Questa tecnica è utile nella caratterizzazione della fisiologia e della patologia polmonare misurando le attività metaboliche e la funzione respiratoria. Il sistema di perfusione polmonare isolato permette di lavorare con un organo funzionale completo rendendo possibile lo studio di una funzione fisiologica continua durante la ricreazione della ventilazione e della perfusione. Questo metodo potrebbe fornire informazioni sulla caratterizzazione delle capacità non respiratorie dei tessuti polmonari, come l'attività metabolica e le attività di vari componenti come il macrofago alveolare e il tessuto endoteliale.
Per cominciare, assemblare l'apparecchio di lavoro, assicurandosi che contenga la colonna principale in acciaio montata su una piastra di base che tiene il torace artificiale con lo pneumotachometro e il trasduttore di peso situati sopra la colonna e dietro la bobina di preriscaldamento con una trappola a bolle. Collegare tutti i trasduttori all'unità elettronica centrale e preparare il sistema di ventilazione oltre all'apparecchio. Dopo aver rasato il sito chirurgico del coniglio anestetizzato, fare un'incisione della linea mediana ventrale da tre a cinque centimetri dal manubrio dello sterno fino al collo.
Utilizzare le forbici operative per tagliare i 2/3 anteriori della trachea tra gli anelli cartilaginei. Inserire una cannula tracheale di cinque millimetri attraverso la membrana fibrosa tracheale e fissare con cura la cannula con una sutura di seta 4-0. Posizionare la pinza o la pinzetta sotto la trachea per assicurarsi che la cannula non si pieghi contro la trachea.
Collegare la pompa respiratoria alla cannula tracheale, impostare il volume di marea a 10 millilitri per chilogrammo e avviare rapidamente la ventilazione dopo la tracheotomia e prima che il torace venga aperto per mantenere la pressione positiva nei polmoni per prevenire il collasso polmonare durante l'intervento chirurgico. Per accedere alla cavità toracica, utilizzare un bisturi o forbici per aprire la parete toracica ed eseguire una sternotomia mediale fino al terzo superiore del torace. Tenere le metà del torace aperte con due riavvolgitori.
Localizzare la vena cava superiore e inferiore e taggarle con fili. Prima del dissanguamento dell'animale, identificare il ventricolo destro e iniettare 1.000 unità internazionali per chilogrammo di eparina. Subito dopo l'iniezione, ligare la vena cava superiore e inferiore con il filo pre-looped.
Tagliare il manubrium sterni per estendere la sternotomia mediale verso la cannula tracheale, rilasciando la trachea su entrambi i lati dal tessuto di collegamento. Ora resecare la trachea sopra la cannula tracheale e tirare delicatamente su la cannula in un asse cranico / caudale. Dopo il dissanguamento per la raccolta del blocco cardiopolmonare, utilizzare la dissezione digitale diretta o le forbici a molla per separare il tessuto connettivo e rimuovere i polmoni dal torace.
Quindi, sezionare la vascolarizzazione e l'esofago. Sollevare i polmoni isolati dal torace e posizionare con cura i polmoni su una garza sterile su una capsula di Petri. Per prevenire l'atelettasia, ventilare i polmoni utilizzando la ventilazione a pressione positiva con pressione espiratoria finale positiva impostata a due centimetri di colonna d'acqua.
Tagliare i ventricoli dal cuore a livello del solco atrioventricolare. Dopo aver aperto i due ventricoli, introdurre la cannula dell'arteria polmonare attraverso l'arteria polmonare destra e la cannula dell'atrio sinistro attraverso la valvola mitrale nell'atrio sinistro. Fissare le cannule con una sutura di seta 4-0 compresi i tessuti circostanti nelle legature dell'arteria polmonare e dell'atrio sinistro per evitare la distensione strutturale.
Iniettare 250 millilitri di soluzione isotonica salina attraverso la cannula arteriosa per lavare il sangue rimanente dal letto vascolare. Per la configurazione della perfusione, posizionare attentamente i polmoni isolati nella camera polmonare. Collegare la trachea al trasduttore sul coperchio della camera e collegare i vasi cannulati al sistema di perfusione, quindi chiudere e fissare la camera con il blocco rotante.
Quindi, collegare il coperchio della camera e passare sopra il rubinetto per passare dalla ventilazione a pressione positiva a quella negativa. Perfondi i polmoni con 200 millilitri di perfusato artificiale senza sangue a partire dal flusso a tre millilitri al minuto per chilogrammo, quindi aumenta lentamente il flusso in cinque minuti a cinque millilitri al minuto per chilogrammo. E per i prossimi cinque minuti, lascia che il flusso raggiunga otto millilitri al minuto per chilogrammo, seguito da un flusso massimo di 10 millilitri al minuto per chilogrammo per cinque minuti.
Ventilare i polmoni con aria umidificata ad una frequenza di 30 battiti al minuto, un volume di marea di 10 millilitri per chilogrammo e una pressione espiratoria finale di due centimetri di colonna d'acqua. Per raggiungere le condizioni della zona tre, attendere da 10 a 15 minuti per ottenere un equilibrio caratterizzato da uno stato gravimetrico ISO, assicurando che la pressione venosa sia stabile in tutto il registro. Assicurarsi che il peso del polmone rimanga costante e che le pressioni arteriose e atriali sinistre siano stabili per ottenere condizioni di zona tre per aprire un numero massimo di vasi polmonari e mantenere il contenuto del letto microvascolare durante l'esperimento.
Per il controllo elettronico e l'elaborazione del segnale, assicurarsi che il flusso respiratorio, le variazioni di peso, la pressione microvascolare, il volume delle maree, la resistenza vascolare, tra gli altri, siano registrati su un'unità elettronica centrale multipla che integra i segnali provenienti dai trasduttori e li visualizza sul sistema di valutazione. È stata valutata la concentrazione di 5-HT e monoamino ossidasi coinvolte nel metabolismo polmonare e nella permeabilità vascolare. La concentrazione di 5-HT e monoamino ossidasi ha raggiunto il picco dopo 15 minuti di conservazione e poi è diminuita durante le sei ore successive.
Successivamente, i livelli di perfusione hanno mostrato un aumento non statisticamente significativo fino a 24 ore. I tassi di rilascio di 5-HT e monoamino ossidasi hanno indicato che durante la prima ora della conservazione, i livelli di 5-HT sono aumentati più in alto della monoamino ossidasi e sono diminuiti entro sei ore dopo essere stati ricatturati dalle cellule endoteliali e dalle piastrine, nonché dal catabolismo mediato dalla monoamino ossidasi. L'attività dell'endopeptidasi neutra è aumentata a nove ore e poi è diminuita ed è rimasta stabile per 12-24 ore.
L'attività dell'enzima di conversione dell'angiotensina è diminuita dopo quattro ore, quindi è aumentata ed è rimasta stabile nel tempo fino a 24 ore. L'effetto della conservazione polmonare nella permeabilità capillare è stato valutato per 24 ore, indicando che il polmone perfuso ha subito un progressivo aumento del coefficiente di filtrazione capillare. È stato controllato l'effetto di diversi additivi nella permeabilità capillare del sistema di perfusione polmonare isolato in diverse condizioni ed è stato osservato un aumento massimo della permeabilità con l'atropina.
La manovra più importante è posizionare correttamente i polmoni in una camera polmonare e collegare i vasi cannulati al sistema di perfusione. Le implicazioni di questa tecnica si estendono verso le interazioni tra sostanze circolatorie e gli effetti di sostanze inalate o perfuse come nei test antidroga e in varie patologie polmonari.
