Bu çalışma, küçük bir hayvan EVLP platformu için uygun maliyetli ve modüler bir tasarım ve bu platformun etkinliğinin bir sıçan DCD modelinde doğrulanmasını tanıtmaktadır. Bulgular, EVLP'nin ölen donörlerden alınan akciğerlerin kalitesini önemli ölçüde artırabileceğini ve böylece akciğer nakli için potansiyel donör havuzunu genişletebileceğini göstermektedir. Transplantasyon için donör akciğerlerinin kıtlığı kritik bir zorluk olmaya devam etmektedir. Bu sorunu çözmek için bazı ülkeler DCD programlarını uygulamaya başlamıştır28. Bu yaklaşım, canlı organ greftlerinin sayısını artırmak için değerli bir strateji sunar. Özellikle, çok sayıda çalışma, DCD organları kullanılarak karaciğer nakli sonrası uzun süreli sağkalım oranlarının, DBD 29,30'dan organları kullananlarla karşılaştırılabilir olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, DCD donörlerinden alınan akciğerlerin kullanımı, uzun süreli iskeminin neden olduğu büyük hasar nedeniyle sınırlı kalmaktadır31. DCD donörlerinden elde edilen sınırlı akciğer kaynaklarının verimli bir şekilde değerlendirilmesi ve kullanılması, nakledilebilir akciğer eksikliğini hafifletmek için büyük bir potansiyele sahiptir. EVLP, akciğerlerin kalitesini artırabilen ve transplantasyondan önce koruma sürelerini uzatabilen umut verici bir tekniktir. EVLP'nin 4 °C'de soğuk depolamaya kıyasla etkinliğini doğrulamak için, dolaşım ölümünün bir sıçan modelini kullandık. Perfüzyon tekniğimizin iskemi-reperfüzyon hasarının neden olduğu hasarı azaltabileceğini ve dolaşım ölümünü takiben akciğer fonksiyonunu iyileştirebileceğini varsayıyoruz. Deneysel sonuçlarımız Wang ve ark.32 ve Hasenauer ve ark.33 tarafından bildirilen son bulgularla uyumludur.
Perfüzyon devresi boyunca tutarlı bir sıcaklığın korunması, optimum EVLP işlevi için çok önemlidir. Ancak mevcut EVLP sistemlerinin çoğu güvenilir ve uyarlanabilir sıcaklık kontrol mekanizmalarından yoksundur. Tekli ısı değişim sistemleri genellikle belirli konumlardaki sıcaklığı değiştiren ayarlamalar gerektirir. Sıcaklıktaki bu dalgalanma perfüzyon sıvısının bileşimini etkileyebilir, oksijenasyon indeksi ölçümlerini bozabilir ve sonuçta deneysel sonuçların doğruluğunu tehlikeye atabilir. Bu zorluğun üstesinden gelmek için bir EVLP sistemi oluşturuldu ve rezervuara, pulmoner arter perfüzyon bölgelerine ve organ odasına yerleştirilen üç ayrı su banyosu ısı eşanjörü ile donatıldı. Ek olarak sistem, ısı kaybını en aza indirmek ve 4-40 °C aralığında hassas sıcaklık kontrolü sağlamak için minimum boru kullanır. Bu konfigürasyon, her devre segmentinde ölçülen sıcaklıkların ayar noktasından 0.2 °C'± fazla sapmadığı son derece hassas sıcaklık kontrolüne olanak tanır. Tasarım, EVLP deneyleri için sıkı sıcaklık kontrol gereksinimlerini etkili bir şekilde karşılar.
Küçük hayvan modelleri, daha küçük organları nedeniyle pulmoner ödem ve atelektaziye özellikle duyarlıdır34. Bu komplikasyonlar uzun perfüzyon deneylerinin yapılmasını önemli ölçüde engellemektedir. Bu zorluğun üstesinden gelmek ve perfüzyon sırasında optimum akciğer korumasını sağlamak için klinik uygulamada mevcut altın standart olan Toronto yaklaşımını benimsedik. Bu yöntem, belirli bir zaman dilimi35 boyunca hem perfüzyon akış hızında hem de havalandırmada kademeli bir artışı içerir. Perfüzyon, hedef akış hızının %10'unda (kardiyak debi'nin %20'si = 75 mL/dak/250 g donör ağırlığı) başlatıldı ve 1 saat içinde kademeli olarak artırıldı. Benzer şekilde, ventilasyon düşük bir oranda (4 mL/kg) başlatıldı ve tidal hacim 10 dakika içinde kademeli olarak maksimum 6 mL/kg'a çıkarıldı. Araştırma ayrıca perfüzyona sığır serum albümini (BSA) eklemenin faydalarını da vurguluyor. BSA takviyesi kolloid ozmotik basıncı yükseltir, böylece doku ödemini azaltır36. Küçük hayvan EVLP'sinde, atriyal kanülasyona dayalı iki birincil perfüzyon konfigürasyonu mevcuttur: kapalı döngü ve açık döngü. Kapalı devre sistemler kulakçıklarda sabit, düşük bir basınç sağlayarak fizyolojik koşulları taklit eder ve doğru kan gazı ölçümlerini kolaylaştırır. Linacr ve ark. perfüzyon sırasında belirli bir atriyal basıncın korunmasının akciğer fonksiyonunu iyileştirebileceğini ve ödemi azaltabileceğini göstermiştir34. Bununla birlikte, atriyal kas devreyi tıkarsa basınç artışları meydana gelebilir. Ek olarak, atriyumun bağlanması ve hava kabarcıklarının varlığı, potansiyel miyokard lifi hasarı ve tutarsız basınç okumaları nedeniyle deneysel sonuçları tehlikeye atabilir7. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek ve etkili kapalı döngü perfüzyon elde etmek için özel olarak tasarlanmış bir atriyal kanül yapıldı. Bu kanülün ucunda, atriyal kasın tıkanmasını önlemek için çıkıntılı bir destek bulunur. Ek olarak, kanül gövdesi boyunca halka şeklindeki oluklar, ligatürlerin güvenli bir şekilde yerleştirilmesini kolaylaştırır. Ayrıca sistem, hava embolisini ortadan kaldırmak ve tutarlı perfüzyon basıncını korumak için kabarcık tuzakları ve perfüzyon öncesi teknikler içerir.
Küçük hayvan EVLP platformları, sayısız faydaları nedeniyle bilimsel araştırmalarda tercih edilmektedir: kontrollü hayvan koşulları, maliyet etkinliği, büyük örneklem boyutlarının barındırılması ve düşük perfüzyon sıvısı tüketimi. Ek olarak, tek bir küçük hayvan suşu (örneğin, bu çalışmada sıçanlar, aynı zamanda kobaylar ve tavşanlar 24,35,36) kullanmak, hem diyet hem de deney ortamlarının titiz bir şekilde kontrol edilmesini sağlar. Sistemin çok yönlülüğü, solunum parametrelerini ve perfüzyon akış hızını ayarlayarak tüm bu türler için adaptasyon sağlar. Ekteki videolar, hayvan modelini ve EVLP prosedürlerini detaylandırarak araştırmacılara kapsamlı bir anlayış sağlar. Araştırmacılar bu protokolleri izleyerek deneysel başarıyı artırabilir, hayvanların çektiği acıyı en aza indirebilir ve genel hayvan kullanımını azaltabilir.
Araştırma, küçük hayvanlar için stabilite, perfüzyon kalitesi ve ayarlanabilirlik açısından ticari seçenekleri aşan uygun fiyatlı, modüler ve kullanıcı dostu bir EVLP sistemi kurmuş olsa da, perfüzyon ve ventilasyon parametreleri dahil olmak üzere EVLP protokollerini optimize etmek ve en etkili akciğer koruyucu ilaçları belirlemek için daha fazla araştırma yapılması gerekmektedir. Bu kullanıcı dostu ve verimli teknoloji, altyapıdan yararlanan birçok donör akciğeri üzerinde başarılı testlere olanak sağlamıştır. Mevcut araştırma çabaları, donörlerden alınan akciğerlerin restorasyonu ve korunmasına odaklanmıştır.