Ex-Vivo Akciğer Perfüzyon (EVLP) insanlarda akciğer transplantasyonu daha kolay kullanılabilir donör havuzu organları değerlendirmek ve genişletmek için yeteneği sağlayarak haline izin verdi. Burada, bir sıçan EVLP programı ve gelecekteki genişleme için bir tekrarlanabilir model izin ayrıntılandırmaları gelişimini açıklar.
Akciğer nakli için kullanılabilir kabul edilebilir donör akciğer sayısı nedeniyle kalitesiz ciddi sınırlıdır. Ex-Vivo Akciğer Perfüzyon (EVLP) insanlarda akciğer transplantasyonu daha kolay kullanılabilir donör havuzu organları değerlendirmek ve genişletmek için yeteneği sağlayarak haline izin verdi. Bu teknoloji geliştirir, potansiyel olarak değerlendirilmesi ve transplanttan önce altı akciğer kalitesini artırmak için yeteneği geliştikçe kritik bir ihtiyaçtır. Daha titiz bir şekilde, bu yaklaşımlar değerlendirmek için, bir yeniden üretilebilir bir hayvan modelinin bağışlanan akciğer geliştirilmiş tekniklerin test ve yönetimi için olduğu gibi akciğer nakli alıcısına sağlayacak tespit edilmesi gerekir. Buna ek olarak, örneğin, ortaya çıkan patolojilerin, bir EVLP hayvan modeli, havalandırma kaynaklı akciğer yaralanması (VILI), bu patolojiler için tedaviler değerlendirmek için yeni bir yöntem temin edecektir. Burada, biz bu benim için bir sıçan EVLP akciğer programı ve inceliklerinin gelişimini açıklamakGelecekteki genişleme için bir tekrarlanabilir model izin metod ile. Biz de bu EVLP sisteminin uygulama sıçan akciğerlerinde VILI model açıklar. amaç anahtar bilgileri ve "bilgelik inci" deneme ve yanılma kaynaklanan ve sağlam ve tekrarlanabilir bir EVLP sistemi kurulması için kritik / teknikleri ile araştırma topluluğuna sağlamaktır.
Klinik Alaka
Nakli bekleyen 1 ölüyor uzamış bekleme listesi zaman lider ulusal kullanılacak edememek akciğer veya hastaların sadece% 19 ile nakli için kullanılabilir uygun akciğer yetersizdir şu anda yok. sıkıntısı büyük bağışçılar, travma, enfeksiyon, çoklu-sistem organ yetmezliği ve hasat 2 üzerine bazen yaralı donör akciğerlere bağlı olabilir. Buna ek olarak, akciğer göğüs boşluğuna ve standart taşıma ve koruma teknikleri dışında zayıf bir organ bozulması ve cansız akciğerlere götürür. Bu nedenle, bakımı ve akciğer canlılığı ex-vivo iyileştirilmesi son zamanlarda akciğer nakli tıp önemli bir odak noktası haline gelmiştir.
Ex-vivo Akciğer Perfüzyon (EVLP)
Ex-vivo akciğer perfüzyon (EVLP) sürekli nakli için değerlendirilen organları serpmek gelişti ve tüm bir değerlendirme süresi sağlar ettiAkciğer canlandırma veya rektifiyesiyle potansiyeli akımlarının. EVLP vücut organı iskemik zamanın dışında toplam uzatmak ve bağışlanan organlar daha mesafeleri 3 seyahat için izin verebilirsiniz. Tipik olarak, akciğerler% 50 4% 30 50 toplam akciğer kapasitesinin% veya solunan oksijen fraksiyonu ile pik havayolu basıncı 20 cmH 2 O (FiO 2) havalandırmalı edilir. Koruma solüsyon, insanlara ve büyük hayvanlara 5,6 40-60 ml / kg (100 ml / kg tahmin kalp debisi yaklaşık% 40) ile perfüze edildi, ancak sıçanlar 7 kardiyak çıkışın yaklaşık% 20 ile perfüze edilmiştir. STEEN çözeltisinin eklenmesi insan akciğerleri pulmoner ödem 9 gelişimi olmadan RT ortamlarda yolculuk için izin verdi. Bu öncü çalışma Toronto Üniversitesi Akciğer Nakli Programı 10-13 rafine edilmiş ve nakli 14,15 için marjinal donör akciğer geliştirilmiş değerlendirilmesi için değerlendirilmektedir. Bununla birlikte, uygun havalandırma sisnakli için marjinal ve / veya alt standart akciğerleri yeniden oluşturmak için gerekli n ve perfüzyon koşulları bilinen ve halen aktif bir araştırma alanıdır değildir.
Izole akciğer perfüzyon sistemleri akciğer hasarı, solunum yolu hastalıkları, yeniden oluşturma neden küçük hayvanlarda ve iskemik hasar görmesini önlemek için farklı çözümler ile akciğerlere serpmek edilmiştir. Müfettişler insanlar ve büyük hayvanlar 16-18 kullanılabilecek EVLP protokolleri taklit izole akciğer-perfüzyon sistemi kullanılarak akciğer transplantasyonu bir küçük hayvan modeli oluşturduk. Ancak, bu deneysel model, insan fizyolojisini taklit etmek için kullanılan çeşitli teknikler ve parametreler açısından birçok zorlukları vardır. Özellikle, EVLP sırasında akciğer canlılığını muhafaza birçok incelikleri vardır. Bu inceliklerini nedeniyle hasat tekniği, pozitif basınçlı ventilasyon ayarları, perfüzat kompozisyon ve akış koşulları ve akciğer kanülasyona farklılıkları ortaya çıkabilir. Therefore, burada amaç bir kemirgen modelinde EVLP uygulanması için sağlam bir yönteme öne bulduk sorun giderme ve uygulama ipuçları bir dizi araştırma topluluğuna sağlamaktır.
SİSTEM İZLEME
Ne gibi şeyler deneme de çalışırken gibi görünüyorsun:
Kanüller devresinde yerleştirilmiş ve akciğerler havalandırma sonra, düzgün çalışan sistem sağlamak için birden fazla yolu vardır. Hattı boyunca perfüzat hiçbir sızıntı olmamalıdır. pulmoner vasküler direnç (PVD) (sabit bir akış varsayılarak) nispeten sabit kalmalıdır. oksijen alışverişi ventilatör düzgün çalışmıyor ve gaz değişimi için daha fazla alveollere işe akciğerlere genişletiyor kez artmalıdır. Şekil 12A düzgün yapay göğüs içinde EVLP devresine bağlı akciğerlere havalandırılmış ve perfüze gösterir.
Ne gibi şeyler deneme iyi çalışmadığı zaman gibi görünüyorsun:
Bir EVLP deney başlayan aşamalarında oluşma oranının en yüksek vardı birkaç ortak sorunlar vardır. İlk ve en kolay to çare akciğer çıkan doğrultusunda bir sızıntı olduğunu. Bu devre ve sürekli azalan rezervuar seviye kısmının altına perfüzat havuzu bir havuz belirgindir. Kontrol ve dökülme alanı çevresinde herhangi bir boru konnektörleri sıkın ve sızıntı tüp kendisini kontrol edin. Bu sızıntı akciğer önce olursa, o da akciğer içine kabarcıklar tanıtmak olabilir. Perfüzat hava kabarcıkları doku hasarına neden ve PVR önemli bir artışa neden olacak gibi bu mümkün olduğunca çabuk giderilmelidir. Ayrıca akciğer veya kanül birinden gelen bir sızıntı olabilir. Bu, bir kanül ya da kayma ya da bir basınç oluşmasını sağlayacak çıkan hattı tıkanma neden olabilir. Her iki kanüller sağlamak ne kaymış ya da bükülmüş olan için pozisyon kontrol edin. PA basıncında ani artış, bazı tür bir engel son zamanlarda oluştuğunu açık bir işaretidir çünkü PA basıncı da bu süreçte izlenmelidir. Şekil 12Bnedeniyle yüksek basınçlara rüptüre bir yırtılmış akciğer gösterir. Akciğer kendisinden bir sızıntı dokuya gözyaşı neden olabilir. Bu sorun ya reparable ama yeniden konumlandırma olmak ve kanül yeniden sıkarak Bu senaryoda en iyi seçenek değildir olabilir.
Anahtar Öğrenme Noktalar / Fırsatlar:
Deneme ve ex-vivo akciğer perfüzyon sisteminin hata gelişimi bize EVLP sisteminin etkin uygulanmasını kolaylaştırmak için buraya anahat birkaç temel sorunları tespit etmek izin verdi. İlk olarak, ihale ile ilgili olarak, standart anestezi teknikleri düzgün gerekli tüm IACUC politikalarına hayvanları (periton içine yeterli anestezik enjeksiyon) ve bağlılığı uyutmak için takip edilmesi önemlidir. (Şekil 13 A, B, ve C ile gösterilen) kanül tekrar tekrar akciğer vasculat içinde herhangi bir pıhtı ve / veya kirleri çıkarmak için yıkanmalıdırure. Hayvan seçimi bakımından, 250-350 g ağırlığında Sprague-Dawley veya Lewis sıçanları kullanılarak göstermektedir. Damarsal zarar vermeden cannulate küçük ve bu nedenle çok daha zor olacaktır gemilerin beri yakın 250 g ağırlığında sıçanlar cannulating özel bir dikkat gerekir. Daha küçük fareler, ya da bir fare modeli, kullanım için, daha küçük bir kanül kullanılması gerekebilir.
Dikiş ilk çevreleyen fasya ve önceki kanülasyona diseksiyon sonra trakea bir ipek sütür posterior geçirilerek düzgün güvenli olarak trakeal kanülasyon tipik olarak uzun zorlu değildir. Kanül geçmek için dikiş üzerinde bir ön kesi 1-2 trakea halkaları ile bu izleyin. Daha iyi güvenlik (Şekil 4C) için bir oluk içinde güvence altına almak için trakea halkaları arasındaki kare düğümler. Pulmoner arter (PA) kanülasyon trakeal kanül ile karşılaştırıldığında daha zordur. Aşağıdaki adımlar, bu çalışmada kullanılanBu işlem için. Birincisi, forseps bir çift ile kalp apeks kavramak. Transvers sinüste forseps başka bir çift geçmek ve proksimal PA kanül güvenli bir dikiş iplik. Sağ ventrikül çıkış yolu (RVOT) (Şekil 14A) hemen önce sağ ventrikül İnsizyon. Sağ ventrikül çıkış yolu içine kesi sonra, kanül pulmoner arter çıkış yolu doğru yönlendirileceksiniz. Sağ ventrikülotomi önce pulmoner arter / aorta arkasında konumunda dikiş olması (Şekil 5C) verimliliğini arttırır. kanül çıkmasını önlemek için dikiş ile yerine güvence altına alınmalıdır. PA kanül doğru anatomik yönde değilse önemli bir komplikasyon oluşabilir. kanül çok takılı ve tek şube serpmek ya da mal-konumlandırılmış göğüs boşluğundan çıkarıldıktan sonra kalp-akciğer numunenin büküm ile hale olabilir. Bu kolayca Anatomik doğru açı korumak için orijinal konumuna geri yönlendirilebilircal konumu. Son olarak, Sol Atriyal (LA) kanülasyon prosedürünün en zorlu kısmıdır. LA kanül sol atrium içinde yerleştirilmesi gerekiyor. Dokular son derece kırılgan olması ile, daha sonra deney kurtarılamaz yapacak pulmoner ven & sol atrium içinde gözyaşı önlemek için önemli kuvvet veya bükülmesini kullanmak değil dikkatli olun. PA kanül iyi LA kanül önce yerleştirilir. Apeks çıkarılmasıyla bir sol ventrikülotomi cordae tendinae bozabilir ve mitral kapakçığın aracılığı ile daha kolay erişim sağlamak için gösterilmiştir. Ayrıca, ventrikülotomi daha kolay dilate ve mitral kapak görselleştirmek ve mitral kapaktan kanül beslemek için yapar. Küçük künt uçlu pick-up bir çift ile mitral kapak anulus dilatasyon LA (Şekil 14B) içine yolu görselleştirmek için yapılabilir. Dikiş kanülasyon öncesi kalp arkasına yerleştirilmelidir. Bu Smal bir çift kullanarak kalbini kaldırarak basit yapılabilirl pick-up künt uçlu ve altında ve kalp boyunca dikiş yerleştirerek. La hemen kanüle hazırdır. Düzgün sol atrium içine kanül yerleştirme görselleştirmek için pick-up ile LA kanül besleyin. Geri, sol ventrikül içine kanül çıkarmak için değil özel özen gösterin. dikiş sonra sıkıca sol ventrikül miyokardın boyunca güvence altına alınmalıdır. Sol atriyuma dikiş güvenliğini tamamı veya kanül parçası tıkamaktadır olabilir.
İşlem sırasında, hiçbir hava düzeneğinin akış kısmında kalması çok önemlidir. Herhangi bir önemli hava bir hava embolisi, belirli bir basınç için çok daha düşük bir perfüzat akışına neden olan PVR (etkili bir "hava kilidi") artış üretebilir. Çeşitli puan sistemi içindeki havayı çıkarmak için de kullanılabilir. Çıkış bölümü içinde hava, beklenen ve akciğerler üzerinde herhangi bir zararlı etkisi olmaması gerekir. Pulmoner hipertansiyon için bir domuz model olmuştur8 haftalık süre içinde havanın sürekli küçük miktarlarda patolojiyi yeniden gösterilmiştir. çevre dokulara 19 inflamasyona yol açar sırasında artan hava perfüzyon mevcut miktarını azaltır.
perfüzyon başlaması kanulasyonun tamamlandıktan sonra oluşabilir, ancak tüp la gelmeden önce EVLP hattına bağlanmıştır. Perfüzat herhangi bir kan pıhtıları temizlemek için üzerinden çalıştırmak gerektiğini ve bu Perfüzat herhangi bir sorun olmadan göğüs duvarına sızmasına edebilirsiniz. Manuel modda perfüzyon pompa açma ve yavaş yavaş ~ 2 ml akış hızını artırarak / dak PA basıncı yakından takip sağlar. 20-30 cmH 2 O üzerinde baskılar bir engel gösterir ve LA çıkan Perfüzat izlemek için de bir gösterge ama bu görmek çok zor olabilir olabilir. Basınç O 2 cmH 20-30 üzerinde yükselmesi yoksa, pompayı durdurun ve her iki kanülasyonlar tekrar kontrol edin. Basınç yaklaşık 10-20 cmH2O izin inci sabittir keze Perfüzat 2 dakika boyunca ve göğüs boşluğuna çalıştırmak için. Bu anda la hat EVLP devresine bağlanabilir. Perfüzat pompa hızı 5-10 ml / dak artış olabilir. Sıvı kafa devresi içinden ilerledikçe, sıvı nedeniyle baş yüksekliğine artışa ve dolayısıyla statik basınca PA basıncında bir artış olacaktır. Sıvı hattı en yüksek noktasının üzerinde akamaz hattının zıt ucunda bir emme kuvveti uygulamak veya çizginin en yüksek kısmını azaltmak için çalışır birine, gerekli olabilir. Bu sorun aşılır sonra, perfüzyon herhangi bir sorun olmadan dolaşmaya gerekir.
Bazı konular ventilatöre açısından izlenmelidir. Akciğerler daha ödemli ve kilo artışları olur Öncelikle, bronşlar / trakea ve kalp-akciğer pozisyonunun büküm oluşabilir. Kanüller nedenle değiştiren, nispeten yakın anatomik pozisyonda kalması için önemlidir ya da her iki kanülE gerekli olabilir. Basınç veya hacim kontrollü fanlar yanı sıra olumlu ya da olumsuz havalandırma bu EVLP sistemi ile kullanılabilir. Sıçan modeli için, biz pozitif basınç, hacim kontrollü ventilasyon 4-10 ml / kg arasında 2-8 cmH 2 O. arasında pozitif ekspiryum sonu basınçları (PEEP) gelgit hacimlerde iyi çalışır kullanarak bulduk Ancak, 8 cmH 2 O PEEP trakea bifürkasyonunda olası bir kopma neden olabilir. Her deney sonrası trakea giden havalandırma hattı trakea kadar seyahat ettim herhangi bronkoalveoler lavaj (BAL) sıvısı temizlenmesi gerekir, (back-to-back yapılan ya da eğer deneyler set). Dokunulmaz ve tamamen havalandırma hattı bloke eğer bu sıvı donacaktır.
perfüzat bileşimi başarılı EVLP deney için çok önemlidir. % 5 dekstran karışım, fizyolojik koşullara yakın akciğer perfüzyon sağlayan sıvı b sürücü istikrarlı bir onkotik basıncı korurödem önlemek için damar içine ack ve akciğer damarları içinde trombozu engeller. Bu sıçanların bazı türler akciğer ödemi 20 neden olabilir dekstrana alerjik olabilir dikkat etmek önemlidir. Perfüzat içeriği dolayısıyla dekstran içerik karıştırıcı olmamalı, bu çalışmadaki tüm deney gruplarında tutarlı oldu. onkotik basınç geliştirmek veya doku ödemi üretme potansiyeline sahiptir kritik bir değişkendir. Soğuk statik depolama ya da normotermik perfüzyonları için optimize edilmiş ticari olarak temin edilebilen perfüzyon için solüsyonlar, akciğer canlılığı kat artış bu sistemde kullanılmaktadır. Biz, bu çözümlerin bir albümin içeren ve bir endişe kemirgen akciğer enflamatuar yanıtı tetikleyen sığır albümin olasılığı olduğunu not edin. Optimal Perfüzat kompozisyon soruşturma devam eden bir konu olmasına rağmen, perfüzyon dikkate onkotik basıncı, ozmotik basınç ve tamponlama kapasitesini almak gerekiyor. WÇözelti, bir tadil edilmiş Krebs-Henseleit çözeltisi ya da hücre kültür ortamı dayalı önermektedirler. onkotik basıncı uygulamaya bağlı olarak, dekstran ya da albümin ile muhafaza edilmelidir. perfüzyon basıncı ve akış hızı organı ve üstü fizyolojik perfüzyon parametreleri mekanik travma organ eğilimli yapabilirsiniz etkiler.
Deney sırasında Görsel Göstergeler:
Bir EVLP deneme iyi çalışıp çalışmadığını belirlemek için kullanılabilir gerçek zamanlı veri birçok görsel ipuçları yanı sıra endikasyonları vardır. Akciğer aynı boyutta kalır ve her nefeste sonra aynı birime Söndür olacaktır. Ayrıca akciğer kendisinden hiçbir sızıntı olmayacak. PVR, akciğer ağırlığı ve uyum nispeten sabit kalır. Oksijen üretimi sabit kalması veya biraz artacaktır.
Akciğer bir deney sırasında tehlikeye olur birçok görsel göstergeler vardır. Akciğer ödemli a olurnd boyut ve ağırlık hızla büyüyor. akciğer (beyaz bir açık kahverengi-pembe) değişiklikler ve sıvı cepleri renk dokusunda tespit edilebilir. Barotravma veya şişkinlik üzerinde trakea ya da akciğer patlarsa, yaralanma noktasında (Şekil 12B) orada köpüren olacak. Oksijen üretimi azalacak ve PVR ve uyum dramatik yanı sıra artacaktır.
kemirgenler gibi küçük hayvanlar üzerinde bir EVLP modeli kullanarak potansiyel akciğer nakli tedavisi iyileştirilmesi gelecekteki çalışmalar için kapıyı açar. Ancak, küçük bir hayvan modeli gerçekten bir akciğer nakli taklit etmek daha iyi anlaşılmasını gerektirir. Bu model, tıbbi tedaviler geliştirilmesi ve gelecekteki akciğer transplant çalışmaları için taban parametreleri tanımlamak için gelecekte kullanılabilir.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar devre montaj, tadilat ve perfüzyon devresi ve XVIVO Perfüzyon (Daniel Martinelli, ÇKP, CTP) için sorun giderme yardımları için Harvard Aparatı, özellikle Stephanie Pazniokas, MS (Fizyoloji Sistemleri ve Rejeneratif Tıp) yardım kabul etmek istiyorum Klinik olmayan kullanım pulmoner plegia sağlar.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
IPL-2 Basic Lung Perfusion System | Harvard Apparatus | ||
Tweezer #5 stainless steel, curved 11cm | Kent Scientific Corporation | IND500232 | |
Tweezer #5 Dumostar, 11cm | Kent Scientific Corporation | INS500085-A | |
Tweezer #7 Titanium, 12cm tips curved | Kent Scientific Corporation | INS600187 | |
McPherson-Vannas Scissors 8cm, Str 5mm | Kent Scientific Corporation | INS14124 | |
Vannas Scissors 8cm Str 5mm | Kent Scientific Corporation | INS14003 | |
Instrument Sterilization Tray 5" x 7" | Kent Scientific Corporation | INS800101 | |
Heparin 30,000 units per 30mL | APP Pharmaceuticals | Supplied from OSU Pharmacy | |
Ketamine 500mg per 5mL | JHP Pharmaceuticals | Supplied from OSU Pharmacy | |
Xylazine 100mg per 1mL | Akorn | Supplied from OSU Pharmacy | |
10cc insulin syringe 29 Ga x 1/2" needle | B-D | 309301 | |
Hyflex NBR | Ansell | S-17310M | Bite proof gloves |
BL1500 | Sartarius | Practum 1102-1S | Scale |
Large Flat Bottom Restrainer | Braintree Scientific Inc | FB L 3.375 dia x 8.5, 250-500gm rat | Rat tunnel for injection |
Sterling Nitrile Powder-free Exam Gloves, Large | Kiberly-Clark | 50708 | |
Rapidpoint 405 | Siemens | blood gas analyzer | |
Fiberoxygenator D150 | Hugo Sachs Elektronik | PY2 73-3762 | |
LabChart v7.3.7 | ADInstruments | ||
Tracheal cannula | Harvard Apparatus | 733557 | |
Pulmonary Artery cannula | Harvard Apparatus | 730710 | |
Left Atrium cannula | Harvard Apparatus | 730712 | |
Peristaltic Pump | Ismatec | ISM 827B | |
Small Animal Ventilator model 683 | Harvard Apparatus | 55-000 | |
Ecoline Star Edition 003, E100 | Lauda | LCK 1879 | Water Heater |
Tubing Cassette | Cole-Parmer | IS 0649 | |
Connect kit D150 | Cole-Parmer | VK 73-3763 | |
PowerLab 8/35 | ADInstruments | 730045 | |
TAM-A transducer amplifier module type 705/1 | Hugo Sachs – Harvard Apparatus | 73-0065 | |
TAM-D transducer amplifier type 705/2 | Hugo Sachs – Harvard Apparatus | 73-1793 | |
SCP Servo controller for perfusion type 704 | Hugo Sachs – Harvard Apparatus | 732806 | |
CFBA carrier frequency bridge amplifier type 672 | Hugo Sachs – Harvard Apparatus | 731747 | |
VCM ventilator control module type 681 | Hugo Sachs – Harvard Apparatus | 731741 | |
TCM time control module type 686 | Hugo Sachs – Harvard Apparatus | 731750 | |
IL2 Tube set for perfusate | Harvard Apparatus | 733842 | |
Tube set for moist chamber | Harvard Apparatus | 73V83157 | |
Tygon E-3603 Tubing 2.4mm ID | Harvard Apparatus | 721017 | perfusate line entering lung |
Tygon E-3603 Tubing 3.2mm ID | Harvard Apparatus | 721019 | perfusate line leaving lung |
low potassium dextran glucose solution | flushing the lung |