Détermination du débit cardiaque dans un modèle porcin pour la perfusion pulmonaire ex vivo
Summary
Ce protocole décrit la technique chirurgicale utilisée pour la mise en place d’un cathéter de thermodilution dans la veine jugulaire chez les porcs afin d’estimer le débit cardiaque et d’assurer une perfusion pulmonaire adéquate lors d’une perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP).
Abstract
En raison de leurs similitudes physiologiques avec les humains, les porcs sont utilisés comme modèles expérimentaux pour la perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP). L’EVLP est une technique qui perfore les poumons qui ne sont pas adaptés à la transplantation via une pompe de circulation extracorporelle afin d’améliorer leur fonction et d’augmenter leur viabilité. Les protocoles EVLP existants se différencient par le type de solution de perfusion et le débit de perfusion, qui varie de 40 % à 100 % du débit cardiaque (CO) estimé en fonction de la surface corporelle (BSA). Les appareils de mesure du CO utilisent des principes physiques simples et d’autres modèles mathématiques. La thermodilution dans les modèles animaux continue d’être la norme de référence pour l’estimation du CO en raison de sa simplicité et de sa facilité de reproduction. Par conséquent, l’objectif de cette étude était de reproduire la mesure du CO par thermodilution chez les porcs et de comparer sa précision et son exactitude avec celles obtenues par la BSA, le poids et la méthode de Fick, afin d’établir le débit de perfusion pendant l’EVLP. Chez 23 porcs, un cathéter de thermodilution a été placé dans la veine jugulaire droite, et l’artère carotide du même côté a été canulée. Des échantillons de sang ont été prélevés pour la gosométrie, et le CO a été estimé par thermodilution, surface corporelle ajustée, principe de Fick et par poids corporel. Le CO obtenu par la BSA était plus élevé (p = 0,0001, ANOVA, Tukey) que celui obtenu par les autres méthodes. Nous concluons que, bien que les méthodes utilisées dans cette étude pour estimer le CO soient fiables, il existe des différences significatives entre elles ; Par conséquent, chaque méthode doit être évaluée par l’investigateur afin de déterminer laquelle répond aux besoins du protocole.
Introduction
Dans les centres de transplantation pulmonaire, la perfusion pulmonaire ex vivo (EVLP) est un outil qui permet d’augmenter le potentiel de don de poumons qui ne répondent pas aux critères standard de transplantation1. Ceci est réalisé en préservant et en améliorant la fonctionnalité pulmonaire des donneurs en état de mort cérébrale ou en arrêt cardiaque, ainsi qu’en évaluant les performances pulmonaires avant la transplantation 2,3,4. En EVLP, une pompe de circulation extracorporelle permet la perfusion du poumon à travers un échangeur de gaz à membrane et un filtre piégeage des leucocytes5.
À ce jour, plusieurs protocoles EVLP ont été décrits (Toronto, Lund et Organ Care System). Ceux-ci sont différenciés par le type de solution de perfusion utilisée, si l’oreillette gauche est maintenue ouverte ou fermée pendant la perfusion, et par le débit de perfusion, qui varie de 40% à 100% (selon la technique utilisée) du débit cardiaque (CO) estimé du donneur 6,7,8. Le CO est la quantité de sang pompée par le cœur par minute9 et est le mécanisme par lequel la perfusion tissulaire est maintenue. Ainsi, la surveillance du CO assure une bonne oxygénation des tissus. Le CO, un produit de la fréquence cardiaque et du volume systolique, est mesuré en litres 10,11,12. Cependant, cette approche pour maintenir la perfusion tissulaire dépend également d’autres facteurs, tels que le retour veineux, l’utilisation périphérique de l’oxygène, la résistance vasculaire systémique, la respiration, le volume sanguin total et la position corporelle12.
Il existe plusieurs appareils de mesure et de surveillance du CO, dont certains utilisent des principes physiques simples, tandis que d’autres utilisent des modèles mathématiques. Ces méthodes comprennent le principe de Fick, la thermodilution (dilution transpulmonaire ou au lithium), l’analyse de l’onde de pression artérielle pour estimer le volume systolique (SV), et des méthodes moins invasives telles que le Doppler ou la bioréactance thoracique. Cependant, aucun appareil de surveillance du CO ne peut répondre à toutes les exigences cliniques en raison des limites de la technique de surveillance correspondante10,13.
La mesure du CO par thermodilution transcardiaque est une méthode simple et facilement reproductible chez le porc. Il s’agit de placer un cathéter avec une thermistance dans l’artère pulmonaire et d’injecter un volume de liquide à une température inférieure à celle du sang. La thermistance détecte les changements de température au fil du temps, qui sont ensuite tracés sous la forme d’une courbe, l’aire sous la courbe représentant le volume minute14. Diverses études ont montré que pour les modèles animaux EVLP, le CO peut être calculé en poids (100 mL/kg)15, par thermodilution et par la méthode de Fick10,13. Cependant, en clinique, le CO est calculé à l’aide de l’indice cardiaque (IC), qui est le CO ajusté à la surface corporelle du donneur16. Néanmoins, il n’existe pas d’études comparant ces méthodes dans des modèles expérimentaux de porcs.
L’objectif de cette étude était de reproduire la mesure du CO par thermodilution chez les porcs et de comparer sa précision et son exactitude avec celles obtenues à l’aide du CO ajusté par la BSA, le poids et la méthode de Fick pour établir le débit de perfusion pendant l’EVLP.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’EVLP chez le porc a une traduction directe dans la pratique clinique humaine, compte tenu de la comparabilité de la taille, de la physiologie et de la séquence génomique des deux espèces22. Selon le protocole EVLP sélectionné par le chercheur, la mesure du CO est essentielle pour déterminer le débit nécessaire à la perfusion des poumons. De plus, en fonction des ressources et des connaissances disponibles, la méthode appropriée peut être choisie. Cependant, aucune étude n’a com…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier Roberto, Rueda et Sergio Martínez pour leur aide technique inestimable en matière de soutien technique avec les animaux.
Materials
| Anesthesia machine | General Electric | Carescape 620 | |
| Atropine | Amixteria, Stern Pharma GmbH | ||
| Catheter Insyte Autoguard 20 GA | Becton Dickinson | 381434 | |
| Electrocautery pencil | BBraun Aesculap | GN211 | |
| Endotracheal tube with a 7 Fr balloon | Rush | MG 027770 002 | |
| Fentanyl | Janssen-Cilag | ||
| Iodopovidone | Degasa | NDC6732635208 | |
| Laryngoscope | Riester | ||
| Lidocaine Spray | Pisa | ||
| Pressure transducers | Edwards Lifesciences | PX260 | |
| Propofol | Pisa | ||
| Sevofluorane | Pisa | ||
| Silk sutures 2-0 | Covidien | GS833 | |
| Sodium pentobarbital | Pfizer | ||
| straight blade of laryngoscope #3 | Miller; Riester | ||
| Swan-Ganz 5Fr thermodilution catheter | Arrow Thermodilution Ballon Catheter | Ref AI-07165 | |
| Tiletamine-zolazepam | Virbac | ||
| Vecuronium bromide | Pisa |
References
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