Summary
이 프로토콜은 순환기 사망 후 기증의 대형 동물(돼지) 모델을 설명하고, 심장 이식의 임상 시나리오를 면밀히 시뮬레이션하고 치료 연구 및 전략을 촉진할 가능성이 있는 흉복부 정상 체온 국소 관류를 설명합니다.
Abstract
수년에 걸쳐 심장 이식에 대한 수요가 증가함에 따라 장기 기증자 풀을 확장하기 위해 순환기 사망 후 기증(DCD)에 대한 관심이 높아졌습니다. 그러나, DCD 과정은 온난 허혈의 불가피한 기간으로 인한 심장 조직 손상의 위험과 관련이 있다. 노르마더 국소 관류(NRP)는 현장 장기 평가를 허용하여 실행 가능한 것으로 결정된 심장의 조달을 허용합니다. 여기에서 우리는 NRP에 이어 DCD의 임상적으로 관련된 대형 동물 모델을 설명합니다. 순환기 사망은 기계 환기를 중단하여 마취 된 돼지에서 확립됩니다. 미리 설정된 온난 허혈 기간 후, 체외막 산소 공급기(ECMO)를 사용하여 최소 30분 동안 지속되는 NRP 기간 동안 사용합니다. 이 재관류 기간 동안, 모델은 초기 심장 평가를 위한 다양한 심근 생검 및 혈액 샘플의 수집을 허용한다. NRP가 젖을 떼면 장기 조달 전에 심장 기능 및 대사에 대한 생화학적, 혈역학적 및 심초음파 평가를 수행할 수 있습니다. 이 프로토콜은 심장 이식에서 DCD 및 NRP에 대해 이전에 설명한 임상 시나리오를 밀접하게 시뮬레이션하며 허혈-재관류 손상을 줄이고 심장 기능 보존 및 회복을 향상시키기 위한 연구를 촉진할 가능성이 있습니다.
Introduction
북미에서는 매년 300,000명 이상의 사람들이 심부전(HF)으로 사망합니다. 심장 이식은 말기 질환을 앓고 있는 일부 환자들에게 유일한 치료 옵션으로 남아 있다1. 역사적으로 심장 이식의 유일한 출처는 신경학적 사망 결정(NDD) 후 얻은 기증자 심장이었지만, 그 당시에도 이식에 적합한 것은 약 40%에 불과했다2. 환자의 15%에서 20% 사이가 심장 기증을 기다리는 동안 사망하며, 기증자 심장의 부족은 사용 가능한 심장과 필요한 심장 사이에 불일치를 일으키는 원인 중 하나입니다2. 장기 기증자 풀을 늘리기 위해 한 가지 중요한 고려 사항은 순환기 사망 후 기증된 심장의 사용입니다(DCD)3. DCD 심장은 혈액 순환이 중단 된 후 보호되지 않은 (따뜻한) 허혈 기간에 항상 제출되고 돌이킬 수없는 손상을 입을 수 있기 때문에 DCD 심장을 사용하기를 꺼립니다. 우수한 초기 결과를 가진 성공적인 DCD 심장 이식에 대한 보고서가 존재하지만4,5, 이러한 심장이 사용 가능한지 여부를 결정하고 이식 후 성능을 잠재적으로 예측하기 위해 검증된 평가 방법을 개발할 필요가 있습니다 6,7. DCD 심장의 허혈 기간을 제한하고 보관 및 운송 중에 지속적으로 모니터링하기 위해 현장 심장 관류 시스템이 개발되었습니다8. 그러나 이 기술은 관류 장비가 있는 복잡한 기계에 의존하고 조달된 장기가 이식에 적합하다는 보장 없이 초기 비용이 많이 듭니다. 정상 체온 국소 관류(NRP)를 기반으로 하는 DCD 심장 이식을 위한 새로운 프로토콜이 Messer etal 3에 의해 제안되었습니다. 이 기술은 심장이 여전히 기증자에 있고 뇌 순환을 배제하는 동안 심근 관류를 회복시키는 것을 포함합니다. 조달 전에 현장에서 기능 평가가 가능합니다3.
대형 동물 모델을 사용할 때 돼지 심장은 인간 심장과의 해부학적 유사성을 고려하여 심장 수술 연구를 수행하는 데 선호되는 플랫폼 중 하나입니다. 그러나 이 모델을 사용할 때 돼지 심장의 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다. 예를 들어, 돼지의 심장 조직은 매우 연약하고 부서지기 쉬우며, 특히 폐동맥과 우심방에서 찢어지기 쉽다9. 고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 돼지 심장이 허혈에 매우 민감하고 부정맥에 걸리기 쉽기 때문에 실험 전에 모든 동물에게 항부정맥제를 일상적으로 투여해야 한다는 것입니다. 그럼에도 불구하고, 이는 여전히 심장 이식에서 급성 허혈 연구를 위한 적절한 모델로 여겨진다9.
이 원고는 순환기 사망 후 기증의 대형 동물(돼지) 모델을 설명하며, 이는 심장 이식의 임상 시나리오를 면밀히 시뮬레이션하고 중개 연구를 위한 새로운 치료 연구 및 전략을 촉진할 가능성이 있는 흉복부 정상 체온 국소 관류가 뒤따릅니다.
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Protocol
CRCHUM(Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l'Université de Montréal)의 기관 동물 관리 및 사용 위원회는 모든 실험 프로토콜을 승인했으며 동물은 실험실 동물 관리 및 사용 가이드에 따라 처리되었습니다. 이 프로토콜에는 체중이 50-60kg인 3-4개월 된 Large White 수컷 또는 암컷 돼지가 사용되었습니다. 동물의 크기는 조사자의 실험 목표에 따라 달라질 수 있습니다.
1. 동물 준비 및 마취 유도
- 아트로핀(0.04mg/kg), 미다졸람(0.3mg/kg) 및 케타민(20mg/kg)을 근육주사하여 동물을 치료합니다. 마취 유도 및 유지를 위해 안면 마스크를 사용하여 3L/min O2에서 1%-3%의 호기말 농도로 이소플루란을 투여합니다.
- 이완된 턱 색조와 발가락 꼬집음 반응을 사용하여 통증이 없는지 테스트하여 적절한 마취를 확인합니다. 동물이 등쪽 욕창 위치에 놓여 있고 온난화 담요를 사용하여 정상 체온으로 유지되도록하십시오.
- 마취 적합성을 확인한 후, 10에 설명 된대로 6.5-8 mm 기관 내 튜브를 사용하여 구강 기관 삽관을 수행하십시오.
- 지속적인 모니터링을 위해 산소 포화도 모니터를 동물의 귀나 아랫입술에 놓습니다. 환기를 5cm H 2O의 호기말 양압(PEEP), 15cm H2O의 최대 흡기압(PIP), 흡기 산소 분율(FIO 2) 0.5, 호흡수(RR) 15회/분 6-8mL/kg의 일회 호흡량(TV), O 2 및 CO 2의 정상 분압에 도달합니다. RR을 조정하여 호기말 CO2 수준을 35-45mmHg로 유지합니다.
- 20G 카테터를 사용하여 귀 정맥을 통해 말초 정맥 접근을 얻습니다. 생리 식염수(0.9% NaCl)의 유지 주입을 시작하고 부정맥을 예방하기 위해 2g의 황산마그네슘(MgSO4)을 정맥 주사로 투여합니다.
- 흉부와 사타구니를 적절하게 면도하고 문질러 수술 부위를 준비합니다. 클로르헥시딘을 사용하여 사타구니와 목을 소독하고 정맥 및 동맥 접근을 제공하면서 적절하게 드레이프하십시오.
- 소작 전극 패드를 동물의 등에 놓습니다. 중심 정맥 접근을 용이하게 하기 위해 동물을 Trendelenburg 위치에 놓습니다.
- 초음파를 사용하여 오른쪽 경정맥을 찾습니다. 위치를 찾으면 바늘을 사용하여 혈액이 보이고 초음파에서 정맥에 바늘이 보일 때까지 45° 각도로 피부에 들어갑니다.
- 가이드와이어를 바늘에 넣은 다음 가이드와이어 위에 7Fr 경피적 중심 정맥 시스 도입기를 삽입합니다.
- 시스 도입기를 제자리에 유지하면서 가이드와이어를 제거한 다음 Swans-Ganz 카테터를 삽입하여 심박출량 측정 및 우심장 카테터 삽입을 보장합니다.
참고: 오른쪽 경정맥 대신 왼쪽 경정맥을 사용할 수 있습니다. 접근이 불가능한 경우 정중선 흉골 절개술 후 내부 경정맥(왼쪽 또는 오른쪽)에 직접 칼집을 삽입합니다. 이 경우 정맥을 해부하십시오. - 동일한 기술을 사용하여 중심 정맥 카테터(예: 이중 내강)를 왼쪽 경정맥에 삽입합니다.
- 7단계에서 설명한 대로 Seldinger 기술을 사용하여 또 다른 1.7 Fr 경피적 중심 정맥초 도입기를 오른쪽 대퇴 정맥에 삽입합니다. 1.10., 우심실(RV)에 전도도 카테터를 도입하기 위해. 이것은 에코 유도를 통해 경피적으로 또는 정중선 흉골 절개술 후에 수행 할 수 있습니다.
- 삽관 및 조작 후 10분 동안 안정된 기간을 허용한 다음 폐 및 전신 압력, 심박출량, RV 및 좌심실 압력-부피 루프, 경흉부 심초음파를 포함한 기준선 혈역학 및 심장 기능 매개변수를 측정합니다.
2. 외과적 접근 설정
- 소작 펜을 사용하여 중간 자궁 경부에서 xiphoid까지 정중선 절개를 수행합니다. 그 후, 전기 소작을 사용하여 정중선을 따라 피하 지방을 층별로 나누어 흉골 주위 부위에 도달하십시오.
- 흉골 노치 주위를 자르고 손가락을 사용하여 흉골 아래에서 연조직을 수축시키고 쓸어냅니다. 뼈톱으로 흉골을 열고 흉골 상부 아래의 정맥을 조심하면서 흉골이 완전히 분할되었는지 확인합니다. 흉골을 소작하거나 뼈 왁스를 바르면 적절한 지혈이 이루어집니다.
- 전기 소작을 사용하여 흉선을 심낭에서 들어 올려 흉선을 해부하고 제거합니다. 출혈을 예방하기 위해 대동맥과 상대정맥(SVC)에서 흉선을 공급하는 혈관을 소작합니다.
- 소작으로 심낭을 조심스럽게 자릅니다. 심장 손상을 방지하기 위해 절단하는 동안 심낭 아래에 손가락을 삽입하십시오.
- 전신 항응고를 달성하기 위해 헤파린 IV 300단위/kg을 투여합니다. 검사가 가능한 경우 활성화 응고 시간(ACT) ˃ 300초를 확인하십시오.
3. 연명요법 철회 및 사망 선언
- 3mg/kg 프로포폴 IV의 볼루스를 투여한 다음 기계적 환기를 중지하고 기관내관을 분리합니다.
참고: 이 단계는 Normothermic 지역 관류를 시작하기 위한 "생명 유지 철회"에 해당합니다. 안락사 조건에 대해서는 섹션 8을 참조하십시오. - 동맥압 및 말초 O2 포화도를 모니터링합니다. 수축기 혈압이 50mmHg< 때 기능적 온난 허혈 시간을 시작하십시오.
- 수축기 (또는 심실 세동)가 있고 동맥 박동이없는 경우 순환 정지를 설정하십시오. 순환 정지가 설정된 후 최소 5분의 관찰 단계(스탠드 오프 기간)를 시작하고 이후 동물 사망을 선언합니다.
4. 흉복부 정상 체온 국소 관류의 배치
- 소작기를 사용하여 조심스럽게 대동맥 폐 공간을 해부하십시오. RV 유출로를 아래쪽으로, 폐동맥을 왼쪽으로, 대동맥을 오른쪽으로 후퇴시켜 후자에 대한 직접적인 병변을 피하십시오. 이 단계에서 필요한 경우 보조자의 도움을 받으십시오.
- 대동맥상부 혈관을 해부하고 결찰하여 대뇌 관류를 피하고 배제합니다. 또는 용기 위에 큰 크로스 클램프를 적용하십시오.
- 두 개의 18G 카테터를 경동맥에 양측 원위부로 삽입하여 뇌로 가는 잠재적인 혈류를 평가합니다. 실험 전반에 걸쳐 혈액을 수집 및 측정하고 NRP 회로를 통해 다시 주입합니다.
- 메첸바움과 직각 집게를 사용하여 SVC와 무명 동맥 사이, IVC와 심낭 사이를 섬세하게 해부합니다. 탯줄 테이프 또는 간단한 0-실크 봉합사를 사용하여 SVC와 IVC를 둘러싸고 지혈대로 고정합니다.
- 3-0 봉합사를 사용하여 원위 상행 대동맥 외막에 두 개의 동심원 지갑 끈 봉합사를 놓습니다. 전체 두께 봉합을 피하십시오. 오른쪽 심방 (RA)에 지갑 끈 봉합사를 놓습니다. 지혈대로 모든 봉합사를 고정하십시오.
- 조사자 및 실험 요구 사항에 따라 NRP 시스템을 설정하고 프라이밍합니다. 이 프로토콜의 경우 500mg의 Solumedrol, 200mL의 8.4% 중탄산나트륨(NaOH), 300단위/kg의 헤파린 및 2g의 MgSO4를 포함하는 2L의 결정질 용액으로 프라이밍된 원심 펌프가 있는 ECMO 회로를 사용합니다.
참고: 여기에 사용된 설정은 심장 수술 부서에서 기관의 관류사가 사용하는 설정과 유사합니다. - 17-21F 동맥 캐뉼라를 사용하여 대동맥을 캐뉼러낸 다음 지갑 끈 봉합사를 고정하는 지혈대를 조여 캐뉼라를 제자리에 고정합니다.
참고: 또는 Seldinger 기술을 사용하여 체외막 산소 공급기(ECMO) 캐뉼라를 삽입하여 혈액 손실을 최소화합니다. 또 다른 방법은 표준 우회 동맥 캐뉼라를 사용하는 것입니다. 그런 다음 대동맥 캐뉼라는 3/8-3/8 커넥터를 사용하여 NRP 회로의 동맥 라인에 연결됩니다. 공기 색전증을 피하기 위해 완전한 탈기를 보장하십시오. - RA의 지갑 끈 중앙에 5mm 절개를 만든 다음 직각 또는 스냅과 같은 작은 각진 기구를 사용하여 확장합니다. 과도한 출혈을 피하기 위해 손가락으로 절개 부위를 덮으십시오.
- 2단계 정맥 캐뉼라를 사용하여 RA를 캐뉼러낸 다음 지혈대를 사용하여 지갑 끈 봉합사를 조여 캐뉼라를 제자리에 고정합니다.
- 1/2-3/8 커넥터를 사용하여 캐뉼라를 NRP 회로의 정맥 라인에 연결하고 시스템의 에어록을 방지하기 위해 완전한 탈기를 보장합니다.
- 임상 실습 준비, 드레이핑 및 심장 접근에 필요한 시간을 포함하기 위해 사망 선언과 NRP 시작 사이에 최소 15분이 경과했는지 확인합니다.
- 기능적 온열 허혈 시간 시작 후 15분 후에 NRP를 시작합니다. 절차 전반에 걸쳐 정상 체온을 유지하십시오. 관류 지수가 2.5L/min/m2에 도달하도록 유량을 점진적으로 조정합니다. FIO 2 50 %와 6mL / kg의 TV로 기계 환기를 다시 시작하십시오.
참고: 실험 설계에 따라 이 설정을 수정합니다. - 10μg/kg/min의 도파민과 4단위/분의 바소프레신 IV를 지속적으로 주입합니다. 초기 관류 중에 에피네프린과 노르에피네프린을 사용한 다음 동맥압을 50mmHg 이상으로 유지하면서 압력 조절을 돕기 위해 필요에 따라 적정합니다.
5. 재관류의 유지 및 이유 목표
- NRP를 위해 젖을 떼기 전에 30분 동안 심장을 재관류하십시오. 이유식에 실패하면 총 최대 재관류 시간 180분 동안 다시 젖을 떼기 전에 NRP로 지원하기 위해 추가로 15분의 재관류를 수행합니다.
- 성공적인 이유 후 심장 평가를 진행하십시오. 이 시간 이후에도 젖을 떼지 못하면 실험을 중지하고 문제를 보고합니다.
참고: 이것은 각 조사자의 목표에 맞게 조정되어야 합니다. - NRP 제거 기준을 평가하고 표 1에 설명된 대로 모든 기준이 충족되는지 확인합니다.
6. 심장 회복 평가
- 심장 수축성을 측정하기 위해 압력-부피(PV) 루프 분석을 생성합니다. 컨덕턴스 카테터를 사용하면 LV-PV 관계를 지속적으로 측정할 수 있습니다.
- 정상 상태 기록을 얻어 체적 종속 매개변수, 스트로크 작업 및 전개 압력을 생성하고 탯줄 테이프로 IVC를 폐색하여 폐색, 즉 모집 가능한 스트로크 작업을 미리 로드하여 체적 독립적 매개변수를 생성합니다.
- 실험 초기에 소개한 Swans-Ganz 카테터를 사용하여 중심정맥압, 폐동맥압, 심박출량, RV 압력, 폐모세혈관쐐기압을 측정합니다.
- 표준 경식도 프로브와 심장에 직접 배치된 경흉부 프로브를 사용하여 심초음파를 통해 심장 기능을 분석합니다.
- 분석을 위해 동맥혈 및 정맥혈 샘플을 수집하여 대사 평가를 수행합니다. 관상동에서 직접 혈액을 채취하여 심장 대사 기능을 구체적으로 평가합니다. 혈액 가스와 젖산 수치를 분석합니다.
- 또한 필요한 경우 RV 및 LV에서 심근 생검을 수집합니다. 연구자의 목표에 따라 다른 이식 가능한 관심 기관(예: 폐, 간, 신장)에서 샘플을 얻습니다.
7. NRP 제거 및 심장 평가
- 이유 기준이 충족되면 NRP를 중지합니다. RA에서 캐뉼라를 제거하고 지갑 끈 봉합사를 빠르게 조여 혈액 손실을 최소화하십시오. 매듭으로 봉합사를 고정하고 동일한 절차에 따라 대동맥 캐뉼라를 제거하십시오.
- 6.1단계에 설명된 대로 NRP가 중지된 후 30시간 동안 2분마다 심장 기능을 평가합니다. 6.4로.
8. 실험 종료
- 2시간 후 상행 대동맥에 16G 또는 18G 심정지 카테터를 놓습니다. 캐뉼라를 NRP 회로에 연결합니다.
- 그 후 IVC를 절개하여 우측 심장강을 감압하고 소작을 사용하여 좌심방을 절개하여 좌강을 감압합니다.
- 캐뉼라를 삽입한 후 상행 대동맥을 고정하고 4°C에서 1.5L의 Del Nido 심정지 용액을 심장에 투여합니다. 관류 압력이 50mmHg인지 확인하십시오.
- 냉각을 위해 심정지가 시작된 후 기계적 환기를 중단하고 흉강에 얼음 슬러시(0.9% NaCl)를 놓습니다. 심정지 주입이 완료되면 전통적인 방식으로 심장 절제술을 진행합니다.
- 수집된 심장을 사용하여 평가 및 평가를 위한 광범위한 심근 생검을 얻습니다. 실험 설계 및 조사자의 목적에 따라 다른 장기(예: 폐, 간, 신장)에서 다른 생검을 수행합니다.
참고: 그림 1은 표시된 프로토콜 단계를 요약한 것이며 표 1 은 이 연구에 사용된 매개변수 및 기준의 정의를 제공합니다.
그림 1: 실험 프로토콜의 개략도 요약. 약어: NRP = Normothermic Regional Perfusion. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
| 정의/기준 | |
| 기능성 온난 허혈 기간 | 수축기 혈압이 50mmHg< 때 시작하여 NRP가 시작될 때 끝나는 기간입니다. 이 프로토콜에서 이 기간은 15분입니다 |
| 순환 정지 | 심장이 수축기 또는 심실 세동 상태에있을 때 확립됩니다 |
| 스탠드오프 기간 | 순환 정지로 시작하여 사망 선언으로 끝나는 기간. 이 프로토콜에서 이 기간은 5분입니다 |
| 성공적인 NRP 제거 | 수축 촉진제와 승압제의 최소 사용 |
| CI > 2.2 L/min/m2 | |
| 지도 > 55 mmHg | |
| RAP < 15mmHg | |
| PCWP < 15mmHg | |
| 일반 LV 및 RV 기능 |
표 1: 이 프로토콜에 사용된 매개변수 및 기준의 대표적인 정의. 약어: CI = 심장 지수; MAP = 평균 동맥압; NRP = 노르마더 국소 관류; PCWP = 폐모세혈관 쐐기 압력; RAP = 우심방 압력.
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Representative Results
이 전임상 모델은 여러 실험을 위해 우리 기관에서 성공적으로 사용되었습니다. 첫째, 우리는 처음에 NRP로 관류된 DCD 심장이 냉장 보관으로 보존된 기존의 박동 심장 기증과 비교할 때 이식 후 유사한 기능 회복을 나타냈다는 것을 입증했습니다. 또한, 우리는 NRP 후 심장 기능 평가가 이식 후 회복을 예측한다는 것을 보여주기 위해 이 프로토콜을 사용했습니다. 마지막으로, 우리는 또한 순환 정지 후 뇌 관류 및 폐 보존에 대한 NRP의 효과를 연구했습니다.
그림 2 는 기준선과 폐동맥 카테터를 사용하여 측정한 DCD 및 NRP 이후의 심장 기능의 대표적인 결과를 보여줍니다. 여기에서 우리는 DCD 후 심장 기능이 크게 감소한다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 이러한 장기는 기존의 이식 심장과 비교할 때 이식 후 유사한 기능 회복을 보여주었습니다(심장 기증 후 냉장 보관). 그림 3 은 대동맥상부 혈관이 고정된 상태에서 NRP 동안 뇌 산소 측정의 측정값을 보여줍니다. 측정 결과 적절한 대뇌 관류가 없음을 확인합니다. 마지막으로, 그림 4 는 NRP 중 및 지지체에서 이탈한 후의 폐 순응도 측정값을 보여줍니다. NRP 동안 기준선에서 유의미한 변화를 나타내지 않았습니다.
그림 2: NRP 중 심장. 심장 지수(중앙값 ± 사분위수 범위)는 기준선, NRP 중 및 이식 후 폐동맥 카테터를 사용하여 측정되었습니다. DCD 심장(HTK 저장 용액)은 이식 후 대조군 심장(표준 박동 기증)과 유사한 기능 회복을 보였다(n = 5/그룹). 약어: DCD = 순환기 사망 후 기증; HTK = 히스티딘-트립토판-케토글루타레이트 저장 용액; NRP = 노르마더 국소 관류; Tx = 치료. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 3: 대뇌 산소 측정 측정. 실험 전반에 걸친 대뇌 산소 측정 측정은 생명 유지 조치를 철회하는 동안 점진적인 감소를 보였으며 NRP 동안 최소 수준을 유지했습니다. 약어: NRP = Normothermic Regional Perfusion; WLST = 연명치료 중단 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4: NRP 중 및 이유 후 폐 순응도 측정. 인공호흡기에서 볼 수 있는 일회 호흡량과 평균 압력 사이의 비율로 측정한 폐 순응도(중앙값 ± 사분위수 범위)는 NRP 동안 기준선에서 유의미한 변화를 나타내지 않았습니다(n = 5). 정적(Static)은 호흡 말단 유지 동안 측정됩니다. 동적 순응도(Dyn)는 호흡 주기 전반에 걸쳐 측정됩니다. 약어: NRP = Normothermic Regional Perfusion. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
이 원고는 순환기 사망(DCD) 후 흉복부 정상 체온 국소 관류 후 대형 동물 모델 기증을 설명합니다. 이 실험에서 심장은 ECMO 회로에서 분리되기 전에 최소 30분에서 최대 3시간 동안 재관류됩니다. 그런 다음 심장은 2시간 동안 스스로 기능하므로 단기적으로 귀중한 심장 평가가 가능합니다. 따라서 이 프로토콜의 주요 제한 사항은 단기 후속 조치입니다. 그러나 장기 평가는 자원 집약적이고 비용이 많이 듭니다. 이 절차는 급성 허혈-재관류 손상에 초점을 맞추고 기증자 내 기증자 심장의 심장 기능을 평가하고 장기를 이식할 수 있는지 확인하는 신뢰할 수 있는 방법이 될 수 있습니다. 또한 심장 기능 회복을 개선할 수 있는 새로운 약리학적 및 비약리학적 중재를 조사하는 데 사용할 수 있는 적절한 전임상 모델이 될 수 있으며 이전에는 소동물 모델에서만 검증되었습니다 11,12,13,14,15,16. 이 프로토콜에 대한 수정은 조사자의 목표와 문제 해결의 경우에 맞게 조정할 수 있습니다. 이러한 수정에는 심정지, 프라이밍 용액, 허혈성 시간 및 연구에 대한 약리학적 개입 추가가 포함될 수 있지만 이에 국한되지 않습니다.
대형 동물 모델을 사용할 때 돼지 심장은 인간 심장과의 해부학적 유사성을 고려하여 심장 수술 연구를 수행하는 데 선호되는 플랫폼 중 하나입니다. 그러나 이 모델을 사용할 때 돼지 심장의 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다. 예를 들어, 돼지의 심장 조직은 매우 연약하고 부서지기 쉬우며, 특히 폐동맥과 우심방에서 찢어지기 쉽다9. 캐뉼라 삽입과 심장 조작은 주의해서 해야 합니다. 고려해야 할 또 다른 중요한 요소는 돼지 심장이 허혈에 매우 민감하고 부정맥에 걸리기 쉽기 때문에 이 실험 프로토콜에 사용된 황산마그네슘과 같은 항부정맥제를 실험 전에 모든 동물에게 일상적으로 투여해야 한다는 것입니다. 그럼에도 불구하고, 이 모델은 여전히 심장 이식에서 급성 허혈 연구에 적합한 것으로 간주된다9. 이 프로토콜은 심장 기능 평가를 위한 NRP만 설명하지만, 동일한 절차가 최적화되면 다른 장기를 평가하고 실험 동물로부터 얻은 정보의 잠재력을 극대화하는 데 사용할 수 있고 바람직하게 사용해야 합니다.
이 실험 절차에는 적어도 한 명의 숙련된 외과의가 필요하며 각 연구 그룹 내에서 프로토콜을 최적화하기 위해 약 3-5개의 실험을 수행해야 합니다. 팀의 한 구성원은 분석을 위해 마취 및 혈액 샘플링을 수행하도록 지정되어야 하고, 다른 팀원은 필요한 경우 항부정맥제, 승압제 및 기타 약물의 투여를 포함하는 심장의 흉복부 정상 체온 국소 관류 및 관리를 담당해야 합니다. 이 프로토콜의 여러 단계는 마취 및 삽관 유도, 심장 조작, 캐뉼라 삽입 및 탈관과 같은 실험의 적절한 지속에 중요하며 바람직하게는 숙련된 외과의가 수행해야 합니다. 반복과 일관성을 통해 이 모델을 최적화하고 향후 다양한 용도로 신뢰할 수 있습니다.
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Disclosures
저자는 공개 할 것이 없습니다.
Acknowledgments
소중한 도움과 지원을 해주신 Melanie Borie, Caroline Landry, Henry Aceros, Ahmed Menaouar에게 감사드립니다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amiodarone | As available in the institution | ||
| Angiocath 20G | BD | 381704 | |
| Atropine 0.4 mg/mL | As available in the institution | ||
| Biomedicus Centrifugal Pump | Medtronic | ||
| Cardioplegia Solution (Del Nido) | in-house made | Another solution can be used at the discretion of the researcher | |
| Cautery Pencil | Covidien | E2515H | |
| Central Venous Catheter double-lumen | Cook Medical | C-UDLM-501J-LSC | |
| Central Venous Sheath Introducer 7 Fr | |||
| Conductance Catheter | |||
| CPB pack | Medtronic | ||
| DLP Aortic Root Cannula | Medtronic | 12218 | |
| DLP double-stage venous cannula (29 or 37 F) | Medtronic | ||
| Dobutamine | As available in the institution | ||
| Dopamine | As available in the institution | ||
| Electrode Polyhesive | Covidien | E7507 | |
| EOPA Arterial Cannula (17 or 21 F) | |||
| Epinephrine | As available in the institution | ||
| O2 Face Mask | As available in the institution | ||
| Gloves, Nitrile, Medium | Fischer | 27-058-52 | |
| Heparin 1000 IU/mL | As available in the institution | ||
| Inhaled Isofurane | Provided by the institution's animal facility | ||
| Jelco 16 or 18 G catheter | |||
| Ketamine inj. 50 mL vial (100 mg/mL) | Health Canada | Health Canada approval is required | |
| Lidocaine/Xylocaine 1% | As available in the institution | ||
| Magnesium Sulfate 5 g/10 mL | As available in the institution | ||
| Midazolam inj. 10 mL vial (5 mg/mL) | Health Canada | Health Canada approval is required | |
| MPS Quest delivery disposable pack | Quest Medical | 5001102-AS | |
| Norepinephrine | As available in the institution | ||
| Normal Saline (NaCl 0.9%) 1L bag | Baxter | JB1324 | |
| Pipette Tips 1 mL | Fisherbrand | 02-707-405 | |
| Propofol 1 mg/mL | As available in the institution | ||
| Rocuronium | As available in the institution | ||
| Set Admin Prim NF PB W/ Checkvalve | Smith Medical | 21-0442-25 | |
| Sodium Bicarbonate (NaOH) 8.4% | As available in the institution | ||
| Sofsil 0 wax coated | Covidien | S316 | |
| Solumedrol 500 mg/5 mL | As available in the institution | ||
| Suction Tip | Covidien | 8888501023 | |
| Suction Tubing 1/4'' x 120'' | Med-Rx | 70-8120 | |
| Suture 3.0 Prolene Blu M SH | Ethicon | 8523H | |
| Suture 5.0 Prolene BB | Ethicon | 8580H | |
| Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 | Ethicon | 8521H | |
| Suture BB 4.0 Prolene | Ethicon | 8881H | |
| Tracheal Tube, 6.5 mm | Mallinckrodt | 86449 | |
| Vasopressin | As available in the institution |
References
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- Hornby, K., Ross, H., Keshavjee, S., Rao, V., Shemie, S. D. Non-utilization of hearts and lungs after consent for donation: a Canadian multicentre study. Canadian Journal of Anaesthesia. 53 (8), 831-837 (2006).
- Messer, S. J., et al. Functional assessment and transplantation of the donor heart after circulatory death. The Journal of Heart and Lung Transplantation: the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 35 (12), 1443-1452 (2016).
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