İzole Yöntemi * These authors contributed equally

Medicine
 

Summary

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.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Nelson, K., Bobba, C., Eren, E., Spata, T., Tadres, M., Hayes, Jr., D., Black, S. M., Ghadiali, S., Whitson, B. A. Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program. J. Vis. Exp. (96), e52309, doi:10.3791/52309 (2015).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Akciğer nakli için kullanılabilir kabul edilebilir donör akciğer sayısı nedeniyle kalitesiz ciddi sınırlıdır. Ex-Vivo Akciğer Perfüzyon (EVLP) insanlarda akciğer transplantasyonu daha kolay kullanılabilir donör havuzu organları değerlendirmek ve genişletmek için yeteneği sağlayarak haline izin verdi. Bu teknoloji geliştirir, potansiyel olarak değerlendirilmesi ve transplanttan önce altı akciğer kalitesini artırmak için yeteneği geliştikçe kritik bir ihtiyaçtır. Daha titiz bir şekilde, bu yaklaşımlar değerlendirmek için, bir yeniden üretilebilir bir hayvan modelinin bağışlanan akciğer geliştirilmiş tekniklerin test ve yönetimi için olduğu gibi akciğer nakli alıcısına sağlayacak tespit edilmesi gerekir. Buna ek olarak, örneğin, ortaya çıkan patolojilerin, bir EVLP hayvan modeli, havalandırma kaynaklı akciğer yaralanması (VILI), bu patolojiler için tedaviler değerlendirmek için yeni bir yöntem temin edecektir. Burada, biz bu benim için bir sıçan EVLP akciğer programı ve inceliklerinin gelişimini açıklamakGelecekteki genişleme için bir tekrarlanabilir model izin metod ile. Biz de bu EVLP sisteminin uygulama sıçan akciğerlerinde VILI model açıklar. amaç anahtar bilgileri ve "bilgelik inci" deneme ve yanılma kaynaklanan ve sağlam ve tekrarlanabilir bir EVLP sistemi kurulması için kritik / teknikleri ile araştırma topluluğuna sağlamaktır.

Introduction

Klinik Alaka

Nakli bekleyen 1 ölüyor uzamış bekleme listesi zaman lider ulusal kullanılacak edememek akciğer veya hastaların sadece% 19 ile nakli için kullanılabilir uygun akciğer yetersizdir şu anda yok. sıkıntısı büyük bağışçılar, travma, enfeksiyon, çoklu-sistem organ yetmezliği ve hasat 2 üzerine bazen yaralı donör akciğerlere bağlı olabilir. Buna ek olarak, akciğer göğüs boşluğuna ve standart taşıma ve koruma teknikleri dışında zayıf bir organ bozulması ve cansız akciğerlere götürür. Bu nedenle, bakımı ve akciğer canlılığı ex-vivo iyileştirilmesi son zamanlarda akciğer nakli tıp önemli bir odak noktası haline gelmiştir.

Ex-vivo Akciğer Perfüzyon (EVLP)

Ex-vivo akciğer perfüzyon (EVLP) sürekli nakli için değerlendirilen organları serpmek gelişti ve tüm bir değerlendirme süresi sağlar ettiAkciğer canlandırma veya rektifiyesiyle potansiyeli akımlarının. EVLP vücut organı iskemik zamanın dışında toplam uzatmak ve bağışlanan organlar daha mesafeleri 3 seyahat için izin verebilirsiniz. Tipik olarak, akciğerler% 50 4% 30 50 toplam akciğer kapasitesinin% veya solunan oksijen fraksiyonu ile pik havayolu basıncı 20 cmH 2 O (FiO 2) havalandırmalı edilir. Koruma solüsyon, insanlara ve büyük hayvanlara 5,6 40-60 ml / kg (100 ml / kg tahmin kalp debisi yaklaşık% 40) ile perfüze edildi, ancak sıçanlar 7 kardiyak çıkışın yaklaşık% 20 ile perfüze edilmiştir. STEEN çözeltisinin eklenmesi insan akciğerleri pulmoner ödem 9 gelişimi olmadan RT ortamlarda yolculuk için izin verdi. Bu öncü çalışma Toronto Üniversitesi Akciğer Nakli Programı 10-13 rafine edilmiş ve nakli 14,15 için marjinal donör akciğer geliştirilmiş değerlendirilmesi için değerlendirilmektedir. Bununla birlikte, uygun havalandırma sisnakli için marjinal ve / veya alt standart akciğerleri yeniden oluşturmak için gerekli n ve perfüzyon koşulları bilinen ve halen aktif bir araştırma alanıdır değildir.

Izole akciğer perfüzyon sistemleri akciğer hasarı, solunum yolu hastalıkları, yeniden oluşturma neden küçük hayvanlarda ve iskemik hasar görmesini önlemek için farklı çözümler ile akciğerlere serpmek edilmiştir. Müfettişler insanlar ve büyük hayvanlar 16-18 kullanılabilecek EVLP protokolleri taklit izole akciğer-perfüzyon sistemi kullanılarak akciğer transplantasyonu bir küçük hayvan modeli oluşturduk. Ancak, bu deneysel model, insan fizyolojisini taklit etmek için kullanılan çeşitli teknikler ve parametreler açısından birçok zorlukları vardır. Özellikle, EVLP sırasında akciğer canlılığını muhafaza birçok incelikleri vardır. Bu inceliklerini nedeniyle hasat tekniği, pozitif basınçlı ventilasyon ayarları, perfüzat kompozisyon ve akış koşulları ve akciğer kanülasyona farklılıkları ortaya çıkabilir. Therefore, burada amaç bir kemirgen modelinde EVLP uygulanması için sağlam bir yönteme öne bulduk sorun giderme ve uygulama ipuçları bir dizi araştırma topluluğuna sağlamaktır.

Protocol

NOT: Tüm işlemler İnsani Laboratuvar Hayvanları Bakım ve Kullanım (IACUC) için Kurumsal Hayvan Bakım ve Ulusal Araştırma Konseyi'nin Kılavuzu kılavuz hatlarına göre yapıldı ve Ohio State Üniversitesi IACUC komitesi tarafından onayı uğramıştır.

1. İlk Kurulum

  1. EVLP devresini kurmak ve sıcak (37 ° C) perfüzat önce eski ekilen akciğeri içeren sisteme dolaşan (Şekil 1).
  2. Sıcak su 37 ° C ceket perfüzat rezervuar, ısı değiştirici, ve yapay göğüs kullanılan banyo, ve dolaşımdaki (Şekil 1) ayarlayın.
  3. Bir de-oksijenasyon çözüm çalıştırın (örneğin,% 6 O 2,% 8 CO 2,% 84 N 2) Şu anda gaz filtresi perfüzata ile perfüzyon deney için ~% 6 çözünmüş oksijen vardır sağlamak için sayaç.
    NOT: Bu de-oksijenli perfüzyon değerlendirmesi o sağlarPerfüzat, post-organa içine oksijen ölçerek akciğer fonksiyonu f.
  4. (EVLP devre ve veri toplama / analog-dijital dönüştürücü kutusuna, trakea diferansiyel basınç sensörü, solunum akış diferansiyel basınç sensörü, akciğer ağırlığı dönüştürücüyü ve pompa hızı transdüseri veri toplama programı açın ve pulmoner arter basınç sensörü bağlamak Şekil 2).
  5. EVLP devresi (Şekil 3) ile çalışma masası ve çalışma araçları ayarlayın.
  6. Numuneler elde edilecek EVLP devresi yakın sıvı azot küçük bir kapta ayarlayın.
    NOT: Yazarın sistem potansiyel akciğer zarar verebilir basınç-akım dinamikleri kesmeden öncesi organ ve sonrası organ perfüzat toplamak için modifiye edilmiştir.

Anesteziklerin ve Heparin, Sıçan anestezisi 2. Hazırlık

  1. Aşağıdaki kişisel koruyucu ekipman giyinCerrahi maske, cerrahi eldiven, ve tek elbisesi: sıçan ve fare doku dokunmadan önce (KKE).
  2. Sıçan tartın ve ağırlığı kaydedin.
  3. 1.200 U / kg heparin hazırlayın.
  4. İlk ketamin hazırlanması, aynı şırınga içinde, 60 mg / kg ketamin ve 5 mg / kg iksilazin hem hazırlayın.
  5. Intraperitoneal sıçan içine ketamin ve Xylazine karışımı enjekte ve sıçan için 5 dk bilinçsiz olmak için izin.
  6. Ayak tutam refleksi kontrol ederek doğru anesthetization onaylayın. Sıçan onun ayak çekilmek değil, bu acı hissetmiyor.
  7. , Ameliyat masasına sıçan taşı sırtüstü pozisyonda sabitleyin ve sterilizasyon için alkol ile sprey.

3. Ekstraksiyon ve Sıçan Akciğerler Başlangıç ​​Havalandırma

  1. 4-20 cm uzunluğunda ipek sütür (yeterli olacaktır 3-0 veya 4-0) hazırlayın.
  2. Veri toplama programını kullanarak verileri kaydetme başlayın.
  3. Cerrahi makas periton ca girmek kullanarak, anestezi uygun derinliği kontrol edinBir orta hat laparotomi ile vite ve alt vena cava içine heparin enjekte.
  4. Trakea maruz kadar boyun manubrium geçmiş cranially kesi taşıyın. Göğüs boşluğu (Şekil 4A) kopma yok.
  5. Orta hatta trakea posterior incelemek ve trakea (Şekil 4B) bir ipek sütür posterior kaydırın.
  6. Trakea ön bölümünü kaldırın ve trakea yüksek kıkırdak halkaları arasında bir enine bir kesi yapmak. Bu noktada (Şekil 4C) de trakea arka membranöz kısmı aracılığıyla kesmeyin.
  7. Ipek sütür (Şekil 4D) ile trakea kanül ve güvenli ile trakea cannulate. Sütür kanül göç azaltmak için çentik sabitlenmiş olduğundan emin olun.
  8. Havalandırma devresine trakea kanül bağlayın.
  9. Lu havalandırma mekanik başlatmak için mekanik ventilatöre açınNGS.
    NOT: Başlangıç ​​ayarları O. cmH 2 2 4 ml / kg ve pozitif ekspiryum sonu basınç (PEEP) bir tidal hacim olarak seçildi Bu ayarlar, başlangıç ​​ayarları olan ve organ ex-vivo perfüzyon sisteminde bir kez deney koşullarına bağlı olarak ayarlanabilir.
  10. Sternum / xiphoid ile göğüs boşluğu girin ve suprasternal çentik doğru cranially devam ediyor. Akciğerler dokunmamak için özen gösterin.
    NOT: sıçan akciğer kırılgan olduğu için, herhangi bir yanlışlıkla manipülasyon travma ve pulmoner ödem (Şekil 5A) yol açabilir.
  11. 2 Ekartörleri kullanarak, düzgün anatomi (Şekil 5A) ortaya çıkarmak için göğüs boşluğu geri çekin. Bir kez daha, akciğerler dokunmamak için özen gösterin.
  12. Hafif yükseklik ve künt diseksiyon ile timus çıkarın.
  13. Inferior vena kava (IVC) veya mezenterik ven (MV) ya duyurmak için bir tarafa karın içeriğini Shift.
  14. IV, ya İnsizyonC veya OG ötenazi sağlayan, sıçan asıl bulbus olfaktoryusları için.
  15. Pulmoner arter kanülü (Şekil 5B) sabitlemek için hazırlık pulmoner arter ve aorta bir ipek sütür posterior yerleştirin.
  16. Sağ ventrikül çıkış yolu ön yüzeyinde 2-3 mm kesi yapmak ve insizyon ve ana pulmoner artere kanül yerleştirin ve ipek sütür (Şekil 5C) ile sabitleyin.
  17. (Sol ventrikül erişime izin vermek için, kalbin apeks transect ve pulmoner arter yoluyla dışarı göğüs boşluğuna kalbin apeks ile ~ akan düşük K + elektrolit solüsyonu 15 ml pulmoner vasküler içinde herhangi pıhtıları temizlemek Şekil 5D).
  18. EVLP devresine pulmoner arter (PA) kanül bağlayın. PA kanül devre gelen akış çizgisi kalp ve akciğerleri giren herhangi bir hava önlemek için Perfüzat ile astarlanmalıdır olduğundan emin olun.
  19. AçmakAna peristaltik pompa ve Perfüzat pulmoner arter yoluyla ve göğüs boşluğuna sol ventrikül dışarı çalışmasına izin vermek için hız (2 ml / dak ~) düşük olarak ayarlayın. ** KRİTİK ADIM ** olarak başak değil PA basıncı olun Bu bir tıkanma veya kötü kanülasyon (Şekil 6) ya bir işaretidir.
  20. Peristaltik pompa kapatın.
  21. Ventriküllerin (Şekil 7) etrafında, kalp arkasında bir ipek sütür yerleştirin.
  22. Mitral kapaktan, apeks içine cerrahi forseps küçük bir çift takarak sol atrium cannulating sürecini başlayın, ve sol atrium içine.
    NOT: Bu Mitral kapak dilate ve kanül kolaylaştıracaktır. Agresif dilatasyon, ya da çok derin dilatasyon, yanlışlıkla etkisiz hale tedarik sol atrium yırtar.
  23. Kalp forseps çıkarın.
  24. Mitral kapaktan ve sol içine apeks içine sol atrium kanül takınrium.
  25. Kalp arkasında ipek sütür (Şekil 8) ile sol atrium kanül sabitleyin.
    NOT: Bu dikiş kanül kolaylaştırmak için "ön-bağlı" olabilir.
  26. Ex-vivo akciğer perfüzyon devresi (Şekil 9A), pulmoner arter kanülü takın. Kalp-akciğer bloğu tamamen vücuttan çıkarıldığını kadar EVLP devresine sol atrium kanül bağlamayın.
  27. Bir hemostatla yemek borusu Kelepçe ve yemek borusu kardiyopulmoner yapılar sefalad yükseltmek için kullanılabilir böylece (kelepçe ve diyafram arasında) kelepçe altında kesti.
  28. Açık açık çevredeki dokuyu incelemek ve yemek borusu (Şekil 9B) aracılığıyla gündeme ediliyor gibi kalp-akciğer bloğu serbest inen aorta ve yardımcı gemileri kesti.
  29. Trakeal kanül tamamen ücretsiz kalp-akciğer bloğu sefalada trakea transect.
  30. Kalp-akciğer bloğu kaldırmak ve desi yerleştirdiğinizEVLP devresi (Şekil 9C) üzerine gnated konum.
  31. Çıkış hattına sol atrium kanül bağlayın ve ana peristaltik pompa (Şekil 9D) başlatın.

Akciğerler 4. Ex Vivo Perfüzyon

  1. Hızla EVLP cihazının üst havalandırma hattı çıkarın ve basınç sensörleri ile konut takmak, ardından EVLP cihazının üstünde gövdenin üst havalandırma hattı takın.
    NOT: Bu havalandırma veriler kaydedildi ve basınç izlenecek sağlayacaktır.
  2. Hava kabarcıkları (yani, hava embolisi) akciğerlere tanıtıldı böylece kabarcık tuzak Perfüzat yeterli miktarda dolu olduğundan emin olun.
  3. Yavaşça başlangıç ​​15 dakika boyunca istenilen deneysel seviyelere ventilasyon perfüzyon ayarlarını değiştirin. Buna ek olarak, bu ilk rampa aşamasında, istenen hızda ve / veya basınç perfüzyon akış hızını artırır.
    NOT: ProgrammAkciğer alanı dışında sıvı hareketini kolaylaştıran aralıklı nefes nefes, üretmek ve bu nedenle ödem başlangıcını geciktirmek için vantilatör ing, tavsiye edilir. Bu iç çekme fonksiyonu ile donatılmış vantilatörle üretilebilir.
  4. Ventilasyon parametreleri 2 cm H 2 O 4 ml / kg, PEEP bir gelgit hacminde zaman zaman olduğu gibi "Zaman 0" Define ve perfüzyon parametreleri beklenen düzeyde ve sürekli kalan.
  5. Gerekirse, sıvı azot örnek port, flaş dondurucudan perfüzyon numune almak ve numunelerin zamanını not.
  6. Deney tamamlandığında, ileri çalışmalar için çözüm sabitleme sıvı azot veya yerinde toplama ve ya flaş dondurma için gerekli anatomik parçaları izole.

Representative Results

veri toplama programı aracılığıyla toplanan gerçek zamanlı mekanik veriler kolayca hipotez herhangi bir sayıda test etmek için analiz edilebilir. Örneğin, Şekil 10A hayvanlar 4 ml / kg ve 2 düşük tidal volüm / düşük PEEP cmH 2 O ile ventile edildi 60 dakika 10 sıçan deneyler aracılığıyla ortalama akciğer ağırlığını gösterir Deney boyunca akciğer ağırlığı çok küçük bir artış olmasına rağmen, bu artış istatistiksel olarak anlamlı değildir (ANOVA, p = 0.92). Şekil 10B 12 sıçan deneylerinde 60 dakika boyunca ortalama pulmoner arter basıncı (PAB) gösterir. t sıralarında 10 dakika (ANOVA = 0 dakika sonra zaman noktasında alt PAP tüm deneyler ve PAP başında kullanılan alt akış ve havalandırma ayarları bir sonucudur istatistiksel olarak anlamlı değişiklikler bu kez noktadan sonra sabit kalır, s = 0.89). Şekil 10C 12 sıçan 60 dakika boyunca pulmoner vasküler direnci (PVR) gösterirdeneyler ve t 20 dakika = sonra PVR küçük bir düşüş olmasına rağmen, PVR arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark bu deney sırasında oldu (saflarında ANOVA, p = 0.65). Burada gösterilen DVR verileri ile karşılaştırıldığında, Noda ve ark. 4 saat zamanla biraz artırmak için PVR göstermiştir. Ancak, bu yazarlar 1 yerine deney başlangıç ​​saat ve standart sapma değerleri 7 sağlanır başlayan PVR verileri rapor. Noda ve diğ. Ayrıca, bu nedenle bir karşılaştırma Şekil 10A, burada sunulan veriler ile yapılabilir 4 saat deneyleri için pulmoner ödem veri göstermez. Noda ark büyük farklılıklar. Bu yazıda gösterilen ne göre işlem şunlardır: EVLP önce LPS çözeltisi içinde 1 saat soğuk muhafaza, fareler başlangıçta onları bilinçsiz hale getirmek için izofluran içeren bir gaz karışımı ile ventile edildi, perfüzyon çözüm metilprednizolon 50 mg ve 50 mg ile takviye edildi sefalosporin, toplam flhesaplanan kalp debisinin% 20, perfüzat örnekleri akciğer 5 dakika önce% 100 O 2 havalandırılan olmuştu ve deney 4 saat çalıştırıldı sonra çekildiği gibi akış tanımlandı.

Perfüzat gelen deney sırasında alınan örnekler, ayrıca pek çok amaç için analiz edilebilir. Bir örnek olarak, Şekil 11 'de, biz, 60 dakika içinde, bir ön-iltihabik bir cevabı uyandırmak ne kadar yüksek tidal hacim / yüksek PEEP havalandırma göstermektedir. Bu deneyler için, 4 sıçanlardan perfüzyon zararlı koşullarda, yani, 10 ml / kg ve 8 yüksek PEEP cmH2O yüksek tidal hacim altında havalandırılmış, pro- ve anti-enflamatuar sitokinlerin IL1β, TNFa ve IL-4 ile bir standart için analiz edildi ELISA teknikleri. Sitokin düzeyleri, havalandırma önce (0 dakika) ile karşılaştırıldığında, Şekil 11'de gösterildiği gibi, zararlı havalandırma 60 dakika, IL-1β ve TNFa (pro-enflamatuar sitokinler) bir istatistiksel olarak önemli bir artış ile sonuçlanmıştır nd, IL-4 bir değişiklik (bir anti-inflamatuar sitokin,) konsantrasyonu. Bu nedenle, bu EVLP sistemi yaygın mekanik ventilasyon sırasında gözlenen akciğer hasarı profilleri üretebilir.

Şekil 1,
Şekil 1. Diyagramı ve küçük hayvan ex-vivo akciğer perfüzyon (EVLP) devrenin fotoğraf. Şemada Mektuplar fotoğraftaki harflerle maç. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 2,
Şekil 2. Tüm dönüştürücüler güvenli kontrol kutularına bağlıdır."> Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 3,
Şekil 3. sıçan çalışma tablosu güvenli ex vivo akciğer perfüzyon (EVLP) devre bitişik ayarlanır. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 4,
Şekil 4. (A), bir insizyon trakea ortaya çıkarmak için kraniyal yapılır. göğüs boşluğu maruz kalmaz. (B) ipek sütür trakea arkasına yerleştirilir. (C), soluk borusu, kısmen kanülasyon için hazırlamak üzere kesilir. (D), trakea kanülü konumlandırılması yerleştirilir n ve bir ipek sütür ile tespit edilmiş. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 5,
Şekil 5. (A) göğüs boşluğu kalp ve akciğer erişime izin vermek için geri çekilir. Pulmoner arter arkasındaki dikiş yerleştirmek için (B) hazırlanması. (C) pulmoner arter kanüle ve önceden yerleştirilmiş ipek sütür ile bağlıdır. (D) Düşük K + elektrolit solüsyonu herhangi bir kan pıhtıları uzaklaştırmak için pulmoner arter yoluyla ve sol atrium dışarı boşaltılır. bir büyük görmek için tıklayınız Bu rakamın sürümü.

> "lways Şekil 6,
Kanülasyon doğru olarak yapıldığını ve önemli bir blokaj varsa akciğeri kızarma. Dramatik artırmak için pulmoner arter basıncı neden olabileceği durumlarda pulmoner arter akışını arttırmak Şekil 6., düşmelidir basınç. tıklayınız Bu rakamın büyük bir versiyonunu görmek için .

Şekil 7,
Şekil 7. İpek sütür sol atrium kanülasyon için hazırlık bütün kalbin etrafında yerleştirilir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

n-sayfa = "always"> Şekil 8,
Sol atrium kanül ipek sütür ile yerine sabitlenir Şekil 8.. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 9,
Şekil 9. (A) pulmoner arter kanül ex-vivo akciğer perfüzyon devresine bağlanır. (B) özofagus kenetlendiği ve bağ dokusu açık açık kalp-akciğer bloğu kaldırmak için disseke edilir. (C) kalp-akciğer blok göğüs boşluğundan çıkarılır ve ex-vivo akciğer perfüzyon devresine yerleştirilir. (D) sol atrium ex-vivo akciğer perfüzyon devresine bağlanır. = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/52309/52309fig9large.jpg" target = "_ blank" href> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.

Şekil 10,
Şekil ex vivo olarak akciğer perfüzyon (n = 10), 60 dakika boyunca, erkek Sprague Dawley sıçanları 10 (A), Akciğer ağırlığı. (B), ex vivo olarak, akciğer perfüzyon (n = 12), 60 dakika boyunca erkek Sprague Dawley sıçanlarının pulmoner arter basıncı. (C) ex vivo akciğer perfüzyon (n = 12) 60 dakika boyunca erkek Sprague Dawley pulmoner vasküler rezistans, NS istatistiksel olarak anlamlı bir fark gösterir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

</ Html "Şekil 11" src = "/ files / ftp_upload / 52309 / 52309fig11highres.jpg" />
Şekil 11. Etkisi perfüzata yanlısı ve anti-inflamatuvar sitokin konsantrasyonları 1 saat yüksek tidal hacimlerde ventilasyon (10 ml / kg) ve yüksek PEEP (8 cmH2O) olarak. N = 4, * ile istatistiksel olarak anlamlı bir fark gösterir saygı 0 saat numune (p <0.05). Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Şekil 12,
Şekil 12. (A) düzgün havalandırma ve EVLP devresine bağlı akciğer perfüze. (B) Yüksek pozitif ekspiryum sonu basınç (PEEP) yaralanma oluşmaya ve yapay toraks doldurmak için baloncuklar neden trakea bifürkasyonunda gözyaşı neden olur. es / ftp_upload / 52309 / 52309fig12large.jpg "target =" _ blank "> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için burayı tıklayınız.

Şekil 13,
Şekil 13. (A) Pulmoner arter kanül. Bu kanül sol atrium kanül daha küçüktür. (B) atrium kanül Sol. Bu kanül pulmoner arter kanül çok daha büyüktür. (C) Trakea kanül. Bu kanül ipek sütür ile trakea güvence yardımcı olmak için kaburga vardır. trakea içine sokulur sonu da biraz trakea içine kanül takarak yardımcı işaret edilmektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

09fig14highres.jpg "/>
Şekil 14. (A) Kalp tepe sağ ventrikül pulmoner arter cannulate için çizilerek yaklaşık olarak forseps bir çift tarafından düzenlenmektedir. (B), küçük künt uçlu pick-up bir çift ile mitral kapak anulus dilatasyon kolay sol atrium içine yolu görselleştirmek için yapar. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.

Discussion

SİSTEM İZLEME

Ne gibi şeyler deneme de çalışırken gibi görünüyorsun:

Kanüller devresinde yerleştirilmiş ve akciğerler havalandırma sonra, düzgün çalışan sistem sağlamak için birden fazla yolu vardır. Hattı boyunca perfüzat hiçbir sızıntı olmamalıdır. pulmoner vasküler direnç (PVD) (sabit bir akış varsayılarak) nispeten sabit kalmalıdır. oksijen alışverişi ventilatör düzgün çalışmıyor ve gaz değişimi için daha fazla alveollere işe akciğerlere genişletiyor kez artmalıdır. Şekil 12A düzgün yapay göğüs içinde EVLP devresine bağlı akciğerlere havalandırılmış ve perfüze gösterir.

Ne gibi şeyler deneme iyi çalışmadığı zaman gibi görünüyorsun:

Bir EVLP deney başlayan aşamalarında oluşma oranının en yüksek vardı birkaç ortak sorunlar vardır. İlk ve en kolay to çare akciğer çıkan doğrultusunda bir sızıntı olduğunu. Bu devre ve sürekli azalan rezervuar seviye kısmının altına perfüzat havuzu bir havuz belirgindir. Kontrol ve dökülme alanı çevresinde herhangi bir boru konnektörleri sıkın ve sızıntı tüp kendisini kontrol edin. Bu sızıntı akciğer önce olursa, o da akciğer içine kabarcıklar tanıtmak olabilir. Perfüzat hava kabarcıkları doku hasarına neden ve PVR önemli bir artışa neden olacak gibi bu mümkün olduğunca çabuk giderilmelidir. Ayrıca akciğer veya kanül birinden gelen bir sızıntı olabilir. Bu, bir kanül ya da kayma ya da bir basınç oluşmasını sağlayacak çıkan hattı tıkanma neden olabilir. Her iki kanüller sağlamak ne kaymış ya da bükülmüş olan için pozisyon kontrol edin. PA basıncında ani artış, bazı tür bir engel son zamanlarda oluştuğunu açık bir işaretidir çünkü PA basıncı da bu süreçte izlenmelidir. Şekil 12Bnedeniyle yüksek basınçlara rüptüre bir yırtılmış akciğer gösterir. Akciğer kendisinden bir sızıntı dokuya gözyaşı neden olabilir. Bu sorun ya reparable ama yeniden konumlandırma olmak ve kanül yeniden sıkarak Bu senaryoda en iyi seçenek değildir olabilir.

Anahtar Öğrenme Noktalar / Fırsatlar:

Deneme ve ex-vivo akciğer perfüzyon sisteminin hata gelişimi bize EVLP sisteminin etkin uygulanmasını kolaylaştırmak için buraya anahat birkaç temel sorunları tespit etmek izin verdi. İlk olarak, ihale ile ilgili olarak, standart anestezi teknikleri düzgün gerekli tüm IACUC politikalarına hayvanları (periton içine yeterli anestezik enjeksiyon) ve bağlılığı uyutmak için takip edilmesi önemlidir. (Şekil 13 A, B, ve C ile gösterilen) kanül tekrar tekrar akciğer vasculat içinde herhangi bir pıhtı ve / veya kirleri çıkarmak için yıkanmalıdırure. Hayvan seçimi bakımından, 250-350 g ağırlığında Sprague-Dawley veya Lewis sıçanları kullanılarak göstermektedir. Damarsal zarar vermeden cannulate küçük ve bu nedenle çok daha zor olacaktır gemilerin beri yakın 250 g ağırlığında sıçanlar cannulating özel bir dikkat gerekir. Daha küçük fareler, ya da bir fare modeli, kullanım için, daha küçük bir kanül kullanılması gerekebilir.

Dikiş ilk çevreleyen fasya ve önceki kanülasyona diseksiyon sonra trakea bir ipek sütür posterior geçirilerek düzgün güvenli olarak trakeal kanülasyon tipik olarak uzun zorlu değildir. Kanül geçmek için dikiş üzerinde bir ön kesi 1-2 trakea halkaları ile bu izleyin. Daha iyi güvenlik (Şekil 4C) için bir oluk içinde güvence altına almak için trakea halkaları arasındaki kare düğümler. Pulmoner arter (PA) kanülasyon trakeal kanül ile karşılaştırıldığında daha zordur. Aşağıdaki adımlar, bu çalışmada kullanılanBu işlem için. Birincisi, forseps bir çift ile kalp apeks kavramak. Transvers sinüste forseps başka bir çift geçmek ve proksimal PA kanül güvenli bir dikiş iplik. Sağ ventrikül çıkış yolu (RVOT) (Şekil 14A) hemen önce sağ ventrikül İnsizyon. Sağ ventrikül çıkış yolu içine kesi sonra, kanül pulmoner arter çıkış yolu doğru yönlendirileceksiniz. Sağ ventrikülotomi önce pulmoner arter / aorta arkasında konumunda dikiş olması (Şekil 5C) verimliliğini arttırır. kanül çıkmasını önlemek için dikiş ile yerine güvence altına alınmalıdır. PA kanül doğru anatomik yönde değilse önemli bir komplikasyon oluşabilir. kanül çok takılı ve tek şube serpmek ya da mal-konumlandırılmış göğüs boşluğundan çıkarıldıktan sonra kalp-akciğer numunenin büküm ile hale olabilir. Bu kolayca Anatomik doğru açı korumak için orijinal konumuna geri yönlendirilebilircal konumu. Son olarak, Sol Atriyal (LA) kanülasyon prosedürünün en zorlu kısmıdır. LA kanül sol atrium içinde yerleştirilmesi gerekiyor. Dokular son derece kırılgan olması ile, daha sonra deney kurtarılamaz yapacak pulmoner ven & sol atrium içinde gözyaşı önlemek için önemli kuvvet veya bükülmesini kullanmak değil dikkatli olun. PA kanül iyi LA kanül önce yerleştirilir. Apeks çıkarılmasıyla bir sol ventrikülotomi cordae tendinae bozabilir ve mitral kapakçığın aracılığı ile daha kolay erişim sağlamak için gösterilmiştir. Ayrıca, ventrikülotomi daha kolay dilate ve mitral kapak görselleştirmek ve mitral kapaktan kanül beslemek için yapar. Küçük künt uçlu pick-up bir çift ile mitral kapak anulus dilatasyon LA (Şekil 14B) içine yolu görselleştirmek için yapılabilir. Dikiş kanülasyon öncesi kalp arkasına yerleştirilmelidir. Bu Smal bir çift kullanarak kalbini kaldırarak basit yapılabilirl pick-up künt uçlu ve altında ve kalp boyunca dikiş yerleştirerek. La hemen kanüle hazırdır. Düzgün sol atrium içine kanül yerleştirme görselleştirmek için pick-up ile LA kanül besleyin. Geri, sol ventrikül içine kanül çıkarmak için değil özel özen gösterin. dikiş sonra sıkıca sol ventrikül miyokardın boyunca güvence altına alınmalıdır. Sol atriyuma dikiş güvenliğini tamamı veya kanül parçası tıkamaktadır olabilir.

İşlem sırasında, hiçbir hava düzeneğinin akış kısmında kalması çok önemlidir. Herhangi bir önemli hava bir hava embolisi, belirli bir basınç için çok daha düşük bir perfüzat akışına neden olan PVR (etkili bir "hava kilidi") artış üretebilir. Çeşitli puan sistemi içindeki havayı çıkarmak için de kullanılabilir. Çıkış bölümü içinde hava, beklenen ve akciğerler üzerinde herhangi bir zararlı etkisi olmaması gerekir. Pulmoner hipertansiyon için bir domuz model olmuştur8 haftalık süre içinde havanın sürekli küçük miktarlarda patolojiyi yeniden gösterilmiştir. çevre dokulara 19 inflamasyona yol açar sırasında artan hava perfüzyon mevcut miktarını azaltır.

perfüzyon başlaması kanulasyonun tamamlandıktan sonra oluşabilir, ancak tüp la gelmeden önce EVLP hattına bağlanmıştır. Perfüzat herhangi bir kan pıhtıları temizlemek için üzerinden çalıştırmak gerektiğini ve bu Perfüzat herhangi bir sorun olmadan göğüs duvarına sızmasına edebilirsiniz. Manuel modda perfüzyon pompa açma ve yavaş yavaş ~ 2 ml akış hızını artırarak / dak PA basıncı yakından takip sağlar. 20-30 cmH 2 O üzerinde baskılar bir engel gösterir ve LA çıkan Perfüzat izlemek için de bir gösterge ama bu görmek çok zor olabilir olabilir. Basınç O 2 cmH 20-30 üzerinde yükselmesi yoksa, pompayı durdurun ve her iki kanülasyonlar tekrar kontrol edin. Basınç yaklaşık 10-20 cmH2O izin inci sabittir keze Perfüzat 2 dakika boyunca ve göğüs boşluğuna çalıştırmak için. Bu anda la hat EVLP devresine bağlanabilir. Perfüzat pompa hızı 5-10 ml / dak artış olabilir. Sıvı kafa devresi içinden ilerledikçe, sıvı nedeniyle baş yüksekliğine artışa ve dolayısıyla statik basınca PA basıncında bir artış olacaktır. Sıvı hattı en yüksek noktasının üzerinde akamaz hattının zıt ucunda bir emme kuvveti uygulamak veya çizginin en yüksek kısmını azaltmak için çalışır birine, gerekli olabilir. Bu sorun aşılır sonra, perfüzyon herhangi bir sorun olmadan dolaşmaya gerekir.

Bazı konular ventilatöre açısından izlenmelidir. Akciğerler daha ödemli ve kilo artışları olur Öncelikle, bronşlar / trakea ve kalp-akciğer pozisyonunun büküm oluşabilir. Kanüller nedenle değiştiren, nispeten yakın anatomik pozisyonda kalması için önemlidir ya da her iki kanülE gerekli olabilir. Basınç veya hacim kontrollü fanlar yanı sıra olumlu ya da olumsuz havalandırma bu EVLP sistemi ile kullanılabilir. Sıçan modeli için, biz pozitif basınç, hacim kontrollü ventilasyon 4-10 ml / kg arasında 2-8 cmH 2 O. arasında pozitif ekspiryum sonu basınçları (PEEP) gelgit hacimlerde iyi çalışır kullanarak bulduk Ancak, 8 cmH 2 O PEEP trakea bifürkasyonunda olası bir kopma neden olabilir. Her deney sonrası trakea giden havalandırma hattı trakea kadar seyahat ettim herhangi bronkoalveoler lavaj (BAL) sıvısı temizlenmesi gerekir, (back-to-back yapılan ya da eğer deneyler set). Dokunulmaz ve tamamen havalandırma hattı bloke eğer bu sıvı donacaktır.

perfüzat bileşimi başarılı EVLP deney için çok önemlidir. % 5 dekstran karışım, fizyolojik koşullara yakın akciğer perfüzyon sağlayan sıvı b sürücü istikrarlı bir onkotik basıncı korurödem önlemek için damar içine ack ve akciğer damarları içinde trombozu engeller. Bu sıçanların bazı türler akciğer ödemi 20 neden olabilir dekstrana alerjik olabilir dikkat etmek önemlidir. Perfüzat içeriği dolayısıyla dekstran içerik karıştırıcı olmamalı, bu çalışmadaki tüm deney gruplarında tutarlı oldu. onkotik basınç geliştirmek veya doku ödemi üretme potansiyeline sahiptir kritik bir değişkendir. Soğuk statik depolama ya da normotermik perfüzyonları için optimize edilmiş ticari olarak temin edilebilen perfüzyon için solüsyonlar, akciğer canlılığı kat artış bu sistemde kullanılmaktadır. Biz, bu çözümlerin bir albümin içeren ve bir endişe kemirgen akciğer enflamatuar yanıtı tetikleyen sığır albümin olasılığı olduğunu not edin. Optimal Perfüzat kompozisyon soruşturma devam eden bir konu olmasına rağmen, perfüzyon dikkate onkotik basıncı, ozmotik basınç ve tamponlama kapasitesini almak gerekiyor. WÇözelti, bir tadil edilmiş Krebs-Henseleit çözeltisi ya da hücre kültür ortamı dayalı önermektedirler. onkotik basıncı uygulamaya bağlı olarak, dekstran ya da albümin ile muhafaza edilmelidir. perfüzyon basıncı ve akış hızı organı ve üstü fizyolojik perfüzyon parametreleri mekanik travma organ eğilimli yapabilirsiniz etkiler.

Deney sırasında Görsel Göstergeler:

Bir EVLP deneme iyi çalışıp çalışmadığını belirlemek için kullanılabilir gerçek zamanlı veri birçok görsel ipuçları yanı sıra endikasyonları vardır. Akciğer aynı boyutta kalır ve her nefeste sonra aynı birime Söndür olacaktır. Ayrıca akciğer kendisinden hiçbir sızıntı olmayacak. PVR, akciğer ağırlığı ve uyum nispeten sabit kalır. Oksijen üretimi sabit kalması veya biraz artacaktır.

Akciğer bir deney sırasında tehlikeye olur birçok görsel göstergeler vardır. Akciğer ödemli a olurnd boyut ve ağırlık hızla büyüyor. akciğer (beyaz bir açık kahverengi-pembe) değişiklikler ve sıvı cepleri renk dokusunda tespit edilebilir. Barotravma veya şişkinlik üzerinde trakea ya da akciğer patlarsa, yaralanma noktasında (Şekil 12B) orada köpüren olacak. Oksijen üretimi azalacak ve PVR ve uyum dramatik yanı sıra artacaktır.

kemirgenler gibi küçük hayvanlar üzerinde bir EVLP modeli kullanarak potansiyel akciğer nakli tedavisi iyileştirilmesi gelecekteki çalışmalar için kapıyı açar. Ancak, küçük bir hayvan modeli gerçekten bir akciğer nakli taklit etmek daha iyi anlaşılmasını gerektirir. Bu model, tıbbi tedaviler geliştirilmesi ve gelecekteki akciğer transplant çalışmaları için taban parametreleri tanımlamak için gelecekte kullanılabilir.

Disclosures

Hiçbiri

Acknowledgements

Yazarlar devre montaj, tadilat ve perfüzyon devresi ve XVIVO Perfüzyon (Daniel Martinelli, ÇKP, CTP) için sorun giderme yardımları için Harvard Aparatı, özellikle Stephanie Pazniokas, MS (Fizyoloji Sistemleri ve Rejeneratif Tıp) yardım kabul etmek istiyorum Klinik olmayan kullanım pulmoner plegia sağlar.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
IPL-2 Basic Lung Perfusion System Harvard Apparatus
Tweezer #5 stainless steel, curved 11 cm Kent Scientific Corporation IND500232
Tweezer #5 Dumostar, 11 cm Kent Scientific Corporation INS500085-A
Tweezer #7 Titanium, 12 cm tips curved Kent Scientific Corporation INS600187
McPherson-Vannas Scissors 8 cm, Str 5 mm Kent Scientific Corporation INS14124
Vannas Scissors 8 cm Str 5 mm Kent Scientific Corporation INS14003
Instrument Sterilization Tray 5" x 7" Kent Scientific Corporation INS800101
Heparin 30,000 units per 30 ml APP Pharmaceuticals Supplied from OSU Pharmacy
Ketamine 500 mg per 5 ml JHP Pharmaceuticals Supplied from OSU Pharmacy
Xylazine 100 mg per 1 ml Akorn Supplied from OSU Pharmacy
10 cc insulin syringe 29 G x 1/2" needle B-D 309301
Hyflex NBR Ansell S-17310M Bite proof gloves
BL1500 Sartarius Practum 1102-1S Scale
Large Flat Bottom Restrainer Braintree Scientific Inc FB L 3.375 dia x 8.5, 250-500gm rat  Rat tunnel for injection
Sterling Nitrile Powder-free Exam Gloves, Large Kiberly-Clark 50708
Rapidpoint 405 Siemens blood gas analyzer
Fiberoxygenator D150 Hugo Sachs Elektronik PY2 73-3762
LabChart v7.3.7 ADInstruments
Tracheal cannula Harvard Apparatus 733557
Pulmonary Artery cannula Harvard Apparatus 730710
Left Atrium cannula Harvard Apparatus 730712
Peristaltic Pump  Ismatec ISM 827B
Small Animal Ventilator model 683 Harvard Apparatus 55-000
Ecoline Star Edition 003, E100 Lauda LCK 1879 Water Heater
Tubing Cassette Cole-Parmer IS 0649
Connect kit D150 Cole-Parmer VK 73-3763
PowerLab 8/35 ADInstruments 730045
TAM-A transducer amplifier module type 705/1 Hugo Sachs - Harvard Apparatus 73-0065
TAM-D transducer amplifier type 705/2 Hugo Sachs - Harvard Apparatus 73-1793
SCP Servo controller for perfusion type 704 Hugo Sachs - Harvard Apparatus 732806
CFBA carrier frequency bridge amplifier type 672 Hugo Sachs - Harvard Apparatus 731747
VCM ventilator control module type 681 Hugo Sachs - Harvard Apparatus 731741
TCM time control module type 686 Hugo Sachs - Harvard Apparatus 731750
IL2 Tube set for perfusate Harvard Apparatus 733842
Tube set for moist chamber Harvard Apparatus 73V83157
Tygon E-3603 Tubing 2.4 mm ID Harvard Apparatus 721017 perfusate line entering lung
Tygon E-3603 Tubing 3.2 mm ID Harvard Apparatus 721019 perfusate line leaving lung
low potassium dextran glucose solution flushing the lung

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. United States Organ Transplantation, Organ Procurement and Transplantation Network & Scientific Registry for Transplant Recipients Annual Report 2011. Available from: http://srtr.transplant.hrsa.gov/annual_reports/2011 (2011).
  2. Maathuis, M. H., Leuvenink, H. G., Ploeg, R. J. Perspectives in organ preservation. Transplantation. 83, 1289-1298 (2007).
  3. Cardoso, P. F. New perspectives in lung transplantation: from conventional preservation to ex vivo lung perfusion and lung reconditioning. Jornal brasileiro de pneumologia : publicacao oficial da Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisilogia. 35, 1057-1059 (2009).
  4. DeCampos, K. N., Keshavjee, S., Liu, M., Slutsky, A. S. Optimal inflation volume for hypothermic preservation of rat lungs. The Journal of heart and lung transplantation : the official publication of the International Society for Heart Transplantation. 17, 599-607 (1998).
  5. Perrot, M., et al. Report of the ISHLT Working Group on Primary Lung Graft Dysfunction part III: donor-related risk factors and markers. The Journal of heart and lung transplantation : the official publication of the International Society for Heart Transplantation. 24, 1460-1467 (2005).
  6. Mulloy, D. P., et al. Ex vivo rehabilitation of non-heart-beating donor lungs in preclinical porcine model: delayed perfusion results in superior lung function. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 144, 1208-1215 (2012).
  7. Noda, K., et al. Successful prolonged ex vivo lung perfusion for graft preservation in rats. European journal of cardio-thoracic surgery : official journal of the European Association for Cardio-thoracic Surgery. 45, e54-e60 (2014).
  8. Perrot, M., Liu, M., Waddell, T. K., Keshavjee, S. Ischemia-reperfusion-induced lung injury. American journal of respiratory and critical care medicine. 167, 490-511 (2003).
  9. Steen, S., et al. Transplantation of lungs from a non-heart-beating donor. The Lancet. 357, 825-829 (2001).
  10. Perrot, M., et al. Strategies to optimize the use of currently available lung donors. The Journal of heart and lung transplantation : the official publication of the International Society for Heart Transplantation. 23, 1127-1134 (2004).
  11. Cypel, M., et al. Technique for prolonged normothermic ex vivo lung perfusion. The Journal of heart and lung transplantation : the official publication of the International Society for Heart Transplantation. 27, 1319-1325 (2008).
  12. Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo perfusion prevents lung injury compared to extended cold preservation for transplantation. American journal of transplantation : official journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 9, 2262-2269 (2009).
  13. Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. The New England journal of medicine. 364, 1431-1440 (2011).
  14. Cypel, M., et al. Normothermic Human Ex Vivo Lung Perfusion (EVLP) for Improved Assessment of Extended Criteria Donor Lungs for Transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 28, S126-S126 (2009).
  15. Sanchez, P. G., et al. Normothermic Ex Vivo Lung Perfusion as an Assessment of. Marginal Donor Lungs - The NOVEL Lung Trial. J Heart Lung Transpl. 32, S16-S17 (2013).
  16. Pego-Fernandes, P. M., et al. Experimental model of isolated lung perfusion in rats: first Brazilian experience using the IL-2 isolated perfused rat or guinea pig lung system. Transplantation proceedings. 42, 444-447 (2010).
  17. Pego-Fernandes, P. M., et al. Experimental model of isolated lung perfusion in rats: technique and application in lung preservation studies. Jornal brasileiro de pneumologia : publicacao oficial da Sociedade Brasileira de Pneumologia e Tisilogia. 36, 490-493 (2010).
  18. Niemeier, R. W. The isolated perfused lung. Environmental health perspectives. 56, 35-41 (1984).
  19. Zhou, X., et al. A pulmonary hypertension model induced by continuous pulmonary air embolization. The Journal of surgical research. 170, e11-e16 (2011).
  20. Harris, J. M. Differences in responses between rat strains and colonies. Food and cosmetics toxicology. 3, 199-202 (1965).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics