A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
בחינת פתרונות זילוח חלופיים באמצעות הדור הבא של נשאי חמצן פולימריים מבוססי המוגלובין במודל של זילוח ריאות Rat Ex Vivo
* These authors contributed equally
In This Article
Summary
כאן, אנו מתארים את היישום של נשא חמצן פולימרי אנושי מבוסס המוגלובין אנושי (PolyhHb) כפרפוזט ואת הפרוטוקול שבו ניתן לבדוק תמיסת זילוח זו במודל של זילוח ריאות חולדה ex vivo .
Abstract
השתלת ריאות נפגעת בשל היעדר תורמים מתאימים. בעבר, תורמים שנחשבו שוליים או לא מספקים נזרקו. עם זאת, טכנולוגיה חדשה ומלהיבה, כגון זילוח ריאות ex vivo (EVLP), מציעה לספקי השתלות ריאה הערכה מורחבת עבור allografts תורם שולי. פלטפורמת הערכה דינמית זו הובילה לעלייה בהשתלות ריאה ואפשרה לספקים להשתמש בתורמים שנזרקו בעבר, ובכך להרחיב את מאגר התורמים. טכניקות הזילוח הנוכחיות משתמשות בפרפוזות תאיות או אצלולריות, ולשתיהן יתרונות וחסרונות ברורים. הרכב הזילוח חיוני לשמירה על סביבה הומיאוסטטית, מתן תמיכה מטבולית נאותה, הפחתת דלקת ומוות תאי, ובסופו של דבר שיפור תפקוד האיברים. תמיסות זילוח חייבות להכיל ריכוז חלבון מספיק כדי לשמור על לחץ אונקוטי מתאים. עם זאת, תמיסות הזילוח הנוכחיות מובילות לעתים קרובות לאקסטרווסציה של נוזלים דרך האנדותל הריאתי, וכתוצאה מכך לבצקת ריאות לא מכוונת ולנזק. לכן, יש צורך לפתח פתרונות זילוח חדשניים המונעים נזק מוגזם תוך שמירה על הומאוסטזיס תאי תקין. במאמר זה אנו מתארים את היישום של נשא חמצן פולימרי מבוסס המוגלובין אנושי (PolyhHb) כפרפוזט ואת הפרוטוקול שבו ניתן לבדוק את תמיסת הזילוח הזו במודל של EVLP חולדה. מטרת מחקר זה היא לספק לקהילת מושתלי הריאה מידע מרכזי בתכנון ופיתוח פתרונות זילוח חדשניים, כמו גם את הפרוטוקולים המתאימים לבדיקתם במודלים של השתלות תרגומיות רלוונטיות מבחינה קלינית.
Introduction
כמו כל תחום בהשתלות איברים מוצקים, גם השתלת ריאות סובלת ממחסור באיברים תורמים. על מנת להגדיל את מאגר התורמים, הוקדש מחקר משמעותי לחקר הפוטנציאל של אלושתלים שנחשבו בעבר כבלתי מתאימים להשתלה, כלומר תורמי קריטריונים מורחבים (ECD). אלושתלים אלה יכולים להיחשב ECD משלל סיבות, כולל איכות מפוקפקת, תפקוד לקוי, זיהום, טראומה, זמנים איסכמיים חמים או קרים ממושכים, וגיל מתקדם 1,2. במקרים מסוימים, כאשר ריאות אלה מתאימות להשתלה מיידית3, לעתים קרובות כדאי לספקים ולמושתלים כאחד להעריך ריאות אלה למשך זמן נוסף כדי לקבוע את התאמתן להשתלה. זילוח ריאות Ex vivo (EVLP....
Protocol
חולדות ספראג-דולי (300 גרם משקל גוף) הושגו באופן מסחרי ושוכנו בתנאים נטולי פתוגנים במרכז הרפואי וקסנר של אוניברסיטת אוהיו. כל ההליכים בוצעו באופן הומני על פי מדריך ה-NIH ומועצת המחקר הלאומית לטיפול הומני ושימוש בחיות מעבדה ובאישור הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים בא.......
Representative Results
האימות של הפרפוזט מבוסס PolyhHb שלנו, ויתרה מכך, היציבות של הפרבוסט הזה במשך מספר שעות, מודגם באיור 10. במהלך 1 השעות הראשונות, כל הפרפוזטים שנבדקו (PolyhHb, Control (Williams Media + 5% HSA), מבוססי RBC) הראו ירידה קלה ב- LA pO2 (Post pO2). עם זאת, פרפוזט מבוסס RBC הראה ירידה משמעו.......
Discussion
הפיתוח והבדיקות של פתרונות זילוח הוא מאמץ חדשני שרבים ברחבי העולם יוצאים אליו. באופן מסורתי, perfusates סטנדרטי להציע את היכולת להשעות זמן איסכמי ולהפחית את הפציעות הקשורות עם איסכמיה, כמו גם זילוח18. עם זאת, האבולוציה הבאה של EVLP היא לשפר את טכנולוגיית הפרפוזאט הנ.......
Disclosures
עבור החומר המוצג בעבודה זו, A.F.P., A.G. ו- C.C. הם ממציאים בבקשת הפטנט האמריקאית PCT/US2022/041743. A.F.P., C.C., B.A.W. ו-S.M.B. הם ממציאים של בקשת פטנט אמריקאית PCT/US2023/017765.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך בנדיבות על ידי קרן משפחת ג'ול ופרנק בנסון ופרופסורת המחקר ג'ול ופרנק בנסון. B.A.W. נתמך חלקית על ידי R01HL143000 המענקים של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH). A.F.P. נתמך על ידי מענקי NIH R01HL126945, R01EB021926, R01HL131720 ו- R01HL138116 ומענק מחקר רפואי ופיקוד הציוד של צבא ארה"ב W81XWH1810059. S.M.B. נתמך על ידי NIH R01 DK123475.
....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 |
References
- Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2021 annual data report: Lung. Am J Transplant. 23, S379-S442 (2023).
- Gouchoe, D. A., et al. Ex vivo l....
Reprints and Permissions
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved