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

この研究は、病院研究財団に代わって資金提供されました。

この原稿で実行される手順は、カナダ動物管理評議会のガイドラインおよび実験動物の世話と使用に関するガイドに準拠しています。アルバータ大学の施設動物管理委員会はプロトコルを承認しました。35〜50kgの雌の幼若ヨークシャー豚を独占的に使用した。ESLP手順に関与するすべての個人は、適切なバイオセーフティトレーニングを必要としました。NPV-ESLP実験全体の概略図を <strong class="...

<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>

ESLPの実行を成功させるために必要なトラブルシューティングとともに、いくつかの重要な外科的ステップがあります。ブタの幼若肺は、成人のヒトの肺に比べて非常にデリケートであるため、調達する外科医はブタの肺を取り扱う際に注意する必要があります。肺を解剖するときに外傷や無気肺を引き起こさないように、「ノータッチ」技術を試みることが重要です。「ノータッチ」とは、...

肺移植(LTx)は、末期肺疾患の標準治療であり続けています1。ただし、LTxには、不十分なドナー臓器利用2や、他のどの固形臓器移植よりも高い40%3の順番待ちリストの死亡率3など、重大な制限があります4,5。ドナーの臓器利用率は、臓器の質の懸念から低い(20〜30%)。厳格なドナー臓器受け入れ基準によって悪化した過度の地理的輸送距離は、これらの品質の懸念を悪化させます。LTxはまた、長期的な移植片と患者の転帰の点で他の固形臓器移植に後れを取っています2。原発性移植片機能障害(PGD)は、ほとんどの場合虚血性再灌流障害(IRI)によって引き起こされ、LTx後の30日間の死亡率と罹患率の主な原因を表し、慢性移植片機能障害のリスクを高めます6,7。患者の転帰を改善するためには、IRIを減らし、安全な輸送時間を延長する努力が最も重要です。
Ex situ肺灌流(ESLP)は、これらの制限を弱める上で有望であることが示されている革新的な技術です。ESLPは、移植前のドナー肺の保存、評価、および再調整を容易にします。拡張基準ドナー(ECD)肺の移植後、満足のいく短期および長期の結果を示し、LTxに適したドナー肺の数の増加に寄与し、一部の施設では臓器利用率が20%増加しました8,9,10。LTxの現在の臨床標準である低温静水保存(CSP)と比較して、ESLPにはいくつかの利点があります:臓器保存時間が6時間に制限されないこと、移植前に臓器機能の評価が可能であること、および継続的な臓器灌流により、臓器機能を最適化する灌流液に変更を加えることができます11。
人間用に設計された現在のESLPデバイスの大部分は、陽圧換気(PPV)を利用しています。しかし、最近の文献では、この換気戦略は陰圧換気(NPV)ESLPよりも劣っており、PPVはより有意な人工呼吸器誘発性肺損傷を誘発することが示されています12,13,14,15。ヒトとブタの両方の肺において、NPV-ESLPは、炎症誘発性サイトカイン産生、肺水腫、水疱形成など、さまざまな生理学的領域にわたる陽圧ex situ肺灌流(PPV-ESLP)と比較して優れた臓器機能を示します15。NPV-ESLPにおける肺表面全体にわたる胸腔内圧の均一な分布は、この利点の根底にある重要な要因として示唆されています15,16。その前臨床上の利点に加えて、NPV-ESLPの臨床的安全性と実現可能性は、最近の臨床試験で実証されています17。新しいNPV-ESLPデバイスを利用して、12の拡張基準ドナーヒト肺の保存、評価に成功し、その後、100%30日および1年の生存率で移植されました。
本稿の目的は、正常温条件下で12時間の持続時間でブタの幼若肺を使用する私たちの研究室のNPV-ESLPデバイスの作業プロトコルを実証することです。外科的検索について詳しく説明し、カスタムソフトウェアプラットフォームの開始、管理、および終了についても説明します。組織採取の戦略とサンプルの管理についても説明します。

<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

肺移植(LTx)は、末期肺疾患の標準治療であり続けています。適切なドナー臓器の不足と、過度の地理的輸送距離と厳格なドナー臓器受け入れ基準によって悪化するドナー臓器の質に対する懸念は、現在のLTxの取り組みに制限をもたらします。 Ex situ 肺灌流(ESLP)は、これらの制限を弱める上で有望であることが示されている革新的な技術です。ドナー体の炎症環境外の肺の生理学的換気と灌流は、ESLPに従来の低温静電気保存(CSP)に比べていくつかの利点をもたらします。陰圧換気(NPV)ESLPは陽圧換気(PPV)ESLPよりも優れており、PPVはより有意な人工呼吸器誘発性肺損傷、炎症誘発性サイトカイン産生、肺水腫、および水疱形成を誘発するという証拠があります。NPVの利点は、おそらく肺表面全体にわたる胸腔内圧の均一な分布によるものです。カスタムNPV-ESLPデバイスの臨床的安全性と実現可能性は、エクステンダー基準ドナー(ECD)ヒト肺を含む最近の臨床試験で実証されています。本明細書では、このカスタムデバイスの使用は、管理技術に特に注意を払いながら、12時間にわたる正常熱NPV−ESLPの幼魚ブタモデルにおいて説明される。ESLPソフトウェアの初期化、プライミング、およびESLP回路の脱空気、および抗血栓剤、抗菌剤、および抗炎症剤の追加を含む、手術前の準備が指定されています。中心線挿入、肺生検、放血、採血、心臓摘出術、肺摘出術の術中技術について説明します。さらに、麻酔薬の考慮事項に特に焦点が当てられており、麻酔の導入、維持、および動的修正が概説されています。このプロトコルは、カスタムデバイスの初期化、メンテナンス、および灌流と換気の終了も指定します。臓器機能を最適化するための換気や代謝パラメータの変化など、動的な臓器管理技術が徹底的に説明されています。最後に、肺機能の生理学的および代謝的評価が特徴付けられ、代表的な結果に描かれています。

肺灌流および換気の開始時(保存モード)、灌流液が正常温熱に温まるにつれて、肺は一般に肺動脈圧が低く(< 10 mmHg)、動的コンプライアンスが低い(< 10 mL / mmHg)。体重35〜50 kgのヨークシャー豚は、通常、肺の体重が350〜500 gになります。NPV-ESLPの最初の1時間の間に、測定された呼気一回換気量(TVe)は0〜2 mL / kgであり、吸気一回換気量(TVi)は100〜200mLです。TVeは通常、3〜6時間以内に4〜6 mL / kgに達?...

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

この論文では、カスタムメイドのプラットフォームでの調達、取り付け、および管理を含む、陰圧換気 のその場肺 灌流のブタモデルについて説明します。麻酔および外科的技術、ならびにトラブルシューティングに焦点が当てられています。

正常母性陰圧換気 ex situ 肺灌流:肺機能と代謝の評価

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

ダレン・フリード博士がこのESLPデバイスを作成し、ESLP研究の分野では他には見られない特許取得済みの負圧換気技術とソフトウェアを使用しています。私たちの研究室は以前、陰圧換気が陽圧換気と比較してESLP中の肺損傷が少ないことを示しました。これは、陰圧換気のより生理学的なメカニズムによる可能性があります。このデバイスとプロトコルは、ドナー肺の安全な保存時間を延長し、限界肺を許容可能な移植基準に再調整するように設計されています。デバイス自体の操作は非常に簡単です。最大の課題は、怪我をすることなく、幼若豚の肺を外科的に取り除くことです。それらは成人の人間の肺と比較して非常に壊れやすいです。最大の肺胞動員のためにピーク圧を上げることによって、1キログラムあたり10ミリリットルの呼気一回換気量を維持することから始めます。正中線胸骨切開術を行います。電気焼灼を使用して、皮膚と皮下組織を切開します。下胸骨の後表から軟部組織の付着物を鈍く解剖する。胸骨のこぎりを使用して胸骨を分割します。胸骨リトラクターを挿入し、大きく開きます。心臓切除術を行った後、縦隔胸膜を両側に開いて除去し、肺を露出させます。次に、横隔膜から左下肺葉に向かって胸膜アタッチメントを分割し、ディーバーリトラクターを使用して横隔膜を上向きに保持します。次に、左側の下肺靭帯を分割し、肺門に向かって続けます。次に、下大静脈と胸膜アタッチメントを横隔膜から分割し、Deaverリトラクターを使用して横隔膜を上向きに引っ込めます。下肺靭帯を右側に分割し、肺門に向かって続けます。次に、気管を露出させるために、指名静脈とアーチ血管を分割します。気管周囲の組織を鈍く解剖した後、最大吸入時にチューブクランプを使用して気管をクランプし、呼気一回換気量がキログラムあたり10ミリリットルであることを確認します。気管を横断し、クランプ部分を上に持ち上げて、外科的牽引を提供します。次に、重いメッツェンバウムハサミとフリーハンドで鈍い解剖を使用して食道から後気管を解剖します。残りの胸膜アタッチメントを分割します。左気管支の上下に大動脈を横断し、下行大動脈のセグメントで胸部から肺を取り除きます。クランプで肺の重さを量った後、すぐに氷でいっぱいのクーラーボックスに保管してください。500ミリリットルの充填された赤血球を灌流回路に追加して、最終容量の1.5リットルの灌流液に達することから始めます。データ記録のために肺の写真を撮ります。肺生検の場合は、1立方センチメートルの部分をゼロの絹縫合糸で囲み、結びます。次いで、この結ばれた部分を切除し、テキスト原稿に記載されているように組織分析用のハサミを使用して、生検セグメントを分割します。次に、3/8ハーフインチチューブアダプターを主肺動脈に固定するには、鉗子またはスナップを使用して主肺動脈の反対側をつかみます。次に、半インチの部分を持つアダプターを主肺動脈に挿入し、それを所定の位置に保持すると同時に、ゼロシルクまたはエチボンドタイを使用してアダプターを所定の位置に固定します。次に、肺をシリコンサポートメンブレンの仰臥位に置き、ESLPデバイスに接続します。気管気管支の位置近くの気管に2番目のチューブクランプを配置します。遠位クランプを取り外した後、気管内チューブで気管挿管し、2つの結束バンドを使用して所定の位置に固定します。次に、気管から近位クランプを解放する前に、チューブクランプを使用して換気ラインをクランプします。肺動脈アダプターを肺動脈ラインに接続します。主肺動脈が脱気されたら、灌流の時間を開始します。設定ページで、[ヒーターの開始]をクリックし、温度を摂氏38度に設定します。豚の体重を入力して、心拍出量を計算します。メインページで、持続的気道陽圧を20センチメートルの水に設定し、[持続的気道陽圧の開始]をクリックします。換気が始まったら、換気ラインのクランプを外します。動脈圧センサーをゼロにした後、チューブクランプで圧力センサーの上の肺動脈ラインをクランプします。センサーを開き、設定ページで肺動脈圧ゼロと血流ゼロをクリックし、メインページで測定値がゼロになっていることを確認します。圧力センサーの活栓を閉じて、ライン圧力を読み取ります。肺動脈カニューレへのラインを開きます。メインページで10%心拍出量を選択します。PAマニュアルに戻るをクリックして、肺ラインのクランプを解除します。ESLP中の結露を防ぐために、機械に固定する前に上蓋の灌流液を切り替えてください。遠心分析のために10ミリリットルの灌流液を吸引し、時間ゼロの動脈血ガスを吸引します。遠心分離の前にサンプルを氷上に置きます。肺を10分間灌流したら、流量を心拍出量の20%に増やします。灌流液の温度が摂氏32度に達したら、チャンバーの蓋をクランプで所定の位置に固定し、気密シールを作成します。肺が最適に配置され、空気漏れが修復されていることを確認してください。蓋をしっかりと固定した状態で、クランプ 継続的な気道陽圧をオフにする前に、換気チューブ。設定ページで、胸腔内圧、気道内圧、気流をゼロにします。次に、メインページで読み取り値がゼロになっていることを確認します。換気チューブを外す前に、[CPAPの開始]をクリックします。テキスト原稿に記載されている換気パラメータを設定し、[を押してベントを開始]をクリックして、負圧換気をアクティブにします。サイドポート換気チューブをチャンバーに取り付けます。次の数回の呼吸で、テキスト原稿に記載されているように換気パラメータを維持します。10分間の灌流後、流量を20%に増やし、20分間の灌流後、流量を30%心拍出量に増やします。デキストロースとインスリンをシステムに追加します。原稿の指示に従って、50%の心拍出量と脱酸素混合掃引ガスを使用して、5分間にわたって肺機能を評価します。保存モード中の奇数時間ごとに、将来の分析のために10ミリリットルの灌流液サンプルを採取します。1時間ごとに1ミリリットルの脱酸素器前動脈血ガスサンプルを採取し、5分間の評価モードの後に脱酸素剤の前後のポートから採取します。12時間の灌流および換気にわたる平均肺動脈圧、動的コンプライアンス、および肺血管抵抗の傾向は、採用されている特定のESLP実験プロトコルによって影響を受ける可能性があります。ここでは、負圧換気のex-situ肺灌流全体の5時間と11時間の評価時点での動脈酸素分圧と吸気酸素の割合の比の典型的な傾向を示します。浮腫形成は、内皮透過性に関連する炎症の別の重要な指標であり、12時間の陰圧換気ex-situ肺灌流の終わりに30%の典型的な体重増加を示します。灌流液は、全体的な肺状態の代理指標として機能します。したがって、灌流物の血液ガス分析は、肺の代謝状態に関する広範な情報を提供します。ESLPの評価モデルでは、12時間の走行中に3時間、5時間、7時間、9時間、11時間に発生し、左動脈酸素分圧の上昇傾向が観察されます。肺を外科的に切除するときは、できるだけ穏やかであり、迅速かつ効率的に動くことが非常に重要です。このデバイス、プロトコル、およびラボの確立により、臨床試験が成功し、ドナー肺の保存と再調整を延長するいくつかの発見がもたらされました。

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

マウスにおける急性肺障害を誘発するために圧力制御された換気

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

マウス肺の病理生理学を研究するための非侵襲的気管内挿管

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

孤立の方法<em&gt;エクスビボ</emラットモデルにおける&gt;肺灌流：ラットEVLPプログラムの開発の教訓

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

Ex Vivo常温肝灌流の小さな動物モデル

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

マウスにおける気腫の評価に対する一定圧力下での肺固定

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

常温動作モードの場心の灌流 Ex: 心機能と代謝の評価

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

移植前の膵臓同種移植片の保存のための標準母性 Ex vivo 膵臓灌流

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

循環器死後の管理された提供における腹部正常局所灌流と組み合わせた肺の急速な回復の調達

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

Ex-situ灌流中のドナー心臓の機能評価:圧力-体積ループと表面心エコー検査からの洞察

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