Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

В данной статье мы описываем применение в качестве перфузата кислородного носителя на основе полимеризованного гемоглобина человека (PolyhHb) и протокол, в котором этот перфузионный раствор может быть протестирован на модели перфузии легких ex vivo крыс.

Abstract

Трансплантация легких затруднена из-за отсутствия подходящих доноров. Ранее доноры, которые считались маргинальными или неадекватными, отбрасывались. Тем не менее, новые и захватывающие технологии, такие как перфузия легких ex vivo (EVLP), предлагают поставщикам услуг по трансплантации легких расширенную оценку маргинальных донорских аллотрансплантатов. Эта платформа динамической оценки привела к увеличению трансплантации легких и позволила поставщикам услуг использовать доноров, которые ранее были отбракованы, тем самым расширив пул доноров. В современных методах перфузии используются клеточные или бесклеточные перфугаты, и оба имеют явные преимущества и недостатки. Перфузионный состав имеет решающее значение для поддержания гомеостатической среды, обеспечения адекватной метаболической поддержки, уменьшения воспаления и гибели клеток и, в конечном итоге, улучшения функции органов. Перфузионные растворы должны содержать достаточную концентрацию белка для поддержания соответствующего онкотического давления. Тем не менее, современные перфузионные растворы часто приводят к экстравазации жидкости через легочный эндотелий, что приводит к непреднамеренному отеку и повреждению легких. Таким образом, необходимо разработать новые решения для перфузии, которые предотвращают чрезмерное повреждение при сохранении надлежащего клеточного гомеостаза. Здесь мы описываем применение в качестве перфузата полимеризованного переносчика кислорода на основе гемоглобина человека (PolyhHb) и протокол, в котором этот перфузионный раствор может быть протестирован на модели EVLP крысы. Цель данного исследования состоит в том, чтобы предоставить сообществу специалистов по трансплантации легких ключевую информацию о проектировании и разработке новых перфузионных решений, а также надлежащие протоколы для их тестирования в клинически значимых моделях трансляционной трансплантации.

Introduction

Как и любая область трансплантации солидных органов, трансплантация легких страдает от нехватки донорских органов. Для того, чтобы увеличить пул доноров, были проведены значительные исследования, посвященные изучению потенциала аллотрансплантатов, которые когда-то считались непригодными для трансплантации, т.е. доноров с расширенными критериями (ECD). Эти аллотрансплантаты можно считать ECD по целому ряду причин, включая сомнительное качество, плохую функцию, инфекцию, травму, длительные периоды ишемии в тепле или холоде, а также преклонный возраст 1,2 года. В некоторых случая....

Protocol

Крысы Спрэг-Доули (300 г массы тела) были коммерчески получены и размещены в условиях, свободных от патогенов, в животноводческом центре Векснера Медицинского центра Университета штата Огайо. Все процедуры были выполнены гуманно в соответствии с NIH и Руководством Нацио.......

Representative Results

Валидация нашего перфузата на основе PolyhHb, а также стабильность этого перфузата в течение нескольких часов показаны на рисунке 10. В течение первого 1 ч все протестированные перфузаты (PolyhHb, Control (Williams Media + 5% HSA), на основе эритроцитов) показали незначитель?.......

Discussion

Разработка и тестирование перфузионных решений — это новое дело, к которому приступают многие во всем мире. Традиционно, стандартные перфузаты обладают способностью приостанавливать ишемическое время и смягчать связанные с этим повреждения при ишемии, а также репе?.......

Disclosures

Что касается материала, представленного в данной работе, A.F.P., A.G. и C.C. являются изобретателями по заявке США на патент PCT/US2022/041743. A.F.P., C.C., B.A.W. и S.M.B. являются изобретателями в патентной заявке США PCT/US2023/017765.

Acknowledgements

Это исследование было щедро поддержано Семейным фондом Джуэл и Фрэнка Бенсона и исследовательской профессией Джуэл и Фрэнка Бенсона. B.A.W. частично поддерживается грантом Национальных институтов здравоохранения (NIH) R01HL143000. A.F.P. поддерживается грантами NIH R01HL126945, R01EB021926, R01HL131720 и R01HL138116, а также грантами Командования медицинских исследований и материально-технического обеспечения армии США W81XWH1810059. S.M.B. поддерживается стандартом NIH R01 DK123475.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
10 cc insulin syringe 29 G x 1/2" needleB-D309301
30 L Glass Batch BioreactorAce Glass
30g NeedleMed NeedlesBD-305106
Baytril (enrofloxacin) Antibacterial TabletsElancoNA
Calcium Chloride dihydrate (CaCl2.2H2O)Sigma Aldrich10035-04-8For modified Ringer's lactate
CFBA carrier frequency bridge amplifier type 672Harvard Apparatus731747
Connect kit D150Cole-Parmer VK 73-3763
Dumont #5 ForcepsFine Science tools11252-50
Dumont Medical #5/45 Forceps - Angled 45°Fine Science tools11253-25
Ecoline Star Edition 003, E100 Water HeaterLaudaLCK 1879
Expired human leukoreduced, packed RBC unitsWexner Medical Center
Canadian Blood Services
Zen-Bio Inc
Fiberoxygenator D150Hugo Sachs ElektronikPY2 73-3762
ForcepsFine Science tools11027-12
Glutaraldehyde (C5H8O2 70 wt%)Sigma Aldrich111-30-8 (G7776)
Halsted-Mosquito HemostatRoboz SurgicalRS-7112
Heparin 30,000 units per 30 mlAPP Pharmaceuticals
Human Serum Albumin (HSA)OctaPharma PlasmaPerfusate additive
IL2 Tube set for perfusateHarvard Apparatus733842
IPL-2 Basic Lung Perfusion SystemHarvard Apparatus
Ketamine 500 mg per 5 mlJHP Pharmaceuticals
Left Atrium cannulaHarvard Apparatus730712
Liqui-Cel EXF Series G420 Membrane Contactor3MG420gas contactor
low potassium dextran glucose solution (perfadex)XVIVOsolution flushing the lung
Masterflex Platinum Coated Tubing(Size: 73,17,16,24)Cole-Palmer
N-Acetyl-L-cysteine (NALC, C5H9NO3S)Sigma Aldrich616-91-1 (A7250)For modified Ringer's lactate
Nalgene Vessels (10L, 20L)NalgeneFiltration vessels
Peristaltic Pump Ismatec ISM 827B
PES, 0.65 µm TFF moduleRepligenN02-E65U-07-N
PhysioSuiteKent Scientific CorporationPS-MSTAT-RT
polyethersulfone (PES), 0.2 µm TFF moduleRepligenN02-S20U-05-N
Polysulfone (PS), 500 kDa TFF moduleRepligenN02-P500-05-N
Potassium Chloride (KCl)Fisher Scientific7447-40-7For PBS
PowerLab 8/35 ADInstruments730045
Pulmonary Artery cannulaHarvard Apparatus730710
Pump Head tubing (Size: 73,17,16,24)PharMed BPT
Puralube Ophthalmic OintmentDechraNA
ScissorsFine Science tools14090-11
SCP Servo controller for perfusion type 704Harvard Apparatus732806
Small Animal Ventilator model 683Harvard Apparatus55-000
Sodium Chloride (NaCl)Fisher Scientific7647-14-5 (S271-10)For PBS and saline
Sodium cyanoborohydride (NaCNBH3)Sigma Aldrich25895-60-7
Sodium Dithionite (Na2S2O4)Sigma Aldrich7775-14-6
Sodium Hydroxide (NaOH)Fisher Scientific1310-73-2For modified Ringer's lactate
Sodium Lactate (NaC3H5O3)Sigma Aldrich867-56-1For modified Ringer's lactate
Sodium phosphate dibasic (Na2HPO4)Fisher Scientific7558-79-4For PBS
Sodium phosphate monobasic (NaH2PO4)Fisher Scientific7558-80-7For PBS
SomnoSuite Small Animal Anesthesia SystemKent Scientific CorporationSS-MVG-Module
Sprague-Dawley ratsEnvigo
TAM-A transducer amplifier module type 705/1Harvard Apparatus73-0065
TAM-D transducer amplifier type 705/2Harvard Apparatus 73-1793
TCM time control module type 686Harvard Apparatus731750
Tracheal cannulaHarvard Apparatus733557
Tube set for moist chamberHarvard Apparatus 73V83157
Tubing CassetteCole-ParmerIS 0649
Tweezer #5 DumostarKent Scientific Corporation INS500085-A
Tweezer #5 stainless steel, curvedKent Scientific CorporationIND500232
Tweezer #7 TitaniumKent Scientific Corporation INS600187
Tygon E-3603 Tubing 2.4 mm IDHarvard Apparatus721017perfusate line entering lung
Tygon E-3603 Tubing 3.2 mm IDHarvard Apparatus721019perfusate line leaving lung
Vannas-Tubingen Spring ScissorsFine Science Tools15008-08
VCM ventilator control module type 681Harvard Apparatus731741
William's E MediaGibco, ThermoFisher ScientificA12176-01Perfusate additive
Xylazine 100 mg per 1 mlAkorn

References

  1. Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2021 annual data report: Lung. Am J Transplant. 23, S379-S442 (2023).
  2. Gouchoe, D. A., et al. Ex vivo l....

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

ex vivo

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved