Norannemik Negatif Basınçlı Ventilasyon Ex Situ Akciğer Perfüzyonu: Akciğer Fonksiyonlarının ve Metabolizmasının Değerlendirilmesi

Özet

Bu yazıda, ısmarlama platformda tedarik, bağlanma ve yönetim dahil olmak üzere negatif basınçlı ventilasyon ex situ akciğer perfüzyonunun domuz eti modeli açıklanmaktadır. Anestezik ve cerrahi tekniklerin yanı sıra sorun giderme konularına odaklanılır.

Özet

Akciğer transplantasyonu (LTx), son dönem akciğer hastalığı için standart bakım olmaya devam etmektedir. Uygun donör organlarının yetersizliği ve aşırı coğrafi ulaşım mesafesi ve sıkı donör organ kabul kriterleri ile daha da kötüleşen donör organ kalitesi ile ilgili endişeler, mevcut LTx çabalarında sınırlamalar oluşturmaktadır. Ex situ akciğer perfüzyonu (ESLP), bu sınırlamaların azaltılmasında umut vaat eden yenilikçi bir teknolojidir. Akciğerlerin donör vücudun enflamatuar ortamının dışında fizyolojik ventilasyonu ve perfüzyonu, ESLP'ye geleneksel soğuk statik korumaya (CSP) göre çeşitli avantajlar sağlar. Negatif basınçlı ventilasyon (NPV) ÇSYB'nin pozitif basınçlı ventilasyon (PPV) ESLP'den üstün olduğuna dair kanıtlar vardır, PPV daha belirgin ventilatör kaynaklı akciğer hasarı, pro-inflamatuar sitokin üretimi, pulmoner ödem ve bül oluşumunu indüklemektedir. NPV avantajı belki de intratorasik basıncın tüm akciğer yüzeyi boyunca homojen dağılımından kaynaklanmaktadır. Özel bir NPV-ESLP cihazının klinik güvenliği ve fizibilitesi, genişletici kriterler donörü (ECD) insan akciğerlerini içeren yakın tarihli bir klinik çalışmada gösterilmiştir. Burada, bu özel cihazın kullanımı, normotermik NPV-ESLP'nin 12 saatlik bir süre boyunca genç bir domuz modelinde, yönetim tekniklerine özellikle dikkat edilerek açıklanmaktadır. ESLP yazılımının başlatılması, hazırlanması ve ESLP devresinin havasının boşaltılması ve anti-trombotik, anti-mikrobiyal ve anti-enflamatuar ajanların eklenmesi dahil olmak üzere cerrahi öncesi hazırlık belirtilmiştir. Santral hat yerleştirme, akciğer biyopsisi, ekssanguinasyon, kan alma, kardiyoektomi ve pnömonektominin intraoperatif teknikleri anlatılmaktadır. Ayrıca, anestezi indüksiyonu, bakımı ve dinamik modifikasyonları ana hatlarıyla belirtilen anestezik hususlara özellikle odaklanılır. Protokol ayrıca özel cihazın perfüzyon ve ventilasyonun başlatılmasını, bakımını ve sonlandırılmasını da belirtir. Ventilasyon değişiklikleri ve organ fonksiyonunu optimize etmek için metabolik parametreler de dahil olmak üzere dinamik organ yönetimi teknikleri ayrıntılı olarak tanımlanmıştır. Son olarak, akciğer fonksiyonunun fizyolojik ve metabolik değerlendirmesi, temsili sonuçlarda karakterize edilir ve tasvir edilir.

Giriş

Akciğer transplantasyonu (LTx), son dönem akciğer hastalığı¹ için standart bakım olmaya devam etmektedir; Bununla birlikte, LTx'in yetersiz donör organ kullanımı² ve bekleme listesi mortalitesi %⁴⁰³ gibi önemli sınırlamaları vardır, bu da diğer solid organ nakillerinden daha yüksektir ^4,5. Donör organ kullanım oranları organ kalitesi endişeleri nedeniyle düşüktür (%20-30). Katı donör organ kabul kriterleri ile birleşen aşırı coğrafi ulaşım mesafesi bu kalite endişelerini daha da kötüleştirmektedir. LTx ayrıca uzun süreli greft ve hasta sonuçları açısından diğer katı organ nakillerini de izlemektedir². En sık iskemik reperfüzyon hasarının (İİR) neden olduğu primer greft disfonksiyonu (PGT), LTx sonrası 30 günlük mortalite ve morbiditenin önde gelen nedenidir ve kronik greft disfonksiyonu riskini arttırır ^6,7. IRI'yi azaltma ve güvenli taşıma sürelerini uzatma çabaları, hasta sonuçlarını iyileştirmek için çok önemlidir.

Ex situ akciğer perfüzyonu (ESLP), bu sınırlamaların azaltılmasında umut vaat eden yenilikçi bir teknolojidir. ESLP, transplantasyondan önce donör akciğerlerin korunmasını, değerlendirilmesini ve yenilenmesini kolaylaştırır. Genişletilmiş kriterli donör (EKB) akciğerlerin transplantasyonunu takiben tatmin edici kısa ve uzun vadeli sonuçlar sergilemiş, LTx için uygun donör akciğer sayısında artışa katkıda bulunmuş, bazı merkezlerde organ kullanım oranları %20 artmıştır ^8,9,10. LTx, soğuk statik koruma (CSP) için mevcut klinik standartla karşılaştırıldığında, ESLP çeşitli avantajlar sunar: organ koruma süresi 6 saat ile sınırlı değildir, implantasyondan önce organ fonksiyonunun değerlendirilmesi mümkündür ve sürekli organ perfüzyonu nedeniyle, organ fonksiyonunu optimize eden perfüzyonda modifikasyonlar yapılabilir¹¹.

İnsan kullanımı için tasarlanmış mevcut ESLP cihazlarının büyük çoğunluğu pozitif basınçlı ventilasyon (PPV) kullanır; Bununla birlikte, son literatür bu ventilasyon stratejisinin negatif basınçlı ventilasyon (NPV) ESLP'sinden daha düşük olduğunu ve PPV'nin ventilatöre bağlı akciğer hasarını daha belirgin hale getirdiğini göstermiştir^12,13,14,15. Hem insan hem de domuz akciğerlerinde, NPV-ESLP, pro-inflamatuar sitokin üretimi, pulmoner ödem ve bül oluşumu dahil olmak üzere çeşitli fizyolojik alanlarda pozitif basınç ex situ akciğer perfüzyonu (PPV-ESLP) ile karşılaştırıldığında üstün organ fonksiyonu sergiler¹⁵. NPV-ESLP'de intratorasik basıncın tüm akciğer yüzeyi boyunca homojen dağılımı bu avantajın altında yatan önemli bir faktör olarak öne sürülmüştür^15,16. Klinik öncesi faydalarına ek olarak, NPV-ESLP'nin klinik güvenliği ve fizibilitesi yakın tarihli bir klinik çalışmada gösterilmiştir¹⁷. Yeni bir NPV-ESLP cihazı kullanılarak, on iki genişletilmiş kriterli donör insan akciğeri başarıyla korundu, değerlendirildi ve daha sonra% 100 30 günlük ve 1 yıllık sağkalım ile nakledildi.

Bu makalenin amacı, laboratuvarımızın NPV-ESLP cihazının normotermik koşullar altında juvenil domuz akciğerlerini kullanarak 12 saatlik bir süre boyunca bir çalışma protokolünü göstermektir. Cerrahi geri alma ayrıntılı olarak ele alınmıştır ve özel yazılım platformumuzun başlatılması, yönetimi ve sonlandırılması da açıklanmaktadır. Doku toplama stratejisi ve örneklerin yönetimi de açıklanmaktadır.

Protokol

Bu makalede gerçekleştirilen prosedürler, Kanada Hayvan Bakımı Konseyi'nin yönergelerine ve laboratuvar hayvanlarının bakımı ve kullanımı kılavuzuna uygundur. Alberta Üniversitesi'nin kurumsal hayvan bakım komitesi protokolleri onayladı. Sadece 35-50 kg arasındaki dişi yavru Yorkshire domuzları kullanılmıştır. ESLP prosedürlerine katılan tüm bireyler tarafından uygun biyogüvenlik eğitimi istenmiştir. NPV-ESLP deneyinin tamamına şematik bir genel bakış Şekil 1'de gösterilmiştir.

1. Ameliyat öncesi hazırlıklar

1. Organ haznesini ESLP arabasına yerleştirin ve silikon destek membranını ( bkz. Malzeme Tablosu) süspansiyon için hazne kancalarına monte edin.
2. ESLP borusunu, deoksijenatörü, arteriyel filtreyi ve santrifüj pompayı monte edin.
3. Isı eşanjörü su hatlarını deoksijenatöre ve süpürme gazı borusuna bağlayın.
4. Sıcaklık sensörü probunu ( bakınız Malzeme Tablosu) deoksijenatöre takın.
5. Pulmoner arter (PA) akış dönüştürücüsünü (bakınız Malzeme Tablosu) PA tüpüne sabitleyin.
   NOT: Akış dönüştürücü, akışı ölçmek ve santrifüj pompaya geri iletmek için ultrason kullanır.
6. PA basınç dönüştürücüsünü PA kanülüne sabitlemek için üç yönlü bir stopcock kullanın.
7. Sızıntıları önlemek için tüm boru bağlantılarını sıkıca takın ve perfüzyonu eklemeden önce tüm tapaları ve Luer kilitlerini kapatın.
8. Devreyi 1000 mL modifiye edilmiş ortak hastane bileşeni perfüzyonu (CHIP) ile astarlayın.
   NOT: CHIP, 35 mmHg'lik onkotik ölçüme sahip, tescilli perfüzyon çözeltileri¹⁸ ile karşılaştırılabilir, ısmarlama düşük maliyetli bir perfüzyondur.
9. Pompa ve hatların havasızlaştırılmasını kolaylaştırmak için devre astarlandıktan sonra yazılımı başlatın.
   NOT: Bu adımlar Şekil 2 ve Şekil 3 ile ilişkilidir.

2. ESLP yazılımı başlatma, ayarlamalar ve havalandırma devresi

1. ESLP programını başlatmak için monitördeki program kısayoluna tıklayın. Tara, Sepet 3, Bağlan'ı ve ardından NPV programı'nı ve ardından Yazılımı Başlat'ı seçin.
2. Ana sayfada, devre astarlandıktan sonra, havayı devreden çıkarmak ve sabit bir sıvı akışı ile PA kanülünden perfüzyon akışını göstermek için akış RPM'lerini 900'e yükseltin.
3. Devreye 3.375 g piperasilin-tazobaktam, 10.000 birim heparin (10.000 U / 1.5L perfüzyonat = 6.66 U / L) ve 500 mg metilprednizon ekleyin.
4. Referans amacıyla perfüzyonatın bir arteriyel kan gazı (ABG) örneğini alın.
5. Ana sayfada, CPAP'yi 20 cm H₂O (maks.) değerine kadar çevirin ve işlevi kontrol etmek için açın. İşlem onaylandıktan sonra kapatın.
6. Ana sayfada, EIP'yi -5 cm H₂0'a çevirin ve işlevi kontrol etmek için açın. İşlem onaylandıktan sonra kapatın.
7. Ayarlar sayfasında, ısıtıcıyı açın (Isıtıcıyı Başlat'a tıklayın) ve işlevi onaylayın. Monitörlerdeki sıcaklık ayar noktasını değiştirin ve sepetteki ısıtıcı monitöründe uyumlu bir değişikliği onaylayın. İşlem sağlandıktan sonra kapatın.
   NOT: Burada kullanılan ESLP aparatı özel bir yazılım programı ile donatılmıştır (Şekil 4). Program, istenen PA Akışı, sürekli pozitif hava yolu basıncı (CPAP), ekspiratuar sonu basıncı (EEP), son inspiratuar basınç (EIP), solunum oranı (RR) ve inspiratuar: ekspiratuar (I: E) oranını elde etmek ve sürdürmek için pompa hızının ve ventilasyon parametrelerinin kontrol edilmesini sağlar. Yazılım, fonksiyonel parametreleri ve basınç-hacim döngülerini hesaplar. Tablo 1 , yazılım tarafından sağlanan tüm izleme parametrelerini listeler.

3. Anestezi için hazırlıklar

1. Donör domuz için premedikasyon olarak ameliyathanede ketamin (20 mg / kg) ve atropin (0.05 mg / kg) (kas içi enjeksiyonlar) uygulayın.
2. Domuz sırtüstü yatmayı ısıtmalı bir ameliyat masasına yerleştirin. Normotermiyi koruyun ve maske indüksiyonu ile devam edin.
3. Hayvan ağırlığına göre oksijen akışını titre edin, tipik olarak 20-40 mL / kg.
4. İzofluran'ı başlangıçta% 4-5 oranında uygulayın. Sonra 1-2 dakika sonra% 3'e düşürün.
5. Her 5 dakikada bir anestezi derinliğini değerlendirin. Domuzun zararlı bir uyarana yanıt olarak geri çekilme refleksine sahip olmadığından emin olun.
6. Doğru anestezi derinliği doğrulandıktan sonra, domuzu entübe edin.
7. Dile (tercih edilen) veya kulağa bir nabız oksimetre probu yerleştirerek oksijen doygunluğunu% 90'ın üzerinde hedefleyin.
8. Anestezi seviyesini korumak için oksijen akışını (20-40 mL / kg) ve inhalan gazı (% 1-3) ayarlayın.
9. Ventilatör ayarlarını TV'de 6-10 mL/kg, solunum hızı 12-30 nefes/dak, PEEP 5 cm H2 O, Pik Basıncı 20 cm_H2O'da tutun.
10. Kesi bölgesini hazırlamak için iyot kullanarak tıraş edin ve yıkayın.

4. Akciğer biyopsisi, ekssanguinasyon ve kan toplama

1. Sıvı ve heparin uygulaması için merkezi bir çizgi yerleştirin.
   1. Trakea üzerinde ortalanmış ve sternal çentikten kraniyal olarak uzanan elektrokoter ile 5-8 cm'lik bir orta hat kesisi yapın.
   2. Koterin kullanılması, cildi ve deri altı yağını bölün.
   3. Trakeaya lateral sol veya sağ karotis intravasküler demetini tanımlamak için, orta hat düzlemini kayış kasları arasında bölün ve bağ dokusu katmanlarını ayırın.
   4. 2-0 ipek bağlarını damar halkaları olarak kullanarak, juguler venin distal ve proksimal kontrolünü sağlayın.
   5. Kan akışını kontrol etmek için, kraniyal çevreleyen bağı bağlayın ve proksimal bağ üzerinde yukarı doğru geri çekilin.
   6. 7 Fr'lik bir merkezi çizgiyi yerleştirmek için, Metzenbaum makası (~ 1/3 damarın çevresi) kullanarak damarda küçük bir kesi yapın.
   7. Proksimal damar döngüsündeki gerginliği serbest bırakın, aynı anda damarı kanüle edin. Kanülü damara 10 cm derinlikte sabitlemek için ipeği bağlayın.
   8. Hattı heparin (1 ünite/mL) ile yıkadıktan sonra %0,9 Normal Salin'lik bir IV hattına bağlayın. Domuz intravasküler olarak dehidrasyondan tükenirse, sıvıyı uygulayın. Kullanılmayan bağlantı noktalarını hep ile kilitleyin.
2. Medyan sternotomi yapın
   1. Sternal çentik ve ksifoid süreçleri insizyonel yer işaretleri olarak tanımlayın.
   2. Tüm sternumu (yaklaşık 40-50 cm) kapsayan ve sternal çentikteki önceki insizyonu ksifoid'e bağlayan bir orta hat insizyonu yapmak için elektrokoter kullanın.
   3. Subkutan dokuyu ve fasyayı pektoralis majör kasının lifleri arasında bölün. Hemostazı korumak için kanama damarlarını koterize edin.
   4. Sternal kemik boyunca orta çizgiyi işaretlemek için elektrokoter kullanın. Ksifoidi kesmek için ağır makas kullanın ve sternal testereyi yerleştirmek için elle tutulur bir alan oluşturmak için perikardı, sternumun arka masasından açıkça diseke etmek için bir parmak kullanın.
   5. Sternumun zıt taraflarına, kostokondral bileşkeye yanal 4. kaburga seviyesinde iki havlu klipsi uygulayın. Havlu klipslerinin içindeki üstteki doku ve fasya tabakasını satın alın ve sternotomi sırasında sternumu kalpten dikey olarak kaldırın.
   6. Sternotomi, elektrikli veya hava ile çalışan bir testere ile gerçekleştirin, dişler yukarı, ksifoidden sternal çentiğe doğru. Altta yatan yapıların (örneğin perikard ve brakiyosefalik ven ve innominat arter) yaralanmasını önlemek için, testere ile kademeli olarak ilerleyin ve havlu klipsleri kullanarak dikey olarak geri çekin.
      NOT: Sternum sternal çentiğin derinliklerine posteriorda dalar ve sternotomiyi bu seviyede tamamlamak için testere posteriorda yönlendirilmelidir.
   7. Kanama sternumunun hemostazı elde etmek için koter kullanın.
      NOT: Bu amaçla kemik mumu da kullanılabilir.
   8. İntravenöz olarak 1.000 U/kg heparin verin. Heparin uygulamasından 5 dakika sonra in vivo kan örneği alın.
   9. Sternal retraktör için yer açmak üzere plevrayı iç sternumdan açıkça diseke etmek için bir parmağınızı kullanın.
   10. Karın bölgesine doğru bir sapı olan sternal bir retraktör yerleştirin ve mediasteni tamamen açığa çıkarmak için yavaş yavaş geri çekin.
3. Bir parmak ve elektrokoter ile künt diseksiyonun bir kombinasyonunu kullanarak timusu perikarddan çıkarın.
   NOT: Timüsü küçük parçalar yerine tek bir büyük parça olarak çıkarmak en iyisidir.
4. Doku analizi için sağ üst akciğer lobunun biyopsisini alın: sağ üst lobu açığa çıkarmak için sağ plevrayı açın. 1^cm3'lük bir kısmı 0-ipek ile çevreleyin, bağlayın ve akciğerin bu kısmını Metzenbaum makası kullanarak tüketin.
   1. Biyopsiyi eşit büyüklükte üç bölüme ayırın ve her birinden birini optimum kesme sıcaklığı (OCT) jeli, formalin ve sıvı azot (çıtçıtlı dondurma) içine yerleştirin.
   2. OCT ve snap-frozen numuneleri -80 ° C'lik bir dondurucuda saklayın ve formalin numunelerini uygun şekilde kapatılmış bir kap kullanarak 4 ° C'lik bir buzdolabında saklayın.
      NOT: İnterstisyel ödem, alveoler ve interstisyel inflamasyon, interstisyel ve perivasküler nötrofilik infiltrasyonlar ve kanama¹⁵ dahil olmak üzere akciğer hasarının histopatolojisini incelemek için biyopsi örnekleri hematoksilin-eozin boyaması ile boyanır.
5. Perikadı açın. Forseps kullanarak perikardı, sertleştirin ve perikardın orta hattında Metzenbaum makası ile bir kesi yapın.
   1. Bu insizyona kraniyal olarak aort köküne, daha sonra superior vena kava (SVC) açığa çıkarmak için lateral olarak devam edin. Perikardiyotomiyi kaudal olarak tamamlayın ve insizyonu kardiyak apeks seviyesinde sola ve sağa T-kapatın.
6. Domuzu exsanguination ile ötenazi yapın. SVC'yi kesin ve lümenin içine bir Poole uçlu emme (bakınız Malzeme Tablosu) yerleştirin ve emme ucunu inferior vena kavaya (IVC) ilerletin.
   NOT: Ekssanguinasyonu hızlandırmak için sol atriyumun (LA) ön duvarında bir kesi yapılır.
   1. Kalp tepesini kaldırın ve Metzenbaum makası kullanarak LA'yı koroner sinüsün 1 cm altında kesin. Ekssanguinasyonda,% 100_O2'den oda havasına geçin.
7. Tam Kan Topla: Poole uç emiş, 500 mL paketlenmiş kırmızı kan hücresi (pRBC) üretmek için aşağı doğru döndürülen 1200 mL tam kan toplamak için bir hücre koruyucu cihaza bağlanır.
   NOT: Hücre Tasarrufu Protokolü Ayarı: Dolum Akışı: 300 mL/dak, Yıkama Akışı: 100 mL/dak, Boş Akış: 150 mL/dak, Dönüş Akışı: 150 mL/dak, Yıkama Hacmi: 300 mL, Konsantrasyon Akışı: 200 mL/dak. Bu ~ 5 dakika sürecektir.

5. Kardiektomi

1. Kardiektomiyi gerçekleştirin: Kardiyak tepeyi kraniyal olarak kaldırın ve sol hemi-azigot venin birleştiği koroner sinüsü transekte etmek için önceki LA insizyonuna lateral olarak devam edin.
2. PA bifurkasyonunun ön yüzeyi boyunca medial olarak keserek LA'yı bölün.
3. IVC'yi diyaframın 1 cm yukarısına aktarın. Bu insizyonu medial olarak keserek LA'ya bağlayın.
4. PA bifurkasyonuna doğru giden sağ pulmoner arterin üst kısmını keserek LA'nın bölünmesini tamamlayın.
   NOT: Bu basamak sağ superior pulmoner veni posterior LA'dan dışlar.
5. IVC'yi kraniyal olarak kaldırın ve sağ superior pulmoner veni bölün. Ana PA ve sağ atriyum (RA) / SVC arasında birleşen perikardiyal yansımaları bölün.
6. Kalbi yere koyun ve SVC'yi transekte edin. SVC'yi bağ dokusu tabakasından posteriorda bölün ve azigot veni transekte edin.
7. Kalbi kraniyal olarak kaldırın, PA'yı pulmoner kapak seviyesinde bölün. Metzenbaum makası kullanarak Aort'u PA'dan kısmen diseke edin, ardından yükselen Aort'u transekte edin.
   NOT: Bu, kardiyoektomiyi tamamlar.

6. Pnömonektomi

1. Pnömonektomiyi gerçekleştirin: ekspiratuar tidal hacmin (TVe) yaklaşık 10 mL / kg olduğunu kontrol edin. Bu hedefe ulaşmak için 2: 1 inspiratuvar: ekspiratuar orana geçin. TV 6mL / kg< kalırsa, maksimum alveolar işe alım için 8-10 mL / kg hedefine ulaşmak için pik basınçları ve / veya PEEP'i artırın.
2. Domuzun sol tarafındaki plevrayı açın. Metzenbaum makası kullanarak sternumun arka masası boyunca yatay bir kesi yapın. Mediastenin üst ve alt sınırlarında plevradan frenik sinire iki dikey insizyon yapın.
   1. Frenik sinir boyunca keserek plevrayı tüketin. Bu adımı sağ tarafta tekrarlayın. Diyafragma plevrası benzer şekilde, posterior LA manşetini inferior sınır olarak kullanarak, frenik sinire benzer şekilde açın ve çıkarın.
3. Plevral ataşmanları diyaframdan sol alt akciğer lobuna doğru bölün. Diyaframı yukarı doğru tutmak için bir Deaver retraktörü kullanın (bkz. Soldaki inferior pulmoner ligamenti bölün ve hiluma doğru devam edin.
4. Akciğer dokusunun kendisi ile ilgili "temassız teknik" deneyin.
   NOT: Yani, travmayı önlemek için akciğerin minimal manuel manipülasyonunu deneyin.
5. Sağ tarafta, IVC ve plevral ataşmanları diyaframdan ayırın. Deaver retraktörünü kullanarak diyaframı yukarı doğru çekin. İnferior pulmoner ligamenti sağ tarafa bölün ve hiluma doğru devam edin.
6. Trakeayı açığa çıkarmak için innominat ven ve kemer damarlarını bölün.
7. Trakeayı çevreleyen dokuyu açıkça diseke edin. Yaklaşık 10 mL/kg'da ekspiratuar tidal hacimler (TVe) ile, maksimum inhalasyonda bir tüp kelepçesi kullanarak trakeayı kelepçeleyin.
8. Trakeayı transekte edin ve cerrahi çekiş sağlamak için kalan adımlar için kelepçeli kısmı yukarı doğru kaldırın.
9. Ağır Metzenbaum makası ve serbest el ile künt diseksiyon kullanarak posterior trakeayı yemek borusundan diseke edin. Kalan plevral ataşmanları bölün, Aort'u sol bronşun üstünde ve altında transekte edin ve akciğerleri inen Aort'un bir segmenti ile göğüsten çıkarın.
10. Akciğerleri kelepçe açıkken tartın ve hızlı bir şekilde buzla dolu bir soğutucuda saklayın. ESLP çalışması sırasında kilo alımı ödem oluşumunun bir göstergesidir.
    NOT: Bu, pnömonektomiyi tamamlar.

7. Akciğerlerin ESLP aparatına yerleştirilmesi

1. Perfüzyon devresine 500 mL pRBC ekleyin (daha önce 1L CHIP ile astarlanmış, adım 1.8) ve 1.5 L perfüzyonun son hacmine ulaşın.
   NOT: Hemoglobin konsantrasyonu yaklaşık 50 g / L veya% 15'lik bir hematokrit olarak hedeflenmiştir.
2. Veri kayıtları için akciğerlerin fotoğraflarını çekin.
3. Sağ orta akciğer lobuna biyopsi yapın. 1^cm3'lük bir kısmı 0-ipek ile çevreleyin, bağlayın ve daha önce tarif edildiği gibi doku analizi için makas kullanarak akciğerin bu kısmını tüketin (adım 4.4).
4. 3/8, 1/2 inç boru adaptörünü ana pulmoner artere (mPA) sabitleyin. Çıtçıtları kullanarak mPA'nın zıt taraflarını kavrayın. 1/2 inçlik kısmı olan adaptörü mPA'ya takın ve bir asistan 0 ipek bağlar kullanarak adaptörü yerine sabitlerken yerinde tutun.
   NOT: Adaptör, PA çatallanmasının 2-3 cm yukarısına oturmalıdır (PA'nın uzunluğu yetersizse, donör domuzun inen Aortunun bir bölümü, ek uzunluk için mPA'ya uçtan uca dikilebilir).
5. Akciğerleri silikon destek zarına sırtüstü yatırın ve ESLP cihazına bağlayın.
6. Trakeaya trakeal bronşun bulunduğu yere yakın ikinci bir tüp kelepçesi yerleştirin. Daha distal kelepçeyi çıkarın ve trakeayı endotrakeal tüp (ETT) ile entübe edin.
   1. İki fermuarlı bağ kullanarak ETT'yi yerine sabitleyin. Bir boru kelepçesi kullanarak havalandırma hattını kelepçeleyin ve proksimal kelepçeyi trakeadan serbest bırakın.
      NOT: Bu doğru yapılırsa akciğerler şişirilmiş kalır ve hava kaçağı olmaz.
7. PA adaptörünü PA hattına bağlayın ve mPA'nın havasını boşaltın. Perfüzyon için zamanlayıcıyı başlatın.
   NOT: Adımların fotoğrafik bir tasviri için Şekil 5'e bakınız.

8. Perfüzyon ve ventilasyonun başlatılması

1. Ayarlar sayfasında, Isıtıcıyı başlat'a tıklayın ve sıcaklığı 38 °C'ye ayarlayın. Kardiyak debiyi (akış) hesaplamak için domuzun ağırlığını da girin.
2. Ana sayfada, CPAP'yi 20 cm_H2O olarak ayarlayın ve CPAP'ı Başlat'ı tıklatın. Havalandırma başladığında, havalandırma hattını açın.
3. Arteriyel basınç sensörünü sıfırlayın. PA hattını basınç sensörünün üzerinde bir boru kelepçesi ile kelepçeleyin. Sensörü oda havasına açın, Ayarlar sayfasında SIFIR PAP ve Sıfır Bld Akışı'na tıklayın, ardından Ana sayfada okumaların sıfırlandığını onaylayın.
   1. Hat basıncını okumak için basınç sensörü stopcock'unu kapatın, hattı PA kanülüne açın, ana sayfada % 10 kalp çıkışını seçin, PA Kılavuzuna Dön'ü tıklayın (düğme yeşile döner), sonra PA hattını açın.
      NOT: Hat artık uygun şekilde sıfırlanmıştır ve pompa artık hesaplanan kalp debisinin %10'u kadar akmaktadır.
4. Santrifüj analizi için 10 mL perfüzyon çizin ve bir zaman sıfır (T0) ABG çizin.
5. Akciğerler 10 dakika boyunca perfüze edildikten sonra, akışı kalp debisinin% 20'sine yükseltin.
6. Perfüzyon sıcaklığı 32 ° C'ye ulaştığında, hava geçirmez bir sızdırmazlık oluşturmak için oda kapağını kelepçelerle yerine sabitleyin. Kapağı yerleştirmeden önce akciğerleri en uygun şekilde konumlandırın. BV-1 iğnelerinde 6-0 eğilimli boyuttaki hava kaçaklarını onarın.
7. Kapak sabitken, havalandırma borusunu sıkıştırın ve CPAP'yi kapatın. Ayarlar sayfasında, Sıfır ITP, Sıfır Pençe, Sıfır Hava Akışı'nı tıklayın, ardından Ana sayfada okumaların sıfırlandığını onaylayın.
   1. CPAP'yi 20 cm_H2O'da Başlat'a tıklayın ve havalandırma borusunun kelepçesini açın. Ardından, EEP hedefini 0 cm_H2O, EIP'yi 1 cm H₂0, RR 10, I:E oranı 1:1 olarak ayarlayın ve negatif basınçlı ventilasyonu etkinleştirmek için Havalandırmayı Başlatmak için Basın'a tıklayın.
   2. Havalandırma deliğinin işlevini değiştirmesini dinleyin, ardından yan port havalandırma borusunu odaya takın.
      NOT: Ventilatör solunum döngüsüne ekshalasyonda başlar. Akciğerler, bir nefes verme sırasında yan port takılırsa hafifçe sıkışır. Solumayı beklemek ve dinlemek, ardından işe alımı en üst düzeye çıkarmak için yan portu bağlamak tercih edilir.
8. Sonraki birkaç nefes boyunca, CPAP'yi 12 cm H2 O'ya düşürürken aynı zamanda EIP'yi -9 cm H 2 O'yayükseltin. bu ventilasyon parametrelerini ilk saat boyunca koruyun, daha sonra alveolar işe alıma bağlı olarak CPAP'yi 8-10 cm H 2 O'ya düşürün ve EIP'yi -₁₂ila -13 cm H₂O'ya yükseltin.
9. Pik basınçları 20-21 cm_H2O'ya ayarlayın.
   NOT: Pnömonektomi sırasında daha yüksek basınçlar gerekliyse, bu hedef tepe basıncı haline gelir.
10. Perfüzyon sıcaklığı 35 ° C'ye ulaştığında, akışı kalp debisinin% 30'una yükseltin.
    NOT: Bunlar organ koruma ayarlarıdır (Tablo 2).
11. 3, 5, 7, 9, 11 saatte, kardiyak debinin% 50'sinin akışları ve sistemik oksijen kullanımını simüle etmek için 0.125 L / dak'da deoksijenatöre eklenen karışık süpürme gazı (% 89 N 2,% 8 CO₂,% 3_O2) ilavesiyle değerlendirin (Tablo 3).
12. Koruma modu sırasında her garip saatte, gelecekteki analizler için 10 mL'lik bir perfüzyon örneği çizin. Her saat başı 1 ml ABG numunesi ön deoksijenatör çizin.
13. 5 dakikalık değerlendirme modunu takiben, deoksijenatör öncesi ve sonrası portlardan ABG'leri çekin (Tablo 4).
    NOT: Bu, akciğerlerin ESLP'ye yerleştirilmesini ve perfüzyon ve ventilasyonun başlatılmasını tamamlar. Protokolün başlatılması için Tablo 2'ye bakın. Tablo 3 , kullanılan NPV-ESLP'nin iki modunu detaylandırmaktadır.

9. Akciğerin metabolik desteği

1. ABG analizi ile perfüzyonat glikoz seviyesini her saat başı kontrol edin. Glikozu 3-6 mmol / L'de hedefleyin ve gerektiğinde sürekli glikoz infüzyonu ve bolus dozları için standart bir infüzyon pompası kullanarak tüketim oranlarına göre titre edin.
   NOT: Başka bir infüzyon pompası, 2 U / s insülinin sürekli infüzyonunu sağlar. CHIP, diğer birçok organ perfüzyon çözeltisi ile birlikte, birincil enerji substratı olarak glikoz içerir.

10. Heparin, anti-mikrobiyal ve anti-enflamatuar ajanlar

1. pRBC ilavesinden önce perfüzyon başlangıcında perfüzyona 10.000 birim heparin ekleyin.
2. pRBC eklemeden önce perfüzyonun başlangıcında perfüzyona 3.375 g piperasilin-tazobaktam ekleyin.
3. pRBC eklemeden önce perfüzyonun başlangıcında perfüzyona 500 mg metilprednizolon ekleyin.

11. Akciğer fonksiyonlarının değerlendirilmesi

1. Bir ESLP çalışması sırasında iki farklı ventilasyon ve perfüzyon modunu kullanın: koruma ve değerlendirme.
   NOT: Lütfen Koruma ve Değerlendirme bölümüne bakınız (Tablo 3). Koruma Modu: Kardiyak debi% 30, PEEP 8-12, EEP 0, EIP -10 ila -12, Pik Basınç 20-22 cm H₂O, RR 6-10 ve I: E oranı 1: 1-1.5. ESLP çalışmaları genellikle 12 saat uzunluğundadır, ancak 24 saate kadar uzatılabilirler.
2. Pik basıncı pnömonektomi pik basıncına uyacak şekilde ayarlayın ve 10 mL/kg'lık bir hedef TV'ye ulaşın.
   NOT: 10mL/kg TVe hedeflenmekle birlikte genellikle 6-8mL/kg'a ulaşılır.
3. Koruma sırasında her 30 dakikada bir, 30 dakika veya daha kısa bir süre için işe alım yapın.
   NOT: İşe alımın süresi ve kapsamı, ulaşılan TVe'ye bağlıdır. TVe 8-10 mL / kg ise, daha fazla işe alım gerekli değildir.
4. İşe alım için, PEEP'i 10-12 cm H 2 O'ya yükseltin, RR'yi 6 nefes / dakikaya düşürün, Pik Basınçları 30 cm H₂O'yu aşmadan 2-4 cm H₂0 artırın (nadiren 25 cm H2O'yu aşıyoruz) ve I: E oranını 1: 0.5 olarak değiştirin.
   NOT: Genel olarak, her 30 dakikalık aralık için bu değişikliklerden sadece bir veya ikisi yapılır, PEEP ve Pik Basıncındaki artış en etkili olanıdır.
5. 3, 5, 7, 9, 11 h'de organ fonksiyonunu değerlendirin.
   NOT: İlgilenilen ana parametre PF oranıdır; ancak dinamik uyum ve PA basınçları yakından izlenmektedir (Şekil 6).
6. Değerlendirme sırasında, deoksijenatör aracılığıyla 0,125 L/dak akış hızında devreye karışık bir süpürme gazı (%89 N 2, %8 CO₂, %3_O2) eklenirken kardiyak debisini %50'ye yükseltin.
   NOT: Bu, sistemik oksijen tükenmesini çoğaltır ve 5 dakikadan fazla sürer. Bu süre zarfında, tepe basınçlarını korurken PEEP'i 5 cm_H2O'ya düşürün ve buna göre EIP'yi artırın. RR'yi 10 bpm'de tutun ve akciğerlerin hava hapsedici görünüp görünmediğine bağlı olarak I: E'yi 1 veya 1.5 olarak ayarlayın.
7. Pulmoner Vasküler Direnç, Dakika Ventilasyonu, Dinamik Uyum ve P/F oranı için Fonksiyonel hesaplamaları yapın.
   NOT: Pulmoner Vasküler Direnç şu şekilde hesaplanabilir: [(PAP - LAP)/CO] x 80, burada açık bir LA drenaj sisteminin tasarımı nedeniyle LAP (sol atriyal basınç) 0 mmHg'dir.
   Dakika Ventilasyonu şu şekilde hesaplanır: TVexpiratory x RR
   Dinamik Uyumluluk şu şekilde hesaplanır: TVexpiratory/EIP
   P / F oranı şu şekilde hesaplanır: PaO2 / Fi02, burada FiO2% 21'dir.
   ESLP yazılımı, havalandırma ve fonksiyonel indeksleri sürekli olarak otomatik olarak hesaplar ve kaydeder.

12. Ex situ perfüze edilen akciğerlerin metabolik değerlendirilmesi

1. Perfüzyonun metabolik durumunu, akciğerlerin durumunun vekil bir belirteci olarak işlev gören ABG'ler aracılığıyla her saat değerlendirin. Gelecekteki analizler için pre-deoksijenatör portundan 10 mL perfüzyon toplayın.
   NOT: Kan gazı analizi ayrıca perfüzyonatın gaz ve iyonik durumunu izlemeye de hizmet eder.
2. PaO2'yi genel akciğer fonksiyonunun bir belirteci olarak kullanın.
   NOT: Bu, özellikle sistemik deoksijenasyonu simüle etmek için devreye karışık süpürme gazı eklendiği değerlendirme aşamalarında geçerlidir. Deoksijenatör öncesi ve sonrası gazlar, akciğerler tarafından oksijen artışını değerlendirmek için karşılaştırılır.
3. Tris-hidroksimetil aminometan (THAM) tamponunun bolusları ile normal bir pH (7.35-7.45) doğru asidozu hedefleyin (bkz.
   NOT: Alkaloz genellikle düzeltilmez ve 7.55'i geçmez. Bunu normale döndürmek için veya alkaloz bu eşiği aşarsa devreye CO₂ süpürme eklenebilir.
4. PaCO_2'yi izin verilen şekilde tedavi edin ve genellikle 10-20 mmHg aralığındadır.
   NOT: Bu değerler tatmin edici havalandırmanın bir işareti olarak yorumlanır. Elektrolitler ESLP sırasında ayarlanmaz, ancak standart ABG analizinin bir parçası olarak izlenir. Laktat, artan ESLP süreleri boyunca tırmanacak ve potasyum da tırmanacaktır. Sodyum stabil kalır (135-145 mmol / L) ve kalsiyum tipik olarak düşüktür. Tablo 4 , normotermide 12 saatlik bir NPV-ESLP çalışması sırasında ABG'lerin perfüzyonat analizinin örnek temsili sonuçlarını ve hücresel perfüzyonat (kan + CHIP) kullanarak% 30 kardiyak debi içermektedir.

13. Perfüzyonun, ventilasyonun ve akciğerlerin ESLP cihazından bağlantısının kesilmesinin sonlandırılması

1. Ayar sayfasında, Sunucuyu Kapat'ı tıklatın.
2. Kapağı odadan çıkarın. PA adaptörünü PA kanülünden çıkarın.
3. Trakeayı ekstübe edin. Ödem oluşum miktarını belirlemek için akciğerleri tartın.
4. Aksesuar lobun 1^cm3 doku biyopsisini alın ve daha önce tarif edildiği gibi üç parçaya bölün.
5. Son gaz analizlerini çalıştırın, perfüzyon numunelerini santrifüj edin ve doku biyopsilerini daha önce tarif edildiği gibi saklayın (adım 4.4).
   NOT: Santrifüj ayarları: Hız, 112 x g; hızlanma, 9; yavaşlama, 9; sıcaklık, 4 °C ve süre, 15 dk süre.
6. Programı kapatın; Kaydedilen tüm veriler kaydedilecektir.
7. Kurumsal protokolleri takiben, kalan doku, kan ve biyoaktif materyalleri atın.
8. ESLP sepetini sterilize edici sert bir yüzey temizleyici (örneğin, %70 etanol) kullanarak temizleyin ve bakterilerin büyümesini azaltmak için tüm yeniden kullanılabilir bileşenleri -20 °C'lik bir dondurucuya yerleştirin.

Sonuçlar

Akciğer perfüzyonu ve ventilasyonunun başlangıcında (koruma modu), perfüzyon normotermiye ısındıkça akciğerler genellikle düşük pulmoner arter basıncına (< 10 mmHg) ve düşük dinamik uyuma (< 10 mL / mmHg) sahip olacaktır. 35-50 kg ağırlığındaki Yorkshire domuzları tipik olarak 350-500 g ağırlığındaki akciğerlerle sonuçlanır. NPV-ESLP'nin ilk saatinde, ölçülen ekspiratuar tidal hacimler (TVe) 0-2 mL / kg'dır ve inspiratuar tidal hacimler (TVi) 100-200 mL'dir. TVe genellikle 3-6 saat i...

Tartışmalar

Başarılı bir ESLP çalışması sağlamak için gereken sorun giderme ile birlikte birkaç kritik cerrahi adım vardır. Juvenil domuz akciğerleri, yetişkin insan akciğerlerine kıyasla son derece hassastır, bu nedenle tedarik eden cerrah, domuz akciğerlerini kullanırken dikkatli olmalıdır. Akciğerleri diseke ederken travma ve atelektaziye neden olmamak için "dokunmadan" bir teknik denemek çok önemlidir. "Temassız", tedarik sırasında akciğerlerin minimum miktarda manuel manipülasyonunun kullanılması...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
0 ETHIBOND Green 1 x 36" Endo Loop 0	ETHICON	D8573
2-0 SILK Black 12" x 18" Strands	ETHICON	SA77G
ABL 800 FLEX Blood Gas Analyzer	Radiometer	989-963
Adult-Pediatric Electrostatic Filter HME - Small	Covidien	352/5877
Arterial Filter	SORIN GROUP	01706/03
Backhaus Towel Clamp	Pilling	454300
Biomedicus Pump	Maquet	BPX-80
Cable Ties – White 12”	HUASU International	HS4830001
Calcium Chloride	Fisher Scientific	C69-500G
Cooley Sternal Retractor	Pilling	341162
CUSHING Gutschdressing Forceps	Pilling	466200
D-glucose	Sigma-Aldrich	G5767-500G
Deep Deaver Retractor	Pilling	481826
Debakey Straight Vascular Tissue Forceps	Pilling	351808
Debakey-Metzenbaum Dissecting	Pilling	342202
Scissors	Pilling	342202
Endotracheal Tube 9.0mm CUFD	Mallinckrodt	9590E	Cuff removed for ESLP apparatus
Flow Transducer	BIO-PROBE	TX 40
Human Albumin Serum	Grifols Therapeutics	2223708
Infusion Pump	Baxter	AS50
Inspire 7 M Hollow Fiber Membrane Oxygenator	SORIN GROUP	K190690
Intercept Tubing 1/4" x 1/16" x 8'	Medtronic	3108
Intercept Tubing 3/8" x 3/32" x 6'	Medtronic	3506
Intercept Tubing Connector 3/8" x 1/2"	Medtronic	6013
MAYO Dissecting Scissors	Pilling	460420
Medical Carbon Dioxide Tank	Praxair	5823115
Medical Nitrogen Tank	Praxair	NI M-K
Medical Oxygen Tank	Praxair	2014408
Organ Chamber	Tevosol
PlasmaLyte A	Baxter	TB2544
Poole Suction Tube	Pilling	162212
Potassium Phosphate	Fischer Scientific	P285-500G
Scale	TANITA	KD4063611
Silicon Support Membrane	Tevosol
Sodium Bicarbonate	Sigma-Aldrich	792519-1KG
Sodium Chloride 0.9%	Baxter	JB1324
Sorin XTRA Cell Saver	SORIN GROUP	75221
Sternal Saw	Stryker	6207
Surgical Electrocautery Device	Kls Martin	ME411
Temperature Sensor probe	Omniacell Tertia Srl	1777288F
THAM Buffer	Thermo Fisher Scientific	15504020	made from UltraPureTM Tris
TruWave Pressure Transducer	Edwards	VSYPX272
Two-Lumen Central Venous Catheter 7fr	Arrowg+ard	CS-12702-E
Vorse Tubing Clamp	Pilling	351377
Willauer-Deaver Retractor	Pilling	341720
Yankauer Suction Tube	Pilling	162300