Name: normothermic negative pressure ventilation ex situ lung perfusion: evaluation of lung function and metabolism
Uploaded: 2022-02-14T14:00:00
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Cette recherche a été financée au nom de la Fondation de recherche hospitalière.

Les procédures effectuées dans ce manuscrit sont conformes aux lignes directrices du Conseil canadien de protection des animaux et au guide sur le soin et l’utilisation des animaux de laboratoire. Le comité institutionnel de protection des animaux de l’Université de l’Alberta a approuvé les protocoles. Les porcs femelles juvéniles du Yorkshire pesant entre 35 et 50 kg ont été utilisés exclusivement. Toutes les personnes impliquées dans les procédures ESLP devaient recevoir une formation adéquate en mati...

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	<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>

Plusieurs étapes chirurgicales critiques ainsi que le dépannage sont nécessaires pour assurer le succès de l’exécution ESLP. Les poumons porcins juvéniles sont extrêmement délicats par rapport aux poumons humains adultes, de sorte que le chirurgien pro-procurateur doit être prudent lors de la manipulation des poumons porcins. Il est essentiel d’essayer une technique « sans contact » pour éviter de causer un traumatisme et une atélectasie lors de la dissection des poumons. « Sans contact » signifie ut...

La transplantation pulmonaire (LTx) demeure la norme de soins pour la maladie pulmonaire terminale1; cependant, la LTx présente des limites importantes, notamment une utilisation inadéquate des organes de donneurs2 et une mortalité sur liste d’attente de 40 %3, ce qui est plus élevé que toute autre greffe d’organe solide 4,5. Les taux d’utilisation des organes des donneurs sont faibles (20 à 30 %) en raison de préoccupations liées à la qualité des organes. La distance géographique excessive de transport, aggravée par des critères rigoureux d’acceptation des organes du donneur, exacerbe ces préoccupations en matière de qualité. LTx est également à la traîne d’autres greffes d’organes solides en termes de greffe à long terme et de résultats pour les patients2. Le dysfonctionnement primaire du greffon (DPI), le plus souvent causé par une lésion de reperfusion ischémique (IRI), représente la principale cause de mortalité et de morbidité à 30 jours après la LTx et augmente le risque de dysfonctionnement chronique du greffon 6,7. Les efforts visant à réduire l’IRI et à prolonger les temps de transport en toute sécurité sont primordiaux pour améliorer les résultats pour les patients.
La perfusion pulmonaire ex situ (ESLP) est une technologie innovante qui s’est révélée prometteuse pour atténuer ces limitations. ESLP facilite la préservation, l’évaluation et le reconditionnement des poumons de donneurs avant la transplantation. Il a montré des résultats satisfaisants à court et à long terme après la transplantation de poumons de donneurs à critères étendus (DPE), contribuant à une augmentation du nombre de poumons de donneurs appropriés pour la LTx, avec des taux d’utilisation des organes augmentant de 20% dans certains centres 8,9,10. Par rapport à la norme clinique actuelle pour LTx, la conservation statique à froid (CSP), ESLP offre plusieurs avantages: le temps de conservation des organes n’est pas limité à 6 h, l’évaluation de la fonction de l’organe est possible avant l’implantation, et en raison de la perfusion continue des organes, des modifications peuvent être apportées au perfusat qui optimise la fonction de l’organe11.
La grande majorité des appareils ESLP actuels conçus pour l’usage humain utilisent la ventilation en pression positive (PPV); cependant, la littérature récente a indiqué que cette stratégie de ventilation est inférieure à la ventilation en pression négative (VAN) ESLP, la VPP induisant des lésions pulmonaires induites par la ventilation plus importante12,13,14,15. Dans les poumons humains et porcins, la VNP-ESLP présente une fonction organique supérieure à celle de la perfusion pulmonaire ex situ en pression positive (PPV-ESLP) dans divers domaines physiologiques, y compris la production de cytokines pro-inflammatoires, l’œdème pulmonaire et la formation de bulles15. La distribution homogène de la pression intrathoracique sur toute la surface pulmonaire dans la VAN-ESLP a été suggérée comme un facteur important sous-jacent à cet avantage15,16. En plus de ses avantages précliniques, l’innocuité clinique et la faisabilité de la VNP-ESLP ont été démontrées dans un essai clinique récent17. À l’aide d’un nouveau dispositif NPV-ESLP, douze poumons humains de donneurs à critères étendus ont été préservés, évalués et transplantés avec succès avec une survie de 100% à 30 jours et 1 an.
L’objectif du présent manuscrit est de démontrer un protocole de travail du dispositif NPV-ESLP de notre laboratoire utilisant des poumons porcins juvéniles dans des conditions normothermiques pendant 12 heures. La récupération chirurgicale est couverte en détail, et l’initiation, la gestion et la terminaison de notre plate-forme logicielle personnalisée sont également décrites. La stratégie de collecte des tissus et de gestion des échantillons est également expliquée.

<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

La transplantation pulmonaire (LTx) demeure la norme de soins pour la maladie pulmonaire terminale. La pénurie d’organes de donneurs appropriés et les préoccupations concernant la qualité des organes des donneurs, exacerbées par la distance géographique excessive de transport et les critères stricts d’acceptation des organes des donneurs, limitent les efforts actuels de LTx. La perfusion pulmonaire ex situ (ESLP) est une technologie innovante qui s’est révélée prometteuse pour atténuer ces limitations. La ventilation physiologique et la perfusion des poumons en dehors du milieu inflammatoire du corps donneur offrent à l’ESLP plusieurs avantages par rapport à la conservation statique à froid (CSP) traditionnelle. Il existe des preuves que l’ESLP de ventilation en pression négative (VAN) est supérieure à la ventilation en pression positive (VPP), la VPP induisant des lésions pulmonaires induites par la ventilation assistée par un ventilateur, la production de cytokines pro-inflammatoires, l’œdème pulmonaire et la formation de bulles. L’avantage de la VAN est peut-être dû à la répartition homogène de la pression intrathoracique sur toute la surface pulmonaire. L’innocuité clinique et la faisabilité d’un dispositif NPV-ESLP personnalisé ont été démontrées lors d’un récent essai clinique portant sur des poumons humains de donneurs à critères d’extension (DPE). Ici, l’utilisation de ce dispositif personnalisé est décrite dans un modèle porcin juvénile de VN-ESLP normotherme sur une durée de 12 heures, en accordant une attention particulière aux techniques de gestion. La préparation préchirurgicale, y compris l’initialisation du logiciel ESLP, l’amorçage et la désaération du circuit ESLP, ainsi que l’ajout d’agents antithrombotiques, antimicrobiens et anti-inflammatoires, est spécifiée. Les techniques peropératoires d’insertion de cathéter central, de biopsie pulmonaire, d’exsanguination, de prélèvement sanguin, de cardiectomie et de pneumonectomie sont décrites. En outre, une attention particulière est accordée aux considérations anesthésiques, avec l’induction de l’anesthésie, l’entretien et les modifications dynamiques soulignés. Le protocole spécifie également l’initialisation, la maintenance et la fin de la perfusion et de la ventilation de l’appareil personnalisé. Les techniques dynamiques de gestion des organes, y compris les modifications de la ventilation et des paramètres métaboliques pour optimiser la fonction des organes, sont décrites en détail. Enfin, l’évaluation physiologique et métabolique de la fonction pulmonaire est caractérisée et représentée dans les résultats représentatifs.

Au début de la perfusion pulmonaire et de la ventilation (mode de conservation), les poumons auront généralement une faible pression artérielle pulmonaire (< 10 mmHg) et une faible compliance dynamique (< 10 mL/mmHg) lorsque le perfusat se réchauffe à la normothermie. Les porcs Yorkshire pesant entre 35 et 50 kg produisent généralement des poumons pesant entre 350 et 500 g. Au cours de la première heure de la VAN-ESLP, les volumes courants expiratoires mesurés (TVe) sont de 0 à 2 mL/kg, et les volumes de maré...

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

Cet article décrit un modèle porcin de ventilation à pression négative de perfusion pulmonaire ex situ , y compris l’approvisionnement, la fixation et la gestion sur la plate-forme sur mesure. L’accent est mis sur les techniques anesthésiques et chirurgicales, ainsi que sur le dépannage.

Perfusion pulmonaire ex situ de la ventilation à pression négative normamère : évaluation de la fonction pulmonaire et du métabolisme

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

Le Dr Darren Freed a créé cet appareil ESLP, et il utilise une technologie et un logiciel brevetés de ventilation à pression négative, qui ne peuvent être vus nulle part ailleurs dans le domaine de la recherche ESLP. Notre laboratoire a déjà montré que la ventilation en pression négative provoque moins de lésions pulmonaires pendant l’ESLP par rapport à la ventilation en pression positive. Cela est probablement dû au mécanisme plus physiologique de la ventilation en pression négative.Ce dispositif et ce protocole sont conçus pour prolonger la durée de conservation sécuritaire des poumons de donneurs et pour reconditionner les poumons marginaux à des normes de transplantation acceptables. L’appareil lui-même est très simple à utiliser. Le plus grand défi consiste à retirer chirurgicalement les poumons des jeunes porcs sans causer de blessures.Ils sont extrêmement fragiles par rapport aux poumons humains adultes. Commencez par maintenir le volume courant expiratoire de 10 millilitres par kilogramme en augmentant les pressions de pointe pour un recrutement alvéolaire maximal. Effectuer une sternotomie médiane.Utilisez l’électrocautérisation pour inciser la peau et le tissu sous-cutané. Disséquez carrément les attaches des tissus mous de la table postérieure du sternum inférieur. Utilisez une scie sternale pour diviser le sternum.Insérez un rétracteur sternal et ouvrez-le largement. Après avoir effectué la cardiectomie, ouvrez et retirez la plèvre médiastinale bilatéralement pour exposer les poumons. Ensuite, divisez les attaches pleurales du diaphragme vers le lobe inférieur gauche du poumon, en utilisant un écarteur Deaver pour maintenir le diaphragme vers le haut.Maintenant, divisez le ligament pulmonaire inférieur sur la gauche et continuez vers le hile. Ensuite, divisez la veine cave inférieure et les attaches pleurales du diaphragme, puis rétractez le diaphragme vers le haut à l’aide de l’écarteur Deaver. Divisez le ligament pulmonaire inférieur du côté droit et continuez vers le hile.Ensuite, divisez la veine innominée et les vaisseaux de l’arc pour exposer la trachée. Après avoir disséqué brutalement le tissu entourant la trachée, serrez la trachée à l’aide d’une pince de tube à inhalation maximale, en veillant à ce que le volume courant expiratoire soit de 10 millilitres par kilogramme. Transectez la trachée et soulevez la partie de la pince vers le haut pour fournir une traction chirurgicale.Ensuite, disséquez la trachée postérieure de l’œsophage en utilisant une dissection contondante avec de lourds ciseaux Metzenbaum et une main libre. Divisez les attaches pleurales restantes. Transectez l’aorte au-dessus et au-dessous de la bronche gauche et retirez les poumons de la poitrine avec un segment d’aorte descendante.Après avoir pesé les poumons avec la pince, stockez-les rapidement dans une glacière pleine de glace. Commencez par ajouter 500 millilitres de concentrés de globules rouges au circuit de perfusion pour atteindre un volume final de 1,5 litre de perfusat. Prenez des photos des poumons pour les enregistrements de données.Pour la biopsie pulmonaire, encerclez une portion d’un centimètre cube avec une suture de soie zéro et attachez-la. Ensuite, extrayez cette partie liée, en utilisant des ciseaux pour l’analyse tissulaire décrite dans le manuscrit textuel, et divisez le segment de biopsie. Ensuite, pour fixer l’adaptateur de tuyauterie d’un demi-pouce de 3/8 à l’artère pulmonaire principale, saisissez les côtés opposés de l’artère pulmonaire principale à l’aide de forceps ou de boutons-pression.Ensuite, insérez l’adaptateur avec la partie d’un demi-pouce dans l’artère pulmonaire principale et maintenez-le en place tout en fixant simultanément l’adaptateur en position à l’aide de liens en soie zéro ou Ethibond. Placez maintenant les poumons en décubitus dorsal sur la membrane de support en silicone et connectez-les au dispositif ESLP. Placez une deuxième pince de tuyauterie sur la trachée près de l’emplacement de la bronche trachéale.Après avoir retiré la pince la plus distale, intuber la trachée avec le tube endotrachéal et la fixer en position à l’aide de deux attaches à glissière. Serrez ensuite la conduite de ventilation à l’aide d’une pince tubulaire avant de libérer la pince proximale de la trachée. Connectez l’adaptateur d’artère pulmonaire à la ligne artérielle pulmonaire.Une fois que l’artère pulmonaire principale est désaérée, commencez le temps de perfusion. Sur la page des paramètres, cliquez sur démarrer le chauffage et réglez la température à 38 degrés Celsius. Entrez le poids du porc pour calculer le débit de débit cardiaque.Sur la page principale, réglez la pression positive continue des voies respiratoires à 20 centimètres d’eau et cliquez sur Démarrer la pression positive continue des voies respiratoires. Lorsque la ventilation commence, détachez la conduite de ventilation. Après avoir mis à zéro le capteur de pression artérielle, serrez la ligne artérielle pulmonaire au-dessus du capteur de pression avec la pince de tuyau.Ouvrez le capteur, cliquez sur zéro pression artérielle pulmonaire et zéro flux sanguin sur la page des paramètres et confirmez que les lectures sont mises à zéro sur la page principale. Fermez le robinet d’arrêt du capteur de pression pour lire la pression de la conduite. Ouvrez la ligne jusqu’à la canule de l’artère pulmonaire.Sélectionnez 10 % de débit cardiaque sur la page principale. Cliquez sur Revenir au manuel PA et débloquez la ligne pulmonaire. Basculez la solution perfusée dans le couvercle supérieur avant de la fixer à la machine pour éviter la formation de condensation pendant l’ESLP.Prélever 10 millilitres de perfusat pour l’analyse centrifuge et aspirer un gaz sanguin artériel à temps zéro. Placer l’échantillon sur de la glace avant la centrifugation. Une fois que les poumons ont été perfusés pendant 10 minutes, augmenter le débit à 20% du débit cardiaque.Lorsque la température du perfusat atteint 32 degrés Celsius, fixez le couvercle de la chambre en place avec des pinces pour créer un joint étanche à l’air. Assurez-vous que les poumons sont positionnés de manière optimale et que les fuites d’air sont réparées. Une fois le couvercle bien fixé, serrez le tube de ventilation avant de désactiver la pression positive continue des voies respiratoires.Sur la page des paramètres, sélectionnez Pression intrathoracique nulle, pression des voies respiratoires et débit d’air. Ensuite, confirmez que les lectures sont mises à zéro sur la page principale. Cliquez sur Démarrer CPAP avant de débrider le tuyau de ventilation.Définissez les paramètres de ventilation mentionnés dans le manuscrit texte et cliquez sur appuyer pour démarrer l’évent afin d’activer la ventilation à pression négative. Fixez le tube de ventilation à orifice latéral à la chambre. Au cours des prochaines respirations, maintenez les paramètres de ventilation mentionnés dans le manuscrit du texte.Après 10 minutes de perfusion, augmentez le débit à 20% et après 20 minutes de perfusion, augmentez le débit à 30% de débit cardiaque. Ajouter du dextrose et de l’insuline au système. Évaluer la fonction pulmonaire, en utilisant 50% du débit cardiaque et un gaz de balayage mixte désoxygénant sur une durée de cinq minutes, conformément aux instructions manuscrites.À chaque heure impaire en mode de conservation, prélever un échantillon de 10 millilitres de perfusat pour une analyse ultérieure. Prélever un millilitre d’échantillon de gaz sanguin artériel pré-désoxygénateur toutes les heures et dans les orifices de pré et post désoxygénateur après cinq minutes de mode d’évaluation. Les tendances de la pression artérielle pulmonaire moyenne, de la compliance dynamique et de la résistance vasculaire pulmonaire sur 12 heures de perfusion et de ventilation peuvent être affectées par le protocole expérimental spécifique ESLP utilisé.Une tendance typique du rapport entre la pression partielle de l’oxygène artériel et la fraction d’oxygène inspiré aux points temporels d’évaluation de cinq et 11 heures tout au long de la ventilation à pression négative perfusion pulmonaire ex situ est démontrée ici. La formation d’œdème est un autre indice important d’inflammation associé à la perméabilité endothéliale, démontrant un gain de poids typique de 30% à la fin de 12 heures de ventilation en pression négative perfusion pulmonaire ex situ. Le perfusat agit comme un indicateur de substitution de l’état pulmonaire global.Par conséquent, l’analyse des gaz du sang du perfusat fournit des informations détaillées sur l’état métabolique des poumons. Au cours du modèle d’évaluation de l’ESLP, qui se produit à trois, cinq, sept, neuf et 11 heures au cours d’une course de 12 heures, une tendance à la hausse de la pression partielle artérielle gauche de l’oxygène est observée. Il est très important d’être aussi doux que possible lors de l’ablation chirurgicale des poumons et de bouger rapidement et efficacement.La mise en place de ce dispositif, de ce protocole et de ce laboratoire a mené à un essai clinique réussi et à plusieurs découvertes qui prolongent la préservation et le reconditionnement des poumons des donneurs.

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