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Method Article
* 이 저자들은 동등하게 기여했습니다
이 프로토콜은 순환기 사망 후 기증의 대형 동물(돼지) 모델을 설명하고, 심장 이식의 임상 시나리오를 면밀히 시뮬레이션하고 치료 연구 및 전략을 촉진할 가능성이 있는 흉복부 정상 체온 국소 관류를 설명합니다.
수년에 걸쳐 심장 이식에 대한 수요가 증가함에 따라 장기 기증자 풀을 확장하기 위해 순환기 사망 후 기증(DCD)에 대한 관심이 높아졌습니다. 그러나, DCD 과정은 온난 허혈의 불가피한 기간으로 인한 심장 조직 손상의 위험과 관련이 있다. 노르마더 국소 관류(NRP)는 현장 장기 평가를 허용하여 실행 가능한 것으로 결정된 심장의 조달을 허용합니다. 여기에서 우리는 NRP에 이어 DCD의 임상적으로 관련된 대형 동물 모델을 설명합니다. 순환기 사망은 기계 환기를 중단하여 마취 된 돼지에서 확립됩니다. 미리 설정된 온난 허혈 기간 후, 체외막 산소 공급기(ECMO)를 사용하여 최소 30분 동안 지속되는 NRP 기간 동안 사용합니다. 이 재관류 기간 동안, 모델은 초기 심장 평가를 위한 다양한 심근 생검 및 혈액 샘플의 수집을 허용한다. NRP가 젖을 떼면 장기 조달 전에 심장 기능 및 대사에 대한 생화학적, 혈역학적 및 심초음파 평가를 수행할 수 있습니다. 이 프로토콜은 심장 이식에서 DCD 및 NRP에 대해 이전에 설명한 임상 시나리오를 밀접하게 시뮬레이션하며 허혈-재관류 손상을 줄이고 심장 기능 보존 및 회복을 향상시키기 위한 연구를 촉진할 가능성이 있습니다.
북미에서는 매년 300,000명 이상의 사람들이 심부전(HF)으로 사망합니다. 심장 이식은 말기 질환을 앓고 있는 일부 환자들에게 유일한 치료 옵션으로 남아 있다1. 역사적으로 심장 이식의 유일한 출처는 신경학적 사망 결정(NDD) 후 얻은 기증자 심장이었지만, 그 당시에도 이식에 적합한 것은 약 40%에 불과했다2. 환자의 15%에서 20% 사이가 심장 기증을 기다리는 동안 사망하며, 기증자 심장의 부족은 사용 가능한 심장과 필요한 심장 사이에 불일치를 일으키는 원인 중 하나입니다2. 장기 기증자 풀을 늘리기 위해 한 가지 중요한 고려 사항은 순환기 사망 후 기증된 심장의 사용입니다(DCD)3. DCD 심장은 혈액 순환이 중단 된 후 보호되지 않은 (따뜻한) 허혈 기간에 항상 제출되고 돌이킬 수없는 손상을 입을 수 있기 때문에 DCD 심장을 사용하기를 꺼립니다. 우수한 초기 결과를 가진 성공적인 DCD 심장 이식에 대한 보고서가 존재하지만4,5, 이러한 심장이 사용 가능한지 여부를 결정하고 이식 후 성능을 잠재적으로 예측하기 위해 검증된 평가 방법을 개발할 필요가 있습니다 6,7. DCD 심장의 허혈 기간을 제한하고 보관 및 운송 중에 지속적으로 모니터링하기 위해 현장 심장 관류 시스템이 개발되었습니다8. 그러나 이 기술은 관류 장비가 있는 복잡한 기계에 의존하고 조달된 장기가 이식에 적합하다는 보장 없이 초기 비용이 많이 듭니다. 정상 체온 국소 관류(NRP)를 기반으로 하는 DCD 심장 이식을 위한 새로운 프로토콜이 Messer etal 3에 의해 제안되었습니다. 이 기술은 심장이 여전히 기증자에 있고 뇌 순환을 배제하는 동안 심근 관류를 회복시키는 것을 포함합니다. 조달 전에 현장에서 기능 평가가 가능합니다3.
대형 동물 모델을 사용할 때 돼지 심장은 인간 심장과의 해부학적 유사성을 고려하여 심장 수술 연구를 수행하는 데 선호되는 플랫폼 중 하나입니다. 그러나 이 모델을 사용할 때 돼지 심장의 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다. 예를 들어, 돼지의 심장 조직은 매우 연약하고 부서지기 쉬우며, 특히 폐동맥과 우심방에서 찢어지기 쉽다9. 고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 돼지 심장이 허혈에 매우 민감하고 부정맥에 걸리기 쉽기 때문에 실험 전에 모든 동물에게 항부정맥제를 일상적으로 투여해야 한다는 것입니다. 그럼에도 불구하고, 이는 여전히 심장 이식에서 급성 허혈 연구를 위한 적절한 모델로 여겨진다9.
이 원고는 순환기 사망 후 기증의 대형 동물(돼지) 모델을 설명하며, 이는 심장 이식의 임상 시나리오를 면밀히 시뮬레이션하고 중개 연구를 위한 새로운 치료 연구 및 전략을 촉진할 가능성이 있는 흉복부 정상 체온 국소 관류가 뒤따릅니다.
CRCHUM(Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l'Université de Montréal)의 기관 동물 관리 및 사용 위원회는 모든 실험 프로토콜을 승인했으며 동물은 실험실 동물 관리 및 사용 가이드에 따라 처리되었습니다. 이 프로토콜에는 체중이 50-60kg인 3-4개월 된 Large White 수컷 또는 암컷 돼지가 사용되었습니다. 동물의 크기는 조사자의 실험 목표에 따라 달라질 수 있습니다.
1. 동물 준비 및 마취 유도
2. 외과적 접근 설정
3. 연명요법 철회 및 사망 선언
4. 흉복부 정상 체온 국소 관류의 배치
5. 재관류의 유지 및 이유 목표
6. 심장 회복 평가
7. NRP 제거 및 심장 평가
8. 실험 종료
그림 1: 실험 프로토콜의 개략도 요약. 약어: NRP = Normothermic Regional Perfusion. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
정의/기준 | |
기능성 온난 허혈 기간 | 수축기 혈압이 50mmHg< 때 시작하여 NRP가 시작될 때 끝나는 기간입니다. 이 프로토콜에서 이 기간은 15분입니다 |
순환 정지 | 심장이 수축기 또는 심실 세동 상태에있을 때 확립됩니다 |
스탠드오프 기간 | 순환 정지로 시작하여 사망 선언으로 끝나는 기간. 이 프로토콜에서 이 기간은 5분입니다 |
성공적인 NRP 제거 | 수축 촉진제와 승압제의 최소 사용 |
CI > 2.2 L/min/m2 | |
지도 > 55 mmHg | |
RAP < 15mmHg | |
PCWP < 15mmHg | |
일반 LV 및 RV 기능 |
표 1: 이 프로토콜에 사용된 매개변수 및 기준의 대표적인 정의. 약어: CI = 심장 지수; MAP = 평균 동맥압; NRP = 노르마더 국소 관류; PCWP = 폐모세혈관 쐐기 압력; RAP = 우심방 압력.
이 전임상 모델은 여러 실험을 위해 우리 기관에서 성공적으로 사용되었습니다. 첫째, 우리는 처음에 NRP로 관류된 DCD 심장이 냉장 보관으로 보존된 기존의 박동 심장 기증과 비교할 때 이식 후 유사한 기능 회복을 나타냈다는 것을 입증했습니다. 또한, 우리는 NRP 후 심장 기능 평가가 이식 후 회복을 예측한다는 것을 보여주기 위해 이 프로토콜을 사용했습니다. 마지막으로, 우리는 또한 순환 정지...
이 원고는 순환기 사망(DCD) 후 흉복부 정상 체온 국소 관류 후 대형 동물 모델 기증을 설명합니다. 이 실험에서 심장은 ECMO 회로에서 분리되기 전에 최소 30분에서 최대 3시간 동안 재관류됩니다. 그런 다음 심장은 2시간 동안 스스로 기능하므로 단기적으로 귀중한 심장 평가가 가능합니다. 따라서 이 프로토콜의 주요 제한 사항은 단기 후속 조치입니다. 그러나 장기 평가는 자원 집약적이고 비용이 ...
저자는 공개 할 것이 없습니다.
소중한 도움과 지원을 해주신 Melanie Borie, Caroline Landry, Henry Aceros, Ahmed Menaouar에게 감사드립니다.
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 |
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