JoVE Logo

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

يُظهر هذا البروتوكول نهجاً بسيطاً ومرناً لتقييم عوامل التكييف الجديدة أو الاستراتيجيات الرامية إلى زيادة جدوى التبرع القلبي بعد الوفاة الدورة الدموية.

Abstract

الطلب على زرع القلب آخذ في الارتفاع. ومع ذلك، فإن توافر الأعضاء محدود بسبب ندرة المانحين المناسبين. التبرع بالأعضاء بعد الوفاة الدورة الدموية (DCD) هو حل لمعالجة هذا التوافر المحدود، ولكن بسبب فترة من نقص التروية الدافئة لفترات طويلة وخطر الإصابة في الأنسجة، نادرا ما ينظر إلى استخدامه الروتيني في زرع القلب. في هذه المخطوطة نقدم بروتوكول مفصل يحاكي عن كثب الممارسات السريرية الحالية في سياق DCD مع الرصد المستمر لوظيفة القلب، مما يسمح لتقييم استراتيجيات وتدخلات القلب الجديدة للحد من إصابة نقص التروية والانصهار.

في هذا النموذج، يتم بدء بروتوكول DCD في الفئران لويس التخدير عن طريق وقف التهوية للحث على الموت الدورة الدموية. عندما ينخفض ضغط الدم الانقباضي أقل من 30 مم زئبق، يبدأ وقت الإقفاري الدافئ. بعد فترة إقفارية دافئة محددة مسبقاً، يتم مسح القلوب بمحلول قلبي نُوَمُرَي، يتم شراؤه، وتحميله على نظام التسريب القلبي السابق في لانغندورف. بعد 10 دقائق من إعادة التسريب الأولي والاستقرار، يتم تقييم إعادة تأهيل القلب باستمرار لمدة 60 دقيقة باستخدام مراقبة الضغط داخل البطين. يتم تقييم إصابة القلب عن طريق قياس تروبونين القلب T ويتم قياس حجم احتشاء عن طريق تلطيخ النسيج. يمكن تعديل الوقت الإقفاري الدافئ وتفصيله لتطوير الكمية المطلوبة من الضرر الهيكلي والوظيفي. يسمح هذا البروتوكول البسيط بتقييم مختلف استراتيجيات تكييف القلب الواقية من القلب التي أدخلت في لحظة الشلل القلبي، والانصهار الأولي و / أو خلال التسريب الجسم الحي السابق. ويمكن استنساخ النتائج التي تم الحصول عليها من هذا البروتوكول في نماذج كبيرة، مما يسهل الترجمة السريرية.

Introduction

زرع الأعضاء الصلبة بشكل عام وزرع القلب، علىوجه الخصوص، هي في ارتفاع في جميع أنحاء العالم 1،2. الطريقة القياسية لشراء الأعضاء هي التبرع بعد موت الدماغ (DBD). وبالنظر إلى معايير الإدراج الصارمة من DBD، يتمقبول أقل من 40٪ من القلوب المعروضة 3، وبالتالي الحد من العرض في مواجهة الطلب المتزايد وتوسيع قائمة انتظار الجهاز. ولمعالجة هذه المسألة، يعتبر استخدام الأعضاء المتبرع بها بعد الوفاة في الدورة الدموية حلاً محتملاً4.

في الجهات المانحة DCD، ومع ذلك، مرحلة الهلوال بعد سحب الرعاية وفترة من نقص التروية الدافئة غير المحمية قبل الإنعاش لا مفر منه5. يمكن أن تؤدي إصابة الأعضاء المحتملة بعد الوفاة في الدورة الدموية إلى خلل في الأعضاء، مما يفسر التردد في اعتماد عمليات زرع القلب DCD بشكل روتيني. ويقال أن 4 مراكز فقط استخدام قلوب DCD سريريا، مع معايير صارمة التي تشمل أوقات نقص التروية الدافئة قصيرة جدا والمانحين الشباب دون الأمراض المزمنة6،7. لأسباب أخلاقية وقانونية، يمكن تطبيق تدخلات محدودة أو غير محددة في مجال حماية القلب في المتبرعين قبل الوفاة الدورة الدموية5و8و9. وبالتالي، فإن أي تخفيف للتخفيف من إصابة نقص التروية (IR) يقتصر على العلاجات القلبية التي بدأت خلال التسريب المبكر مع حلول القلب، ولا تسمح بإجراء تقييم وظيفي مناسب. وقد تم اقتراح التسريب القلب الجسم الحي السابق (EVHP) وإعادة تكييف القلب DCD باستخدام منصات مخصصة كحل بديل ودرس من قبل مختلف العلماء10،11،12،13 . يوفر EVHP فرصة فريدة لتقديم عوامل ما بعد التكييف إلى قلوب DCD لتحسين الانتعاش الوظيفي. ومع ذلك، للترجمة السريرية الفعالة، لا يزال يتعين معالجة العديد من القضايا التقنية والعملية، وهذا يزيد من تفاقمه عدم وجود توافق في الآراء حول مجموعة من التسريب والمعايير الوظيفية لتحديد قابلية الزراعة 8.

هنا نبلغ عن تطوير بروتوكول DCD الحيوان الصغير قبل السريرية القابلة لإعادة الاستخدام جنبا إلى جنب مع نظام التسريب القلب في الجسم الحي السابق التي يمكن استخدامها للتحقيق في الجهاز بعد تكييف بدأت في وقت الشراء، خلال التسريب الأولي، و /أو في جميع أنحاء EVHP.

Protocol

وتتفق جميع بروتوكولات رعاية الحيوانات والبروتوكولات التجريبية مع دليل رعاية واستخدام الحيوانات المختبرية، وقد وافقت عليها اللجنة المؤسسية لرعاية الحيوانات واستخدامها التابعة لمركز مستشفى جامعة مونتريال للبحوث.

1 - الأعمال التحضيرية الأولية

  1. تشغيل حمام الماء لتسخين نظام توصيل القلب (الشكل1A)ونظام التسريب في الجسم الحي السابق (الشكل1B). تعيين درجة حرارة المياه إلى 38.5 درجة مئوية لدرجة حرارة الحل من 37 درجة مئوية. يمكن رؤية صور الإعداد في الشكل التكميلي 1A، B.
  2. إعداد 1 لتر من محلول القلب. إضافة 1 مل من هيدروكلوريد ليدوكائين 2٪ و 10 مل من 2 مل كيلو كل (التركيز النهائي 20 مل) إلى 1 لتر من البلازما-Lyte A (140 مل Na، 5 MM K، 1.5 MM Mg، 98 مل كل، 27 مليون متر خلات، 23 مل غلوكونات). تصحيح الرقم الهيدروجيني إلى 7.4 باستخدام 6 N حمض الهيدروكلوريك.
    تحذير: هذا النموذج حساس للغاية لدرجة الحموضة. تصحيح درجة الحموضة خاطئ (خارج النطاق الفسيولوجي 7.3-7.4) أو الحلول غير المستقرة للنقطة الهيدروجينية قد يعرض التجربة للخطر أو يوفر بيانات غير موثوقبها.
  3. إعداد 4 L من كريسب الحل (113 مل NaCl، 4.5 مليون متر ككل، 1.6 مليون متر شمال مجلس الإدارة2بو1.25 مليون متر CaCl1 مليون متر MgCl2∙6H2O، 5.5 m M D-الجلوكوز، 25 mM NaHCO3). يجب أن تكون كتل الركيزة لكل 1 لتر من الحل على النحو التالي: 6.1 غرام من حمض الكلس، 0.3355 غرام من كل من الكل، 0.2035 غرام من MgCl2∙6H2O، 0.192 غرام من NaH2PO0.1387 غرام من CaCl2، 0.99 غرام من الجلوكوز، 2.1 غرام من NaHCO3 ، الحجم النهائي من 1 لتر في المياه منزوعة الأيونات فائقة النقاء. إضافة NaHCO 3 الماضي لتجنب هطول الأمطار. قم بتصفية الحل باستخدام فلتر بـ 0.22 ميكرو متر وتخزينه اليلة. تصحيح الرقم الهيدروجيني إلى 7.4 عندما يكون الحل في 37 درجة مئوية وفقاعة مع 5٪ CO2/ 95٪ O2.
  4. ملء دائرة Langendorff مع حل كريبس وبدء مضخة النظام. تأكد من عدم ترك أي فقاعات داخلالأنابيب. ضبط سرعة المضخة التمعجية إلى 80 دورة في الدقيقة (ما يعادل 1 لتر / دقيقة). باستخدام اتجاهين وقف الديك، وضبط تدفق للحفاظ على بالتنقيط بطيئة من خلال قنية الأبهر حتى يتم إرفاق القلب (الشكل1B). الحفاظ على عينة من حل كريبس (15 مل) في أنبوب conic 50 مل على الجليد لنقل القلب.
  5. ملء نظام توصيل القلب مع محلول القلب اللبلها. مرة واحدة تتم إزالة فقاعات، والتبديل الدائرة إلى المالحة باستخدام 3 طريقة وقف الديك (الشكل1A). ضبط معدل بالتنقيط. يجب أن يقطر المالحة ببطء من طرف القسطرة للتأكد من عدم حقن أي محلول قلبي قبل وفاة الحيوان.

2. إعداد الحيوانات

  1. باستخدام غرفة استنشاق، والحث على التخدير مع 3٪ isoflurane. بمجرد أن لا يستجيب الحيوان، قم بإجراء حقن الكيتامين داخل اقابية (75 مغ/كغ) وإكسلازين (5 ملغ/كغ) أو مخدر مناسب بالمثل، باتباع اللوائح المحلية، للحفاظ على التخدير لبقية الإجراء. تأكد من عمق التخدير من خلال عدم رد فعل على قرصة اصبع القدم وردود الفعل palpebral.
  2. تنبيب الحيوان باستخدام قسطرة I.V. 14 G، 2 بوصة. بدء التهوية في 50 التنفس في الدقيقة الواحدة، مع ضغط مجرى الهواء تقتصر على 20 سم2O.
  3. وضع الحيوان على لوحة التدفئة تعيين إلى "المتوسطة" وتغطية مع لوحة ماصة للحفاظ على درجة حرارة الجسم. أدخل مسبار درجة حرارة المستقيم وأرفق مستشعر مقياس التأكسج بالنبض عبر الجلد بأحد القدمين. الحفاظ على درجة حرارة المستقيم عند 37 درجة مئوية في جميع أنحاء الإجراء.
  4. الوصول إلى الأوعية الدموية
    1. قم بعمل شق جلد خط الوسط من 3 إلى 4 سم في الرقبة باستخدام المقص. باستخدام مقص منحني طرف حادة، تشريح حادة الأنسجة تحت الجلد وفضح العضلات القصين الحق. باستخدام ملقط غير صادم، حرك العضلات أفقياحتى يتم تحديد الشريان السباتي الأيمن (النابض)، والوريد الوداجي (غير النابض) والعصب المبهم (الأبيض) بصريا (الشكلالتكميلي 2A). افصل العصب المبهم بعناية عن الشريان السباتي باستخدام مقص منحني غير حاد.
    2. حقن الهيبارين (2000 وحدة إطواب/كغ) عن طريق الوريد الوداجي الأيمن. تطبيق الضغط على موقع الحقن بعد سحب إبرة لتجنب تسرب الدم.
    3. باستخدام ملقط منحني، تمرير اثنين من الغرز الحرير 5-0 حول الشريان السباتي. قم بإرفاق خياطة القاصية بقوة لخلع الشريان السباتي في الجانب العلوي من الشريان المكشوف. إبقاء خياطة القريبة غير مقيدة. سيتم استخدام سحب خياطة القريبة للسيطرة على النزيف في الخطوة التالية (الشكلالتكميلي 2B). يجب أن تكون المسافة بين الغرز حوالي 2سم.
    4. باستخدام مجهر مجسم لتحسين التصور، قم بعمل شق بدقة 1 مم مع مقص الجراحة الدقيقة فوق الجدار الأمامي للشريان السباتي. أدخل قسطرة I.V. مغلقة مقاس 22 غرام و1 بوصة باتجاه القوس الأبهري. يتم توصيل القسطرة إلى 2 طريقة وقف الديك، مما يسمح للاتصال محول الضغط لرصد مستمر، مع إمكانية حقن المالحة أو القلب عن طريق نظام تسليم القلب (الشكل1A).

3. بدء التبرع القلبي بعد الوفاة الدورة الدموية (DCD) بروتوكول

ملاحظة: ويمكن رؤية جدول زمني كامل للبروتوكول في الشكل 2.

  1. إعادة تقييم عمق التخدير عن طريق إجراء قرصة اصبع القدم وتقييم رد الفعل palpebral. إذا لوحظ رد فعل، قم بإجراء حقن داخل اقابي الكيتامين (37.5 ملغم/كغم) وإكسلازين (2.5 ملغم/كغم). إعادة تقييم بعد 5 دقائق. إذا لم يتم ملاحظة أي استجابة متابعة الإجراء. يجب أن يتم إجراء المشبك القصبةالهوائية فقط في الحيوانات التخدير بشكل كاف.
  2. أطفئ جهاز التنفس الصناعي وخلع الحيوان. باستخدام ملقط البعوض، المشبك القصبة الهوائية. وتعتبر هذه اللحظة بداية للمرحلة المعوّلة. ابدأ في حساب الوقت الإقفاري الدافئ الوظيفي (WIT) عندما ينخفض ضغط الدم الانقباضي الذروة إلى أقل من 30 مم زئبق، أو إذا ظهر الرجفان الزفير البطيني أو الرجفان البطيني، كل ما يأتي أولاً (الشكل3).
    ملاحظة: وينبغي أن يكون مدى الضرر متناسباً مع الضرر الذي يلحق بـ WIT. هناك حاجة إلى تجارب لتحسين الوقت WIT وفقا للمخدر المستخدمة، سلالة الحيوان، والجنس والوزن المختار. في السيطرة على الحيوانات، مباشرة بعد تأمين وصول الأوعية الدموية السباتي، يتم حقن القلبويتم شراؤها القلب كما هو موضح في الخطوة التالية (الشكل 2). وتعتبر بداية التسريب مع الشلل القلبي كنهاية WIT.
  3. في نهاية WIT، إجراء استئصال العقم الوسيط. حافظ على الصدر مفتوحاً باستخدام مُسحب ألم. باستخدام مقص، فتح الوريد الأجوف السفلي وكلا الأذينين لتجنب خلع عضلة القلب أو إعادة تدوير القلب (الشكل التكميلي 3). المشبك الأبهر فوق الحجاب الحاجز. من خلال الشريان السباتي القسطرة سابقا، ضخ محلول القلب الجنبي في ضغط مستمر من 60 ملم زئبق لمدة 5 دقائق باستخدام نظام الولادة القلب. يمكن تعديل ضغط التسريب عن طريق تغيير ارتفاع عمود الماء.
  4. في نهاية التسريب القلبي، تشريح الشريان الأبهري القريب الصاعد من الشريان الرئوي باستخدام ملقط منحني (الشكلالتكميلي 4A). قطع الشريان الأبهري إلى الشريان تحت الترقوة الأيسر. تأكد من طول الأبهر لا يقل عن 0.5 سم للتعليب لجهاز Langendorff.
  5. عقد القلب من الشريان الأبهري، واستكمال استئصال الشرايين عن طريق فصل القلب عن الأوردة الرئوية وغيرها من الهياكل الصدرية (الشكلالتكميلي 4B). بسرعة، غمر القلب في حل كريبس الجليد الباردة للنقل السريع إلى نظام الجسم الحي السابق. الحفاظ على تشريح وأوقات النقل قصيرة قدر الإمكان (5 دقائق).

4. السابقين فيفو القلب التسريب (EVHP) والتقييم الوظيفي القلب

  1. افتح التجويف الأبهري باستخدام الملقط. Deair الأبهر عن طريق ملء التجويف مع حل كريبس نازف لتجنب إجبار فقاعات في الأوعية التاجية. خفض قنية في الأبهر، مع الحرص على عدم تمرير الجذر الأبهري أو تلف منشورات الصمام الأبهري. إصلاح الإعداد مع المشبك الصغيرة.
  2. باستخدام 2 طريقة stopcock، وزيادة تدفق للبحث عن التسريبات المحتملة في الأبهر. إذا لم يتم الكشف عن أي منها، إصلاح بإحكام الأبهر إلى قنية باستخدام خياطة الحرير 2-0. فتح كامل تدفق إلى قنية. الحفاظ على الضغط الأبهري في ضغط فسيولوجي من 60-70 مم زئبق (تعديلها عن طريق تغيير ارتفاع النظام). في هذه اللحظة يتم البدء في التسريب الأولي ووقت التثبيت. ويمكن تعديل الضغط الأبهري وفقا لخطة المحقق التجريبية.
  3. تدوير القلب حتى قاعدة القلب (الأذينين) تواجه جهاز استشعار الضغط. توسيع فتحة الأذينالبطيني الأيسر عن طريق تشريح الأوردة الرئوية. أدخل بالون اللاتكس المتصل بمستشعر الضغط. تأكد من أن البالون في وضع كامل داخل البطين عن طريق الفحص البصري. ملء البالون ببطء مع المالحة حتى يتم تعيين الضغط الانبساطي نهاية (EDP) إلى 15 ملم زئبقي. ضبط حسب الحاجة للحفاظ على EDP ثابت (محدد مسبقا EDP الفسيولوجية). ويمكن تعديل هذا البرنامج وفقا للأهداف التجريبية لكل محقق.
  4. أدخل قطب السرعة في الوجه الأمامي للقلب (المسالك البطينية اليمنى). تجنب ثقب الأوعية التاجية. وبمجرد ملاحظة الضرب التلقائي، يبدأ في سرعة 300 نبضة في الدقيقة الواحدة.
  5. بعد 10 دقائق من الاستقرار، بدء تسجيل قياس الضغط داخل البطين المستمر. وتعتبر هذه اللحظة بداية مرحلة التكييف والتقييم (الوقت 0) التي سوفتستمر لمدة 1 ح (الشكل 2). قد تكون إعادة التكييف لفترات طويلة، ولكن من المتوقع انخفاض في الانقباض حسب الوقت في جميع القلوب.
  6. في بداية إعادة التكييف، جمع النفايات السائلة القلبية إسقاط من أوردة القلب لمدة 5 دقائق لتقييم تدفق التاجي خط الأساس والتحليلات البيوكيميائية. لتروبونين T كرر كل 15 دقيقة (مرات 0، 15، 30، 45 و 60 دقيقة). للتحليلات الأخرى هناك حاجة إلى إضفاء الطابع الفردي على أوقات الجمع (الشكل2).

5. نهاية التجربة

  1. إزالة القلب من جهاز Langendorff.
  2. باستخدام شفرة فولاذية عالية الكربون مستقيمة (شفرة ميكروتومي أو ما شابه ذلك)، قم بإزالة قاعدة القلب (بما في ذلك الشريان الأبهري والشريان الرئوي).
  3. مع البطين الأيمن التي تواجه أسفل، وقطع الشرائح البطينية عرضية من سمك 1-2 ملم. في قسم تمثيلي واحد (عادة الثالث) المكوس البطين الأيمن والمفاجئة تجميد البطين الأيسر. ويمكن استخدام هذه العينة في التحليلات البيوكيميائية.
  4. غمر الأقسام المتبقية في لأعدت حديثا 5٪ 2,3,5-تريبنيل-تيترازولويوم كلوريد في المخزن الاحتياطي للفوسفات التجاري المالحة درجة الحموضة 7.4 لمدة 10 دقيقة عند 37 درجة مئوية. الأنسجة القابلة للحياة هي الطوب الأحمر الملون.
  5. يغسل مرتين مع الفوسفات العازلة المالحة درجة الحموضة 7.4 وإصلاح مع 10٪ فورمالين في 4 درجة مئوية بين عشية وضحاها. يغسل مرتين مع الفوسفات المخزنة المالحة الحموضة 7.4 والحفاظ على كل شريحة مغمورة.
  6. سحب السائل الزائد والوزن كل شريحة. التقاط الصور الملونة الرقمية لكلا الجانبين. استخدم التحليلات اللامعية لحساب حجم احتشاء النسبة المئوية والصحيح للشريحة والوزن البطيني الكلي. تلوين يتلاشى مع مرور الوقت. يجب التقاط الصور في أقرب وقت ممكن.

6 - تحليلات البيانات

  1. حفظ كافة بيانات الضغط في ملف جديد لكل الحيوان.
  2. بالنسبة لتحليلات الضغط، حدد ما لا يقل عن 200 دورة ضغط لكل نقطة زمنية. يمكن إجراء التحليلات خارج الخط (بعد الانتهاء من التجربة) باستخدام برامج مخصصة (أي LabChart). وتشمل المعلمات الشائعة المتاحة القلب والأوعية الدموية: أقصى ضغط ولدت، نهاية الضغط الانبساطي، +ديسيبل / dt (المنحدر الأكثر انحدارا خلال الضغط فوق منحنى الضغط، وهو مؤشر على القدرة العقدية البطينية)، -dP / dt (المنحدر الأكثر انحدارا خلال ضربة قاضية من منحنى الضغط، وهو مؤشر على قدرة الاسترخاء البطيني) من بين أمور أخرى.
    ملاحظة: لتحليل التروبونين، من المتوقع زيادة في إطلاق التروبونين عند التسريب. بعد 1 ساعة من التسريب في نظام EVHP، قد تنخفض مستويات التروبونين إلى خط الأساس، مع التشديد على الحاجة إلى توقيت دقيق في جمع ومناولة هذه العينات.

النتائج

بعد التنبيب، ينخفض ضغط الدم بسرعةفي نمط يمكن التنبؤ به (الشكل 3). الوقت المتوقع للموت هو أقل من 5 دقائق.

ويبين الشكل 4 متوسط منحنى الضغط/الوقت في بداية إعادة التكييف بعد 0 و10 و15 دقيقة من معدل الذكاء. سوف تعمل على تحسين وظيفة العقد مع مرور الوقت. وس...

Discussion

يقدم البروتوكول المعروض هنا نموذجًا بسيطًا ومريحًا ومتعدد الاستخدامات لـ DCD القلبي، مما يتيح الفرصة لتقييم التعافي الوظيفي القلبي، وتلف الأنسجة، واستخدام عوامل حماية القلب بعد التكييف لتحسين تعافي المتبرعين القلوب تجاهل خلاف ذلك لزرع. تم تحسين أنظمة التسريب القلبي (EVHP) من الجسم الحي الس...

Disclosures

لا يذكر المؤلفون أي مصلحة ملكية أو تجارية في أي منتج مذكور أو مفهوم تمت مناقشته في هذه المقالة.

Acknowledgements

وقد تم دعم أجزاء من هذا العمل بمساهمة سخية من مؤسسة مارسيل ورولاند جوسلين ومؤسسة السيد ستيفان فومى. نيكولاس Noiseux هو عالم FRQ-S.

ويود المؤلفون أن يشكروا جوش تشو لو هوانغ، وغابرييل غاسكون، وصوفيا غياسي، وكاثرين سكالابريني على دعمهم في جمع البيانات.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
0.9% Sodium Chloride. 1 L bagBaxterElectrolyte solution for flushing in the modified Langendorff system.
14 G 2" I.V catheterJelco4098To act as endotracheal tube.
2,3,5-Triphenyltetrazolium chlorideMilipore-SigmaT8877Vital coloration
22 G 1" I.V catheterBD383532I.V catheter with extension tube that facilitates manipulation for carotid catheterization
Adson Dressing Fcp, 4 3/4", SerrSkalar50-3147Additional forceps for tissue manipulation
Alm Self-retaining retractor 4x4 Teeth Blunt 2-3/4"Skalar22-9027Tissue retractor used to maintain the chest open.
Bridge ampADinstrumentsFE221Bridge amp for intracarotid blood pressure measurement
Calcium chlorideMilipore-SigmaC1016CaCl2 anhydrous, granular, ≤7.0 mm, ≥93.0% Part of the Krebs solution
D-(+)-GlucoseMilipore-SigmaG8270D-Glucose ≥99.5% Part of the Krebs solution
DIN(8) to Disposable BP TransducerADinstrumentsMLAC06Adapter cable for link between bridge amp and pressure transducer
Disposable BP Transducer (stopcock)ADinstrumentsMLT0670Pressure transducer for intracarotid blood pressure measurement
dPBSGibco14190-144Electrolyte solution without calcium or magnesium.
Eye Dressing Fcp, Str, Serr, 4"Skalar66-2740Additional forceps for tissue manipulation
Formalin solution, neutral buffered, 10%Milipore-SigmaHT501128Fixative solution
Heating PadSunbean756-CN
Heparin sodium 1,000 UI/mLSandozFor systemic anticoagulation
Hydrochloric Acid 36,5 to 38,0%Fisher scientificA144-500Diluted 1:1 for pH correction
KetamineBimedaAnesthetic. 100 mg/mL
LabChartADinstrumentsControl software for the Powerlab polygraph, allowing off-line analyses. Version 7, with blood pressure and PV loop modules enabled
Left ventricle pressure balloonRadnoti170404In latex. Size 4.
Lidocaine HCl 2% solutionAstraZenecaAntiarrhythmic for the cardioplegic solution
Magnesium Chloride ACSACP ChemicalsM-0460MgCl2+6H2O ≥99.0% Part of the Krebs solution
Micro pressure sensorRadnoti159905Micro pressure sensor and amplifier connected to the intraventricular balloon
PacemakerBiotronikReliatySet to generate a pulse each 200 ms for a heart rate of 300 bpm.
pH bench top meterFisher scientificAE150
Physiological monitorKent ScientificPhysiosuiteFor continuous monitoring of rodent temperature and saturation during the procedure
Plasma-Lyte ABaxterElectrolyte solution used as base to prepare cardioplegia
Potassium ChlorideMilipore-SigmaP4504KCl ≥99.0% Part of the Krebs solution
Potassium Chloride 2 meq/mlHospiraPart of the cardioplegic solution
PowerLab 8/30 PolygraphADinstrumentsElectronic polygraph
Silk 2-0EthiconA305HSuture material for Langendorff apparatus
Silk 5-0EthiconA302HSuture material for carotid
Small animal anesthesia workstationHallowell EMC000A2770Small animal ventilator
Sodium bicarbonateMilipore-SigmaS5761NaHCO3 ≥99.5% Part of the Krebs solution
Sodium ChlorideMilipore-SigmaS7653NaCl ≥99.5% Part of the Krebs solution
Sodium Hydroxide pelletsACP chemicalsS3700Diluted to 5 N (10 g in 50 mL) for pH correction
Sodium phosphate monobasicMilipore-SigmaS0751NaH2PO4 ≥99.0% Part of the Krebs solution
Stevens Tenotomy Sciss, Str, Delicate, SH/SH, 4 1/2"Skalar22-1240Small scisors for atria and cava vein opening
Tissue slicer bladesThomas scientific6727C18Straight carbon steel blades for tissue slicing at the end of the protocol
Tuberculin safety syringe with needle 25 G 5/8"CardinalHealth8881511235For heparin injection
Veterinary General Surgery SetSkalar98-1275Surgery instruments including disection scisors and mosquito clamps
Veterinary Micro SetSkalar98-1311Surgery instruments with microscisors used for carotid artery opening
Working Heart Rat/Guinea Pig/Rabbit systemRadnoti120101BEZModular working heart system modified for the needs of the protocol. Includes all the necesary tubbing, water jacketed reservoirs and valves, including 2 and 3 way stop cock
XylazineBayerSedative. 20 mg/mL

References

  1. Gass, A. L., et al. Cardiac Transplantation in the New Era. Cardiology in Review. 23 (4), 182-188 (2015).
  2. von Dossow, V., Costa, J., D'Ovidio, F., Marczin, N. Worldwide trends in heart and lung transplantation: Guarding the most precious gift ever. Best Practice & Research. Clinical Anaesthesiology. 31 (2), 141-152 (2017).
  3. Hornby, K., Ross, H., Keshavjee, S., Rao, V., Shemie, S. D. Non-utilization of hearts and lungs after consent for donation: a Canadian multicentre study. Canadian Journal Of Anaesthesia. 53 (8), 831-837 (2006).
  4. Manyalich, M., Nelson, H., Delmonico, F. L. The need and opportunity for donation after circulatory death worldwide. Current Opinion In Organ Transplantation. 23 (1), 136-141 (2018).
  5. Shemie, S. D., et al. National recommendations for donation after cardiocirculatory death in Canada: Donation after cardiocirculatory death in Canada. CMAJ : Canadian Medical Association Journal. 175 (8), S1 (2006).
  6. Page, A., Messer, S., Large, S. R. Heart transplantation from donation after circulatory determined death. Annals of Cardiothoracic Surgery. 7 (1), 75-81 (2018).
  7. Monteagudo Vela, M., Garcia Saez, D., Simon, A. R. Current approaches in retrieval and heart preservation. Annals of Cardiothoracic Surgery. 7 (1), 67-74 (2018).
  8. Dhital, K. K., Chew, H. C., Macdonald, P. S. Donation after circulatory death heart transplantation. Current Opinion In Organ Transplantation. 22 (3), 189-197 (2017).
  9. McNally, S. J., Harrison, E. M., Wigmore, S. J. Ethical considerations in the application of preconditioning to solid organ transplantation. Journal of Medical Ethics. 31 (11), 631-634 (2005).
  10. Rao, V., Feindel, C. M., Weisel, R. D., Boylen, P., Cohen, G. Donor blood perfusion improves myocardial recovery after heart transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 16 (6), 667-673 (1997).
  11. Ramzy, D., et al. Cardiac allograft preservation using donor-shed blood supplemented with L-arginine. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (10), 1665-1672 (2005).
  12. Xin, L., et al. A New Multi-Mode Perfusion System for Ex vivo Heart Perfusion Study. Journal of Medical Systems. 42 (2), 25 (2017).
  13. Messer, S., Ardehali, A., Tsui, S. Normothermic donor heart perfusion: current clinical experience and the future. Transplant International. 28 (6), 634-642 (2015).
  14. Flecknell, P. . Laboratory Animal Anaesthesia (Fourth Edition). , 77-108 (2016).
  15. Kearns, M. J., et al. A Rodent Model of Cardiac Donation After Circulatory Death and Novel Biomarkers of Cardiac Viability During Ex vivo Heart Perfusion. Transplantation. 101 (8), e231-e239 (2017).
  16. Sandha, J. K., et al. Steroids Limit Myocardial Edema During Ex vivo Perfusion of Hearts Donated After Circulatory Death. The Annals of Thoracic Surgery. 105 (6), 1763-1770 (2018).
  17. Iyer, A., et al. Increasing the tolerance of DCD hearts to warm ischemia by pharmacological postconditioning. American Journal of Transplantation. 14 (8), 1744-1752 (2014).
  18. Sanz, M. N., et al. Cardioprotective reperfusion strategies differentially affect mitochondria:studies in an isolated rat heart model of donation after circulatory death (DCD). American Journal of Transplantation. , (2018).
  19. Van de Wauwer, C., et al. The mode of death in the non-heart-beating donor has an impact on lung graft quality. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 36 (5), 919-926 (2009).
  20. Quader, M., et al. Determination of Optimal Coronary Flow for the Preservation of "Donation after Circulatory Death" in Murine Heart Model. ASAIO journal (American Society for Artificial Internal Organs : 1992). 64 (2), 225-231 (2018).
  21. Priebe, H. J. The acute open-chest model. British Journal Of Anaesthesia. 60 (8 Suppl 1), 38-41 (1988).
  22. Narita, M., et al. Cardiac effects of vecuronium and its interaction with autonomic nervous system in isolated perfused canine hearts. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 19 (6), 1000-1008 (1992).
  23. Dhital, K. K., et al. Adult heart transplantation with distant procurement and ex-vivo preservation of donor hearts after circulatory death: a case series. Lancet (London, England). 385 (9987), 2585-2591 (2015).
  24. Messer, S. J., et al. Functional assessment and transplantation of the donor heart after circulatory death. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (12), 1443-1452 (2016).
  25. White, C. W., et al. Assessment of donor heart viability during ex vivo heart perfusion. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 93 (10), 893-901 (2015).
  26. Mayr, A., et al. Cardiac troponin T and creatine kinase predict mid-term infarct size and left ventricular function after acute myocardial infarction: a cardiac MR study. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 33 (4), 847-854 (2011).
  27. Remppis, A., et al. Intracellular compartmentation of troponin T: release kinetics after global ischemia and calcium paradox in the isolated perfused rat heart. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 27 (2), 793-803 (1995).
  28. Rossello, X., Hall, A. R., Bell, R. M., Yellon, D. M. Characterization of the Langendorff Perfused Isolated Mouse Heart Model of Global Ischemia-Reperfusion Injury: Impact of Ischemia and Reperfusion Length on Infarct Size and LDH Release. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics. 21 (3), 286-295 (2016).
  29. Dornbierer, M., et al. Early reperfusion hemodynamics predict recovery in rat hearts: a potential approach towards evaluating cardiac grafts from non-heart-beating donors. PloS One. 7 (8), e43642 (2012).
  30. Henry, P. D. Positive staircase effect in the rat heart. The American Journal of Physiology. 228 (2), 360-364 (1975).
  31. Markert, M., et al. Evaluation of a method to correct the contractility index LVdP/dt(max) for changes in heart rate. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 66 (2), 98-105 (2012).
  32. Azar, T., Sharp, J., Lawson, D. Heart rates of male and female Sprague-Dawley and spontaneously hypertensive rats housed singly or in groups. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 50 (2), 175-184 (2011).
  33. Bonney, S., Hughes, K., Eckle, T. Anesthetic cardioprotection: the role of adenosine. Current Pharmaceutical Design. 20 (36), 5690-5695 (2014).
  34. Ali, A. A., et al. Rat model of veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation. Journal of Translational Medicine. 12, 37 (2014).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

150Langendorff

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved