Name: normothermic negative pressure ventilation ex situ lung perfusion: evaluation of lung function and metabolism
Uploaded: 2022-02-14T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism at JoVE.com

Denne forskning blev finansieret på vegne af The Hospital Research Foundation.

De procedurer, der udføres i dette manuskript, overholder retningslinjerne fra Canadian Council on Animal Care og vejledningen til pleje og brug af forsøgsdyr. Det institutionelle dyreplejeudvalg ved University of Alberta godkendte protokollerne. Kvindelige unge Yorkshire grise mellem 35-50 kg blev udelukkende brugt. Korrekt biosikkerhedsuddannelse var påkrævet af alle personer, der var involveret i ESLP-procedurer. Figur 1 giver et skematisk overblik over hele NPV-ESLP-eksperimentet.</p...

<ol>
	<li>Chambers, D. C., 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=The+international+thoracic+organ+transplant+registry+of+the+international+society+for+heart+and+lung+transplantation:+Thirty-fifth+adult+lung+and+heart-lung+transplant+report-2018;+focus+theme:+Multiorgan+transplantation.">The international thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fifth adult lung and heart-lung transplant report-2018; focus theme: Multiorgan transplantation.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 37 (10), 1169-1183 (2018).</li><li>Valapour, M., 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=OPTN/SRTR+2017+annual+data+report:+Lung.">OPTN/SRTR 2017 annual data report: Lung.</a> American Journal of Transplantation. 19, 404-484 (2019).</li><li>Chambers, D. C., 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=The+registry+of+the+international+society+for+heart+and+lung+transplantation:+Thirty-fourth+adult+lung+and+heart-lung+transplantation+report-2017;+focus+theme:+Allograft+ischemic+time.">The registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fourth adult lung and heart-lung transplantation report-2017; focus theme: Allograft ischemic time.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 36 (10), 1047-1059 (2017).</li><li>Klein, A. S., 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=Organ+donation+and+utilization+in+the+united+states,+1999-2008.">Organ donation and utilization in the united states, 1999-2008.</a> American Journal of Transplantation. 10 (4), 973-986 (2010).</li><li>Singh, E., 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=Sequence+of+refusals+for+donor+quality,+organ+utilization,+and+survival+after+lung+transplantation.">Sequence of refusals for donor quality, organ utilization, and survival after lung transplantation.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 38 (1), 35-42 (2019).</li><li>Bhorade, S. M., Vigneswaran, W., McCabe, M. A., Garrity, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liberalization+of+donor+criteria+may+expand+the+donor+pool+without+adverse+consequence+in+lung+transplantation.">Liberalization of donor criteria may expand the donor pool without adverse consequence in lung transplantation.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 19 (12), 1199-1204 (2000).</li><li>Snell, G. I., Griffiths, A., Levvey, B. J., Oto, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Availability+of+lungs+for+transplantation:+Exploring+the+real+potential+of+the+donor+pool.">Availability of lungs for transplantation: Exploring the real potential of the donor pool.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 27 (6), 662-667 (2008).</li><li>Cypel, M., 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=Normothermic+ex+vivo+lung+perfusion+in+clinical+lung+transplantation.">Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation.</a> The New England Journal of Medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).</li><li>Wallinder, A., 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=Early+results+in+transplantation+of+initially+rejected+donor+lungs+after+ex+vivo+lung+perfusion:+A+case-control+study.">Early results in transplantation of initially rejected donor lungs after ex vivo lung perfusion: A case-control study.</a> European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 45 (1), 40-45 (2014).</li><li>Cypel, M., 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=Experience+with+the+first+50+ex+vivo+lung+perfusions+in+clinical+transplantation.">Experience with the first 50 ex vivo lung perfusions in clinical transplantation.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 144 (1), 1200-1206 (2012).</li><li>Buchko, M. T., 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=Total+parenteral+nutrition+in+ex+vivo+lung+perfusion:+Addressing+metabolism+improves+both+inflammation+and+oxygenation.">Total parenteral nutrition in ex vivo lung perfusion: Addressing metabolism improves both inflammation and oxygenation.</a> American Journal of Transplantation. 19 (12), 3390-3397 (2019).</li><li>Andreasson, A. S. I., 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=Profiling+inflammation+and+tissue+injury+markers+in+perfusate+and+bronchoalveolar+lavage+fluid+during+human+ex+vivo+lung+perfusion.">Profiling inflammation and tissue injury markers in perfusate and bronchoalveolar lavage fluid during human ex vivo lung perfusion.</a> European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 51 (3), 577-586 (2017).</li><li>Sadaria, 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=Cytokine+expression+profile+in+human+lungs+undergoing+normothermic+ex-vivo+lung+perfusion.">Cytokine expression profile in human lungs undergoing normothermic ex-vivo lung perfusion.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 92 (2), 478-484 (2011).</li><li>Ricard, J. D., Dreyfuss, D., Saumon, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventilator-induced+lung+injury.">Ventilator-induced lung injury.</a> European Respiratory Journal. 42, 2-9 (2003).</li><li>Aboelnazar, N. S., 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=Negative+pressure+ventilation+decreases+inflammation+and+lung+edema+during+normothermic+ex-vivo+lung+perfusion.">Negative pressure ventilation decreases inflammation and lung edema during normothermic ex-vivo lung perfusion.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 37 (4), 520-530 (2018).</li><li>Lai-Fook, S. J., Rodarte, 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=Pleural+pressure+distribution+and+its+relationship+to+lung+volume+and+interstitial+pressure.">Pleural pressure distribution and its relationship to lung volume and interstitial pressure.</a> Journal of Applied Physiology. 70 (3), 967-978 (1991).</li><li>Buchko, M. T., 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=Clinical+transplantation+using+negative+pressure+ventilation+ex+situ+lung+perfusion+with+extended+criteria+donor+lungs.">Clinical transplantation using negative pressure ventilation ex situ lung perfusion with extended criteria donor lungs.</a> Nature Communications. 11 (1), 5765 (2020).</li><li>Buchko, M. T., 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=A+low-cost+perfusate+alternative+for+ex+vivo+perfusion.">A low-cost perfusate alternative for ex vivo perfusion.</a> Transplantation Proceedings. 52 (10), 2941-2946 (2020).</li><li>Forgie, K. A., 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=Left+lung+orthotopic+transplantation+in+a+juvenile+porcine+model+for+ESLP.">Left lung orthotopic transplantation in a juvenile porcine model for ESLP.</a> The Journal of Visualized Experiments. , (2021).</li></ol>

Der er flere kritiske kirurgiske trin sammen med fejlfinding, der er nødvendige for at sikre en vellykket ESLP-kørsel. Juvenile svinelunger er ekstremt sarte sammenlignet med voksne menneskelige lunger, så den indkøbende kirurg skal være forsigtig ved håndtering af svinelunger. Det er afgørende at forsøge en "no-touch" teknik for at undgå at forårsage traumer og atelektase, når man dissekerer lungerne. "No-touch" betyder at bruge den absolutte minimumsmængde manuel manipulation af lungerne under indkøb. Rekr...

Lungetransplantation (LTx) forbliver standarden for pleje af lungesygdom i slutstadiet1; LTx har dog betydelige begrænsninger, herunder utilstrækkelig donororganudnyttelse2 og en ventelistedødelighed på 40%3, hvilket er højere end nogen anden solid organtransplantation 4,5. Udnyttelse af donororganer er lav (20-30%) på grund af bekymringer om organkvalitet. Overdreven geografisk transportafstand kombineret med strenge kriterier for accept af donororganer forværrer disse kvalitetsproblemer. LTx sporer også andre faste organtransplantationer med hensyn til langsigtet transplantat og patientresultater2. Primær transplantatdysfunktion (PGD), oftest forårsaget af iskæmisk reperfusionsskade (IRI), repræsenterer den førende årsag til 30-dages dødelighed og sygelighed efter LTx og øger risikoen for kronisk transplantatdysfunktion 6,7. Bestræbelser på at reducere IRI og forlænge sikre transporttider er afgørende for at forbedre patientresultaterne.
Ex situ lungeperfusion (ESLP) er en innovativ teknologi, der har vist lovende i at dæmpe disse begrænsninger. ESLP letter bevarelse, vurdering og rekonditionering af donorlunger før transplantation. Det har udvist tilfredsstillende kort- og langsigtede resultater efter transplantation af udvidede kriterier donor (ECD) lunger, hvilket bidrager til en stigning i antallet af egnede donorlunger til LTx, med organudnyttelsesgrader stigende med 20% i nogle centre 8,9,10. Sammenlignet med den nuværende kliniske standard for LTx, kold statisk konservering (CSP), tilbyder ESLP flere fordele: organkonserveringstid er ikke begrænset til 6 timer, evaluering af organfunktion er mulig før implantation, og på grund af kontinuerlig organperfusion kan der foretages ændringer i perfusat, der optimerer organfunktionen11.
Langt størstedelen af nuværende ESLP-enheder designet til human brug bruger ventilation med positivt tryk (PPV); nyere litteratur har imidlertid vist, at denne ventilationsstrategi er ringere end undertryksventilation (NPV) ESLP, hvor PPV inducerer mere signifikant ventilatorinduceret lungeskade12,13,14,15. I både menneskelige og svin lunger udviser NPV-ESLP overlegen organfunktion sammenlignet med positivt tryk ex situ lungeperfusion (PPV-ESLP) på tværs af forskellige fysiologiske domæner, herunder proinflammatorisk cytokinproduktion, lungeødem og bullaedannelse15. Den homogene fordeling af intrathoraxtryk over hele lungeoverfladen i NPV-ESLP er blevet foreslået som en signifikant faktor bag denne fordel15,16. Ud over de prækliniske fordele er den kliniske sikkerhed og gennemførlighed af NPV-ESLP blevet påvist i et nyligt klinisk forsøg17. Ved hjælp af en ny NPV-ESLP-enhed blev tolv udvidede kriterier donor menneskelige lunger med succes bevaret, evalueret og efterfølgende transplanteret med 100% 30-dages og 1-års overlevelse.
Formålet med dette manuskript er at demonstrere en arbejdsprotokol for vores laboratoriums NPV-ESLP-enhed ved hjælp af unge svinelunger under normotermiske forhold i 12 timers varighed. Den kirurgiske hentning er dækket detaljeret, og vores brugerdefinerede softwareplatforms initiering, styring og afslutning er også beskrevet. Strategien for vævsindsamling og håndtering af prøverne forklares også.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0 ETHIBOND Green 1 x 36&#34; Endo Loop 0</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>D8573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-0 SILK Black 12&#34; x 18&#34; Strands</td>
			<td>ETHICON</td>
			<td>SA77G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ABL 800 FLEX Blood Gas Analyzer</td>
			<td>Radiometer</td>
			<td>989-963</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adult-Pediatric Electrostatic Filter HME - Small</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>352/5877</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arterial Filter</td>
			<td>SORIN GROUP</td>
			<td>01706/03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Backhaus Towel Clamp</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>454300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biomedicus Pump</td>
			<td>Maquet</td>
			<td>BPX-80</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cable Ties &#8211; White 12&#8221;</td>
			<td>HUASU International</td>
			<td>HS4830001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>C69-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooley Sternal Retractor</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>341162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CUSHING Gutschdressing Forceps</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>466200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-glucose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G5767-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deep Deaver Retractor</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>481826</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Debakey Straight Vascular Tissue Forceps</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>351808</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Debakey-Metzenbaum Dissecting</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>342202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scissors</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>342202</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Endotracheal Tube 9.0mm CUFD</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>9590E</td>
			<td>Cuff removed for ESLP apparatus</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow Transducer</td>
			<td>BIO-PROBE</td>
			<td>TX 40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Albumin Serum</td>
			<td>Grifols Therapeutics</td>
			<td>2223708</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infusion Pump</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>AS50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inspire 7 M Hollow Fiber Membrane Oxygenator</td>
			<td>SORIN GROUP</td>
			<td>K190690</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intercept Tubing 1/4&#34; x 1/16&#34; x 8&#39;</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>3108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intercept Tubing 3/8&#34; x 3/32&#34; x 6&#39;</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>3506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intercept Tubing Connector 3/8&#34; x 1/2&#34;</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>6013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MAYO Dissecting Scissors</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>460420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical Carbon Dioxide Tank</td>
			<td>Praxair</td>
			<td>5823115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical Nitrogen Tank</td>
			<td>Praxair</td>
			<td>NI M-K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medical Oxygen Tank</td>
			<td>Praxair</td>
			<td>2014408</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Organ Chamber</td>
			<td>Tevosol</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PlasmaLyte A</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>TB2544</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poole Suction Tube</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>162212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium Phosphate</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>P285-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scale</td>
			<td>TANITA</td>
			<td>KD4063611</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Support Membrane</td>
			<td>Tevosol</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Bicarbonate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>792519-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride 0.9%</td>
			<td>Baxter</td>
			<td>JB1324</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sorin XTRA Cell Saver</td>
			<td>SORIN GROUP</td>
			<td>75221</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sternal Saw</td>
			<td>Stryker</td>
			<td>6207</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Electrocautery Device</td>
			<td>Kls Martin</td>
			<td>ME411</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature Sensor probe</td>
			<td>Omniacell Tertia Srl</td>
			<td>1777288F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>THAM Buffer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15504020</td>
			<td>made from UltraPureTM Tris</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TruWave Pressure Transducer</td>
			<td>Edwards</td>
			<td>VSYPX272</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two-Lumen Central Venous Catheter 7fr</td>
			<td>Arrowg+ard</td>
			<td>CS-12702-E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vorse Tubing Clamp</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>351377</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Willauer-Deaver Retractor</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>341720</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Yankauer Suction Tube</td>
			<td>Pilling</td>
			<td>162300</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

normothermic negative pressure ventilation ex situ lung perfusion: evaluation of lung function and metabolism

Lungetransplantation (LTx) forbliver standarden for pleje af lungesygdom i slutstadiet. Mangel på egnede donororganer og bekymringer over donororganets kvalitet, der forværres af overdreven geografisk transportafstand og strenge kriterier for accept af donororganer, udgør begrænsninger for den nuværende LTx-indsats. Ex situ lungeperfusion (ESLP) er en innovativ teknologi, der har vist lovende i at dæmpe disse begrænsninger. Den fysiologiske ventilation og perfusion af lungerne uden for donorkroppens inflammatoriske miljø giver ESLP flere fordele i forhold til traditionel kold statisk konservering (CSP). Der er tegn på, at undertryksventilation (NPV) ESLP er bedre end overtryksventilation (PPV) ESLP, hvor PPV inducerer mere signifikant respiratorinduceret lungeskade, proinflammatorisk cytokinproduktion, lungeødem og bullaedannelse. NPV-fordelen skyldes måske den homogene fordeling af intrathoracisk tryk over hele lungeoverfladen. Den kliniske sikkerhed og gennemførlighed af en brugerdefineret NPV-ESLP-enhed er blevet demonstreret i et nyligt klinisk forsøg, der involverer extender criteria donor (ECD) menneskelige lunger. Heri er brugen af denne brugerdefinerede enhed beskrevet i en ung svinemodel af normoterm NPV-ESLP over en varighed på 12 timer, idet der lægges særlig vægt på håndteringsteknikker. Prækirurgisk forberedelse, herunder ESLP-softwareinitialisering, priming og de-airing af ESLP-kredsløbet og tilsætning af antitrombotiske, antimikrobielle og antiinflammatoriske midler, er specificeret. De intraoperative teknikker til indsættelse af centrallinje, lungebiopsi, ekssanguination, blodindsamling, kardioektomi og pneumonektomi er beskrevet. Desuden lægges der særlig vægt på anæstetiske overvejelser, med anæstesiinduktion, vedligeholdelse og dynamiske modifikationer skitseret. Protokollen specificerer også den brugerdefinerede enheds initialisering, vedligeholdelse og afslutning af perfusion og ventilation. Dynamiske organstyringsteknikker, herunder ændringer i ventilation og metaboliske parametre for at optimere organfunktionen, er grundigt beskrevet. Endelig karakteriseres og afbildes den fysiologiske og metaboliske vurdering af lungefunktionen i de repræsentative resultater.

I begyndelsen af lungeperfusion og ventilation (konserveringstilstand) vil lungerne generelt have et lavt lungearterietryk (< 10 mmHg) og lav dynamisk overensstemmelse (< 10 ml / mmHg), da perfusatet opvarmes til normotermi. Yorkshire grise, der vejer 35-50 kg, resulterer typisk i lunger, der vejer 350-500 g. I løbet af den første time af NPV-ESLP er de målte ekspiratoriske tidevandsvolumener (TVe) 0-2 ml / kg, og de inspirerende tidevandsvolumener (TVi) er 100-200 ml. TVe når generelt 4-6 ml / kg inden for 3-6 timer...

Watch this Scientific Journal Video about Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism at JoVE.com

Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism

Dette papir beskriver en svinemodel af undertryksventilation ex situ lungeperfusion, herunder indkøb, fastgørelse og styring på den skræddersyede platform. Der er fokus på anæstetiske og kirurgiske teknikker samt fejlfinding.

Normothermisk undertryksventilation ex situ lungeperfusion: evaluering af lungefunktion og metabolisme

Lung transplantation (LTx) remains the standard of care for end-stage lung disease. A shortage of suitable donor organs and concerns over donor organ ...

Dr.Darren Freed skabte denne ESLP-enhed, og den bruger patenteret undertryksventilationsteknologi og software, som ikke kan ses andre steder inden for ESLP-forskning. Vores laboratorium har tidligere vist, at undertryksventilation forårsager mindre lungeskade under ESLP sammenlignet med overtryksventilation. Dette skyldes sandsynligvis den mere fysiologiske mekanisme for undertryksventilation.Denne enhed og protokol er designet til at forlænge den sikre bevaringstid for donorlunger og til at rekonditionere marginale lunger til acceptable transplantationsstandarder. Selve enheden er meget enkel at betjene. Den største udfordring er kirurgisk fjernelse af de unge griselunger uden at forårsage skade.De er ekstremt skrøbelige sammenlignet med voksne menneskelige lunger. Begynd med at opretholde det ekspiratoriske tidevandsvolumen på 10 ml pr. Kg ved at øge toptrykket for maksimal alveolær rekruttering. Udfør en midterlinje sternotomi.Brug elektrokauteri til at skære huden og subkutant væv. Bluntly dissekere blødt væv vedhæftede filer fra den bageste tabel af det ringere brystben. Brug en brystsav til at opdele brystbenet.Indsæt en brystretraktor og åben bredt. Efter udførelse af kardioektomi skal du åbne og fjerne mediastinal pleura bilateralt for at udsætte lungerne. Del derefter pleurale vedhæftede filer fra membranen mod venstre nedre lungelap ved hjælp af en Deaver-retraktor til at holde membranen opad.Del nu det ringere lungebånd til venstre og fortsæt op mod hilum. Derefter opdele den ringere vena cava og pleurale vedhæftede filer fra membranen, og træk derefter membranen opad ved hjælp af Deaver-retraktoren. Del det nedre lungebånd på højre side og fortsæt op mod hilum.Derefter opdele den innominerede vene og buekar for at udsætte luftrøret. Efter stump dissekering af vævet omkring luftrøret, klemme luftrøret ved hjælp af en slangeklemme ved maksimal indånding, hvilket sikrer, at det ekspiratoriske tidevandsvolumen er 10 ml pr. Kg. Transekter luftrøret og løft klemmedelen opad for at give kirurgisk trækkraft.Derefter dissekeres den bageste luftrør fra spiserøret ved hjælp af stump dissektion med tung Metzenbaum-saks og en fri hånd. Opdel eventuelle resterende pleurale vedhæftede filer. Transekter aorta over og under venstre bronchus og fjern lungerne fra brystet med et segment af faldende aorta.Efter vejning af lungerne med klemmen skal du hurtigt opbevare dem i en køler fuld af is. Begynd med at tilføje 500 ml pakkede røde blodlegemer til perfusionskredsløbet for at nå et endeligt volumen på 1,5 liter perfusat. Tag billeder af lungerne til dataposter.Til lungebiopsien skal du omslutte en portion på en kubikcentimeter med nul silkesutur og binde den. Punktafgifter derefter denne bundne del ved hjælp af saks til vævsanalyse som beskrevet i tekstmanuskriptet, og del biopsisegmentet. For at fastgøre 3/8 halvtommers slangeadapter til hovedlungearterien skal du derefter tage fat i de modsatte sider af hovedlungearterien ved hjælp af tang eller snaps.Indsæt derefter adapteren med den halvtomme del i hovedlungearterien, og hold den på plads, mens du samtidig fastgør adapteren på plads ved hjælp af nul silke- eller Ethibond-bånd. Placer nu lungerne i liggende stilling på silikonestøttemembranen og tilslut dem til ESLP-enheden. Placer en anden slangeklemme på luftrøret nær placeringen af trakealbronchus.Efter fjernelse af den mere distale klemme skal du intubere luftrøret med endotrakealrøret og fastgøre det på plads ved hjælp af to lynlåsbånd. Klem derefter ventilationsledningen ved hjælp af en slangeklemme, inden du frigør den proksimale klemme fra luftrøret. Tilslut lungearterieadapteren til lungearterielinjen.Når hovedlungearterien er de-aired, start tiden for perfusion. På indstillingssiden skal du klikke på start varmelegeme og indstille temperaturen til 38 grader Celsius. Indtast grisens vægt for at beregne hjerteudgangsstrømmen.På hovedsiden skal du indstille det kontinuerlige positive luftvejstryk til 20 centimeter vand og klikke på start kontinuerligt positivt luftvejstryk. Når ventilationen begynder, skal du løsne ventilationsledningen. Efter nulstilling af arterietryksensoren skal du klemme lungearterielinjen over tryksensoren med slangeklemmen.Åbn sensoren, klik på nul lungearterietryk og nul blodgennemstrømning på indstillingssiden, og bekræft, at aflæsningerne er nulstillet på hovedsiden. Luk tryksensorens stophane for at aflæse ledningstrykket. Åbn linjen til lungearteriekanylen.Vælg 10% hjerteudgang på hovedsiden. Klik på Vend tilbage til PA-manualen, og løsn lungelinjen. Skift perfusatopløsningen i toplåget, før du fastgør den til maskinen for at forhindre kondensdannelse under ESLP.Tegn 10 ml perfusat til centrifugalanalyse og træk en tid nul arteriel blodgas. Prøven anbringes på is inden centrifugering. Når lungerne er blevet perfuseret i 10 minutter, øges strømmen til 20% af hjerteudgangen.Når perfusattemperaturen når 32 grader Celsius, skal du fastgøre kammerlåget på plads med klemmer for at skabe en lufttæt forsegling. Sørg for, at lungerne er optimalt placeret, og at luftlækagerne repareres. Når låget er fastgjort, skal du klemme ventilationsslangen, inden du slukker for kontinuerligt positivt luftvejstryk.På indstillingssiden skal du vælge nul intrathoraxtryk, luftvejstryk og luftstrøm. Bekræft derefter, at aflæsninger nulstilles på hovedsiden. Klik på start CPAP, før du løsner ventilationsslangen.Indstil de ventilationsparametre, der er nævnt i tekstmanuskriptet, og klik tryk for at starte udluftning for at aktivere undertryksventilation. Fastgør sideportens ventilationsslange til kammeret. I løbet af de næste par vejrtrækninger skal du opretholde ventilationsparametrene som nævnt i tekstmanuskriptet.Efter 10 minutters perfusion øges strømmen til 20%og efter 20 minutters perfusion øges strømmen til 30%hjerteudgang. Tilsæt dextrose og insulin til systemet. Evaluer lungefunktionen ved hjælp af 50% hjerteudgang og en deoxygenerende blandet fejegas over en fem minutters varighed i henhold til manuskriptinstruktionerne.På hver ulige time under konserveringstilstand skal du tegne en 10 ml prøve perfusat til fremtidig analyse. Træk en milliliter præ-deoxygenator arteriel blodgasprøve hver time og fra før og efter deoxygenatorporte efter fem minutters evalueringstilstand. Tendenserne i gennemsnitligt lungearterietryk, dynamisk overensstemmelse og pulmonal vaskulær resistens over 12 timers perfusion og ventilation kan påvirkes af den specifikke ESLP-eksperimentelle protokol, der anvendes.En typisk tendens for forholdet mellem partialtryk af arteriel ilt og brøkdel af inspireret ilt ved evalueringstidspunkterne på fem og 11 timer i hele undertryksventilation ex-situ lungeperfusion demonstreres her. Ødemdannelse er et andet vigtigt indeks for betændelse forbundet med endotelpermeabilitet, der viser en typisk vægtforøgelse på 30%i slutningen af 12 timers undertryksventilation ex-situ lungeperfusion. Perfusatet fungerer som en surrogatindikator for den samlede lungestatus.Derfor giver blodgasanalyse af perfusatet omfattende information om lungernes metaboliske tilstand. Under evalueringsmodellen af ESLP, som forekommer ved tre, fem, syv, ni og 11 timer i løbet af en 12 timers kørsel, observeres en opadgående tendens i venstre arterielt partialtryk af ilt. Det er meget vigtigt at være så skånsom som muligt, når lungerne fjernes kirurgisk, og også at bevæge sig hurtigt og effektivt.Etableringen af denne enhed, protokol og laboratorium har ført til et vellykket klinisk forsøg og flere opdagelser, der forlænger bevarelsen og rekonditioneringen af donorlunger.

Research

JoVE Journal

Medicine

Normothermic Negative Pressure Ventilation Ex Situ Lung Perfusion: Evaluation of Lung Function and Metabolism

Pressure Controlled Ventilation to Induce Acute Lung Injury in Mice

Murine models are extensively used to investigate acute injuries of different organs systems (1-34). Acute lung injury (ALI), which occurs with prolonged ...

Noninvasive Intratracheal Intubation to Study the Pathology and Physiology of Mouse Lung

Noninvasiv Intratracheal Intubation til at studere Patologi og fysiologi Mouse Lung

The use of a model that mimics the condition of lung diseases in humans is critical for studying the pathophysiology and/or etiology of a particular ...

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Metode til isoleret<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lung Perfusion i en rotte Model: Erfaringer fra at udvikle en rotte EVLP Program

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...

Ex Situ Normothermic Machine Perfusion of Donor Livers

Ex Situ Normothermic Machine Perfusion of Donor Livers

In contrast to conventional static cold preservation (0-4 &#176;C), ex situ machine perfusion may provide better preservation of donor livers. Continuous ...

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

A Small Animal Model of Ex Vivo Normothermic Liver Perfusion

En lille dyremodel af Ex Vivo Normothermic lever Perfusion

There is a significant shortage of liver allografts available for transplantation, and in response the donor criteria have been expanded. As a result, ...

Lung Fixation under Constant Pressure for Evaluation of Emphysema in Mice

Lunge fiksering under konstant tryk for evaluering af emfysem i mus

Emphysema is a significant feature of chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Studies involving an emphysematous mouse model require optimal lung ...

Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism

Normothermic Ex Situ hjerte Perfusion i arbejde Mode: vurdering af hjertets funktion og stofskifte

The current standard method for organ preservation (cold storage, CS), exposes the heart to a period of cold ischemia that limits the safe preservation ...

Normothermic Ex Vivo Pancreas Perfusion for the Preservation of Pancreas Allografts before Transplantation

Normothermic Ex Vivo Pancreas Perfusion for the Preservation of Pancreas Allografts before Transplantation

Normothermic ex vivo pancreas perfusion til bevarelse af bugspytkirtlen allotransplantater før transplantation

Pancreas transplantation (PTx) is a curative treatment for people who live with the burden of a diagnosis of diabetes mellitus (DM). However, due to organ ...

Lung Rapid Recovery Procurement Combined with Abdominal Normothermic Regional Perfusion in Controlled Donation after Circulatory Death

Indkøb af hurtig genopretning af lunger kombineret med abdominal normymisk regional perfusion i kontrolleret donation efter kredsløbsdød

Controlled donation after circulatory death (cDCD) has contributed to increasing donor numbers all over the world. Experiences published in the last years ...

Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography

Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography

Funktionel vurdering af donorhjertet under ex situ perfusion: Indsigt fra trykvolumensløjfer og overfladeekkokardiografi

Heart transplantation remains the gold standard treatment for advanced heart failure. However, the current critical organ shortage has resulted in the ...