İzole Yöntemi Ex vivo Akciğer Perfüzyon: Sıçan EVLP Programı Geliştirme Öğrenilmiş Dersler
25 Şubat 2015
Ex-Vivo Akciğer Perfüzyon (EVLP) insanlarda akciğer transplantasyonu daha kolay kullanılabilir donör havuzu organları değerlendirmek ve genişletmek için yeteneği sağlayarak haline izin verdi. Burada, bir sıçan EVLP programı ve gelecekteki genişleme için bir tekrarlanabilir model izin ayrıntılandırmaları gelişimini açıklar.
Bu prosedürün genel amacı, tekrarlanabilir sonuçlar verecek tutarlı bir sıçan, ex vivo akciğer perfüzyon modeli oluşturmaktır. İlk adım, trakeayı kanüle etmek ve mekanik ventilasyona başlamaktır. Daha sonra pulmoner arter ve sol atriyum kanüle edilir.
Son adım, kalp akciğer bloğunu göğüs boşluğundan çıkarmak ve ex vivo akciğer perfüzyon devresine yerleştirmektir. Sonuç olarak, pulmoner arter basıncını ve diğer parametreleri ölçerek akciğerin durumunu gerçek zamanlı olarak göstermek için basınç sensörleri, ağırlık transdüserleri ve bir kan gazı analizörü kullanılır. Ex vivo akciğer füzyonu, akciğer nakli için donör havuzunu genişletmemize izin veren dikkate değer bir teknolojidir.
Organ değerlendirmesi için bir platform görevi görecek bu teknoloji sayesinde, nakil için getirilen organların kalitesini ve genel nakil sonuçlarını iyileştirebileceğimizi tahmin ediyoruz. Burada Bakır laboratuvarında, organı silahlandırmak, böylece değerlendirmek, yeniden şekillendirmek veya onarmak ve ardından kaliteyi artırmak ve böylece nakil sonuçlarını iyileştirmek için organı değiştirmek ifadesini icat ettik. Ex vivo akciğer perfüzyonu için sağlam ve tekrarlanabilir bir küçük hayvan sıçan modeli geliştirdik.
Bu video aracılığıyla, daha sonra perfüzyon ve transplantasyon Araştırmaları için bir platform görevi görebilecek bu ex vivo akciğer perfüzyon modelini geliştirmeniz için sizin için önemli ve kritik adımları göstereceğiz. EVLP devresini kurarak ve sıcak perfuse sekiz'i sistem boyunca dolaştırarak başlayın. Ilık su banyosunu, ısı eşanjörünü ve yapay göğüs kafesini 37 santigrat dereceye ayarlayın.
Deney için yaklaşık% 6 çözünmüş oksijene sahip olduğundan emin olmak için gaz filtresindeki PERFUSE sekizden bir deoksi oksijenasyon gazı çalıştırın. Veri toplama programını açtıktan sonra, pulmoner arter basınç dönüştürücüsünü, trakeal, diferansiyel basınç dönüştürücüsünü, solunum akışını, diferansiyel basınç dönüştürücüsünü, akciğer ağırlık dönüştürücüsünü ve pompa hızı dönüştürücüsünü analogdan dijitale dönüştürücü kutusuna bağlayın. Son olarak, ameliyat masasını kurun ve prosedür için gerekli tüm çalıştırma aletlerini ve malzemelerini hazırlayın.
Ayak parmağı ile sedasyonu doğruladıktan sonra, çimdikleyin, anestezi uygulanmış hayvanı ameliyat masasına sırtüstü pozisyonda yerleştirin. Veri toplama programını kullanarak veri kaydetmeye başlayın. Hazır olduğunuzda, karın boşluğuna girin ve inferior vena kavaya heparin enjekte edin.
Standart prosedürleri izleyerek, trakeayı kanül edin ve kanülü bir ventilasyon devresine bağlayın. Akciğerleri mekanik olarak havalandırmaya başlamak için mekanik ventilatörü açın. Ardından, akciğerleri açığa çıkarmak için göğüs boşluğunu geri çekin ve onlara dokunmaktan kaçınmaya özen gösterin.
Timusu çıkarın ve inferior vena kava veya mezenterik veni ortaya çıkarmak için karın içeriğini bir tarafa kaydırın. Ötenaziden sonra, pulmoner arter ve aortun arkasına ipek bir dikiş yerleştirin. Pulmoner arter kanülünü sabitlemeye hazırlanırken, sağ ventrikül çıkış yolunun ön yüzeyinde iki ila üç milimetrelik bir kesi yapın ve kanülü ana pulmoner artere yerleştirin.
İpek sütür ile sabitleyin, yaklaşık 15 mililitre düşük potasyum pozitif elektrolit solüsyonunu pulmoner arterden geçirip kalbin tepesinden dışarı atarak pulmoner vaskülatürden pıhtıları çıkarın. Daha sonra kalbin arkasına ve ventriküllerin etrafına ipek bir dikiş yerleştirin. Mitral kapağı genişletmek ve kanülasyonu kolaylaştırmak için, mitral kapaktan apekse ve sol atriyuma küçük bir çift cerrahi forseps yerleştirin.
Hazır olduğunuzda, mitral kapaktan apekse ve sol atriyuma bir kanül yerleştirin. Sol atriyum kanülünü ipek dikişle sabitleyin. Ardından, pulmoner arter kanülünü EVLP devresine bağlayın.
Devreden gelen giriş hattının perfuse eight ile astarlandığından emin olun. Havanın kalbe ve akciğerlere girmesini önlemek için ana peristaltik pompayı açın ve düşük bir hıza ayarlayın. Bu, perfüz sekizinin pulmoner arterden geçmesine ve sol ventrikülden göğüs boşluğuna çıkmasına izin verecektir.
Pulmoner arterin basıncını, bir tıkanıklık veya zayıf kanülasyon olduğunu gösteren ani yükselmediğinden emin olmak için izleyin. Hazır olduğunuzda peristaltik pompayı kapatın. Pulmoner arter kanülünü ex vivo akciğer perfüzyon devresine bağlayın.
Kalp akciğer bloğu vücuttan çıkarılana kadar sol atriyum kanülünü devreye bağlamayın. Yemek borusunu bir hemostat ile klempleyerek ve klempin altından keserek kalp akciğer bloğunu çıkarın, böylece yemek borusu kardiyopulmoner yapıları künt bir şekilde yükseltmek, çevredeki dokuyu incelemek ve kalp akciğer bloğunu serbest bırakmak için inen aort ve yardımcı damarları kesmek için yemek borusu yoluyla yükseltirken kullanılabilir. Kalp akciğer bloğunu serbest bırakmak için trakeayı kesin ve EVLP devresinde belirlenen yere yerleştirin.
Ardından sol atriyum kanülünü çıkış hattına bağlayın ve peristaltik pompayı çalıştırın. Havalandırma verilerini kaydetmek ve basıncı hızlı bir şekilde izlemek için havalandırma hattını EVLP cihazının üstünden çıkarın ve muhafazayı basınç sensörleriyle takın. Ardından, havalandırma hattını EVLP cihazının üzerine yeniden takın.
Kabarcık tuzağının perfuse sekiz ile yeterince doldurulduğundan emin olun. İlk 15 dakika boyunca akciğerlere hava kabarcıkları girmesini önlemek için, ventilasyon ve perfüzyon ayarlarını yavaşça istenen deneysel seviyelere değiştirin. Bu ilk hızlandırma aşamasında da perfüzyon akış hızını istenen hıza ve basınca yükseltin.
Ventilatörün, sıvının akciğer boşluğundan dışarı hareketini kolaylaştırmak ve ödemin başlamasını geciktirmek için aralıklı yan nefesler üretecek şekilde programlanması önerilir. Sıfır zamanını, ventilasyon parametrelerinin pozitif kilogram başına dört mililitre tidal hacimde olduğu zaman olarak tanımlayın. Ekspiratuar basıncı iki santimetrede sonlandırın.
H2O ve perfüzyon parametreleri beklenen düzeydedir ve sabit kalmaktadır. İstenirse, sıvı nitrojen içinde flaş dondurma numune portundan Perfuse sekiz numune alın ve numunelerin alındığı zamanı not edin. Deney tamamlandığında, toplama için gerekli anatomik parçaları izole edin ve bunları sıvı nitrojen içinde hızlı dondurun veya daha ileri çalışmalar için sabitleme çözeltisine yerleştirin.
Erkek Sprague dolly sıçanlarının akciğer ağırlığı, ilk 10 dakikadan sonra 60 dakikalık ex vivo akciğer perfüzyonu boyunca önemli ölçüde değişmedi. Pulmoner arter basıncında da bir değişiklik olmadı. Benzer şekilde, pulmoner vasküler direnç çalışma süresi boyunca değişmedi.
Yüksek tidal hacimlerde ve yüksek peep pro-inflamatuar sitokin konsantrasyonlarında bir saatlik ventilasyondan sonra PERFUSE sekizde artmış, anti-inflamatuar sitokin konsantrasyonları değişmeden kalmıştır. Bu videoyu izledikten sonra, laboratuvarınızdaki sıçanlarda küçük bir hayvan ex Viva akciğer bolluğu modeli oluşturmak için gerekli temel adımları iyi anlamış olmalısınız.
Genel Bakış
Bu makale, akciğer transplantasyonu sonuçlarını iyileştirmeyi amaçlayan bir sıçan ex vivo akciğer perfüzyon (EVLP) modelinin kurulmasını açıklamaktadır. Bu model, akciğer durumlarının gerçek zamanlı olarak değerlendirilmesine olanak tanıyarak donör havuzunu genişletmektedir.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Transplantasyon Biyolojisi
- Ex Vivo Akciğer Perfüzyonu
- Organ Koruma
Arka Plan
- Ex vivo akciğer perfüzyon teknolojisi, donör akciğerlerin daha iyi değerlendirilmesine olanak tanır.
- Organ kalitesini değerlendirerek transplantasyon sonuçlarını iyileştirme potansiyeline sahiptir.
- Araştırmaların ilerlemesi için tekrarlanabilir bir hayvan modeli geliştirmek kritik öneme sahiptir.
- Copper laboratuvarı, organ değerlendirme tekniklerini geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Çalışmanın Amacı
- ex vivo akciğer perfüzyonu için tutarlı bir sıçan modeli oluşturmak.
- akciğer transplantasyonu ve organ kalitesinin artırılması üzerine yapılan araştırmaları kolaylaştırmak.
- EVLP modelinin kurulumundaki kritik adımları göstermek.
Kullanılan Yöntemler
- Trakea, pulmoner arter ve sol atriumun kanülasyonu.
- Gerçek zamanlı izleme için basınç sensörlerinin ve veri toplama sistemlerinin kullanımı.
- Sıcak perfüzyon düzeneği ve fizyolojik koşulların sürdürülmesi.
- Akciğer çıkarma cerrahi prosedürlerinin adım adım uygulanması.
Ana Sonuçlar
- Tekrarlanabilir sonuçlar veren bir sıçan EVLP modelinin başarılı bir şekilde kurulması.
- Perfüzyon sırasında akciğer durumlarının gerçek zamanlı izlenmesi.
- Transplantasyon için organ kalitesini artırmaya yönelik tekniklerin gösterimi.
- Bu model aracılığıyla akciğer transplantasyonunda sonuçların iyileştirilme potansiyeli.
Sonuçlar
- Sıçan EVLP modeli, akciğer transplantasyonu araştırmaları için değerli bir araçtır.
- Modeldeki iyileştirmeler, donör organların daha iyi değerlendirilmesini ve korunmasını sağlayabilir.
- Bu çalışma, transplantasyon başarı oranlarını artırmaya yönelik süregelen çabalara katkıda bulunmaktadır.
Sıkça Sorulan Sorular
Sektörel Uygulama ve Önem
Tekrarlanabilir bir sıçan ex vivo akciğer perfüzyon (EVLP) modelinin kurulması, akciğer koruma stratejilerini değerlendirmek ve transplantasyon öncesinde organ kalitesini belirlemek için preklinik bir platform sağlar. Bu model, ventilasyon kaynaklı akciğer hasarını ve donör akciğer optimizasyonu ile ilgili diğer patolojileri hedefleyen terapötik müdahalelerin mekanistik risk azaltma süreçlerini destekler. Pulmoner parametrelerin gerçek zamanlı izlenmesine olanak tanıyan bu sistem, transplant biyolojisi ve organ onarımına odaklanan erken aşama keşif iş akışlarında öngörüsel güveni artırır.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Kontrollü perfüzyon koşulları altında akciğer hasarı ve onarım mekanizmalarıyla ilgili terapötik hipotezlerin sorgulanmasına olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Bozulmamış bir organ sisteminde moleküler yolakların değerlendirilmesine izin vererek fonksiyonel hedef validasyonunu destekler.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Bilimsel Değer: Akciğer kalitesini artırmayı amaçlayan bileşikleri test etmek için valide edilmiş biyolojik sistemlerin hazırlanmasında hastalığa özgü bir sistem sağlar.
- Operasyonel Değer: Pulmoner arter basıncı, akciğer ağırlığı ve kan gazı parametrelerinin gerçek zamanlı ölçümü ile assay standardizasyonunu kolaylaştırır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Patofizyolojik yanıtları değerlendirmek ve potansiyel hafifletici stratejileri test etmek için ventilasyon kaynaklı akciğer hasarını (VILI) modeller.
- Operasyonel Değer: Perfüzyon sırasında fizyolojik koşulları koruyarak, keşif aşamasından preklinik doğrulamaya kadar olan sürekliliği sağlar.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
Sırtla EVLP modeli; erken biyolojide hipotez testlerini destekleyerek, bileşik taraması için analiz hazırlığına olanak tanıyarak ve preklinik ilerlemedeki karar aşamaları (go/no-go) için kantitatif çıktılar sağlayarak keşif sürekliliğine entegre olur.
- Keşif Biyolojisi: Akciğer hasarı ve onarım süreçlerinde yolak katılımını netleştirerek mekanistik risk azaltmayı destekler.
- Tarama: Deneysel koşulları karşılaştırmak için pulmoner basınç ve akciğer ağırlığı gibi tekrarlanabilir, kantitatif okumalar sağlar.
- Analitik: Akciğer fonksiyonunu değerlendirmek için basınç sensörleri, ağırlık dönüştürücüleri ve kan gazı analizi aracılığıyla gerçek zamanlı veri elde edilmesini sağlar.
- Translasyonel Araştırma: Akciğer transplantasyonunda klinik olarak ilgili bir patoloji olan VILI'nin modellenmesi yoluyla preklinik süreklilikle bağlantı kurar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Koruma solüsyonlarının, ventilasyon stratejilerinin ve farmakolojik ajanların iteratif testleri için yeniden kullanılabilir bir platform oluşturur.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Müdahalelere karşı akciğer yanıtındaki belirsizliği azaltarak hedef doğrulamada öngörü güvenini artırır.
- Operasyonel Değer: Tanımlanmış kanülasyon, perfüzyon ve izleme protokolleri aracılığıyla tekrarlanabilirliği ve standardizasyonu geliştirir.
- Stratejik Değer: Organ koruma araştırmalarında riske göre ayarlanmış karar verme sürecini iyileştirerek, transplant geliştirmenin geç aşamalarındaki başarısızlıkları azaltır.
- Portföy Etkisi: Vekil belirteçler yerine fonksiyonel akciğer sonuçlarına dayalı aday önceliklendirmesini destekler.
Uygulama Hususları
- Kemirgen modellerde mikrovasküler kanülasyon ve kardiyopulmoner anatomi konusunda uzmanlık gerektirir.
- Peristaltik pompalar, basınç dönüştürücüler, ağırlık sensörleri ve kan gazı analizörleri dahil olmak üzere enstrümantasyona bağlıdır.
- Perfüzyon parametrelerinin, ventilatör ayarlarının ve veri toplama protokollerinin ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Sıçanlardan daha büyük memeli modellere veya insan akciğer değerlendirmesine geçişte adaptasyon değerlendirmelerini içerir.
- Kalp-akciğer bloğunun çıkarılmasının teknik karmaşıklığı ve perfüzyon sırasında steriliteyi korumak gibi pratik sınırlamaları kapsar.
