استكشاف حلول التروية البديلة باستخدام الجيل التالي من ناقلات الأكسجين المبلمرة القائمة على الهيموجلوبين في نموذج لنضح الرئة خارج الجسم الحي للفئران

Summary

هنا ، نصف تطبيق حامل أكسجين قائم على الهيموجلوبين البشري المبلمر (PolyhHb) باعتباره معطلا والبروتوكول الذي يمكن من خلاله اختبار محلول التروية هذا في نموذج نضح الرئة خارج الجسم الحي للفئران.

Abstract

يعوق زرع الرئة عدم وجود متبرعين مناسبين. في السابق ، تم تجاهل المانحين الذين كان يعتقد أنهم هامشيون أو غير كافيين. ومع ذلك ، فإن التكنولوجيا الجديدة والمثيرة ، مثل التروية الرئوية خارج الجسم الحي (EVLP) ، تقدم لمقدمي خدمات زراعة الرئة تقييما موسعا للطعم الخيفي للمتبرعين الهامشيين. أدت منصة التقييم الديناميكية هذه إلى زيادة في زراعة الرئة وسمحت لمقدمي الخدمات باستخدام المتبرعين الذين تم تجاهلهم سابقا ، وبالتالي توسيع مجموعة المتبرعين. تستخدم تقنيات التروية الحالية المعطرات الخلوية أو اللاخلوية ، وكلاهما له مزايا وعيوب مميزة. تكوين التروية أمر بالغ الأهمية للحفاظ على بيئة الاستتباب ، وتوفير الدعم الأيضي الكافي ، وتقليل الالتهاب والموت الخلوي ، وتحسين وظائف الأعضاء في نهاية المطاف. يجب أن تحتوي محاليل التروية على تركيز بروتين كاف للحفاظ على ضغط الأورام المناسب. ومع ذلك ، غالبا ما تؤدي محاليل التروية الحالية إلى تسرب السوائل من خلال البطانة الرئوية ، مما يؤدي إلى وذمة رئوية غير مقصودة وتلف. وبالتالي ، من الضروري تطوير حلول نضح جديدة تمنع الضرر المفرط مع الحفاظ على التوازن الخلوي المناسب. هنا ، نصف تطبيق حامل الأكسجين القائم على الهيموغلوبين البشري المبلمر (PolyhHb) باعتباره perfusate والبروتوكول الذي يمكن من خلاله اختبار محلول التروية هذا في نموذج EVLP للفئران. الهدف من هذه الدراسة هو تزويد مجتمع زراعة الرئة بالمعلومات الأساسية في تصميم وتطوير حلول نضح جديدة ، بالإضافة إلى البروتوكولات المناسبة لاختبارها في نماذج زرع متعدية ذات صلة سريريا.

Introduction

مثل أي مجال في زراعة الأعضاء الصلبة ، تعاني زراعة الرئة من نقص في الأعضاء المانحة. من أجل زيادة مجموعة المتبرعين ، تم تكريس بحث كبير للتحقيق في إمكانات الطعم الخيفي الذي كان يعتقد في السابق أنه غير مناسب للزرع ، أي المتبرعين بالمعايير الموسعة (ECD). يمكن اعتبار هذه الطعم الخيفي لتنمية الطفولة المبكرة لمجموعة من الأسباب ، بما في ذلك الجودة المشكوك فيها ، وضعف الوظيفة ، والعدوى ، والصدمات ، وأوقات نقص تروية الدفء أو البرودة المطولة ، والتقدم في سن ^1,2. في بعض الحالات ، حيث تكون هذه الرئتين مناسبة للزرع الفوري³ ، غالبا ما يكون من المفيد لمقدمي الخدمات والم....

Protocol

تم الحصول على فئران Sprague-Dawley (300 غرام من وزن الجسم) تجاريا وإيوائها في ظل ظروف خالية من مسببات الأمراض في مرفق التابع لمركز ويكسنر الطبي بجامعة ولاية أوهايو. تم تنفيذ جميع الإجراءات بشكل إنساني وفقا للمعاهد الوطنية للصحة ودليل المجلس القومي للبحوث للرعاية الإنسانية واستخدام المختبر وبموافقة لجنة رعاية واستخدام المؤسسية بجامعة ولاية أوهايو (بروتوكول IACUC 2023A00000071).

1. توليف وتنقية PolyhHb

ملاحظة: تم نشر إنتاج وتوليف مادة PolyhHb التي تم استخدامها في تجارب EVLP التالية في البداية بواسطة Cuddington et al. في 2020²². يرجى الرجوع إلى....

النتائج

يوضح الشكل 10 التحقق من صحة البيروسات القائم على PolyhHb ، علاوة على ذلك ، استقرار هذا البيروسات على مدار عدة ساعات. خلال أول ساعة واحدة ، أظهرت جميع perfusates التي تم اختبارها (PolyhHb ، Control (Williams Media + 5٪ HSA) ، RBC based) انخفاضا طفيفا في LA pO₂ (Post pO₂). ومع ذلك ، أظهر .......

Discussion

يعد تطوير واختبار حلول التروية مسعى جديدا يشرع فيه الكثيرون في جميع أنحاء العالم. تقليديا ، توفر perfusates القياسية القدرة على تعليق الوقت الإقفاري وتخفيف الإصابات المرتبطة بنقص التروية ، وكذلك إعادة التروية¹⁸. ومع ذلك ، فإن التطور التالي ل EVLP هو تحسين تقنية الم.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
10 cc insulin syringe 29 G x 1/2" needle	B-D	309301
30 L Glass Batch Bioreactor	Ace Glass
30g Needle	Med Needles	BD-305106
Baytril (enrofloxacin) Antibacterial Tablets	Elanco	NA
Calcium Chloride dihydrate (CaCl2.2H2O)	Sigma Aldrich	10035-04-8	For modified Ringer's lactate
CFBA carrier frequency bridge amplifier type 672	Harvard Apparatus	731747
Connect kit D150	Cole-Parmer	VK 73-3763
Dumont #5 Forceps	Fine Science tools	11252-50
Dumont Medical #5/45 Forceps - Angled 45°	Fine Science tools	11253-25
Ecoline Star Edition 003, E100 Water Heater	Lauda	LCK 1879
Expired human leukoreduced, packed RBC units	Wexner Medical Center Canadian Blood Services Zen-Bio Inc
Fiberoxygenator D150	Hugo Sachs Elektronik	PY2 73-3762
Forceps	Fine Science tools	11027-12
Glutaraldehyde (C5H8O2 70 wt%)	Sigma Aldrich	111-30-8 (G7776)
Halsted-Mosquito Hemostat	Roboz Surgical	RS-7112
Heparin 30,000 units per 30 ml	APP Pharmaceuticals
Human Serum Albumin (HSA)	OctaPharma Plasma		Perfusate additive
IL2 Tube set for perfusate	Harvard Apparatus	733842
IPL-2 Basic Lung Perfusion System	Harvard Apparatus
Ketamine 500 mg per 5 ml	JHP Pharmaceuticals
Left Atrium cannula	Harvard Apparatus	730712
Liqui-Cel EXF Series G420 Membrane Contactor	3M	G420	gas contactor
low potassium dextran glucose solution (perfadex)	XVIVO		solution flushing the lung
Masterflex Platinum Coated Tubing(Size: 73,17,16,24)	Cole-Palmer
N-Acetyl-L-cysteine (NALC, C5H9NO3S)	Sigma Aldrich	616-91-1 (A7250)	For modified Ringer's lactate
Nalgene Vessels (10L, 20L)	Nalgene		Filtration vessels
Peristaltic Pump	Ismatec	ISM 827B
PES, 0.65 µm TFF module	Repligen	N02-E65U-07-N
PhysioSuite	Kent Scientific Corporation	PS-MSTAT-RT
polyethersulfone (PES), 0.2 µm TFF module	Repligen	N02-S20U-05-N
Polysulfone (PS), 500 kDa TFF module	Repligen	N02-P500-05-N
Potassium Chloride (KCl)	Fisher Scientific	7447-40-7	For PBS
PowerLab 8/35	ADInstruments	730045
Pulmonary Artery cannula	Harvard Apparatus	730710
Pump Head tubing (Size: 73,17,16,24)	PharMed BPT
Puralube Ophthalmic Ointment	Dechra	NA
Scissors	Fine Science tools	14090-11
SCP Servo controller for perfusion type 704	Harvard Apparatus	732806
Small Animal Ventilator model 683	Harvard Apparatus	55-000
Sodium Chloride (NaCl)	Fisher Scientific	7647-14-5 (S271-10)	For PBS and saline
Sodium cyanoborohydride (NaCNBH3)	Sigma Aldrich	25895-60-7
Sodium Dithionite (Na2S2O4)	Sigma Aldrich	7775-14-6
Sodium Hydroxide (NaOH)	Fisher Scientific	1310-73-2	For modified Ringer's lactate
Sodium Lactate (NaC3H5O3)	Sigma Aldrich	867-56-1	For modified Ringer's lactate
Sodium phosphate dibasic (Na2HPO4)	Fisher Scientific	7558-79-4	For PBS
Sodium phosphate monobasic (NaH2PO4)	Fisher Scientific	7558-80-7	For PBS
SomnoSuite Small Animal Anesthesia System	Kent Scientific Corporation	SS-MVG-Module
Sprague-Dawley rats	Envigo
TAM-A transducer amplifier module type 705/1	Harvard Apparatus	73-0065
TAM-D transducer amplifier type 705/2	Harvard Apparatus	73-1793
TCM time control module type 686	Harvard Apparatus	731750
Tracheal cannula	Harvard Apparatus	733557
Tube set for moist chamber	Harvard Apparatus	73V83157
Tubing Cassette	Cole-Parmer	IS 0649
Tweezer #5 Dumostar	Kent Scientific Corporation	INS500085-A
Tweezer #5 stainless steel, curved	Kent Scientific Corporation	IND500232
Tweezer #7 Titanium	Kent Scientific Corporation	INS600187
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
Vannas-Tubingen Spring Scissors	Fine Science Tools	15008-08
VCM ventilator control module type 681	Harvard Apparatus	731741
William's E Media	Gibco, ThermoFisher Scientific	A12176-01	Perfusate additive
Xylazine 100 mg per 1 ml	Akorn