Name: functional assessment of the donor heart during ex situ perfusion: insights from pressure-volume loops and surface echocardiography
Uploaded: 2022-10-11T13:20:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Assessment of the Donor Heart During Ex Situ Perfusion: Insights from Pressure-Volume Loops and Surface Echocardiography at JoVE.com

Instituto Georges López, Lissieu, 69380, Francia
Claudia Lacerda, General Electric Healthcare, Buc, Francia

El presente protocolo fue aprobado por el comité de ética local sobre experimentos con animales y por el Comité Institucional de Bienestar Animal (APAFIS#30483-2021031811339219 v1, Comité de Ética Animal de la Universidad de París Saclay, Francia). Los animales fueron tratados de acuerdo con las Directrices para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio desarrolladas por el Instituto Nacional de Salud y con los Principios de Cuidado de Animales de Laboratorio desarrollados por la Sociedad Nacional de Investigaci?...

<ol>
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Annual report 2018 Eurotransplant International Foundation Available from: <a target="_blank" href="https://www.eurotransplant.org/cms/mediaobject.php?file=ET_Jaarv">https://www.eurotransplant.org/cms/mediaobject.php?file=ET_Jaarv</a> (2018)</li><li>Guglin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=How+to+increase+the+utilization+of+donor+hearts.">How to increase the utilization of donor hearts.</a> Heart Failure Reviews. 20 (1), 95-105 (2015).</li><li>Tuttle-Newhall, J. E. <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:+1998-2007.">Organ donation and utilization in the United States: 1998-2007.</a> American Journal of Transplantation. 9 (4), 879-893 (2009).</li><li>Dronavalli, V. B., Banner, N. R., Bonser, R. 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Hay algunos pasos críticos a considerar en el protocolo NESP. La evaluación preliminar in situ del corazón siguió siendo importante, especialmente teniendo en cuenta la válvula aórtica que no debe presentar regurgitación aórtica significativa (grado 2 o más); de lo contrario, la reanimación del corazón se verá comprometida durante el período de Langendorff debido a la alteración de la perfusión coronaria y la isquemia miocárdica. El inicio de la WM después de la perfusión de Langendorff fue un...

El trasplante de corazón es el tratamiento estándar de oro para la insuficiencia cardíaca avanzada, pero está limitado por la escasez actual de órganos1. Un número creciente de corazones de donantes con criterios extendidos (edad >45 años, factores de riesgo cardiovascular, flujo bajo prolongado, disfunción ventricular izquierda aguda secundaria a tormenta catecolaminérgica) tienen un mayor riesgo de fracaso primario del injerto2. Además, los corazones donados después de la muerte circulatoria controlada (DCD) pueden presentar lesión miocárdica secundaria a isquemia caliente prolongada3. Por lo tanto, existe la necesidad de una mejor evaluación de estos corazones de donantes antes del trasplante, especialmente para evaluar su elegibilidad para el trasplante de corazón 4,5.
La perfusión normothermic ex situ (NESP) preserva el latido del corazón utilizando sangre oxigenada caliente. El único dispositivo disponible comercialmente para NESP preserva el corazón en un estado que no funciona (modo Langendorff). Este enfoque se aplicó inicialmente para ampliar la preservación del injerto más allá del período crítico de 4 h de isquemia fría6. Otra ventaja importante de esta tecnología es proporcionar una evaluación continua de la viabilidad miocárdica basada en la concentración de lactato en el perfusiónto6. Sin embargo, esta evaluación bioquímica nunca se ha correlacionado con los resultados posteriores al trasplante hasta la fecha. Del mismo modo, el modo Langendorff para NESP no permite la evaluación hemodinámica y funcional del corazón antes del trasplante. Algunos autores han relatado el beneficio potencial del cateterismo intracardíaco durante la NESP para predecir la recuperación miocárdica después del trasplante7.
El presente informe tiene como objetivo proporcionar una metodología reproducible para evaluar el rendimiento cardíaco del donante durante la NESP. Se modificó el circuito para permitir la perfusión en modo de trabajo y, por lo tanto, para la adquisición de variables funcionales no invasivas con ecocardiografía epicárdica. El índice de trabajo miocárdico, una variable independiente de la carga, se registró mediante bucles presión-deformación. Se investigaron las relaciones entre el trabajo miocárdico y las variables hemodinámicas obtenidas del cateterismo de conductancia intracardíaca.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>3T Heater Cooler System</td>
			<td>Liva Nova, Ch&#226;tillon, France</td>
			<td>IM-00727 A</td>
			<td>Extracorporeal Heater Cooler device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-0 polypropylene suture</td>
			<td>Peters, bobigny, France</td>
			<td>20S15B</td>
			<td>sutures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5-0 polypropylene suture</td>
			<td>Peters, bobigny, France</td>
			<td>20S10B</td>
			<td>sutures</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adenosine</td>
			<td>Efisciens BV, Rotterdam, Netherlands</td>
			<td>9088309</td>
			<td>Drugs for the ex-vivo perfusion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adrenaline</td>
			<td>Aguettant, Lyon, France</td>
			<td>600040</td>
			<td>Drugs for the ex-vivo perfusion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Atracurium</td>
			<td>Pfizer Holding France, Paris, France</td>
			<td>582547</td>
			<td>Drugs for the induction of the anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DeltaStream</td>
			<td>Fresenius Medical Care, L&#8217;Arbresle, France</td>
			<td>MEH2C4024</td>
			<td>Extracorporeal blood pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EKG epicardial electrodes</td>
			<td>Cardinal Health LLC, Waukegan, Illinois, USA</td>
			<td>31050522</td>
			<td>EKG detection electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>External pacemaker</td>
			<td>Medtronic Inc. Minneapolis, Minneapolis, USA</td>
			<td>5392</td>
			<td>Pacemaker device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose 5%</td>
			<td>B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td>
			<td>3400891780017</td>
			<td>Drugs for the priming solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heart Perfusion Set, Organ Care System</td>
			<td>Transmedics, Andover, MA, USA</td>
			<td>Ref#1200</td>
			<td>Normothermic ex-vivo heart perfusion device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intellivue MX550</td>
			<td>Philips Healthcare, Suresnes, France</td>
			<td>NA</td>
			<td>Permanent monitoring system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Istat 1</td>
			<td>Abbott, Chicago, Ill, USA</td>
			<td>714336-03O</td>
			<td>Blood Analyzer machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Labchart</td>
			<td>AD Instruments Ltd, Paris, France</td>
			<td>LabChart&#160;v8.1.21</td>
			<td>Pressure Volume loops aquisition software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium</td>
			<td>Aguettant, Lyon, France</td>
			<td>564 780-6</td>
			<td>Drugs for the cardioplegia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Sulfate</td>
			<td>Aguettant, Lyon, France</td>
			<td>600111</td>
			<td>Drugs for the cardioplegia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mannitol 20%</td>
			<td>Macopharma, Mouvoux, France</td>
			<td>3400891694567.00</td>
			<td>Drugs for the cardioplegia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methylprednisolone</td>
			<td>Mylan S.A.S, Saint Priest, France</td>
			<td>400005623</td>
			<td>Drugs for the priming solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Millar Conductance Catheter</td>
			<td>AD Instruments Ltd, Paris, France</td>
			<td>Ventri-Cath 507</td>
			<td>Pressure Volume loops conductance catheter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MWI software</td>
			<td>General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA</td>
			<td>NA</td>
			<td>software used for the Ultrasound echocardiographic machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orotracheal probe</td>
			<td>Smiths medical ASD, Inc., Minneapolis, Minneapolis, USA</td>
			<td>100/199/070</td>
			<td>probe for the intubation during anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride 10%</td>
			<td>B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td>
			<td>3400892691527.00</td>
			<td>Drugs for the cardioplegia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propofol</td>
			<td>Zoetis France, Malakoff, France</td>
			<td>8083511</td>
			<td>Drugs for the induction of the anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quadrox-I small Adult Oxygenator</td>
			<td>Getinge, G&#246;teborg, Sweden</td>
			<td>BE-HMO 50000</td>
			<td>Extracorporeal blood oxygenator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ringer solution</td>
			<td>B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany</td>
			<td>DKE2323</td>
			<td>Drugs for the cardioplegia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Bicarbonate</td>
			<td>Laboratoire Renaudin, itxassou, France</td>
			<td>3701447</td>
			<td>Drugs for the cardioplegia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Aguettant, Lyon, France</td>
			<td>606726</td>
			<td>Drugs for the priming solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Swan Ganz Catheter</td>
			<td>Merit Medical, south jordan, utah, USA</td>
			<td>5041856</td>
			<td>Right pressure and cardiac output probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tiletamine</td>
			<td>Virbac France, Carros, France</td>
			<td>3597132126021.00</td>
			<td>Drugs for the induction of the anesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transesophagus probe (3&#8211;8 MHz 6VT)</td>
			<td>General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Ultrasound echocardiographic transesophagus probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vivid E95 ultraSound Machine</td>
			<td>General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA</td>
			<td>NA</td>
			<td>Ultrasound echocardiographic machine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xyloca&#239;ne 2%</td>
			<td>Aspen, Reuil-malmaison, France</td>
			<td>600550</td>
			<td>Drugs for the cardioplegia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zolazepam</td>
			<td>Virbac France, Carros, France</td>
			<td>3597132126021.00</td>
			<td>Drugs for the induction of the anesthesia</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional assessment of the donor heart during ex situ perfusion: insights from pressure-volume loops and surface echocardiography

El trasplante de corazón sigue siendo el tratamiento estándar de oro para la insuficiencia cardíaca avanzada. Sin embargo, la actual escasez crítica de órganos ha resultado en la asignación de un número creciente de corazones de donantes con criterios extendidos. Estos injertos marginales se asocian con un alto riesgo de fracaso primario del injerto y pueden beneficiarse de la perfusión ex situ antes del trasplante. Esta tecnología permite la preservación extendida de órganos utilizando perfusión de sangre oxigenada caliente con monitoreo metabólico continuo. El único dispositivo NESP actualmente disponible para la práctica clínica perfunde el órgano en un estado descargado que no funciona, lo que no permite la evaluación funcional del corazón latiendo. Por lo tanto, desarrollamos una plataforma original de NESP en condiciones de modo de trabajo con ajuste de precarga y poscarga del ventrículo izquierdo. Este protocolo se aplicó en corazones porcinos. La evaluación funcional ex situ del corazón se logró con cateterismo de conductancia intracardíaca y ecocardiografía de superficie. Junto con una descripción del protocolo experimental, aquí informamos los principales resultados, así como las perlas y trampas asociadas con la adquisición de asas presión-volumen y potencia miocárdica durante NESP. Las correlaciones entre los hallazgos hemodinámicos y las variables ecográficas son de gran interés, especialmente para la rehabilitación adicional de los corazones de los donantes antes del trasplante. Este protocolo tiene como objetivo mejorar la evaluación de los corazones de los donantes para aumentar el grupo de donantes y reducir la incidencia de fracaso primario del injerto.

Aquí describimos un protocolo NESP en un estado de trabajo monoventricular, utilizando un módulo de perfusión cardíaca modificado generalmente empleado en la práctica clínica para la perfusión Langendorff del corazón del donante antes del trasplante. Este modelo de lechón de NESP utilizando el módulo personalizado actual se desarrolló en 2019. Las modificaciones del circuito fueron menores, ya que la mayor parte del circuito de perfusión fue reutilizado para experimentos. La tapa del módulo proporcionó una ...

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

Falta un enfoque no invasivo fiable para la evaluación funcional del corazón del donante durante la perfusión cardíaca ex situ normotérmica (NESP). A continuación se describe un protocolo para la evaluación ex situ del rendimiento miocárdico utilizando el método de ecocardiografía epicárdica y catéter de conductancia.

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 ...

La evaluación hemodinámica del corazón durante la perfusión ex situ aislada está mal descrita. Este protocolo proporciona un método para evaluar el rendimiento cardíaco ex situ en modo de trabajo. Nuestro enfoque compara la técnica invasiva de asa fotovoltaica con la ecocardiografía epicárdica para la evaluación funcional de su corazón durante la perfusión ex situ aislada.Este enfoque requiere una experiencia de equipo en perfusión cardíaca ex situ, junto con la participación de un cardiólogo capacitado para ecocardiografía transeosfágica. Una preocupación importante en el trasplante de corazón es el riesgo de fracaso primario del injerto. Nuestro enfoque que utiliza la ecocardiografía epicárdica proporciona una evaluación del corazón antes del trasplante durante la perfusión ex situ.Este método no invasivo podría aplicarse durante la perfusión cardíaca ex situ antes del trasplante. Comience colocando cuatro suturas de polipropileno cero en la aurícula derecha y en la aorta ascendente del animal anestesiado para asegurar la canulación con torniquetes. Infundir heparina y diseccionar cuidadosamente la raíz aórtica.Luego inserte una cánula venosa de doble etapa en la aurícula derecha para la recolección de sangre y una cánula de luz única en la aorta ascendente para la infusión de cardioplejia. Después de aislar la vena cava superior e inferior, conecte la cánula venosa a una bolsa recolectora de sangre que contiene 10, 000 unidades de heparina no fraccionada. Coloque el cuerpo del lechón en la posición de Trendelenberg para mejorar el drenaje de sangre en la bolsa colectora.Proceder a la procuración del corazón manteniendo dos centímetros del tronco pulmonar junto con la pared posterior de la aurícula izquierda. Coloque el corazón en una solución salina de cuatro grados Celsius y separe la aorta ascendente del tronco pulmonar. Verifique que la válvula aórtica y el osta coronario no estén lesionados.Inserte cuatro puntos de polipropileno sin cero, cinco milímetros por debajo de la sección distal de la aorta ascendente e inserte la cánula de infusión en la aorta. Apriete una abrazadera de manguera alrededor de la aorta para asegurar la cánula. Inserte una cánula de drenaje en el tronco pulmonar y asegúrela con una sutura de polipropileno de tres ceros.Cerrar la vena cava inferior y superior con cinco suturas de polipropileno cero. Cierre la pared posterior de la aurícula izquierda con una sutura de cuatro ceros de polipropileno. Inserte una cánula de ventilación izquierda a través de la pared posterior de la aurícula izquierda y atrape un torniquete alrededor.Inserte una cánula precargada en el apéndice auricular izquierdo y atrape un torniquete alrededor. Disminuya el flujo de la bomba a 200 mililitros por minuto. Conecte el corazón al conector aórtico después de desairear el conector.Ajustar la presión aórtica a 30 milímetros de mercurio a temperatura ambiente. Durante la reanimación, realice un masaje cardíaco suave hasta que se restablezca un ritmo sinusal. Aumente lentamente el flujo de la bomba dentro de 15 a 25 minutos por pasos de 50 mililitros por minuto para lograr una presión aórtica de 65 milímetros de mercurio.Al mismo tiempo, aumente la temperatura profusa en pasos de dos a cuatro grados centígrados para alcanzar los 37 grados centígrados. Una vez que se alcanza la presión aórtica requerida y la temperatura profusa, administre una descarga eléctrica a cinco julios si es necesario y repita hasta que se restablezca el ritmo sinusal. Asegure un electrodo epicárdico a la pared posterior del ventrículo derecho y conéctelo a un marcapasos externo.Luego conecte la cánula pulmonar a la línea de flujo coronario. Abra la línea de precarga y ajuste el flujo de la bomba para garantizar un llenado estable del depósito de precarga. Abra la línea de poscarga aórtica y sujete la línea principal del circuito utilizado para la perfusión de Langandorf.El depósito de poscarga se llenará progresivamente. Asegurar el drenaje del embalse mediante una línea de desbordamiento que lleve el profuso de vuelta al depósito principal del circuito. Iniciar la infusión de dobutamina a 0,04 miligramos por minuto.A continuación, retire la ventilación. Limpie el catéter de conductancia de siete coletas francesas con solución salina y conéctelo a la interfaz de hardware. Empuje suavemente el catéter en la vaina francesa introductora 8 previamente insertada a través del techo de la aurícula izquierda para alinearla con la válvula mitral.Detenga la estimulación epicárdica del corazón para evitar la interferencia con la señal de conductancia. Grabe los datos en un estado estable cuando la señal esté estabilizada. Seleccione una serie de 10 bucles consecutivos y abra el software de análisis.Para obtener la relación de volumen de presión sistólica final y diastólica final, registre la señal durante la oclusión de precarga. Sujete gradualmente la línea de profusión auricular hasta que la reducción de la precarga sea efectiva. Luego suelte lentamente la abrazadera.Después de colocar una cortina estéril alrededor del corazón, aplique la sonda a la pared superior de la aurícula izquierda y gire manualmente el transductor hasta obtener una vista de cuatro cámaras. Luego ejecute el monitor de sonda de ultrasonido para obtener tres y dos vistas de cámara. Para evaluar el MWI se procede a la adquisición de cuatro, tres, y dos vistas de cámara y se registra simultáneamente la presión arterial.Evalúe la tensión longitudinal global utilizando estas vistas y abra el software MWI. Utilice la presión arterial invasiva detectada por el sensor externo en el circuito de perfusión mediante la adquisición de bucles. Notifique manualmente al software los tiempos exactos de apertura y cierre de las válvulas aórtica y mitral.La evaluación ecocardiográfica durante la perfusión del modo de trabajo se realizó en la configuración personalizada. Las tres vistas ventriculares izquierdas se obtuvieron en cualquier momento en todos los experimentos. La tensión longitudinal global media de la fracción de eyección del ventrículo izquierdo y M W I fue de aproximadamente 40,8% menos 8,0% y 65 milímetros de mercurio, respectivamente.Los parámetros hemodinámicos se evaluaron mediante catéter de conductancia o ecocardiografía de superficie durante la perfusión en modo de trabajo. Durante el modo de trabajo de perfusión se observó una disminución significativa en M W I a lo largo del tiempo en todos los experimentos. Se observó una disminución similar en el gasto cardíaco y otros parámetros relacionados con la relación volumen de presión sistólica final.La sonda ecocardiográfica debe ubicarse en el techo de la aurícula izquierda. La requisición estable de al menos tres a seis ciclos de miocardio debe realizarse correctamente. Una evaluación metabólica del tejido miocárdico y la función endotelial aportaría una evaluación complementaria del injerto cardíaco durante la perfusión cardíaca ex situ para optimizar los ajustes de perfusión.

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Infarto de miocardio y la evaluación de resultados funcionales en los cerdos

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Investigación

Medicina

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