A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
הפרוטוקול מתאר מודל של תרומה של בעלי חיים גדולים (חזיריים) לאחר מוות במחזור הדם, ואחריו זילוח אזורי נורמתרמי של בית החזה, המדמה באופן הדוק את התרחיש הקליני בהשתלת לב, ויש לו פוטנציאל להקל על מחקרים ואסטרטגיות טיפוליות.
העלייה בביקוש להשתלות לב לאורך השנים הגבירה את העניין בתרומה לאחר מוות במחזור הדם (DCD) כדי להרחיב את מאגר תורמי האיברים. עם זאת, תהליך DCD קשור לסיכון לפגיעה ברקמת הלב עקב התקופה הבלתי נמנעת של איסכמיה חמה. זילוח אזורי נורממי (NRP) מאפשר הערכת איברים באתרם , ומאפשר רכישת לבבות שנקבעו כבני קיימא. כאן, אנו מתארים מודל רלוונטי מבחינה קלינית של בעלי חיים גדולים של DCD ואחריו NRP. מוות במחזור הדם נקבע בחזירים מורדמים על ידי הפסקת אוורור מכני. לאחר תקופת איסכמיה חמה שנקבעה מראש, נעשה שימוש במחמצן קרום חוץ-גופי (ECMO) למשך תקופת NRP הנמשכת לפחות 30 דקות. במהלך תקופת רפרפוזיה זו, המודל מאפשר איסוף ביופסיות שונות של שריר הלב ודגימות דם לצורך הערכה לבבית ראשונית. לאחר גמילת NRP, ניתן לבצע הערכות ביוכימיות, המודינמיות ואקו לב של תפקוד הלב וחילוף החומרים לפני רכישת איברים. פרוטוקול זה מדמה באופן הדוק את התרחיש הקליני שתואר בעבר עבור DCD ו- NRP בהשתלות לב, ויש לו פוטנציאל להקל על מחקרים שמטרתם להפחית את הפגיעה באיסכמיה-רפרפוזיה ולשפר את שימור תפקוד הלב והתאוששותו.
מעל 300,000 אנשים מתים בצפון אמריקה מדי שנה מאי ספיקת לב (HF); השתלת לב נותרה אפשרות הטיפול היחידה עבור חלק מחולים אלה עם מחלה סופנית1. מבחינה היסטורית, המקור הבלעדי להשתלת לב היה לבבות תורמים שהושגו לאחר קביעת מוות נוירולוגית (NDD), אך גם אז, רק כ-40% מהם היו מתאימים להשתלה2. בין 15% ל-20% מהחולים נפטרים בזמן ההמתנה לתרומת לב, כאשר מחסור בלבבות תורמים הוא אחת הסיבות ליצירת פער בין הלבבות הזמינים ללבבות הזקוקים2. על מנת להגדיל את מאגר תורמי האיברים, אחד השיקולים החשובים הוא השימוש בלבבות שנתרמו לאחר מוות במחזור הדם (DCD)3. קיימת רתיעה משימוש בלבבות DCD מכיוון שאיברים אלה נשלחים תמיד לתקופה של איסכמיה לא מוגנת (חמה) לאחר הפסקת זרימת הדם ועלולים לסבול מנזק בלתי הפיך. למרות שדיווחים על השתלת לב DCD מוצלחת עם תוצאות מוקדמות מצוינות קיימים4,5, יש צורך לפתח שיטת הערכה מתוקפת כדי לקבוע אם לבבות אלה שמישים ולחזות את הביצועים שלהם לאחר ההשתלה 6,7. כדי להגביל תקופות איסכמיות של לבבות DCD ולנטר אותם ברציפות במהלך אחסון והובלה, פותחו מערכות זילוח לב ex-situ 8. עם זאת, טכנולוגיה זו מסתמכת על מכונות מורכבות עם ציוד זילוח, ויש לה עלות גבוהה מראש ללא כל ערובה כי האיבר שנרכש יהיה מתאים להשתלה. פרוטוקול חדשני להשתלת לב DCD המבוסס על זילוח אזורי נורמותרמי (NRP) הוצע על ידי מסר ואחרים3. טכניקה זו כוללת שחזור זילוח שריר הלב בזמן שהלב עדיין נמצא בתורם ולמעט מחזור המוח. זה מאפשר הערכה תפקודית באתרו לפני רכש3.
בעת שימוש במודלים של בעלי חיים גדולים, הלב החזירי הוא אחת הפלטפורמות המועדפות לביצוע מחקר ניתוחי לב בהתחשב בדמיון האנטומי שלו ללב האנושי. עם זאת, יש לקחת בחשבון כמה גורמים חשובים בלבבות חזיריים בעת שימוש במודל זה. לדוגמה, רקמת לב חזירית היא שברירית מאוד פריכה והיא נוטה לקרעים, במיוחד בעורק הריאה ובאטריום הימני9. גורם חשוב נוסף שיש לקחת בחשבון הוא שהלב החזירי רגיש מאוד לאיסכמיה ונוטה להפרעות קצב, ולכן יש לתת תרופות אנטי-אריתמיות באופן שגרתי לכל בעל חיים לפני הניסוי; עם זאת, זה עדיין נחשב מודל מתאים לחקר איסכמיה חריפה בהשתלת לב9.
כתב יד זה מתאר מודל של בעלי חיים גדולים (חזיריים) של תרומה לאחר מוות במחזור הדם ואחריו זילוח אזורי נורמתרמי של בית החזה, המדמה באופן הדוק את התרחיש הקליני בהשתלת לב ויש לו פוטנציאל להקל על מחקרים טיפוליים חדשניים ואסטרטגיות למחקר תרגומי.
הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM) אישרה את כל פרוטוקולי הניסוי, ובעלי חיים טופלו בהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. לצורך פרוטוקול זה נעשה שימוש בחזירים לבנים גדולים או נקבות בנות 3-4 חודשים במשקל 50-60 ק"ג. גודל בעלי החיים יכול להשתנות בהתאם למטרות הניסוי של החוקרים.
1. הכנת בעלי חיים והשראת הרדמה
2. הקמת גישה כירורגית
3. הפסקת טיפולים מאריכי חיים והכרזת מוות
4. מיקום של זילוח אזורי נורמתרמי thoracoabdominal
5. שמירה על רפרפוזיה ומטרות לגמילה
6. הערכת התאוששות לב
7. הסרת NRP והערכת לב
8. סיום הניסוי
איור 1: סיכום סכמטי של פרוטוקול הניסוי. קיצורים: NRP = זילוח אזורי נורממי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
הגדרה/קריטריונים | |
תקופת איסכמיה חמה פונקציונלית | תקופה שמתחילה כאשר הלחץ הסיסטולי < 50 מ"מ כספית ומסתיימת כאשר NRP מופעל. בפרוטוקול זה, פרק זמן זה הוא 15 דקות |
מעצר במחזור הדם | זה נקבע כאשר הלב הוא אסיסטולה או בפרפור חדרים |
תקופת המתנה | תקופה שמתחילה במעצר מחזור הדם ומסתיימת בהכרזת המוות. בפרוטוקול זה, פרק זמן זה הוא 5 דקות |
גמילה מוצלחת מ-NRP | שימוש מינימלי של inotropes ו vasopressors |
CI > 2.2 ליטר/דקה/מטר2 | |
מפה > 55 מ"מ כספית | |
RAP < 15 מ"מ כספית | |
PCWP < 15 מ"מ כספית | |
תפקוד LV ו-RV רגיל |
טבלה 1: הגדרה מייצגת של פרמטרים וקריטריונים המשמשים בפרוטוקול זה. קיצורים: CI = אינדקס לב; MAP = לחץ עורקים ממוצע; NRP = זילוח אזורי נורממי; PCWP = לחץ טריז נימי ריאתי; RAP = לחץ פרוזדורים ימני.
מודל פרה-קליני זה שימש בהצלחה במוסד שלנו לניסויים מרובים. ראשית, הראינו כי לבבות DCD, שבתחילה היו מבולבלים עם NRP, הדגימו התאוששות תפקודית דומה לאחר ההשתלה בהשוואה לתרומת לב פועם קונבנציונלית שנשמרה עם אחסון קר. יתר על כן, השתמשנו בפרוטוקול זה כדי להראות כי הערכה תפקודית לבבית לאחר NRP ניבאה הת?...
כתב יד זה מתאר תרומת מודל של בעלי חיים גדולים לאחר מוות במחזור הדם (DCD) ואחריה זילוח אזורי נורמתרמי של בית החזה. בניסוי זה, הלב מנוטרל למשך 30 דקות לפחות ומקסימום 3 שעות לפני שהוא נגמל ממעגל האקמו. לאחר מכן הלב מתפקד בכוחות עצמו במשך שעתיים, מה שמאפשר הערכת לב חשובה בטווח הקצר. לכן, המגבלה העיקר?...
למחברים אין מה לחשוף.
ברצוננו להודות למלאני בורי, קרוליין לנדרי, הנרי אקרוס ואחמד מנאוור על עזרתם ותמיכתם היקרה.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Amiodarone | As available in the institution | ||
Angiocath 20G | BD | 381704 | |
Atropine 0.4 mg/mL | As available in the institution | ||
Biomedicus Centrifugal Pump | Medtronic | ||
Cardioplegia Solution (Del Nido) | in-house made | Another solution can be used at the discretion of the researcher | |
Cautery Pencil | Covidien | E2515H | |
Central Venous Catheter double-lumen | Cook Medical | C-UDLM-501J-LSC | |
Central Venous Sheath Introducer 7 Fr | |||
Conductance Catheter | |||
CPB pack | Medtronic | ||
DLP Aortic Root Cannula | Medtronic | 12218 | |
DLP double-stage venous cannula (29 or 37 F) | Medtronic | ||
Dobutamine | As available in the institution | ||
Dopamine | As available in the institution | ||
Electrode Polyhesive | Covidien | E7507 | |
EOPA Arterial Cannula (17 or 21 F) | |||
Epinephrine | As available in the institution | ||
O2 Face Mask | As available in the institution | ||
Gloves, Nitrile, Medium | Fischer | 27-058-52 | |
Heparin 1000 IU/mL | As available in the institution | ||
Inhaled Isofurane | Provided by the institution's animal facility | ||
Jelco 16 or 18 G catheter | |||
Ketamine inj. 50 mL vial (100 mg/mL) | Health Canada | Health Canada approval is required | |
Lidocaine/Xylocaine 1% | As available in the institution | ||
Magnesium Sulfate 5 g/10 mL | As available in the institution | ||
Midazolam inj. 10 mL vial (5 mg/mL) | Health Canada | Health Canada approval is required | |
MPS Quest delivery disposable pack | Quest Medical | 5001102-AS | |
Norepinephrine | As available in the institution | ||
Normal Saline (NaCl 0.9%) 1L bag | Baxter | JB1324 | |
Pipette Tips 1 mL | Fisherbrand | 02-707-405 | |
Propofol 1 mg/mL | As available in the institution | ||
Rocuronium | As available in the institution | ||
Set Admin Prim NF PB W/ Checkvalve | Smith Medical | 21-0442-25 | |
Sodium Bicarbonate (NaOH) 8.4% | As available in the institution | ||
Sofsil 0 wax coated | Covidien | S316 | |
Solumedrol 500 mg/5 mL | As available in the institution | ||
Suction Tip | Covidien | 8888501023 | |
Suction Tubing 1/4'' x 120'' | Med-Rx | 70-8120 | |
Suture 3.0 Prolene Blu M SH | Ethicon | 8523H | |
Suture 5.0 Prolene BB | Ethicon | 8580H | |
Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 | Ethicon | 8521H | |
Suture BB 4.0 Prolene | Ethicon | 8881H | |
Tracheal Tube, 6.5 mm | Mallinckrodt | 86449 | |
Vasopressin | As available in the institution |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved