Methode Isolated<em> Ex vivo</em> Lung Perfusion in einem Rattenmodell: Lehren aus Entwicklung einer Ratte EVLP Programm gelernt

SYSTEMÜBERWACHUNG

Welche Dinge aussehen, wenn Experiment läuft gut:

Nachdem die Kanüle in der Schaltung gelegt, und die Lungen werden Belüften, gibt es mehrere Möglichkeiten, um sicherzustellen, das System einwandfrei arbeitet. Es darf keine Lecks an Perfusat in der gesamten Linie. Die pulmonalen Gefässwiderstands (PVR) sollte relativ konstant bleiben (unter der Annahme eines konstanten Fluss). Der Sauerstoffaustausch erhöhen sollte, wenn das Beatmungsgerät ordnungsgemäß funktioniert und die Erweiterung der Lungenbläschen, mehr für den Gasaustausch zu rekrutieren. 12A zeigt, gut belüftet und durchströmt die Lungen an die EVLP Schluss innerhalb des künstlichen Brustkorb verbunden.

Welche Dinge aussehen, wenn Experiment nicht gut läuft:

Es gibt ein paar gemeinsame Themen, die die höchste Rate des Auftretens während der Anfangsphase eines EVLP Experiment hatten. Die erste und einfachste to Mittel ist ein Leck in der Leitung, das aus der Lunge. Dies ist unter einem Teil der Schaltung und das Niveau im Vorratsbehälter kontinuierlich ab durch einen Pool von Perfusat Pooling bemerkbar. Überprüfen und ziehen Sie alle Schlauchanschlüsse auf der Austrittsbereich entfernen und überprüfen Sie den Schlauch selbst für ein Leck. Wenn dieses Leck vor der Lunge auftritt, kann es auch Blasen einzuführen in die Lunge. Dies sollte so schnell wie möglich beseitigt werden, wie Luftblasen in der Spülflüssigkeit wird in Gewebeschäden führen und bewirken eine signifikante Erhöhung der PVR. Es kann auch ein Leck aus der Lunge oder eine der Kanülen ist. Dies kann entweder durch ein Rutschen einer Kanüle oder eines Hindernisses in dem austretenden Leitungs verursacht einen Druckaufbau verursacht werden. Überprüfen Sie die Position für die beiden Kanülen, um sicherzustellen, weder verrutscht oder verdreht werden. Das PA Druck auch während dieses Prozesses zu überwachen, da ein momentaner Anstieg der PA-Druck ist ein deutliches Zeichen, dass ein Hindernis von einer Art ist vor kurzem stattgefunden hat. 12Bzeigt einen gerissenen Lunge, die durch hohe Drücke gebrochen. Ein Leck von der Lunge selbst kann auch durch einen Riss in dem Gewebe verursacht wird. Dieses Problem kann oder auch nicht, aber reparabel Neupositionierung und Nachziehen der Kanülen ist die beste Option in diesem Szenario.

Key Learning Punkte / Chancen:

Versuch und Irrtum Entwicklung der Ex-vivo Lungendurchblutung System hat uns erlaubt, mehrere wichtige Themen, die wir beschreiben hier, um eine effiziente Umsetzung des Systems zu erleichtern EVLP identifizieren. Erstens, in Bezug auf Beschaffung, ist es wichtig, dass Standard-Anästhesieverfahren eingehalten werden, um die Tiere (genug Betäubung Injektion in die Bauchhöhle) und die Einhaltung aller IACUC Politik erforderlich ist richtig betäuben. Die (in Figur 13 A, B und C gezeigt) Kanülen sollten wiederholt, um jegliche Gerinnsel und / oder Schmutz innerhalb der Lungen vasculat entfernen gespülture. In Bezug auf die Tierauswahl, empfehlen wir die Verwendung von Sprague-Dawley-Ratten mit einem Gewicht oder Lewis 250-350 g. Besondere Vorsicht ist geboten, wenn Kanülieren Ratten mit einem Gewicht in der Nähe von 250 g, da die Schiffe werden kleiner und daher viel schwieriger sein, ohne Verletzung der Gefäß kanülieren genommen werden. Wenn kleinere Ratten oder Mausmodell verwendet werden soll, müssen kleinere Kanüle verwendet werden soll.

Tracheale Kanüleneinführung üblicherweise nicht anspruchs solange die Naht korrekt, indem zuerst eine Seidennaht posterior zur Trachea nach Sezieren der umgebenden Faszie und vor Kanülierung gesichert. Folgen Sie dieser mit einem Anteriorinzision 1-2 Trachealringe über der Naht, die Kanüle übergeben. Binden Sie Quadrat Knoten zwischen den Trachealringe, um sie in eine Nut für eine höhere Sicherheit (4C) zu sichern. Kanülierung der Lungenarterie (PA) ist schwieriger verglichen mit der Trachealkanüle. Die folgenden Schritte wurden in dieser Studie verwendetfür dieses Verfahren. Zunächst erfassen die Herzspitze mit einer Pinzette. Übergeben Sie einen anderen Pinzette in Quer Sinus und Faden eine Naht, die Kanüle in der proximalen PA sichern. Inzision der rechten Herzkammer unmittelbar vor der rechten Ausflusstrakt (RVOT) (14A). Nach der Inzision in die RVOT wird die Kanüle in Richtung der Pulmonalarterie Ausflusstrakt geführt werden. Mit der Naht in Position hinter der Lungenarterie / Aorta, bevor der rechten Ventrikulotomie erhöht die Effizienz (5C). Die Kanüle sollte mit dem Nahtmaterial an Ort und Stelle befestigt werden, um Verrutschen verhindern. Eine wichtige Komplikation kann auftreten, wenn die PA-Kanüle nicht in der korrekten anatomischen Ausrichtung. Die Kanüle kann zu weit eingeführt werden, und nur ein Zweig durchströmen oder zu Fehl positioniert mit Verdrehen der Herz-Lungen-Probe bei der Entnahme aus der Brusthöhle. Dies kann leicht wieder in die Ausgangsposition, um den richtigen Winkel der anatomi bewahren orientierencal Position. Schließlich ist Left Atrial (LA) Kanülierung der schwierigste Teil des Verfahrens. Die LA Kanüle muss innerhalb des linken Vorhofs platziert werden. Mit die Gewebe extrem brüchig, darauf achten, nicht um einen Riss in der Pulmonalvene und linken Vorhof, die dann das Experiment unsalvageable würde verhindern, verwenden bedeutende Kraft oder Verdrehen. Die PA Kanüle besten vor dem LA Kanüle gelegt. Eine linke Ventrikulotomie unter Entfernung des Scheitels ist gezeigt worden, um die cordae tendinae stören und erlauben einen leichteren Zugang durch die Mitralsegel. Auch macht die Ventrikulotomie leichter zu erweitern und zu visualisieren, die Mitralklappe und die Kanüle durch die Mitralklappe zuzuführen. Dilatation des Mitralklappenanulus mit einem Paar kleiner stumpfendig Aufnehmer kann, um den Trakt in den LA (14B) sichtbar gemacht werden. Naht sollten hinter dem Herzen vor Kanülierung platziert werden. Dies kann einfach durch Anheben des Herzens unter Verwendung eines Paares von k durchgeführt werdenl stumpfen Enden Pick-ups und Platzierung der Naht unter und über dem Herzen. Die LA ist nun bereit, eine Kanüle eingeführt werden. Feed the LA Kanüle durch die Pick-ups, um die Platzierung der Kanüle in den linken Vorhof richtig zu visualisieren. Achten Sie besonders darauf, die Kanüle in die linke Herzkammer zu entfernen. Die Naht sollte dann dicht entlang dem Myokard der linken Herzkammer befestigt werden. Befestigen des Nahtmaterials an das linke Atrium kann der gesamte oder ein Teil der Kanüle zu verschließen.

Während des Verfahrens ist es wichtig, dass keine Luft in den Zulaufteil der Vorrichtung verbleiben. Jede wesentliche Luft erzeugen eine Luftembolie erhöhen die PVR (effektiv eine "Schleuse"), die in einem viel niedrigeren Perfusat Strom für einen gegebenen Druck führt. Verschiedene Punkte können verwendet werden, um Luft in dem System zu entfernen. Die Luft in dem Abflußbereich erwartet wird, und sollte keine nachteilige Wirkung auf die Lungen nicht. Ein Schweinemodell für die pulmonale Hypertonie istgezeigt, dass die Pathologie von kontinuierlichen kleine Mengen Luft über eine Dauer von 8 Wochen neu. Die erhöhte Luft verringert die Menge des vorhandenen Durchblutung während der Entstehung von Entzündungen des umgebenden Gewebes ^19.

Die Initiierung der Perfusion auftreten können, sobald die Kanülierung abgeschlossen ist, aber bevor das Rohr aus dem LA kommen an den EVLP Leitung verbunden. Perfusat sollte durchlaufen zu räumen irgendwelche Blutgerinnseln und dies Perfusat kann ohne Probleme in die Brustwand zu leeren. Umschalten des Perfusat Pumpe in den Handbetrieb und die Durchflussmenge zu ~ 2 ml langsam ansteigenden / min ermöglicht eine genaue Überwachung des PA-Druck. Drücken über 20 bis 30 cm H ₂ O kann ein Hindernis anzuzeigen, und gerade für Perfusat Verlassen des LA ist auch ein Indikator, aber dies kann sehr schwer zu sehen sein. Wenn der Druck nicht mehr als 20 bis 30 cm H ₂ O zu erhöhen, stoppen Sie die Pumpe und überprüfen Sie beide Punktionen. Sobald der Druck konstant etwa 10-20 cm H ₂ O erlauben the Perfusat durch und in die Brusthöhle für 2 Minuten ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Zeile aus dem LA können zur EVLP Schaltung angeschlossen werden. Das Perfusat Pumpendrehzahl kann auf 5-10 ml / min erhöht werden. Da der Fluidkopf durchläuft die Schaltung wird es zu einem Anstieg in der PA-Druck auf Grund der Zunahme der Höhe des Fluidkopfes und damit der statische Druck. Wenn die Flüssigkeit nicht über den höchsten Punkt in der Leitung fließt, kann es notwendig sein, entweder eine Saugkraft anzuwenden auf dem gegenüberliegenden Ende der Leitung oder zu versuchen, den höchsten Abschnitt der Leitung zu verringern. Sobald dieses Problem zu überwinden, sollte das Perfusat ohne Probleme zu zirkulieren.

Einige Probleme sollten in Bezug auf den Lüfter zu überwachen. Erstens kann das Verdrehen des Bronchien / Luftröhre und Herz-Lungen-Position auftreten, wie die Lunge geworden ödematösen und das Gewicht erhöht. Es ist wichtig für die Kanülen in einer relativ nahe anatomischen Position verbleibt, also zur Änderung eines oder beide Kanülene kann notwendig sein. Druck oder volumengesteuerte Beatmungsgeräte sowie positive oder negative Belüftung kann mit diesem EVLP System verwendet werden. Für die Ratten-Modell haben wir mit positivem Druck, volumenkontrollierten Beatmung arbeitet gut an Atemvolumen von 4-10 ml / kg und bei positiven endexspiratorischen Druck (PEEP) zwischen 2-8 cm H ₂ O. gefunden Allerdings kann ein PEEP von 8 cm H ₂ O einen möglichen Bruch an der Gabelung der Luftröhre führen. Nach jedem Experiment (oder von Experimenten eingestellt werden, wenn Rücken-an-Rücken durchgeführt), die Belüftungsleitung, die zu der Luftröhre sollte jeglicher bronchoalveoläre Lavage (BAL) -Flüssigkeit, die die Luftröhre bis gereist kann gereinigt werden. Diese Flüssigkeit härtet, wenn unberührt und kann die Entlüftungsleitung vollständig zu blockieren.

Das Perfusat Zusammensetzung ist entscheidend für eine erfolgreiche EVLP Experiments. Eine 5% Dextran-Gemisch ermöglicht Lungendurchblutung, die nahe an physiologischen Bedingungen ist, unterhält eine stabile onkotischen Druck, um Flüssigkeit b fahrenack in das Gefäßsystem zu Ödemen zu verhindern und verhindert Thrombose innerhalb der Lungengefäße. Es ist wichtig zu beachten, dass einige Arten von Ratten kann allergisch Dextran Lungenödem ²⁰ bewirken könnten. Die Inhalte dem Perfusat war konsistent in allen Versuchsgruppen in dieser Studie daher sollte die Dextrangehalt kein confounder sein. Die onkotischen Druck ist eine kritische Variable, die das Potenzial zu verbessern oder zu produzieren Gewebsödeme hat. Kommerziell erhältliche Perfusionslösungen, die für kalte statische Lagerung oder normothermic Perfusionen optimiert wird, sind in diesem System verwendet wurde, um Lungen Lebensfähigkeit Zeiten erhöhen. Wir stellen fest, dass einige dieser Lösungen enthalten Albumin und eine Sorge ist die Möglichkeit, Rinderalbumin Auslösung einer Entzündungsreaktion bei Nagetieren Lunge. Obwohl optimale Perfusat Zusammensetzung weiterhin Gegenstand der Untersuchung, muss das Perfusat zur Berücksichtigung des onkotischen Drucks, den osmotischen Druck und die Pufferkapazität zu nehmen. WE wird empfohlen, die Lösung auf eine modifizierte Krebs-Henseleit-Lösung oder Zellkulturmedien basieren. Der onkotische Druck sollte von Dextran oder Albumin erhalten werden, abhängig von der Anwendung. Der Perfusionsdruck und Durchflussmenge wirkt sich die Orgel und über physiologischen Perfusionsparameter kann das Organ anfällig für mechanische Trauma zu machen.

Visuelle Anzeigen beim Versuch:

Es gibt viele optische Hinweise sowie Hinweise von Echtzeitdaten, die verwendet werden können, um zu bestimmen, ob ein EVLP Experiment läuft gut. Die Lunge wird gleich groß bleibt und auf das gleiche Volumen bei jedem Atemzug zu entleeren. Es wird auch keine undichten aus der Lunge selbst. Der PVR, Lungengewicht und Compliance wird relativ konstant bleiben. Sauerstoffproduktion konstant bleiben oder leicht steigen.

Es gibt viele optische Anzeigen, wenn die Lunge wird bei einem Experiment beeinträchtigt. Die Lunge wird ödematös einnd wächst schnell in Größe und Gewicht. Die Farbe der Lungenveränderungen (von tan-rosa bis weiß) und Taschen der Flüssigkeit in dem Gewebe zu identifizieren. Wenn die Luftröhre oder Lungen Brüche Barotrauma oder Überdehnung, wird es unter dem Gesichtspunkt der Verletzung (Figur 12B) sprudeln werden. Sauerstoffproduktion ab und die PVR und Compliance wird dramatisch als auch erhöhen.

Das Potential der Verwendung eines EVLP Modell an Kleintieren wie Nagern öffnet die Tür für zukünftige Studien zur Verbesserung der Behandlung von Lungentransplantaten. Die Kleintiermodell erfordert jedoch ein besseres Verständnis, wirklich zu imitieren eine Lungentransplantation. Dieses Modell kann in der Zukunft verwendet werden, um medizinische Behandlungen zu verbessern und zu definieren Basisparameter für die künftige Lungentransplantation Studien werden.