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Method Article
Falta uma abordagem não invasiva confiável para avaliação funcional do coração do doador durante a perfusão cardíaca normotérmica ex situ (NESP). Descrevemos aqui um protocolo para avaliação ex situ do desempenho miocárdico utilizando o método de ecocardiografia epicárdica e cateter de condutividade.
O transplante cardíaco continua a ser o tratamento padrão-ouro para a insuficiência cardíaca avançada. No entanto, a atual escassez crítica de órgãos resultou na alocação de um número crescente de corações de doadores com critérios estendidos. Esses enxertos marginais estão associados a um alto risco de falha do enxerto primário e podem se beneficiar da perfusão ex situ antes do transplante. Esta tecnologia permite a preservação prolongada de órgãos usando perfusão sanguínea oxigenada quente com monitoramento metabólico contínuo. O único dispositivo NESP atualmente disponível para a prática clínica perfunde o órgão em um estado descarregado sem trabalho, o que não permite a avaliação funcional do coração batendo. Desenvolvemos, portanto, uma plataforma original de NESP em condições de modo de trabalho com ajuste da pré-carga e pós-carga do ventrículo esquerdo. Este protocolo foi aplicado em corações suínos. A avaliação funcional ex situ do coração foi realizada com cateterismo de condutância intracardíaca e ecocardiografia de superfície. Juntamente com uma descrição do protocolo experimental, relatamos os principais resultados, bem como pérolas e armadilhas associadas à aquisição de alças pressão-volume e potência miocárdica durante a NESP. As correlações entre os achados hemodinâmicos e as variáveis ultrassonográficas são de grande interesse, especialmente para a reabilitação posterior do coração do doador antes do transplante. Este protocolo visa melhorar a avaliação dos corações dos doadores para aumentar o pool de doadores e reduzir a incidência de falência do enxerto primário.
O transplante cardíaco é o tratamento padrão-ouro para insuficiência cardíaca avançada, mas é limitado pela atual escassez de órgãos1. Um número crescente de corações de doadores com critérios estendidos (idade >45 anos, fatores de risco cardiovascular, baixo fluxo prolongado, disfunção ventricular esquerda aguda secundária à tempestade catecolaminérgica) é alocado com um risco aumentado de falência primária do enxerto2. Além disso, corações doados após morte circulatória controlada (DCD) podem apresentar lesão miocárdica secundária a isquemia quente prolongada3. Portanto, há necessidade de uma melhor avaliação desses corações doadores antes do transplante, especialmente para avaliar sua elegibilidade para o transplante cardíaco 4,5.
A perfusão normothermic ex situ (NESP) preserva o coração batendo usando sangue oxigenado quente. O único dispositivo comercialmente disponível para NESP preserva o coração em um estado de não-funcionamento (modo Langendorff). Essa abordagem foi inicialmente aplicada para expandir a preservação do enxerto para além do período crítico de 4 h de isquemia fria6. Outra grande vantagem dessa tecnologia é fornecer avaliação contínua da viabilidade miocárdica com base na concentração de lactato no perfusato6. No entanto, essa avaliação bioquímica nunca foi correlacionada com os resultados pós-transplante até o momento. Da mesma forma, o modo Langendorff para NESP não permite a avaliação hemodinâmica e funcional do coração antes do transplante. Alguns autores têm relatado o potencial benefício do cateterismo intracardíaco durante a NESP para predizer a recuperação miocárdica após o transplante7.
O presente relato tem como objetivo fornecer uma metodologia reprodutível para avaliar o desempenho cardíaco do doador durante a NESP. Modificamos o circuito para permitir a perfusão em modo de trabalho e, portanto, para a aquisição de variáveis funcionais não invasivas com ecocardiografia epicárdica. O índice de trabalho miocárdico, variável independente da carga, foi registrado por meio de alças pressão-deformação. Investigamos as relações entre o trabalho miocárdico e as variáveis hemodinâmicas obtidas a partir do cateterismo de condutância intracardíaca.
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O presente protocolo foi aprovado pelo comitê de ética local em experimentos com animais e pelo Comitê Institucional de Bem-Estar Animal (APAFIS#30483-2021031811339219 v1, Comitê de Ética em Animais da Universidade de Paris Saclay, França). Os animais foram tratados de acordo com as Diretrizes para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório desenvolvidas pelo Instituto Nacional de Saúde e com os Princípios de Cuidados com Animais de Laboratório desenvolvidos pela Sociedade Nacional de Pesquisa Médica.
NOTA: Os procedimentos cirúrgicos foram realizados sob estrita esterilidade utilizando as mesmas técnicas utilizadas para um ser humano. Os procedimentos experimentais incluíram leitões brancos grandes (45-60 kg) e foram realizados sob anestesia geral.
1. Protocolo de condicionamento e anestesia animal
2. Avaliação hemodinâmica e ecocardiográfica in situ do coração
NOTA: A avaliação hemodinâmica é realizada com cateter de Swan Ganz, enquanto a avaliação funcional basal do coração é realizada por ecocardiografia transtorácica.
3. Descrição e priming da máquina de perfusão normotérmica ex situ (NESP)
NOTA: Um módulo NESP modificado é usado para executar alternativamente a perfusão de Langendorff e a perfusão em modo de trabalho. Resumidamente, conecte a linha aórtica do circuito a uma câmara de conformidade através de um conector Y. Adicione um oxigenador pediátrico e um reservatório de cardiotomia (70-80 cm de altura acima do conector aórtico do módulo) para fornecer uma pós-carga do ventrículo esquerdo de aproximadamente 70 mmHg durante o modo de trabalho. Conecte outro reservatório de cardiotomia (7-10 cm de altura acima do conector aórtico do módulo) à linha de entrada principal usando um conector Y para fornecer uma pré-carga do átrio esquerdo de aproximadamente 10 mmHg durante o modo de trabalho (Figura 2). O fluxo coronariano é avaliado com um sensor de fluxo conectado à cânula pulmonar. Uma bomba centrífuga, um oxigenador de membrana e uma máquina aquecedor-resfriador são conectados ao circuito (Figura 2). Para obter descrições da solução, consulte a Tabela 1.
4. Captação e instrumentação cardíaca para perfusão cardíaca normotérmica ex situ
5. Conexão com a máquina NESP e ressuscitação do coração
NOTA: Antes da instrumentação do coração, certifique-se de que os materiais necessários para a ressuscitação estejam disponíveis junto ao circuito de perfusão, especialmente um desfibrilhador com sondas internas e um pacemaker externo com eléctrodos epicárdicos. Certifique-se de que a linha de pressão esteja conectada à linha aórtica e que o sensor de saída seja colocado na linha de fluxo coronariano. A linha de pós-carga deve ser presa, bem como a linha de pré-carga do circuito do modo de trabalho.
6. Procedimento do modo de trabalho
NOTA: A depuração arteriovenosa eficiente do lactato é geralmente alcançada dentro de 30 minutos após o início da perfusão de Langendorff. O modo de trabalho pode então ser iniciado conectando a cânula de pré-carga ao reservatório de pré-carga (esta linha foi previamente fixada durante o modo Langendorff). Da mesma forma, a linha de pós-carga é conectada à linha aórtica (Figura 2). Ajuste o sensor de fluxo na linha de pós-carga para medir o débito cardíaco.
7. Avaliação do circuito pressão-volume (PV) com o método da condutância
NOTA: Todas as etapas de calibração devem ser executadas no modo de trabalho.
8. Avaliação ecocardiográfica epicárdica do coração em estado de trabalho
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Descrevemos aqui um protocolo de NESP em estado de trabalho monoventricular, utilizando um módulo de perfusão cardíaca modificado geralmente empregado na prática clínica para perfusão de Langendorff do coração doador antes do transplante. Este modelo de leitão do NESP usando o presente módulo personalizado foi desenvolvido em 2019. As modificações do circuito foram menores, pois a maior parte do circuito de perfusão foi reutilizada para experimentos. A tampa do módulo forneceu uma membrana flexível e imper...
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Existem algumas etapas críticas a serem consideradas no protocolo NESP. A avaliação preliminar in situ do coração permaneceu importante, especialmente considerando a valva aórtica que não deve apresentar regurgitação aórtica significativa (grau 2 ou mais); caso contrário, a ressuscitação do coração será comprometida durante o período de Langendorff devido à perfusão coronariana prejudicada e isquemia miocárdica. O início da MW após a perfusão de Langendorff foi uma manobra desafiadora, ex...
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Todos os autores não têm conflitos de interesse para divulgar.
Georges Lopez Institute, Lissieu, 69380, França
Claudia Lacerda, General Electric Healthcare, Buc, França
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
3T Heater Cooler System | Liva Nova, Châtillon, France | IM-00727 A | Extracorporeal Heater Cooler device |
4-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S15B | sutures |
5-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S10B | sutures |
Adenosine | Efisciens BV, Rotterdam, Netherlands | 9088309 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
Adrenaline | Aguettant, Lyon, France | 600040 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
Atracurium | Pfizer Holding France, Paris, France | 582547 | Drugs for the induction of the anesthesia |
DeltaStream | Fresenius Medical Care, L’Arbresle, France | MEH2C4024 | Extracorporeal blood pump |
EKG epicardial electrodes | Cardinal Health LLC, Waukegan, Illinois, USA | 31050522 | EKG detection electrodes |
External pacemaker | Medtronic Inc. Minneapolis, Minneapolis, USA | 5392 | Pacemaker device |
Glucose 5% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400891780017 | Drugs for the priming solution |
Heart Perfusion Set, Organ Care System | Transmedics, Andover, MA, USA | Ref#1200 | Normothermic ex-vivo heart perfusion device |
Intellivue MX550 | Philips Healthcare, Suresnes, France | NA | Permanent monitoring system |
Istat 1 | Abbott, Chicago, Ill, USA | 714336-03O | Blood Analyzer machine |
Labchart | AD Instruments Ltd, Paris, France | LabChart v8.1.21 | Pressure Volume loops aquisition software |
Magnesium | Aguettant, Lyon, France | 564 780-6 | Drugs for the cardioplegia |
Magnesium Sulfate | Aguettant, Lyon, France | 600111 | Drugs for the cardioplegia |
Mannitol 20% | Macopharma, Mouvoux, France | 3400891694567.00 | Drugs for the cardioplegia |
Methylprednisolone | Mylan S.A.S, Saint Priest, France | 400005623 | Drugs for the priming solution |
Millar Conductance Catheter | AD Instruments Ltd, Paris, France | Ventri-Cath 507 | Pressure Volume loops conductance catheter |
MWI software | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | software used for the Ultrasound echocardiographic machine |
Orotracheal probe | Smiths medical ASD, Inc., Minneapolis, Minneapolis, USA | 100/199/070 | probe for the intubation during anesthesia |
Potassium chloride 10% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400892691527.00 | Drugs for the cardioplegia |
Propofol | Zoetis France, Malakoff, France | 8083511 | Drugs for the induction of the anesthesia |
Quadrox-I small Adult Oxygenator | Getinge, Göteborg, Sweden | BE-HMO 50000 | Extracorporeal blood oxygenator |
Ringer solution | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | DKE2323 | Drugs for the cardioplegia |
Sodium Bicarbonate | Laboratoire Renaudin, itxassou, France | 3701447 | Drugs for the cardioplegia |
Sodium chloride | Aguettant, Lyon, France | 606726 | Drugs for the priming solution |
Swan Ganz Catheter | Merit Medical, south jordan, utah, USA | 5041856 | Right pressure and cardiac output probe |
Tiletamine | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
Transesophagus probe (3–8 MHz 6VT) | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic transesophagus probe |
Vivid E95 ultraSound Machine | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic machine |
Xylocaïne 2% | Aspen, Reuil-malmaison, France | 600550 | Drugs for the cardioplegia |
Zolazepam | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
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