Name: isolated lung perfusion system in the rabbit model
Uploaded: 2021-07-15T14:30:00
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Les auteurs tiennent à remercier la Ph.D. Bettina Sommer Cervantes pour son soutien dans la rédaction de ce manuscrit, et Kitzia Elena Lara Safont pour son soutien avec les illustrations.

Le système de perfusion isolé dans le modèle de lapin a été largement utilisé dans le laboratoire d’hyperréactivité bronchique de l’Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias. Le protocole inclut les lapins néo-zélandais d’un poids approximatif de 2,5 à 3 kg. Tous les animaux ont été gardés dans des conditions de vivarium standard et nourris ad libitum conformément aux directives officielles mexicaines pour les animaux de laboratoire (NOM 062-ZOO-1999) et au Guide pour le soin et l’u...

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	<li>Dixon, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contributions+to+the+physiology+of+the+lungs:+Part+I.+The+bronchial+muscles,+their+innervation,+and+the+action+of+drugs+upon+them.">Contributions to the physiology of the lungs: Part I. The bronchial muscles, their innervation, and the action of drugs upon them.</a> The Journal of Physiology. 29 (2), 97-173 (1903).</li><li>Nelson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+ex+vivo+lung+perfusion+as+a+platform+for+transplantation+research.">Animal models of ex vivo lung perfusion as a platform for transplantation research.</a> World Journal of Experimental Medicine. 4 (2), 7-15 (2014).</li><li>Roman, M. A., Nair, S., Tsui, S., Dunning, J., Parmar, J. 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A., Nicholas, T. E., Power, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+alveolar+surfactant+in+rats+at+rest+and+during+prolonged+hyperpnoea:+pharmacological+evidence+for+two+tissue+pools+of+surfactant.">Control of alveolar surfactant in rats at rest and during prolonged hyperpnoea: pharmacological evidence for two tissue pools of surfactant.</a> British Journal of Pharmacology. 93 (3), 473-482 (1988).</li><li>Machuca, T. 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C., Parulekar, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Is+perfusate+exchange+during.">Is perfusate exchange during.</a> Annals of Translational Medicine. 8 (3), 43 (2020).</li><li>Alquicira-Mireles, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Participaci&#243;n de la serotonina en los cambios de permeabilidad vascular en la preservaci&#243;n pulmonar en conejo. , (2013).</li><li>Arreola-Ram&#237;rez, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Papel de la liberaci&#243;n de acetilcolina y sustancia P en el deterioro de la funci&#243;n pulmonar en un modelo experimental de preservaci&#243;n pulmonar en conejo. , (2009).</li><li>Isolated lung perfusion systems for small to large animal models. Harvard Apparatus. Hugo Sachs Elektronik (HSE) Available from: <a target="_blank" href="https://www.harvardapparatus.com/media/harvard/pdf/Isolated%20Lung%20Perfusion%20Systems%20Brochure.pdf">https://www.harvardapparatus.com/media/harvard/pdf/Isolated%20Lung%20Perfusion%20Systems%20Brochure.pdf</a> (2021)</li><li>Jiao, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolving+trend+of+EVLP:+Advancements+and+emerging+pathways.">Evolving trend of EVLP: Advancements and emerging pathways.</a> SN Comprehensive Clinical Medicine. 1 (4), 287-303 (2019).</li><li>Mordant, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mesenchymal+stem+cell+treatment+is+associated+with+decreased+perfusate+concentration+of+interleukin-8+during+ex+vivo+perfusion+of+donor+lungs+after+18-hour+preservation.">Mesenchymal stem cell treatment is associated with decreased perfusate concentration of interleukin-8 during ex vivo perfusion of donor lungs after 18-hour preservation.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation: The Official Publication of the International Society for Heart and Lung Transplantation. 35 (10), 1245-1254 (2016).</li><li>Cowan, P. J., Hawthorne, W. J., Nottle, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Xenogeneic+transplantation+and+tolerance+in+the+era+of+CRISPR-Cas9.">Xenogeneic transplantation and tolerance in the era of CRISPR-Cas9.</a> Current Opinion in Organ Transplantation. 24 (1), 5-11 (2019).</li><li>Collaborators, G. C. R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+and+attributable+health+burden+of+chronic+respiratory+diseases,+1990-2017:+a+systematic+analysis+for+the+Global+Burden+of+Disease+Study+2017.">Prevalence and attributable health burden of chronic respiratory diseases, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017.</a> The Lancet Respiratory Medicine. 8 (6), 585-596 (2020).</li><li>Bravo-Reyna, C. C., Torres-Villalobos, G., Aguilar-Blas, N., Fr&#237;as-Guill&#233;n, J., Guerra-Mora, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+capillary+filtration+coefficient+(Kfc)+determination+by+a+manual+and+automatic+perfusion+system.+Step+by+step+technique+review.">Comparative study of capillary filtration coefficient (Kfc) determination by a manual and automatic perfusion system. Step by step technique review.</a> Physiological Research. 68 (6), 901-908 (2019).</li><li>Pereira, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=COVID-19+in+solid+organ+transplant+recipients:+Initial+report+from+the+US+epicenter.">COVID-19 in solid organ transplant recipients: Initial report from the US epicenter.</a> American Journal of Transplantation. 20 (7), 1800-1808 (2020).</li></ol>

Ce travail présente une vue d’ensemble du système de perfusion pulmonaire isolé, une technique essentielle dans la recherche en physiologie pulmonaire. Le système de perfusion pulmonaire isolée offre un grand degré de polyvalence dans ses utilisations et permet l’évaluation de plusieurs paramètres pertinents dans le test d’un large éventail d’hypothèses15. Un système pulmonaire isolé est un outil présent dans le monde entier qui, au cours de la dernière décennie, a encore é...

Brodie et Dixon ont décrit pour la première fois le système de perfusion pulmonaire ex-vivo en 1903 1. Depuis lors, il est devenu un outil de référence pour étudier la physiologie, la pharmacologie, la toxicologie et la biochimie des poumons2,3. La technique offre un moyen cohérent et reproductible d’évaluer la viabilité des greffes de poumons et de déterminer l’effet des médiateurs inflammatoires tels que l’histamine, les métabolites de l’acide arachidonique et la substance P, entre autres, ainsi que leurs interactions lors de phénomènes pulmonaires tels que la bronchoconstriction, l’atélectasie et l’œdème pulmonaire. Le système pulmonaire isolé a été une technique clé pour dévoiler le rôle important des poumons dans l’élimination des amines biogènes de la circulation générale4,5. De plus, le système a été utilisé pour évaluer la biochimie du surfactant pulmonaire6. Au cours des dernières décennies, le système de perfusion pulmonaire ex vivo est devenu une plate-forme idéale pour la recherche sur la transplantation pulmonaire7. En 2001, une équipe dirigée par Stig Steen a décrit la première application clinique du système de perfusion pulmonaire ex-vivo en l’utilisant pour reconditionner les poumons d’un donneur de 19 ans, initialement rejeté par les centres de transplantation en raison de ses blessures. Le poumon gauche a été prélevé et perfusé pendant 65 minutes; par la suite, il a été transplanté avec succès chez un homme de 70 ans atteint de BPCO8. D’autres recherches sur le reconditionnement des poumons à l’aide de la perfusion ex vivo ont mené à la mise au point de la technique torontoise de perfusion pulmonaire prolongée pour évaluer et traiter les poumons de donneurs blessés9,10. Sur le plan clinique, le système de perfusion pulmonaire ex vivo s’est avéré être une stratégie sûre pour augmenter les bassins de donneurs en traitant et en reconditionnant les poumons de donneurs inférieurs aux normes, ne présentant aucune différence significative dans les risques ou les résultats par rapport aux donneurs critères standard10.
Le principal avantage du système de perfusion pulmonaire isolée est que les paramètres expérimentaux peuvent être évalués dans un organe fonctionnel complet qui préserve sa fonction physiologique dans une configuration de laboratoire artificiel. En outre, il permet la mesure et la manipulation de la ventilation mécanique pulmonaire pour analyser les composants de la physiologie pulmonaire tels que la résistance des voies respiratoires, la résistance vasculaire totale, les échanges gazeux et la formation d’œdèmes, qui à ce jour ne peuvent pas être mesurés avec précision in vivo sur des animaux de laboratoire2. Notamment, la composition de la solution avec laquelle le poumon est perfusé peut être entièrement contrôlée, ce qui permet l’ajout de substances pour évaluer leurs effets en temps réel et le prélèvement d’échantillons à partir de la perfusion pour une étude plus approfondie11. Les chercheurs travaillant avec le système pulmonaire isolé doivent garder à l’esprit que la ventilation mécanique provoque la carie du tissu pulmonaire raccourcissant son temps utile. Cette chute progressive des paramètres mécaniques peut être considérablement retardée par hypergonflage des poumons occasionnellement pendant la durée de l’expérience4. Pourtant, la préparation ne peut généralement pas durer plus de huit heures. Une autre considération pour le système de perfusion pulmonaire ex-vivo est l’absence de régulation nerveuse centrale et de drainage lymphatique. Les effets de leur absence ne sont pas encore entièrement compris et pourraient potentiellement être une source de biais dans certaines expériences.
La technique du système de perfusion pulmonaire isolée peut être réalisée dans le modèle de lapin avec un degré élevé de cohérence et de reproductibilité. Ce travail décrit les procédures techniques et chirurgicales pour la mise en œuvre de la technique de perfusion pulmonaire isolée ex-vivo telle que développée pour le modèle de lapin à l’Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias à Mexico, dans le but de partager les idées et de fournir un guide clair sur les étapes clés dans l’application de ce modèle expérimental.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>2-Stop Tygon E-Lab Tubing, 3.17 mm ID, 12/pack, Black/White</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-1864</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter for Positive Pressure Ventilation on IPL-4</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adapter for Positive Pressure Ventilation on IPL-4</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4312</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alternative Pressure-Free Gas Supply for IPL-4: To supply the trachea with gas mixture different from room air during negative ventilation</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4309</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Base Unit for the Rabbit to Fetal Pig Isolated Perfused Lung</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4138</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum A2:D41albumin lyophilized powder</td>
			<td>sigma</td>
			<td>3912</td>
			<td>500 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride, CaCl2&#183;2H2O.</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>10035-04-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryogenic vials</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430659</td>
			<td>2 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-glucosa, C6H12O6.</td>
			<td>sigma</td>
			<td>G5767</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Differential Low Pressure Transducer DLP2.5, Range +- 2.5 cmH2O, HSE Connector</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-3882</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Differential Pressure Transducer MPX, Range +- 100 cmH2O, HSE Connector</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-0064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf tubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol absolute HPLC grade</td>
			<td>Caledon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon tubes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>14 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harvard Peristaltic Pump P-230 (Complete with Control Box and P-230 Motor Drive)</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>70-7001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated Linear Pneumotachometer 0 to 10 L/min flow range</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>59-9349</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heater Controller for Single Pneumotachometer 230 VAC, 50 Hz</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>59-9703</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin</td>
			<td>PISA</td>
			<td></td>
			<td>5000 UI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC Column (C18 100A 5U)</td>
			<td>Alltech</td>
			<td>98121213</td>
			<td>150 mm x 4.6 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrophilic Syringe Filter</td>
			<td>Millex</td>
			<td>SLLGR04NL</td>
			<td>4 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IPL-4 Core System for Isolated Rabbit to Fetal Pig Lung, 230</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4296</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IPL-4 Core System for Isolated Rabbit to Fetal Pig Lung, 230 V</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4296</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Jacketed Glass Reservoir for Buffer Solution, with Frit and Tubing, 6.0 L</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-0322</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lauda Thermostatic Circulator, Type E-103, 230 V/50 Hz, 3 L Bath Volume, Temperature Range 20 to 150&#176;C</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-0125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Left Atrium Cannula for Rabbit with Basket, OD 5.9 mm</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Range Blood Pressure Transducer P75 for PLUGSYS Module</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-0020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium sulfate heptahydrate, MgSO4&#183;7H2O</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>10034-99-8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microcentrifuge Tube</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430909</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Negative Pressure Ventilation Control Option with Pressure Regulator for IPL-4</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4298</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>New Zeland rabbits</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PISABENTAL (Pentobarbital sodium)</td>
			<td>PISA</td>
			<td>Q-7833-215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLUGSYS Case, Type 603* 7</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-0045</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLUGSYS TCM Time Counter Module</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-1750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLUGSYS Transducer Amplifier Module (TAM-A)</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-0065</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLUGSYS Transducer Amplifier Module (TAM-D)</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-1793</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PLUGSYS VCM-4R Ventilation Control Module with Pressure Regulator</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-1755</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride, KCl.</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>3040-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium dihydrogen phosphate, KH2PO4</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>7778-77-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PROCIN (Xylacine clorhydrate)</td>
			<td>PISA</td>
			<td>Q-7833-099</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulmonary Artery Cannula for Rabbit with Basket, OD 4.6 mm</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4161</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel knife</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serotonin 5-HT</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Servo Controller for Perfusion (SCP</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-2806</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Snap Cap Microcentrifuge Tube</td>
			<td>Costar</td>
			<td>3620</td>
			<td>1.7 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate, NaHCO3</td>
			<td>sigma</td>
			<td>S6014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride, NaCl.</td>
			<td>sigma</td>
			<td>S9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical gloves No. 7 1/2</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical gloves No. 8</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taygon tubes</td>
			<td>Masterflex</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tracheal Cannula for Rabbit, OD 5.0 mm</td>
			<td>Hugo Sachs Elektronik (HSE)</td>
			<td>73-4163</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

isolated lung perfusion system in the rabbit model

Le système de perfusion pulmonaire isolé a été largement utilisé dans la recherche pulmonaire, contribuant à élucider le fonctionnement interne des poumons, à la fois micro et macroscopique. Cette technique est utile dans la caractérisation de la physiologie et de la pathologie pulmonaires en mesurant les activités métaboliques et les fonctions respiratoires, y compris les interactions entre les substances circulatoires et les effets des substances inhalées ou perfusées, comme dans les tests de drogues. Alors que les méthodes in vitro impliquent le tranchage et la culture de tissus, le système de perfusion pulmonaire ex vivo isolé permet de travailler avec un organe fonctionnel complet rendant possible l’étude d’une fonction physiologique continue tout en recréant la ventilation et la perfusion. Cependant, il convient de noter que les effets de l’absence d’innervation centrale et de drainage lymphatique doivent encore être pleinement évalués. Ce protocole vise à décrire l’assemblage de l’appareil pulmonaire isolé, suivi de l’extraction chirurgicale et de la canulation des poumons et du cœur à partir d’animaux de laboratoire expérimentaux, ainsi qu’à afficher la technique de perfusion et le traitement du signal des données. La viabilité moyenne du poumon isolé varie entre 5 et 8 h; pendant cette période, la perméabilité capillaire pulmonaire augmente, provoquant un œdème et des lésions pulmonaires. La fonctionnalité du tissu pulmonaire préservé est mesurée par le coefficient de filtration capillaire (Kfc), utilisé pour déterminer l’étendue de l’œdème pulmonaire dans le temps.

Le système de perfusion pulmonaire isolé permet la manipulation d’organes pour la biopsie, la collecte d’échantillons de perfusion et la collecte de données en temps réel de paramètres physiologiques. Le système isolé peut être utilisé pour tester de nombreuses hypothèses impliquant différentes fonctions et phénomènes pulmonaires, de l’activité métabolique et enzymatique à la formation d’œdème et aux périodes de conservation pour les greffes pulmonaires.
<strong cla...

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Isolated Lung Perfusion System in the Rabbit Model

La préparation pulmonaire isolée du lapin est un outil de référence dans la recherche pulmonaire. Cette publication vise à décrire la technique telle que développée pour l’étude des mécanismes physiologiques et pathologiques impliqués dans la réactivité des voies respiratoires, la préservation des poumons et la recherche préclinique dans la transplantation pulmonaire et l’œdème pulmonaire.

Système de perfusion pulmonaire isolé dans le modèle de lapin

The isolated lung perfusion system has been widely used in pulmonary research, contributing to elucidate the lungs&#39; inner workings, both micro and ...

Cette technique est utile dans la caractérisation de la physiologie et de la pathologie pulmonaires en mesurant les activités métaboliques et la fonction respiratoire. Le système de perfusion pulmonaire isolé permet de travailler avec un organe fonctionnel complet rendant possible l’étude d’une fonction physiologique continue tout en recréant la ventilation et la perfusion. Cette méthode pourrait fournir un aperçu de la caractérisation des capacités non respiratoires des tissus pulmonaires, telles que l’activité métabolique et les activités de divers composants tels que les macrophages alvéolaires et le tissu endothélial.Pour commencer, assemblez l’appareil de travail en vous assurant qu’il contient la colonne principale en acier montée sur une plaque de base tenant le thorax artificiel avec le pneumotachymètre et le transducteur de poids situés au-dessus de la colonne et derrière la bobine de préchauffage avec un piège à bulles. Connectez tous les transducteurs à l’unité électronique centrale et préparez le système de ventilation en plus de l’appareil. Après avoir rasé le site chirurgical du lapin anesthésié, faites une incision de la ligne médiane ventrale de trois à cinq centimètres du sternum manubrium jusqu’au cou.Utilisez les ciseaux opératoires pour couper les 2/3 antérieurs de la trachée entre les anneaux cartilagineux. Insérez une canule trachéale de cinq millimètres à travers la membrane fibreuse trachéale et fixez soigneusement la canule avec une suture de soie 4-0. Placez la pince ou la pince à épiler sous la trachée pour vous assurer que la canule ne se plie pas contre la trachée.Connectez la pompe respiratoire à la canule trachéale, réglez le volume courant à 10 millilitres par kilogramme et initiez la ventilation rapidement après la trachéotomie et avant que le thorax ne soit ouvert pour maintenir une pression positive dans les poumons afin de prévenir l’effondrement pulmonaire pendant la chirurgie. Pour accéder à la cavité thoracique, utilisez un scalpel ou des ciseaux pour ouvrir la paroi du thorax et effectuez une sternotomie médiale jusqu’au tiers supérieur du thorax. Maintenez les moitiés du thorax ouvertes à l’aide de deux rétracteurs.Localisez la veine cave supérieure et inférieure et étiquetez-les avec des fils. Avant l’exsanguination de l’animal, identifiez le ventricule droit et injectez 1 000 unités internationales par kilogramme d’héparine. Immédiatement après l’injection, ligaturez la veine cave supérieure et inférieure avec le fil pré-bouclé.Couper à travers le manubrium sterni pour étendre la sternotomie médiale vers la canule trachéale, libérant la trachée des deux côtés du tissu de connexion. Maintenant, réséquez la trachée au-dessus de la canule trachéale et tirez doucement la canule vers le haut dans un axe crânien / caudal. Après l’exsanguination pour la récolte du bloc cardiopulmonaire, utilisez une dissection numérique directe ou des ciseaux à ressort pour séparer le tissu conjonctif et retirer les poumons du thorax.Ensuite, disséquez le système vasculaire et l’œsophage. Soulevez les poumons isolés du thorax et placez soigneusement les poumons sur une gaze stérile sur une boîte de Pétri. Pour prévenir l’atélectasie, aérez les poumons à l’aide d’une ventilation par pression positive avec une pression expiratoire finale positive fixée à deux centimètres de colonne d’eau.Coupez les ventricules du cœur au niveau de la rainure auriculo-ventriculaire. Après avoir ouvert les deux ventricules, introduisez la canule de l’artère pulmonaire à travers l’artère pulmonaire droite et la canule de l’oreillette gauche à travers la valve mitrale dans l’oreillette gauche. Fixez les canules avec une suture de soie 4-0, y compris les tissus environnants dans les ligatures de l’artère pulmonaire et de l’oreillette gauche pour éviter une distension structurelle.Injecter 250 millilitres de solution isotonique saline à travers la canule artérielle pour éliminer le sang restant du lit vasculaire. Pour la configuration de perfusion, placez soigneusement les poumons isolés dans la chambre pulmonaire. Fixez la trachée au transducteur sur le couvercle de la chambre et connectez les vaisseaux cannulés au système de perfusion, puis fermez et fixez la chambre avec le verrou rotatif.Ensuite, fixez le couvercle de la chambre et basculez sur le robinet d’arrêt pour passer de la ventilation à pression positive à la ventilation à pression négative. Perfuser les poumons avec 200 millilitres de perfusat artificiel sans sang en commençant par le débit à trois millilitres par minute et par kilogramme, puis augmentez lentement le débit sur cinq minutes à cinq millilitres par minute et par kilogramme. Et pendant les cinq minutes suivantes, laissez le débit atteindre huit millilitres par minute et par kilogramme, suivi d’un flux maximal de 10 millilitres par minute et par kilogramme pendant cinq minutes.Ventilez les poumons avec de l’air humidifié à une fréquence de 30 battements par minute, un volume courant de 10 millilitres par kilogramme et une pression expiratoire finale de deux centimètres de colonne d’eau. Pour atteindre les conditions de la zone trois, attendez 10 à 15 minutes pour obtenir un équilibre caractérisé par un état gravimétrique ISO, en veillant à ce que la pression veineuse soit stable dans tout le registre. Assurez-vous que le poids du poumon reste constant et que les pressions artérielles et auriculaires gauches sont stables pour atteindre les conditions de la zone trois afin d’ouvrir un nombre maximal de vaisseaux pulmonaires et de maintenir le contenu du lit microvasculaire pendant l’expérience.Pour le contrôle électronique et le traitement du signal, assurez-vous que le débit respiratoire, les changements de poids, la pression microvasculaire, le volume courant, la résistance vasculaire, entre autres, sont enregistrés sur une unité électronique centrale multiple qui intègre les signaux provenant des transducteurs et les affiche sur le système d’évaluation. La concentration de 5-HT et de monoamine oxydase impliquée dans le métabolisme pulmonaire et la perméabilité vasculaire a été évaluée. La concentration de 5-HT et de monoamine oxydase a culminé après 15 minutes de conservation, puis a diminué au cours des six heures suivantes.Par la suite, les niveaux de perfusion ont montré une augmentation non statistiquement significative jusqu’à 24 heures. Les taux de libération de 5-HT et de monoamine oxydase ont indiqué qu’au cours de la première heure de conservation, les niveaux de 5-HT ont augmenté plus que la monoamine oxydase et ont diminué dans les six heures suivant leur recapturation par les cellules endothéliales et les plaquettes, ainsi que le catabolisme médié par la monoamine oxydase. L’activité de l’endopeptidase neutre a augmenté à neuf heures, puis a diminué et est restée stable pendant 12 à 24 heures.L’activité enzymatique de conversion de l’angiotensine a diminué après quatre heures, puis a augmenté et est restée stable au fil du temps jusqu’à 24 heures. L’effet de la préservation pulmonaire sur la perméabilité capillaire a été évalué pendant 24 heures, indiquant que le poumon perfusé souffrait d’une augmentation progressive du coefficient de filtration capillaire. L’effet de différents additifs sur la perméabilité capillaire du système de perfusion pulmonaire isolé dans diverses conditions a été vérifié et une augmentation maximale de la perméabilité a été observée avec l’atropine.La manœuvre la plus importante consiste à placer correctement les poumons dans une chambre pulmonaire et à connecter les vaisseaux cannulés au système de perfusion. Les implications de cette technique s’étendent aux interactions entre les substances circulatoires et les effets des substances inhalées ou perfusées comme dans les tests de dépistage de drogues et diverses pathologies pulmonaires.

Research

JoVE Journal

Medicine

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Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited ...

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