeden 6 saat önce geriye dönük olarak (Langendorff) perfüze edildi. Tüm greftler enstrümantasyon sırasında yaklaşık 1 saatlik soğuk iskemi süresine maruz bırakıldı.

1. Sistem tasarımı

  1. Sistemin bir organ odası (11.046 inç x 7.595 inç x 3.095 inç), iki rezervuar (4 L ve 1 L), bir çift ceketli oksijenatör ve bir Windkessel torbasından (WB) oluştuğunu kontrol edin. Her iki rezervuarın da köpürmeyi ortadan kaldıran yerleşik bir köpük giderici içerdiğini kontrol edin.
  2. Bileşenlerin silikon boru ile güvenli bir şekilde bağlandığını, daha küçük rezervuar, WB ve organ odasının perfüzyon modalitesine bağlı olarak iki farklı konfigürasyonda olduğunu kontrol edin (Şekil 1A) (yani, Langendorff'a karşı yükleme).
    1. Organ odasının tabanını 3/8 inçlik bir boru kullanarak büyük (venöz) rezervuarın üstüne bağlayın. Yerçekiminin perfüzatı odadan rezervuara dolaştırmasına izin vermek için büyük rezervuarı organ odasının altına yerleştirin.
    2. Büyük rezervuarın altını 3/8 inç boru kullanarak pompa kafasının giriş portuna bağlayın.
    3. Pompa kafasının çıkış portunu, diğer ucunda 3/8 inç ila 1/4 inç redüktör ve 1/4 inç boru ile donatılmış 3/8 inçlik bir boruya bağlayın. 1/4 inç'i oksijenatörün giriş portuna bağlayın.
    4. Oksijenatörün çıkış portunu, ucunda bir Y konektörü olan 1/4 inçlik bir boru ile takın. Y konektörünün her iki ucunu da 1/4 inç boru ile takın.
    5. Sıra 1 - Langendorff perfüzyonu sırasında perfüzat akış modeli ( Şekil 1A'da mavi kesikli çizgi)
      1. Y konektörünün ilk ucunu, yerleşik luer bağlantısına sahip 1/4 inç ila 3/8 inç genişletici ile takın. 3/8 inç boruyu WB'nin altındaki ilk bağlantı noktasına bağlayın. Genişletici üzerindeki luer bağlantısına üç bir luer valfi takın ve bunu Adenozin damla dağıtımı için kullanın.
    6. Sıra 2 - Yüklü perfüzyon sırasında perfüzat akış modeli ( Şekil 1A'da turuncu kesikli çizgi)
      1. Y konektörünün ikinci ucunu daha küçük (yükleme) rezervuarın üstüne takın. Boruya bir Hoffman kelepçesi takın ve rezervuar doldurma kontrolü için kullanın.
      2. Yükleme rezervuarının üstünden daha büyük rezervuara bir taşma hattı yerleştirin.
      3. Yükleme rezervuarının altına 1/4 inçlik bir tüp takın ve organ odasının tabanındaki bir bağlantı noktasına bağlayın. Adenozin iletimi için boru uzunluğunun yarısına kadar üç bir luer valfi ve organ odasına ulaşmadan hemen önce tek yönlü bir valf ekleyin.
      4. Organ odası portunun diğer ucunu dik açılı bir kanüle takın.
    7. Windkessel torbasını (WB) doğrudan organ odasının üzerine yerleştirin. WB'nin altındaki ikinci taşma portunu 3/8 inçlik bir boru ile takın ve venöz rezervuarın herhangi bir giriş portuna bağlayın. Langendorff sırasında bu porttan sıvıyı durdurmak için bir Hoffman kelepçesi takın ve tamamen kapatın ve aort basınçlarını modüle etmek için yüklü modda ayarlayın.
    8. WB'nin üst kısmındaki taşma portuna üç bir luer valfi bağlayın ve WB'yi venöz rezervuardaki herhangi bir giriş portuna bağlamak için 1/4 inçlik bir boru kullanın. 1/4 inç boruya bir Hoffman kelepçesi takın. Langendorff perfüzyonu sırasında kelepçeyi tamamen kapalı tutun ve aort basınçlarını modüle etmek için yükleme modu sırasında ayarlayın.
    9. WB üzerindeki üçüncü çıkış portunu, bir sıcaklık probu için uzunluğun 3/4'ü kadar bir kesinti ile 3/8 inç boru aracılığıyla organ odasındaki aort portuna bağlayın.

2. Perfüzat sistemi hazırlığı

  1. % 0.96 Krebs-Henseleit Tamponu, 9.915 mM Dekstran, 25 mM sodyum bikarbonat, 1.054 mM sığır serum albümini,% 1 Pen Strep,% 0.13 insülin,% 0.02 hidrokortizon,% 0.5 heparin ve 2.75 mM kalsiyum klorürden oluşan bir baz perfüzat hazırlayın. Damıtılmış su kullanarak hacmi 4 L'ye getirin.
  2. Perfüzyon sistemi kurulumu
    1. Tüm boruları, sistem bileşenlerini ve rezervuarları damıtılmış suyla durulayın ve doğru sırayla yeniden bağlayın (Şekil 1A).
    2. Windkessel torbasını iki akrilik plaka arasına yerleştirin ve vidalı yay ayarıyla sıkın (Ek Şekil 1).
    3. Aort portunun luer bağlantısına ve organ odasının atriyal portuna üç bir luer valfi takın (Şekil 1B). Biri organ odasının üst kısmındaki aort portuna bağlı kapakta ve diğeri organ odasının altındaki atriyal porta bağlı kapakta olmak üzere iki basınç sensörü organ kutusuna bağlayın.
    4. Basınç sensörlerini havaya açarak (0 mmHg basınç) ve kayıt cihazında bu okumayı 0'a ayarlayarak kalibre edin.
    5. Sistem borusuna iki akış sensörü bağlayın. Aort akışını ölçen sensörü, WB'yi aort portuna bağlayan 3/8 inç boruya bağlayın. Atriyal akışı ölçen sensörü, yükleme rezervuarını atriyal porta bağlayan boruya bağlayın.
    6. WB'yi aort portuna bağlayan 3/8 inç boruya bir sıcaklık probu bağlayın. Aort portuna bağlı valfin üçüncü portuna bir hava alma tüpü bağlayın ve her zaman açık tutun. Hattın diğer ucunu venöz rezervuarın herhangi bir girişine bağlayın.
    7. Isı eşanjörünü oksijenatöre bağlayın ve 38 °C'ye ayarlayın. %100 oksijen hattını oksijenatör üzerindeki gaz giriş portuna bağlayın. Oksijeni 0,5 L/dk'ya getirin.
  3. Sistem hazırlama
    1. Organ odasını kullanarak sisteme 2 L perfüzat ekleyin. Pulsatil pompayı açın ve perfüzat minimum pH2 400 mmHg'ye kadar oksijenlenene ve sıcaklık ~35 °C'ye ulaşana kadar perfüzatın dolaşmasına izin verin (yükleme rezervuarını atlayarak).
    2. Havanın çıkarılması için perfüzatın dolaşmasına ve tüm sistem bileşenlerini doldurmasına izin verin. Kalan hava kabarcıklarını içeren tüplere masaj yaparak çıkarın. Ardından, sıvı çıkışını kısmen tıkayarak ve pompa akış hızını artırarak basıncı artırarak aort portunda sıkışan havayı çıkarın. Basınçtaki bu artış, herhangi bir havayı boşaltma/hava alma borusundan geçmeye zorlayacaktır.
    3. İstenilen sıcaklığa (37 °C, bir sıcaklık probu ile sürekli olarak izlenir) ulaşana kadar perfüzatın dolaşmasına izin verin, doğru iyon konsantrasyonunu (Tablo 1) ve yeterli oksijenasyonu sağlamak için biyokimyasal parametrelerin ilk değerlendirmesini yapın.
      NOT: Çözelti sıcaklığa (37 °C) getirildikten ve uygun şekilde oksijenlendikten sonra iyon ve pH seviyelerini okuyun.

3. Kardiyak greft alımı

  1. Kas içi atropin (0.04 mg / kg), telazol (4.4 mg / kg) ve ksilazin (2.2 mg / kg) enjeksiyonu ile hayvanları sakinleştirin.
  2. Sakinleştirildikten sonra, hayvanları ameliyathaneye aktarın ve her iki kulağa yerleştirilen bir IV hattı kullanarak venöz erişim elde edin.
  3. IV hattından bir bolus Propofol (0.16-0.33 mg / kg) uygulayın ve enjeksiyondan 3 dakika sonra zararlı uyaranları test edin. Herhangi bir refleks yoksa, hayvanı entübe edin ve gerektiğinde sürekli izofluran (% 3 -% 5) inhalasyon ve intravenöz fentanil (5-20 μg / kg / s) yoluyla anesteziyi sürdürün.
  4. Entübe edildikten sonra, ön uzuvlardan herhangi birine bir basınç manşeti yerleştirin ve oksijen satürasyonunu izlemek için alt dudağın tepesine bir EKG sensörü bağlayın.
  5. Bir tuzlu su damlası başlatın ve kulak IV hattından uygulayın. Hayvanın ventral yönünün üzerine cerrahi bir örtü yerleştirin.
  6. Sternotomiye hazırlık olarak intravenöz olarak bir fentanil sitrat bolusu (5 μg / kg) uygulayın.
  7. 10 bıçaklı bir neşter (~ 25 cm) ile sternal çentik ve ksifoid arasında dikey bir kesi yapın. İnsizyonu takiben, deri altı yağı ve fasyayı sternuma ulaşana kadar bölmek için bir elektrokoter kullanın.
  8. Açığa çıktıktan sonra, sternumun kaudal yönünde künt parmak diseksiyonu kullanarak yapışık perikardı sternumdan ayırın. Bunu yapmak için parmağınızı sternumun dorsal yönüne yerleştirin ve sternum ile iç organlar arasındaki yapışık dokuları ayırın.
  9. Sternumun kaudal yönüne bir keski yerleştirin. Keskiye gökyüzüne doğru kuvvet uygularken, keskiyi sternum kemiğinden ilerletmek için bir tokmak kullanın.
  10. Medyan sternotomi tamamlandıktan sonra, sternumun tamamen ayrılmasıyla (ksifoidden sternal çentiğe) belirlenir, bir sternal ekartör yerleştirin ve tam maruz kalana kadar açın.
  11. Aort ve pulmoner arter görünene kadar perikardları Metzenbaum makasıyla kraniyal olarak kesin.
  12. Aort üzerine iki adet çanta ipi dikişi (4-0 Prolene) yerleştirin ve turnike tuzağı ile sabitleyin. Dikişlerin aortun media tabakasından geçmesine ancak lümenden geçmemesine dikkat edin. Yüzeysel dikişler aort kökü kanülünü yerinde tutamaz ve derin dikişler aortun kanamasına neden olur.
  13. Kulak IV'ten bir bolus heparin (100 U / kg) uygulayın ve 3 dakika boyunca dolaşmasına izin verin.
  14. Çanta ipi dikişleri arasına aorta dik bir 9F aort kökü kanülü yerleştirin ve turnike tuzağını hafifçe sıkarak sabitleyin. Kanülasyon alanı çevresinde sızıntı olmadığından emin olun. Aort kökü kanülünün kardiyopleji çizgisinin, aorttan kan akışına izin vererek havasının alınmasına izin verin.
  15. Luer kilit bağlantısına bir torba kardiyoplejik solüsyon bağlayın. Yıkama sırasında 80 mmHg elde etmek için bir basınç torbası kullanarak kardiyopleji torbasına basınç uygulayın. Aort kökü kanülünün ikinci hattına bir peristaltik pompa bağlayın ve doğrudan aorttan 1 L kan almak için kullanın.
  16. Bir kan kurtarma cihazı kullanarak kırmızı kan hücrelerini ayırın (kırmızı kan hücreleri santrifüjlenir ve tuzlu su ile yıkanır). İstenilen sıcaklığa ulaştıktan sonra perfüzyon sistemine kırmızı kan hücreleri ekleyin.
  17. Yeterli kan toplandıktan sonra, aortu klemplemek için transtorasik bir haç kullanın ve organı yıkamak için kardiyopleji hattını açın.
  18. Çapraz klemp ve floş başlangıcından hemen sonra, sol atriyal apendikste 5 cm'lik bir kesi ile ve inferior vena kava'yı tamamen keserek kalbi havalandırın. Organın sıcaklığını düşürmeye yardımcı olmak için bu sırada göğüs boşluğuna buz ekleyin.
  19. Başarılı bir havalandırmadan sonra, kafadan gelen sıcak kanın soğutulmuş kalbe ulaşmasını önlemek için superior vena kava'yı şiddetlendirin veya bağlayın.
  20. Kalp 1 L kardiyopleji solüsyonu ile yıkandıktan sonra, aort, ana pulmoner arter, superior ve inferior vena-kava ve bilateral pulmoner venler dahil olmak üzere büyük damarları bölün. Bu, kardiyak eksplantı tamamlar. Kalbi boşluktan çıkarın.
    NOT: Grefte bağlı büyük damarların mümkün olduğunca uzunluğunu koruyun. Pulmoner damarları akciğerlere mümkün olduğunca yakın kesin.
  21. Organı bir laparotomi süngerine sarın ve buzun üzerine yerleştirin.

4. Greft hazırlama

  1. Bir çıkış yolu oluşturmak için aort kemerinin dallarını kesin. Aort kanülünü bu kanaldan geçirin ve bir fermuar ve 4-0 ipek sütür ile sabitleyin (Şekil 2).
  2. Sağ ventrikülün arka duvarına bir bipolar pacing teli yerleştirin. Sol atriyuma tek bir giriş yolu oluşturmak için pulmoner venleri kesin.
  3. Sol atriyum yolunun çevresinden iki adet çanta ipli 4-0 proline sütür oluşturun. Dikişleri turnike tuzakları ile sabitleyin ve yüklenene kadar çözülmeden bırakın.
  4. Sol atriyum ekini basit bir sürekli sütür (4-0 Prolene) kullanarak kapatın. İlk kalp ağırlığını kaydedin.

5. Kardiyak greft canlanması

  1. Clamp 3/8 inç boruyu perfüzat akışını durdurmak için aort portundan hemen önce. Kalbi, arka duvarı operatöre bakacak şekilde konumlandırın. Organ odasını kabaca 20° açıyla açın.
    NOT: Greft perfüzyonunun bu pozisyonu, pasif drenajı artırmak için seçilmiştir ve asılı26'ya kıyasla fonksiyonda önemli bir iyileşme gösteren daha önce yayınlanmış verilerle tutarlıdır.
  2. Aort kanülünü aort portundan 90° açıyla yerleştirin ve aort hattını yavaşça açın. Aort kanülünü, içine ilerleyen perfüzat akışıyla havalandırın.
  3. Aort kanülündeki açıyı, aort portu ile aynı hizaya gelene ve aort hattına tamamen bağlanana kadar yavaşça azaltın.
  4. Tamamen bağlandıktan sonra, sol ventrikül dolgusundan kaynaklanan şişkinliği önlemek için kalbe aralıklı olarak hafifçe masaj yapın. Bu süre zarfında, sol ventrikülü açık sol atriyumdan havalandırın.
  5. Aynı zamanda, aort basınçlarını izleyin ve kabul edilebilir aralıkta (30 - 40 mmHg) tutun.
  6. Veri toplamayı başlatın ve 333 uL/dk hızında adenozin damlamasını başlatın
    NOT: Adenozin (2 mg / mL), mevcut klinik perfüzyon koşullarını taklit etmek için perfüzyon protokolüne eklenir. Bununla birlikte, ilişkili vazodilatasyonun istenmeyen organ ödemini şiddetlendirebileceğini belirtmek önemlidir 30,31,32.
  7. Pacing kablolarını pacing box'a bağlayın ve yedek pacing olarak 60 bpm'ye ayarlayın.
  8. Fibrilasyon varsa, 30 J'lik kürekler kullanarak kalbi defibrilasyon yapın. Ritmik kasılmalar elde edene kadar gerektiği kadar şok verin.
  9. Organize bir ritim mevcut olduğunda (tempolu veya içsel), manuel havalandırmayı durdurun ve EKG kablolarını kanca iğneleri kullanarak doğrudan kalbin üzerine yerleştirin.
  10. Aort basınç sensöründen görüntülenen dalga formu sinüs dalgasını taklit edene kadar Windkessel torbasındaki vidaları sıkın. Daha önce açıklandığı gibi 6 saat boyunca Langendorff konfigürasyonunda perfuse kalbi33.

6. Kardiyak greft yüklemesi

  1. Dik açılı kanülü organ odasının atriyal portuna bağlayın. Bağlandıktan sonra, kanülü kelepçeleyin ve oksijenatör ile yükleme rezervuarı arasındaki hatta Hoffman kelepçesini serbest bırakarak sıvının yükleme rezervuarına girmesine izin verin.
  2. Basınç 15 - 20 mmHg'ye ulaşana kadar yükleme haznesini doldurun. Hem aort hem de atriyal basıncı korumak için pompanın çıkışını artırın.
  3. Dik açılı metal ucun yarısını, uç uzantıya bakacak şekilde sol atriyuma yerleştirin. Bu yerleşim, Mitral Kapak yetkinliğini en tutarlı şekilde destekler.
  4. Sol ventrikül basınç kaydı için basınç sensörünü sol ventrikülün içine yerleştirin. Kanül üzerindeki kelepçeyi serbest bırakın ve sol kulakçığın dolmasına izin verin.
  5. Havası alındıktan sonra, sol atriyumun açıklığını tamamen kapatmak için önceden yerleştirilmiş dikişleri ve turnike tuzaklarını kullanın. Sıvı sızıntısını en aza indirmek için kanülü ve tuzakları gerektiği gibi ayarlayın.
  6. Kanülü sol atriyuma sabitledikten sonra, oksijenatörden WB'ye giden hattı klempleyerek aorta retrograd perfüzyonu tamamen durdurun.
  7. Adenozin damlasını WB'ye giden hattan yükleme rezervuarı ile atriyal port arasındaki hatta taşıyın.

7. Perfüzyonun sonu

  1. Deney süresince (10 saat) her 30 dakikada bir biyokimyasal okumaları, kalp atış hızını, aort / atriyal akışı ve basınçları kaydedin. Giriş ölçümü için atriyal hattan ve çıkış ölçümü için doğrudan pulmoner arterden biyokimyasal okumalar elde edin.
  2. Perfüzyonun sonunda, veri toplamayı durdurun, kalbi çıkarın ve atın.
  3. Sistemin sabitlenmemiş parçalarını büyük bir lavaboya mobilize edin, sökün, durulayın ve bol su ile temizleyin.
  4. Bileşenlerde kan kalıntısı görünmediğinde, sistemi yeniden monte edin. Organ odasından sisteme büyük miktarlarda su ve su ile dolaşmak için yaklaşık 100 mL sıvı alkali deterjan ekleyin.
  5. Deterjan suyla iyice karıştırıldıktan sonra, tüm rezervuarların deterjan solüsyonuyla dolu olmasını sağlamak için sistem hatlarını sıkıştırın.
  6. Oksijenatörü sistemin geri kalanından ayırın ve tüm sabunu çıkarmak için bir kez daha suyla durulayın.
  7. Sabun tamamen çıkarıldıktan sonra, sıvı girişinden mümkün olan en yüksek oranda hava üfleyerek oksijenatörü kurutun.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

4 Yorkshire domuzundan (30 - 35 kg) elde edilen kalpler, 4 saatlik sürekli yüklemeden önce 6 saat boyunca Langendorff NMP aracılığıyla hasat edildi ve korundu. Bu deneysel koşul, ortalama klinik koruma süresi (5.1 ± 0.7 saat) olduğu için seçilmiştir34. Fazladan 4 saatlik sürekli yüklemenin (toplam 10 saat ex vivo süre) eklenmesiyle, perfüzyon süresi ile miyokard fonksiyon düşüşü arasında açık bir korelasyon olduğu için bir dereceye kadar kalp yetmezliği bekleniyordu35

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

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 birli...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

DV, VentriFlo, Inc., Pelham, NH'nin bir çalışanı ve Kurucusudur ve bu çalışmayla ilgili patent başvurularına sahiptir. Daha fazla bilgi için https://ventriflo.com/patents/ bakın. SNT'nin bu çalışmayla ilgili patent başvuruları vardır ve organ koruma teknolojisi geliştirmeye odaklanan bir şirket olan Sylvatica Biotech Inc.'in Bilimsel Danışma Kurulu'nda görev yapmaktadır. Çatışan tüm çıkarlar, MGH ve Partners HealthCare tarafından çıkar çatışması politikalarına uygun olarak yönetilir. AR ve AAO, Paragonix Technologies Inc.'den araştırma fonu alıyor.

Teşekkürler

ABD Ulusal Sağlık Enstitüsü'nden (K99/R00 HL1431149; R01HL157803; R01DK134590; R24OD034189), Ulusal Bilim Vakfı Hibe No. EEC 1941543, MGH Araştırma İcra Komitesi adına Claflin Seçkin Bilim İnsanı Ödülü ve Cerrahide Liderler için Polsky Ailesi Ödülü. Hassenfeld Aile Vakfı, MGH Araştırma İcra Komitesi ve MGH Çeşitlilik ve Kapsayıcılık Merkezi'nden AAO'ya araştırma fonu sağladığımızı kabul ediyoruz. Sarnoff Kardiyovasküler Araştırma Vakfı'ndan GO'ya araştırma fonu sağladığını kabul ediyoruz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
4 Musluk Smiths Medikal 
4-0 Prolene sütürler Etikon 8711
5-0 Sütürİnce Bilimsel Aletler18020-50
Aort Bağlantısı VentriFLO Inc Özel Yapılmış
Aort kökü kanülüMedtronic Inc & nbsp;10012
Sığır Serumu AlbüminSigmaA7906
Kalsiyum KlorürSigmaC7902
Hücre Koruyucu;Medtronic Inc ATLG
Cell Saver kartuşları Medtronic Inc ATLS00
DextranSigma31389
EKG epikardiyal uçlar VentriFLO Inc Özel Yapım
Ekipman standı ve braketleri VentriFLO Inc Özel Yapılmış
Harici Hız Sabitleyici Medtronic Inc 5392
Falcon Yüksek Berraklık 50mL konik tüplerFisher Scientific14-432-22
Akış Probları TranSonic Sistemleri inc 1828
Heparin sodyum EnjeksiyonuMedplusG-0409-2720-0409-2721
İçi boş fiber oksijenatör ve Venöz  ReseviorMedtronic Inc BBP241Afinity Pixie, 1L
HTP 1500  Isı Terapi PompasıHTP6826619
İnsülinHumulin RMGH Eczane
Iworx Veri Toplama SistemiIworxIX-RA-834
Krebs-Henseleit TamponSigmaK3753
Lökosit FiltresiHematetikSB1E
Organ OdasıVentriFLO Inc & nbsp;Özel Yapılmış
Pacing Telleri BiopolarMedtronic Inc & nbsp;6495
Penisilin-StreptomisinThermoFisher Bilimsel15140122
Basınç Trandüserleri IworxBP100
Pulsatil PompaVentriFLO Inc 2100-0270
PVC Boru & nbsp;Medtronic Inc 
Dik Açılı Metal Uçlu Kanül 20FMedtronic Inc 67318
Sodyum BikarobonateSigma5761
Standart PHD ULTRA CP Şırınga PompasıHarvard Aparatus88-3015
Turnike kiti 7 inç ve nbsp;Medtronic Inc 79006
Transonik Akış kutusuTranSonic Sistem A.Ş.T402
Venöz Resevior Medtronic Inc CB841Affinity Fusion, 4L
WIndKessel ÇantaVentriFLO Inc & nbsp;Özel Yapılmış
Y adaptörüMedtronic Inc & nbsp;10005
MX9341LHY10Z49R9

Kaynaklar

  1. Khush, K. K., et al. The international thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fifth adult heart transplantation report-2018; Focus Theme: Multiorgan Transplantation. J Heart Lung Transplant. 37 (10), 1155-1168 (2018).
  2. Colvin, M., et al. OPTN/SRTR 2018 Annual Data Report: Heart. Am J Transplant. 20, Suppl s1 340-426 (2020).
  3. Truby, L. K., Rogers, J. G. Advanced heart failure: Epidemiology, diagnosis, and therapeutic approaches. JACC Heart Fail. 8 (7), 523-536 (2020).
  4. Bakhtiyar, S. S., et al. Survival on the heart transplant waiting list. JAMA Cardiol. 5 (11), 1227-1235 (2020).
  5. Jou, S., et al. Heart transplantation: advances in expanding the donor pool and xenotransplantation. Nat Rev Cardiol. 21 (1), 25-36 (2023).
  6. Higuita, M. L., et al. Novel imaging technologies for accurate assessment of cardiac allograft performance. Curr Transplantat Rep. 10 (3), 100-109 (2023).
  7. Pinnelas, R., Kobashigawa, J. A. Ex vivo normothermic perfusion in heart transplantation: a review of the TransMedics((R)) Organ Care System. Future Cardiol. 18 (1), 5-15 (2022).
  8. Bryner, B. S., Schroder, J. N., Milano, C. A. Heart transplant advances: Ex vivo organ-preservation systems. JTCVS Open. 8, 123-127 (2021).
  9. Pahuja, M., et al. Overview of the FDA's Circulatory System Devices Panel virtual meeting on the TransMedics Organ Care System (OCS) Heart-portable extracorporeal heart perfusion and monitoring system. Am Heart J. 247, 90-99 (2022).
  10. Hamed, A., et al. 19: serum lactate is a highly sensitive and specific predictor of post cardiac transplant outcomes using the organ care system. J Heart Lung Transplant. 28 (2), 71(2009).
  11. Cernic, S., et al. Lactate during ex-situ heart perfusion does not predict the requirement for mechanical circulatory support following donation after circulatory death (DCD) heart transplants. J Heart Lung Transplant. 41 (9), 1294-1302 (2022).
  12. Messer, S. J., et al. Functional assessment and transplantation of the donor heart after circulatory death. J Heart Lung Transplant. 35 (12), 1443-1452 (2016).
  13. Sommer, W., et al. Hemodynamic and functional analysis of human DCD hearts undergoing Normothermic ex vivo perfusion. Thoracic Cardiovascular Surg. 66 (01), 268(2018).
  14. Lewis, J. K., et al. The Grand Challenges of Organ Banking: Proceedings from the first global summit on complex tissue cryopreservation. Cryobiology. 72 (2), 169-182 (2016).
  15. Ribeiro, R. V. P., et al. A pre-clinical porcine model of orthotopic heart transplantation. J Vis Exp. (146), e59197(2019).
  16. Ribeiro, R., et al. Contractility versus metabolic cardiac assessment during ex situ heart perfusion: a pre-clinical transplant study. J Heart Lung Transplant. 38 (4), S240(2019).
  17. Ribeiro, R. V. P., et al. Comparing donor heart assessment strategies during ex situ heart perfusion to better estimate posttransplant cardiac function. Transplantation. 104 (9), 1890-1898 (2020).
  18. Gellner, B., et al. The implementation of physiological afterload during ex situ heart perfusion augments prediction of posttransplant function. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 318 (1), H25-H33 (2020).
  19. Kung, E. O., Taylor, C. A. Development of a physical Windkessel module to re-create in vivo vascular flow impedance for in vitro experiments. Cardiovasc Eng Technol. 2 (1), 2-14 (2011).
  20. Pigot, H., et al. A novel nonlinear afterload for ex vivo heart evaluation: Porcine experimental results. Artif Organs. 46 (9), 1794-1803 (2022).
  21. Hill, A. J., et al. In vitro studies of human hearts. Ann Thorac Surg. 79 (1), 168-177 (2005).
  22. Saito, S., et al. Mitral valve motion assessed by high-speed video camera in isolated swine heart. Eur J Cardiothorac Surg. 30 (4), 584-591 (2006).
  23. Rosenstrauch, D., et al. Ex vivo resuscitation of adult pig hearts. Tex Heart Inst J. 30 (2), 121-127 (2003).
  24. Hatami, S., et al. Normothermic ex situ heart perfusion in working mode: Assessment of cardiac function and metabolism. J Vis Exp. (143), e58430(2019).
  25. Xin, L., et al. A new multi-mode perfusion system for ex vivo heart perfusion study. J Med Syst. 42 (2), 25(2017).
  26. Hatami, S., et al. The position of the heart during normothermic ex situ heart perfusion is an important factor in preservation and recovery of myocardial function. ASAIO J. 67 (11), 1222-1231 (2021).
  27. Abicht, J. M., et al. Large-animal biventricular working heart perfusion system with low priming volume-comparison between in vivo and ex vivo cardiac function. Thorac Cardiovasc Surg. 66 (1), 71-82 (2018).
  28. Schechter, M. A., et al. An isolated working heart system for large animal models. J Vis Exp. (88), e51671(2014).
  29. Alamouti-Fard, E., et al. Normothermic regional perfusion is an emerging cost-effective alternative in donation after circulatory death (DCD) in heart transplantation. Cureus. 14 (6), e26437(2022).
  30. TransMedics, Inc. TransMedics Organ Care System OCS Heart User Guide. , (2021).
  31. Messerli, F. H. Vasodilatory edema: a common side effect of antihypertensive therapy. Curr Cardiol Rep. 4 (6), 479-482 (2002).
  32. Headrick, J. P., et al. Adenosine and its receptors in the heart: regulation, retaliation and adaptation. Biochim Biophys Acta. 1808 (5), 1413-1428 (2011).
  33. Watanabe, M., Okada, T. Langendorff perfusion method as an ex vivo model to evaluate heart function in rats. Methods Mol Biol. 1816, 107-116 (2018).
  34. Isath, A., et al. Ex vivo heart perfusion for cardiac transplantation allowing for prolonged perfusion time and extension of distance traveled for procurement of donor hearts: An initial experience in the United States. Transplant Direct. 9 (3), e1455(2023).
  35. Hatami, S., et al. Myocardial functional decline during prolonged ex situ heart perfusion. Ann Thorac Surg. 108 (2), 499-507 (2019).
  36. Villanueva, J. E., et al. Expanding donor heart utilization through machine perfusion technologies. Curr Transplantat Rep. 9 (4), 219-226 (2022).
  37. Niederberger, P., et al. Heart transplantation with donation after circulatory death: what have we learned from preclinical studies. Circulation: Heart Failure. 12 (4), e005517(2019).
  38. Hassan, O. K. A., Higgins, A. R. The role of multimodality imaging in patients with heart failure with reduced and preserved ejection fraction. Curr Opin Cardiol. 37 (3), 285-293 (2022).
  39. Sandefur, C. C., Jialal, I. Atrial Natriuretic Peptide. StatPearls Publishing. , Treasure Island, FL. (2024).
  40. Buttner, P., et al. Role of NT-proANP and NT-proBNP in patients with atrial fibrillation: Association with atrial fibrillation progression phenotypes. Heart Rhythm. 15 (8), 1132-1137 (2018).
  41. Kohl, P., Hunter, P., Noble, D. Stretch-induced changes in heart rate and rhythm: clinical observations, experiments and mathematical models. Prog Biophys Mol Biol. 71 (1), 91-138 (1999).
  42. Safar, M. E., Lévy, B. I. Resistance vessels in hypertension. Comp Hypertension. , 145-150 (2007).
  43. Belz, G. G. Elastic properties and Windkessel function of the human aorta. Cardiovasc Drugs Ther. 9 (1), 73-83 (1995).
  44. Heward, S. J., Widrich, J. Coronary perfusion pressure. StatPearls Publishing. , Treasure Island, FL. (2019).
  45. Conway, J. Clinical assessment of cardiac output. Eur Heart J. 11, Suppl I 148-150 (1990).
  46. Stonko, D. P., et al. A technical and data analytic approach to pressure-volume loops over numerous cardiac cycles. JVS-Vascular Science. 3, 73-84 (2022).
  47. D'Alessandro, D. A., et al. Hemodynamic and clinical performance of hearts donated after circulatory death. J Am Coll Cardiol. 80 (14), 1314-1326 (2022).
  48. Joseph, S. M., et al. Acute decompensated heart failure: contemporary medical management. Tex Heart Inst J. 36 (6), 510-520 (2009).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Daha fazla makale keşfet

Ex Vivo PerfüzyonKardiyak Greft DeğerlendirmesiLangendorff PerfüzyonuWindkessel OdasıHemodinamik ÖlçümlerSol Ventrikül YüklemesiGreft Canlılık MetrikleriMiyokardiyal Perfüzyon
Greft Değerlendirmesi için Pasif Sol Atriyal Basınçlandırma ve Pasif Son Yük Kullanılarak Kardiyak Yükleme
Bize Ulaşın
Kütüphaneye Öner

Gizlilik

Kullanım Koşulları

Politikalar

Telif Hakkı © 2026 MyJoVE Corporation. Tüm hakları saklıdır.