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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Esta investigación fue financiada en nombre de The Hospital Research Foundation.

Los procedimientos realizados en este manuscrito cumplen con las directrices del Consejo Canadiense de Cuidado de Animales y la guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio. El comité institucional de cuidado de animales de la Universidad de Alberta aprobó los protocolos. Se utilizaron exclusivamente cerdos juveniles de Yorkshire hembras de entre 35 y 50 kg. Se requirió una capacitación adecuada en bioseguridad por parte de todas las personas involucradas en los procedimientos de ESLP. En la <strong class="...

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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>

Hay varios pasos quirúrgicos críticos junto con la solución de problemas necesarios para garantizar una ejecución exitosa de ESLP. Los pulmones porcinos juveniles son extremadamente delicados en comparación con los pulmones humanos adultos, por lo que el cirujano procurador debe tener cuidado al manipular pulmones porcinos. Es fundamental intentar una técnica "sin contacto" para evitar causar trauma y atelectasia al diseccionar los pulmones. "Sin contacto" significa usar la cantidad mínima de manipulación manual ...

El trasplante de pulmón (LTx) sigue siendo el estándar de atención para la enfermedad pulmonar terminal1; sin embargo, LTx tiene limitaciones significativas, incluyendo la utilización inadecuada de órganos del donante2 y una mortalidad en lista de espera del 40%3, que es más alta que cualquier otro trasplante de órganos sólidos 4,5. Las tasas de utilización de órganos de donantes son bajas (20-30%) debido a problemas de calidad de órganos. La distancia geográfica excesiva de transporte, agravada por los estrictos criterios de aceptación de órganos de donantes, exacerba estas preocupaciones de calidad. LTx también está detrás de otros trasplantes de órganos sólidos en términos de injertos a largo plazo y resultados para pacientes2. La disfunción primaria del injerto (DGP), causada con mayor frecuencia por lesión por reperfusión isquémica (IRI), representa la principal causa de mortalidad y morbilidad a los 30 días después de la LTx y aumenta el riesgo de disfunción crónica del injerto 6,7. Los esfuerzos para disminuir la IRI y extender los tiempos de transporte seguros son primordiales para mejorar los resultados de los pacientes.
La perfusión pulmonar ex situ (ESLP) es una tecnología innovadora que se ha mostrado prometedora para atenuar estas limitaciones. ESLP facilita la preservación, evaluación y reacondicionamiento de los pulmones de los donantes antes del trasplante. Ha mostrado resultados satisfactorios a corto y largo plazo después del trasplante de pulmones de donante de criterio extendido (ECD), contribuyendo a un aumento en el número de pulmones de donantes adecuados para LTx, con tasas de utilización de órganos que aumentan en un 20% en algunos centros 8,9,10. En comparación con el estándar clínico actual para LTx, la preservación estática en frío (CSP), ESLP ofrece varias ventajas: el tiempo de preservación de órganos no se limita a 6 h, la evaluación de la función del órgano es posible antes de la implantación, y debido a la perfusión continua de órganos, se pueden realizar modificaciones al perfusiónto que optimiza la función del órgano11.
La gran mayoría de los dispositivos ESLP actuales diseñados para uso humano utilizan ventilación con presión positiva (PPV); sin embargo, la literatura reciente ha indicado que esta estrategia de ventilación es inferior a la ventilación con presión negativa (VPN) ESL, con PPV que induce una lesión pulmonar inducida por el ventilador más significativa12,13,14,15. Tanto en pulmones humanos como porcinos, el NPV-ESLP exhibe una función orgánica superior en comparación con la perfusión pulmonar ex situ de presión positiva (PPV-ESLP) en varios dominios fisiológicos, incluida la producción de citoquinas proinflamatorias, el edema pulmonar y la formación de ampollas15. La distribución homogénea de la presión intratorácica en toda la superficie pulmonar en el VPN-ESLP ha sido sugerida como un factor significativo subyacente a esta ventaja15,16. Además de sus beneficios preclínicos, la seguridad clínica y la viabilidad del NPV-ESLP han sido demostradas en un ensayo clínico reciente17. Utilizando un nuevo dispositivo NPV-ESLP, doce pulmones humanos de donantes de criterios extendidos se preservaron, evaluaron y posteriormente trasplantaron con éxito con una supervivencia del 100% a 30 días y 1 año.
El objetivo del presente manuscrito es demostrar un protocolo de trabajo del dispositivo NPV-ESLP de nuestro laboratorio utilizando pulmones porcinos juveniles en condiciones normotérmicas durante 12 h de duración. La recuperación quirúrgica se cubre en detalle, y también se describen el inicio, la gestión y la terminación de nuestra plataforma de software personalizado. También se explica la estrategia para la recolección de tejidos y el manejo de las muestras.

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	<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

El trasplante de pulmón (LTx) sigue siendo el estándar de atención para la enfermedad pulmonar terminal. La escasez de órganos de donantes adecuados y las preocupaciones sobre la calidad de los órganos de los donantes exacerbadas por la distancia geográfica excesiva de transporte y los estrictos criterios de aceptación de órganos de donantes plantean limitaciones a los esfuerzos actuales de LTx. La perfusión pulmonar ex situ (ESLP) es una tecnología innovadora que se ha mostrado prometedora para atenuar estas limitaciones. La ventilación fisiológica y la perfusión de los pulmones fuera del medio inflamatorio del cuerpo donante ofrecen a ESLP varias ventajas sobre la preservación estática en frío (CSP) tradicional. Existe evidencia de que la ESLP de ventilación con presión negativa (VPN) es superior a la ESLP de ventilación con presión positiva (VPP), y el VPP induce una lesión pulmonar inducida por el ventilador más significativa, producción de citoquinas proinflamatorias, edema pulmonar y formación de ampollas. La ventaja del VPN se debe quizás a la distribución homogénea de la presión intratorácica en toda la superficie pulmonar. La seguridad clínica y la viabilidad de un dispositivo NPV-ESLP personalizado se han demostrado en un ensayo clínico reciente con pulmones humanos de donantes con criterios extensores (ECD). En este documento, el uso de este dispositivo personalizado se describe en un modelo porcino juvenil de NPV-ESLP normotérmico durante una duración de 12 h, prestando especial atención a las técnicas de manejo. Se especifica la preparación prequirúrgica, incluida la inicialización del software ESLP, el cebado y la desaireación del circuito ESLP, y la adición de agentes antitrombóticos, antimicrobianos y antiinflamatorios. Se describen las técnicas intraoperatorias de inserción de vía central, biopsia pulmonar, exsanguición, recolección de sangre, cardiectomía y neumonectomía. Además, se presta especial atención a las consideraciones anestésicas, con la inducción de la anestesia, el mantenimiento y las modificaciones dinámicas esbozadas. El protocolo también especifica la inicialización, el mantenimiento y la terminación de la perfusión y ventilación del dispositivo personalizado. Las técnicas dinámicas de manejo de órganos, incluidas las alteraciones en la ventilación y los parámetros metabólicos para optimizar la función del órgano, se describen a fondo. Finalmente, la evaluación fisiológica y metabólica de la función pulmonar se caracteriza y representa en los resultados representativos.

Al comienzo de la perfusión pulmonar y la ventilación (modo de preservación), los pulmones generalmente tendrán una presión arterial pulmonar baja (< 10 mmHg) y una baja distensibilidad dinámica (< 10 ml / mmHg) a medida que el perfusato se calienta a normotermia. Los cerdos de Yorkshire que pesan 35-50 kg generalmente resultan en pulmones que pesan 350-500 g. Durante la primera hora de VPN-ESLP, los volúmenes corrientes espiratorios medidos (TVe) son de 0-2 ml / kg, y los volúmenes corrientes inspiratorios (TVi)...

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

Este documento describe un modelo porcino de ventilación con presión negativa ex situ de perfusión pulmonar, incluida la adquisición, fijación y gestión en la plataforma personalizada. La atención se centra en las técnicas anestésicas y quirúrgicas, así como en la resolución de problemas.

Ventilación Normatérmica con Presión Negativa Perfusión Pulmonar Ex Situ : Evaluación de la Función Pulmonar y el 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 ...

El Dr. Darren Freed creó este dispositivo ESLP, y utiliza tecnología y software patentados de ventilación con presión negativa, que no se pueden ver en ningún otro lugar en el campo de la investigación de ESLP. Nuestro laboratorio ha demostrado previamente que la ventilación con presión negativa causa menos lesión pulmonar durante la ESLP en comparación con la ventilación con presión positiva. Esto es probablemente debido al mecanismo más fisiológico de la ventilación con presión negativa.Este dispositivo y protocolo están diseñados para extender el tiempo de preservación segura de los pulmones de los donantes y para reacondicionar los pulmones marginales a estándares aceptables de trasplante. El dispositivo en sí es muy simple de operar. El mayor desafío es extirpar quirúrgicamente los pulmones de los cerdos juveniles sin causar ninguna lesión.Son extremadamente frágiles en comparación con los pulmones humanos adultos. Comience por mantener el volumen corriente espiratorio de 10 mililitros por kilogramo aumentando las presiones máximas para el reclutamiento alveolar máximo. Realizar una esternotomía de línea media.Use electrocauterio para incidir la piel y el tejido subcutáneo. Diseccionar sin rodeos las uniones de tejidos blandos de la tabla posterior del esternón inferior. Use una sierra esternal para dividir el esternón.Inserte un retractor esternal y ábralo de par en par. Después de realizar la cardiectomía, abra y retire la pleura mediastínica bilateralmente para exponer los pulmones. Luego divida las uniones pleurales del diafragma hacia el lóbulo pulmonar inferior izquierdo, usando un retractor Deaver para sostener el diafragma hacia arriba.Ahora, divide el ligamento pulmonar inferior a la izquierda y continúa hacia el hilio. A continuación, divida la vena cava inferior y las uniones pleurales del diafragma, y luego retraiga el diafragma hacia arriba usando el retractor Deaver. Divida el ligamento pulmonar inferior en el lado derecho y continúe hacia el hilio.Luego divida la vena innominada y arquee los vasos para exponer la tráquea. Después de diseccionar sin rodeos el tejido que rodea la tráquea, sujete la tráquea con una abrazadera de tubo en la inhalación máxima, asegurándose de que el volumen corriente espiratorio sea de 10 mililitros por kilogramo. Transecto la tráquea y levante la porción de la pinza hacia arriba para proporcionar tracción quirúrgica.Luego disecciona la tráquea posterior del esófago usando una disección roma con tijeras pesadas de Metzenbaum y una mano libre. Divida cualquier accesorio pleural restante. Transectar la aorta por encima y por debajo del bronquio izquierdo y extraer los pulmones del tórax con un segmento de aorta descendente.Después de pesar los pulmones con la pinza, guárdelos rápidamente en un refrigerador lleno de hielo. Comience agregando 500 mililitros de glóbulos rojos empaquetados al circuito de perfusión para alcanzar un volumen final de 1.5 litros de perfusión. Tome fotografías de los pulmones para registros de datos.Para la biopsia pulmonar, rodee una porción de un centímetro cúbico con cero sutura de seda y átela. Luego extirpe esta porción atada, usando tijeras para el análisis de tejidos como se describe en el manuscrito de texto, y divida el segmento de biopsia. Luego, para asegurar el adaptador de tubo de media pulgada de 3/8 a la arteria pulmonar principal, agarre los lados opuestos de la arteria pulmonar principal con fórceps o broches.Luego, inserte el adaptador con la porción de media pulgada en la arteria pulmonar principal y manténgalo en su lugar mientras asegura simultáneamente el adaptador en su posición usando lazos de seda cero o Ethibond. Ahora coloque los pulmones en posición supina sobre la membrana de soporte de silicona y conéctelos al dispositivo ESLP. Coloque una segunda pinza de tubo en la tráquea cerca de la ubicación del bronquio traqueal.Después de retirar la pinza más distal, intubar la tráquea con el tubo endotraqueal y asegurarla en posición con dos bridas. Luego sujete la línea de ventilación con una abrazadera de tubo antes de liberar la pinza proximal de la tráquea. Conecte el adaptador de la arteria pulmonar a la línea de la arteria pulmonar.Una vez que la arteria pulmonar principal esté desaireada, comience el tiempo de perfusión. En la página de configuración, haga clic en iniciar calentador y establezca la temperatura en 38 grados centígrados. Ingrese el peso del cerdo para calcular el flujo de gasto cardíaco.En la página principal, establezca la presión positiva continua en las vías respiratorias en 20 centímetros de agua y haga clic en iniciar presión positiva continua en las vías respiratorias. Cuando comience la ventilación, desenganche la línea de ventilación. Después de poner a cero el sensor de presión arterial, sujete la línea de la arteria pulmonar por encima del sensor de presión con la abrazadera de tubo.Abra el sensor, haga clic en cero presión arterial pulmonar y cero flujo sanguíneo en la página de configuración y confirme que las lecturas están a cero en la página principal. Cierre la llave de paso del sensor de presión para leer la presión de la línea. Abra la línea a la cánula de la arteria pulmonar.Seleccione 10% de gasto cardíaco en la página principal. Haga clic en volver al manual de PA y desenganche la línea pulmonar. Cambie la solución de perfusión en la tapa superior antes de asegurarla a la máquina para evitar la formación de condensación durante el ESLP.Extraiga 10 mililitros de perfusato para el análisis centrífugo y extraiga una gasometría arterial de tiempo cero. Coloque la muestra en hielo antes de la centrifugación. Una vez que los pulmones se han perfundido durante 10 minutos, aumentar el flujo al 20% del gasto cardíaco.Cuando la temperatura de perfusión alcance los 32 grados centígrados, asegure la tapa de la cámara en su lugar con abrazaderas para crear un sello hermético. Asegúrese de que los pulmones estén posicionados de manera óptima y que se reparan las fugas de aire. Con la tapa asegurada, sujete el tubo de ventilación antes de apagar la presión positiva continua en las vías respiratorias.En la página de configuración, seleccione presión intratorácica cero, presión de las vías respiratorias y flujo de aire. Luego, confirme que las lecturas están a cero en la página principal. Haga clic en iniciar CPAP antes de dessujetar el tubo de ventilación.Establezca los parámetros de ventilación mencionados en el texto manuscrito y haga clic en presionar para iniciar la ventilación para activar la ventilación con presión negativa. Conecte el tubo de ventilación del puerto lateral a la cámara. Durante las siguientes respiraciones, mantenga los parámetros de ventilación como se menciona en el texto manuscrito.Después de 10 minutos de perfusión, aumente el flujo al 20% y después de 20 minutos de perfusión, aumente el flujo al 30% de gasto cardíaco. Agregue dextrosa e insulina al sistema. Evaluar la función pulmonar, utilizando un gasto cardíaco del 50% y un gas de barrido mixto desoxigenante durante una duración de cinco minutos, según las instrucciones del manuscrito.En cada hora impar durante el modo de conservación, extraiga una muestra de 10 mililitros de perfusado para análisis futuros. Extraiga un mililitro de muestra de gas arterial predesoxigenadora cada hora y de los puertos previos y posteriores al desoxigenador después de cinco minutos del modo de evaluación. Las tendencias en la presión arterial pulmonar media, la distensibilidad dinámica y la resistencia vascular pulmonar durante 12 horas de perfusión y ventilación pueden verse afectadas por el protocolo experimental específico de ESLP empleado.Aquí se demuestra una tendencia típica para la relación de presión parcial de oxígeno arterial y fracción de oxígeno inspirado en los puntos de tiempo de evaluación de cinco y 11 horas durante la perfusión pulmonar ex situ de ventilación con presión negativa. La formación de edema es otro índice importante de inflamación asociado con la permeabilidad endotelial, demostrando un aumento de peso típico del 30% al final de 12 horas de ventilación con presión negativa de perfusión pulmonar ex situ. El perfusato actúa como un indicador sustituto del estado pulmonar general.Por lo tanto, el análisis de gases en sangre del perfusión proporciona amplia información sobre el estado metabólico de los pulmones. Durante el modelo de evaluación de ESLP, que ocurre a las tres, cinco, siete, nueve y 11 horas durante una carrera de 12 horas, se observa una tendencia al alza en la presión parcial izquierda de oxígeno. Es muy importante ser lo más suave posible al extirpar quirúrgicamente los pulmones y también moverse rápida y eficientemente.El establecimiento de este dispositivo, protocolo y laboratorio ha llevado a un ensayo clínico exitoso y varios descubrimientos que prolongan la preservación y el reacondicionamiento de los pulmones de los donantes.

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

La presión de la ventilación controlada para inducir la lesión pulmonar aguda en ratones

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

Investigación

Medicina

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

No Invasiva Intratraqueal Intubación para Estudiar la Patología y Fisiología de pulmón de ratón

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

Método de aislados<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Perfusión pulmonar en un modelo de rata: Lecciones Aprendidas de Desarrollo de un Programa EVLP Rata

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 Normotérmica máquina de perfusión de hígados de donantes

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 pequeño modelo de la perfusión hepática normotérmica 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

Fijación pulmonar bajo presión constante para la evaluación del enfisema en ratones

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

Normotérmica Ex Situ corazón perfusión en modo de trabajo: evaluación de la función cardiaca y el 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

Perfusión pancreática normothermic ex vivo para la preservación de los aloinjertos pancreáticos antes del trasplante

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

Obtención de recuperación rápida pulmonar combinada con perfusión regional normatérmica abdominal en donación controlada después de la muerte circulatoria

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

Evaluación funcional del corazón donante durante la perfusión ex situ : perspectivas de los bucles de presión-volumen y la ecocardiografía de superficie

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