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

Questa ricerca è stata finanziata per conto della Hospital Research Foundation.

Le procedure eseguite in questo manoscritto sono conformi alle linee guida del Canadian Council on Animal Care e alla guida per la cura e l'uso degli animali da laboratorio. Il comitato istituzionale per la cura degli animali dell'Università di Alberta ha approvato i protocolli. Sono stati utilizzati esclusivamente maiali femmine dello Yorkshire giovani tra i 35 e i 50 kg. Tutte le persone coinvolte nelle procedure ESLP richiedevano un'adeguata formazione in materia di biosicurezza. Una panoramica schematica dell'intero...

<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>

Ci sono diversi passaggi chirurgici critici insieme alla risoluzione dei problemi necessari per garantire una corretta esecuzione ESLP. I polmoni suini giovanili sono estremamente delicati rispetto ai polmoni umani adulti, quindi il chirurgo procuratore deve essere cauto quando maneggia i polmoni suini. È fondamentale tentare una tecnica "no-touch" per evitare di causare traumi e atelettasia quando si sezionano i polmoni. "No-touch" significa utilizzare la quantità minima di manipolazione manuale dei polmoni durante l'...

Il trapianto di polmone (LTx) rimane lo standard di cura per la malattia polmonare allo stadio terminale1; tuttavia, LTx ha limitazioni significative tra cui un utilizzo inadeguato degli organi del donatore2 e una mortalità in lista d'attesa del 40%3, che è superiore a qualsiasi altro trapianto di organi solidi 4,5. I tassi di utilizzo degli organi dei donatori sono bassi (20-30%) a causa di problemi di qualità degli organi. L'eccessiva distanza geografica di trasporto, aggravata da rigorosi criteri di accettazione degli organi donatori, aggrava questi problemi di qualità. LTx segue anche altri trapianti di organi solidi in termini di innesto a lungo termine e risultati del paziente2. La disfunzione primaria del trapianto (PGD), più spesso causata da danno da riperfusione ischemica (IRI), rappresenta la principale causa di mortalità e morbilità a 30 giorni post-LTx e aumenta il rischio di disfunzione cronica del trapianto 6,7. Gli sforzi per ridurre l'IRI e prolungare i tempi di trasporto sicuri sono fondamentali per migliorare i risultati dei pazienti.
La perfusione polmonare ex situ (ESLP) è una tecnologia innovativa che si è dimostrata promettente nell'attenuare queste limitazioni. L'ESLP facilita la conservazione, la valutazione e il ricondizionamento dei polmoni del donatore prima del trapianto. Ha mostrato risultati soddisfacenti a breve e lungo termine dopo il trapianto di polmoni donatori a criteri estesi (ECD), contribuendo ad aumentare il numero di polmoni donatori idonei per LTx, con tassi di utilizzo degli organi in aumento del 20% in alcuni centri 8,9,10. Rispetto all'attuale standard clinico per LTx, la conservazione statica a freddo (CSP), la ESLP offre diversi vantaggi: il tempo di conservazione degli organi non è limitato a 6 ore, la valutazione della funzione dell'organo è possibile prima dell'impianto e, grazie alla perfusione continua d'organo, è possibile apportare modifiche al perfusato che ottimizza la funzione d'organo11.
La stragrande maggioranza degli attuali dispositivi ESLP progettati per l'uso umano utilizza la ventilazione a pressione positiva (PPV); tuttavia, la letteratura recente ha indicato che questa strategia di ventilazione è inferiore alla ventilazione a pressione negativa (NPV) ESLP, con PPV che induce lesioni polmonari indotte da ventilazione più significative12,13,14,15. Sia nei polmoni umani che suini, NPV-ESLP mostra una funzione d'organo superiore rispetto alla perfusione polmonare ex situ a pressione positiva (PPV-ESLP) in vari domini fisiologici, tra cui la produzione di citochine pro-infiammatorie, l'edema polmonare e la formazione di bolle15. La distribuzione omogenea della pressione intratoracica su tutta la superficie polmonare in NPV-ESLP è stata suggerita come un fattore significativo alla base di questo vantaggio15,16. Oltre ai suoi benefici pre-clinici, la sicurezza clinica e la fattibilità di NPV-ESLP sono state dimostrate in un recente studio clinico17. Utilizzando un nuovo dispositivo NPV-ESLP, dodici polmoni umani donatori con criteri estesi sono stati conservati, valutati e successivamente trapiantati con successo con una sopravvivenza al 100% di 30 giorni e 1 anno.
L'obiettivo del presente manoscritto è quello di dimostrare un protocollo di lavoro del dispositivo NPV-ESLP del nostro laboratorio utilizzando polmoni suini giovanili in condizioni normotermiche per 12 ore di durata. Il prelievo chirurgico è trattato in dettaglio e vengono descritti anche l'avvio, la gestione e la cessazione della nostra piattaforma software personalizzata. Viene inoltre spiegata la strategia per la raccolta dei tessuti e la gestione dei campioni.

<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

Il trapianto di polmone (LTx) rimane lo standard di cura per la malattia polmonare allo stadio terminale. La carenza di organi donatori idonei e le preoccupazioni sulla qualità degli organi dei donatori, esacerbate dall'eccessiva distanza geografica di trasporto e dai rigorosi criteri di accettazione degli organi dei donatori, pongono limiti agli attuali sforzi di LTx. La perfusione polmonare ex situ (ESLP) è una tecnologia innovativa che si è dimostrata promettente nell'attenuare queste limitazioni. La ventilazione fisiologica e la perfusione dei polmoni al di fuori dell'ambiente infiammatorio del corpo donatore offrono all'ESLP diversi vantaggi rispetto alla tradizionale conservazione statica a freddo (CSP). Ci sono prove che la ventilazione a pressione negativa (NPV) ESLP è superiore alla ventilazione a pressione positiva (PPV) ESLP, con PPV che induce lesioni polmonari indotte da ventilatori più significative, produzione di citochine pro-infiammatorie, edema polmonare e formazione di bolle. Il vantaggio NPV è forse dovuto alla distribuzione omogenea della pressione intratoracica su tutta la superficie polmonare. La sicurezza clinica e la fattibilità di un dispositivo NPV-ESLP personalizzato sono state dimostrate in un recente studio clinico che ha coinvolto polmoni umani con donatori di criteri di estensione (ECD). Qui, l'uso di questo dispositivo personalizzato è descritto in un modello suino giovanile di NPV-ESLP normotermico della durata di 12 ore, prestando particolare attenzione alle tecniche di gestione. Viene specificata la preparazione pre-chirurgica, compresa l'inizializzazione del software ESLP, il priming e la de-airing del circuito ESLP e l'aggiunta di agenti antitrombotici, antimicrobici e antinfiammatori. Vengono descritte le tecniche intraoperatorie di inserimento della linea centrale, biopsia polmonare, dissanguamento, raccolta di sangue, cardiectomia e pneumonectomia. Inoltre, particolare attenzione è rivolta alle considerazioni anestetiche, con l'induzione dell'anestesia, il mantenimento e le modifiche dinamiche delineate. Il protocollo specifica inoltre l'inizializzazione, la manutenzione e la terminazione della perfusione e della ventilazione del dispositivo personalizzato. Le tecniche di gestione dinamica degli organi, comprese le alterazioni della ventilazione e dei parametri metabolici per ottimizzare la funzione degli organi, sono descritte in modo approfondito. Infine, la valutazione fisiologica e metabolica della funzione polmonare è caratterizzata e rappresentata nei risultati rappresentativi.

All'inizio della perfusione polmonare e della ventilazione (modalità di conservazione), i polmoni avranno generalmente una bassa pressione dell'arteria polmonare (< 10 mmHg) e una bassa compliance dinamica (< 10 ml / mmHg) mentre il perfusato si riscalda alla normotermia. I maiali dello Yorkshire che pesano 35-50 kg in genere si traducono in polmoni del peso di 350-500 g. Durante la prima ora di NPV-ESLP, i volumi correnti espiratori misurati (TVe) sono 0-2 ml / kg e i volumi correnti inspiratori (TVi) sono 100-200 ml. ...

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

Questo documento descrive un modello suino di perfusione polmonare ex situ di ventilazione a pressione negativa, incluso l'approvvigionamento, l'attacco e la gestione sulla piattaforma personalizzata. L'attenzione è rivolta alle tecniche anestetiche e chirurgiche, nonché alla risoluzione dei problemi.

Perfusione polmonare ex situ di ventilazione a pressione negativa normothermica: valutazione della funzione polmonare e del metabolismo

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

Il Dr.Darren Freed ha creato questo dispositivo ESLP e utilizza una tecnologia e un software brevettati di ventilazione a pressione negativa, che non possono essere visti da nessun'altra parte nel campo della ricerca ESLP. Il nostro laboratorio ha precedentemente dimostrato che la ventilazione a pressione negativa provoca meno lesioni polmonari durante l'ESLP rispetto alla ventilazione a pressione positiva. Ciò è probabilmente dovuto al meccanismo più fisiologico della ventilazione a pressione negativa.Questo dispositivo e protocollo sono progettati per prolungare il tempo di conservazione sicuro dei polmoni dei donatori e per ricondizionare i polmoni marginali a standard di trapianto accettabili. Il dispositivo stesso è molto semplice da usare. La sfida più grande è rimuovere chirurgicamente i polmoni del maiale giovane senza causare alcuna lesione.Sono estremamente fragili rispetto ai polmoni umani adulti. Inizia mantenendo il volume corrente espiratorio di 10 millilitri per chilogrammo aumentando le pressioni di picco per il massimo reclutamento alveolare. Eseguire una sternotomia della linea mediana.Utilizzare l'elettrocauterizzazione per incidere la pelle e il tessuto sottocutaneo. Sezionare senza mezzi termini gli attacchi dei tessuti molli dal tavolo posteriore dello sterno inferiore. Usa una sega sternale per dividere lo sterno.Inserire un divaricatore sternale e spalancare. Dopo aver eseguito la cardiectomia, aprire e rimuovere la pleura mediastinica bilateralmente per esporre i polmoni. Quindi dividere gli attacchi pleurici dal diaframma verso il lobo polmonare inferiore sinistro, usando un divaricatore Deaver per tenere il diaframma verso l'alto.Ora, dividi il legamento polmonare inferiore a sinistra e continua verso l'ilo. Quindi, dividere la vena cava inferiore e gli attacchi pleurici dal diaframma, quindi ritrarre il diaframma verso l'alto usando il divaricatore Deaver. Dividere il legamento polmonare inferiore sul lato destro e continuare verso l'ilo.Quindi dividere la vena innominata e i vasi ad arco per esporre la trachea. Dopo aver sezionato bruscamente il tessuto che circonda la trachea, bloccare la trachea usando un morsetto per tubi alla massima inalazione, assicurando che il volume corrente espiratorio sia di 10 millilitri per chilogrammo. Transetto della trachea e sollevare la porzione di morsetto verso l'alto per fornire trazione chirurgica.Quindi sezionare la trachea posteriore dall'esofago usando la dissezione smussata con pesanti forbici Metzenbaum e una mano libera. Dividere eventuali attacchi pleurici rimanenti. Transettare l'aorta sopra e sotto il bronco sinistro e rimuovere i polmoni dal torace con un segmento di aorta discendente.Dopo aver pesato i polmoni con il morsetto, conservarli rapidamente in un refrigeratore pieno di ghiaccio. Inizia aggiungendo 500 millilitri di globuli rossi imballati al circuito di perfusione per raggiungere un volume finale di 1,5 litri di perfuffato. Scatta fotografie dei polmoni per i record di dati.Per la biopsia polmonare, cerchiare una porzione di un centimetro cubo con sutura di seta zero e legarla. Quindi asportare questa parte legata, usando le forbici per l'analisi dei tessuti come descritto nel manoscritto del testo, e dividere il segmento della biopsia. Successivamente, per fissare l'adattatore per tubi da mezzo pollice da 3/8 all'arteria polmonare principale, afferrare i lati opposti dell'arteria polmonare principale usando una pinza o a scatto.Quindi, inserire l'adattatore con la porzione di mezzo pollice nell'arteria polmonare principale e tenerlo in posizione mentre contemporaneamente si fissa l'adattatore in posizione utilizzando cravatte zero seta o Ethibond. Ora posiziona i polmoni in posizione supina sulla membrana di supporto in silicone e collegali al dispositivo ESLP. Posizionare un secondo morsetto per tubi sulla trachea vicino alla posizione del bronco tracheale.Dopo aver rimosso il morsetto più distale, intubare la trachea con il tubo endotracheale e fissarla in posizione usando due fascette. Quindi bloccare la linea di ventilazione utilizzando un morsetto per tubi prima di rilasciare il morsetto prossimale dalla trachea. Collegare l'adattatore dell'arteria polmonare alla linea dell'arteria polmonare.Una volta che l'arteria polmonare principale è de-arieggiata, iniziare il tempo per la perfusione. Nella pagina delle impostazioni, fare clic su avvia riscaldatore e impostare la temperatura su 38 gradi Celsius. Inserisci il peso del maiale per calcolare il flusso di gittata cardiaca.Nella pagina principale, impostare la pressione positiva continua delle vie aeree su 20 centimetri di acqua e fare clic su avvia pressione positiva continua delle vie aeree. Quando inizia la ventilazione, sbloccare la linea di ventilazione. Dopo aver azzerato il sensore di pressione arteriosa, bloccare la linea dell'arteria polmonare sopra il sensore di pressione con il morsetto del tubo.Aprire il sensore, fare clic su zero pressione arteriosa polmonare e zero flusso sanguigno nella pagina delle impostazioni e confermare che le letture sono azzerate nella pagina principale. Chiudere il rubinetto del sensore di pressione per leggere la pressione della linea. Aprire la linea alla cannula dell'arteria polmonare.Selezionare 10% gittata cardiaca nella pagina principale. Fare clic su Torna al manuale PA e sbloccare la linea polmonare. Commutare la soluzione di perfulato nel coperchio superiore prima di fissarla alla macchina per evitare la formazione di condensa durante ESLP.Prelevare 10 millilitri di perfulato per l'analisi centrifuga e prelevare un gas del sangue arterioso a tempo zero. Porre il campione su ghiaccio prima della centrifugazione. Una volta che i polmoni sono stati perfusi per 10 minuti, aumentare il flusso al 20% della gittata cardiaca.Quando la temperatura del perfusto raggiunge i 32 gradi Celsius, fissare il coperchio della camera in posizione con morsetti per creare una tenuta ermetica. Assicurarsi che i polmoni siano posizionati in modo ottimale e che le perdite d'aria siano riparate. Con il coperchio fissato, bloccare il tubo di ventilazione prima di disattivare la pressione positiva continua delle vie aeree.Nella pagina delle impostazioni, selezionare zero pressione intratoracica, pressione delle vie aeree e flusso d'aria. Quindi confermare che le letture sono azzerate nella pagina principale. Fare clic su avvia CPAP prima di sbloccare il tubo di ventilazione.Impostare i parametri di ventilazione menzionati nel testo del manoscritto e fare clic su premere per avviare lo sfiato per attivare la ventilazione a pressione negativa. Collegare il tubo di ventilazione laterale alla camera. Nei prossimi respiri, mantieni i parametri di ventilazione come menzionato nel manoscritto testuale.Dopo 10 minuti di perfusione, aumentare il flusso al 20% e dopo 20 minuti di perfusione, aumentare il flusso al 30% della gittata cardiaca. Aggiungere destrosio e insulina al sistema. Valutare la funzionalità polmonare, utilizzando il 50% della gittata cardiaca e un gas di spazzamento misto deossigenante per una durata di cinque minuti, secondo le istruzioni del manoscritto.Ad ogni ora dispari durante la modalità di conservazione, prelevare un campione di 10 millilitri di perfulato per analisi future. Prelevare un millilitro di campione di gas ematico arterioso pre-deossigenatore ogni ora e dalle porte pre e post deossigenatore dopo cinque minuti di modalità di valutazione. Le tendenze della pressione media dell'arteria polmonare, della compliance dinamica e della resistenza vascolare polmonare nell'arco di 12 ore di perfusione e ventilazione possono essere influenzate dallo specifico protocollo sperimentale ESLP impiegato.Qui viene illustrata una tendenza tipica per il rapporto tra pressione parziale di ossigeno arterioso e frazione di ossigeno inspirato nei punti temporali di valutazione di cinque e 11 ore durante la perfusione polmonare ex-situ di ventilazione a pressione negativa. La formazione di edema è un altro importante indice di infiammazione associato alla permeabilità endoteliale, dimostrando un tipico aumento di peso del 30% al termine di 12 ore di perfusione polmonare ex-situ di ventilazione a pressione negativa. Il perfusato agisce come un indicatore surrogato dello stato polmonare generale.Pertanto, l'analisi dei gas ematici del perfusato fornisce ampie informazioni sullo stato metabolico dei polmoni. Durante il modello di valutazione dell'ESLP, che si verifica a tre, cinque, sette, nove e 11 ore durante una corsa di 12 ore, si osserva una tendenza al rialzo della pressione parziale arteriosa sinistra dell'ossigeno. È molto importante essere il più delicati possibile quando si rimuovono chirurgicamente i polmoni e muoversi in modo rapido ed efficiente.L'istituzione di questo dispositivo, protocollo e laboratorio ha portato a una sperimentazione clinica di successo e a diverse scoperte che prolungano la conservazione e il ricondizionamento dei polmoni dei donatori.

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

Pressione di ventilazione controllata per indurre lesioni polmonari acute nei topi

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

Ricerca

Medicina

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

Non invasivo intratracheale intubazione per studiare la Patologia e Fisiologia del mouse polmone

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

Metodo di isolato<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Lung Perfusion in un modello di ratto: Lezioni apprese da Sviluppo di un programma EVLP Rat

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

Ex Situ normotermica macchina di perfusione di Vivi donatori

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

Un piccolo modello animale di aspersione epatica normotermica Ex Vivo

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

Fissazione polmonare sotto pressione costante per la valutazione dell'enfisema nei topi

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

Normotermica Ex Situ cuore aspersione in modalità di lavoro: valutazione della funzione cardiaca e il metabolismo

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

Perfusione Pancreatica Ex Vivo Normothermic per la Conservazione degli Allotrapianti Pancreatici prima del Trapianto

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

Approvvigionamento di recupero rapido polmonare combinato con perfusione regionale normomica addominale nella donazione controllata dopo morte circolatoria

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

Valutazione funzionale del cuore del donatore durante la perfusione ex situ : approfondimenti dai loop pressione-volume e dall'ecocardiografia di superficie

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