Ортотопическая трансплантация левого легкого на ювенильной модели свиньи для ESLP
Summary
В этом протоколе описывается модель ортотопической аллотрансплантации левого легкого у молодых свиней, предназначенная для использования в исследованиях ESLP. Основное внимание уделяется анестезиологическим и хирургическим методам, а также критическим шагам и устранению неполадок.
Abstract
Трансплантация легких является золотым стандартом лечения терминальной стадии заболевания легких, ежегодно во всем мире проводится более 4600 трансплантаций легких. Однако трансплантация легких ограничена нехваткой доступных донорских органов. Таким образом, существует высокая смертность в листе ожидания. Перфузия легких ex situ (ESLP) увеличила показатели использования донорских легких в некоторых центрах на 15-20%. ESLP была применена в качестве метода для оценки и восстановления маргинальных донорских легких и продемонстрировала приемлемые краткосрочные и долгосрочные результаты после трансплантации донорских легких с расширенными критериями (ECD). Модели трансплантации крупных животных (in vivo) необходимы для подтверждения результатов текущих исследований in vitro . Анатомические и физиологические различия между людьми и свиньями создают значительные технические и анестезиологические проблемы. Легко воспроизводимая модель трансплантации позволит in vivo валидировать существующие стратегии ESLP и проводить доклиническую оценку различных вмешательств, направленных на улучшение функции донорских легких. Данный протокол описывает модель ортотопической аллотрансплантации левого легкого у свиньи. Это включает в себя анестезиологические и хирургические методы, индивидуальный хирургический контрольный список, устранение неполадок, модификации, а также преимущества и ограничения подхода.
Introduction
Трансплантация легких является основным долгосрочным методом лечения терминальной стадии заболевания легких. Ежегодно во всем мире проводится более 4 600 трансплантаций легких1. Однако трансплантация легких в настоящее время имеет существенные ограничения. Во-первых, потребность в органах продолжает затмевать доступных доноров. Несмотря на то, что с 2012 г. показатели трансплантации легких ежегодно увеличиваются из-за комбинированного эффекта, связанного с увеличением числа кандидатов на трансплантацию, увеличением числа доноров и улучшением использования восстановленных органов, смертность в листе ожидания трансплантации существенно неснизилась2. Проблемы с качеством органов представляют собой еще одно серьезное ограничение, при этом уровень использования органов составляет всего 20%-30%3,4,5. Наконец, тенденции в отношении послеоперационных исходов трансплантации легких неудовлетворительны, при этом отдаленные исходы трансплантации трансплантатов и пациентов по-прежнему отстают от других трансплантаций солидных органов2.
Новая технология, перфузия легких ex situ (ESLP), может смягчить эти ограничения. ESLP все чаще применяется в качестве метода оценки и восстановления маргинальных донорских легких и продемонстрировал приемлемые краткосрочные и долгосрочные результаты после трансплантации донорских легких с расширенными критериями (ECD) 6,7,8,9,10. Следовательно, ESLP увеличила коэффициент использования в некоторых центрах на 15%-20%6,7,8,9,10,11.
Надлежащее исследование ESLP требует валидации in vivo результатов in vitro; тем не менее, существует ограниченная литература о моделях трансплантации легких свиней для ESLP12,13,14,15. Кроме того, в имеющейся литературе содержится недостаточная информация об анестезиологическом лечении йоркширских свиней при трансплантации легких, которые могут быть крайне нестабильными гемодинамически12,13,14,15. Создание легко воспроизводимой модели позволит in vivo валидировать текущие стратегии ESLP и проводить доклиническую оценку различных вмешательств для уменьшения ишемически-реперфузионного повреждения легких. Целью настоящего исследования является описание модели ортотопической аллотрансплантации левого легкого у свиней для использования с ESLP. Протокол включает в себя описание анестезиологических и хирургических методов, индивидуальный хирургический контрольный список, а также подробную информацию об опыте устранения неполадок и изменениях протокола. В данной работе также обсуждаются ограничения и преимущества модели трансплантации левого легкого свиньи. В этой рукописи не описывается процесс извлечения легких свиней йоркширской породы весом 35-50 кг, а также не рассматривается создание и прекращение ESLP. Этот протокол касается исключительно операции трансплантации реципиента.
Protocol
Representative Results
Discussion
Этот протокол включает в себя несколько критически важных хирургических этапов, и для обеспечения успешной трансплантации и оценки легких необходимо устранить неполадки. Молодые легкие свиней невероятно нежные по сравнению с легкими взрослого человека, поэтому оперирующий хирург до…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование финансируется от имени Фонда университетской больницы.
Materials
| ABL 800 FLEX Blood Gas Analyzer | Radiometer | 989-963 | |
| Adult-Pediatric Electrostatic Filter HME – Small | Covidien | 352/5877 | |
| Allison Lung Retractor | Pilling | 341679 | |
| Arterial Filter | SORIN GROUP | 01706/03 | |
| Backhaus Towel Clamp | Pilling | 454300 | |
| Bovine Serum Albumin | MP biomedicals | 218057791 | |
| Biomedicus Pump | Maquet | BPX-80 | |
| Bronchoscope | |||
| Cable Ties – White 12” | HUASU International | HS4830001 | |
| Calcium Chloride | Fisher Scientific | C69-500G | |
| Cooley Sternal Retractor | Pilling | 341162 | |
| CUSHING Gutschdressing Forceps | Pilling | 466200 | |
| Debakey-Metzenbaum Dissecting | Pilling | 342202 | |
| Scissors | Pilling | 342202 | |
| DeBakey Peripheral Vascular Clamp | Pilling | 353535 | |
| Debakey Straight Vascular Tissue Forceps | Pilling | 351808 | |
| D-glucose | Sigma-Aldrich | G5767-500G | |
| Drop sucker | |||
| Endotracheal Tube 9.0mm CUFD | Mallinckrodt | 9590E | |
| Flow Transducer | BIO-PROBE | TX 40 | |
| Infusion Pump | Baxter | AS50 | |
| Inspire 7 M Hollow Fiber Membrane Oxygenator | SORIN GROUP | K190690 | |
| Intercept Tubing Connector 3/8" x 1/2" | Medtronic | 6013 | |
| Intercept Tubing 1/4" x 1/16" x 8' | Medtronic | 3108 | |
| Intercept Tubing 3/8" x 3/32" x 6' | Medtronic | 3506 | |
| Laryngoscope | N/A | N/A | Custom-made with 10-inch blade |
| Metzenbaum Dissecting Scissors | Pilling | 460420 | |
| Medical Carbon Dioxide Tank | Praxair | 5823115 | |
| Medical Oxygen Tank | Praxair | 2014408 | |
| Medical Nitrogen Tank | Praxair | NI M-K | |
| Mosquito Clamp | Pilling | 181816 | |
| Harken Auricle Clamp | |||
| Organ Chamber | Tevosol | ||
| PlasmaLyte A | Baxter | TB2544 | |
| Poole Suction Tube | Pilling | 162212 | |
| Potassium Phosphate | Fischer Scientific | P285-500G | |
| PERFADEX Plus | XVIVO | 19811 | |
| Satinsky Clamp | Pilling | 354002 | |
| Scale | TANITA | KD4063611 | |
| Silicon Support Membrane | Tevosol | ||
| Sodium Bicarbonate | Sigma-Aldrich | 792519-1KG | |
| Sodium Chloride 0.9% | Baxter | JB1324 | |
| Sorin XTRA Cell Saver | SORIN GROUP | 75221 | |
| Sternal Saw | Stryker | 6207 | |
| Surgical Electrocautery Device | Kls Martin | ME411 | |
| TruWave Pressure Transducer | Edwards | VSYPX272 | |
| Two-Lumen Central Venous Catheter 7fr X2 | Arrowg+ard | CS-12702-E | |
| Vorse Tubing Clamp | Pilling | 351377 | |
| Willauer-Deaver Retractor | Pilling | 341720 | |
| Yankauer Suction Tube | Pilling | 162300 | |
| 0 ETHIBOND Green 1X36" Endo Loop 0 | ETHICON | D8573 | |
| 0 PDS II CP-1 2×27” | ETHICON | Z467H | |
| 1 VICRYL MO-4 1×18” | ETHICON | J702D | |
| 2-0 SILK Black 12" x 18" Strands | ETHICON | SA77G | |
| 4-0 PROLENE Blue TF 1×24” | ETHICON | 8204H | |
| 6-0 PROLENE Blue BV 2×30” | ETHICON | M8776 | |
| 21-Gauge Needle |
Referencias
- Chambers, D. C., et al. The international thoracic organ transplant registry of the international society for heart and lung transplantation: Thirty-fifth adult lung and heart-lung transplant report-2018; focus theme: Multiorgan transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation: The Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 37 (10), 1169-1183 (2018).
- Valapour, M., et al. OPTN/SRTR 2017 annual data report: Lung. American Journal of Transplantation: Official Journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 19, 404-484 (2019).
- Klein, A. S., et al. Organ donation and utilization in the united states, 1999-2008. American Journal of Transplantation: Official Journal of the American Society of Transplantation and the American Society of Transplant Surgeons. 10 (4), 973-986 (2010).
- Kotecha, S., et al. Continued successful evolution of extended criteria donor lungs for transplantation. The Annals of Thoracic Surgery. 104 (5), 1702-1709 (2017).
- Singh, E., et al. Sequence of refusals for donor quality, organ utilization, and survival after lung transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 38 (1), 35-42 (2019).
- Cypel, M., et al. Normothermic ex vivo lung perfusion in clinical lung transplantation. The New England Journal of Medicine. 364 (15), 1431-1440 (2011).
- Wallinder, A., et al. Early results in transplantation of initially rejected donor lungs after ex vivo lung perfusion: A case-control study. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery: Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery. 45 (1), 40-44 (2014).
- Sage, E., et al. Lung transplantation from initially rejected donors after ex vivo lung reconditioning: The french experience. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery: Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery. 46 (5), 794-799 (2014).
- Valenza, F., et al. Extracorporeal lung perfusion and ventilation to improve donor lung function and increase the number of organs available for transplantation. Transplantation Proceedings. 44 (7), 1826-1829 (2012).
- Fildes, J. E., et al. Clinical outcome of patients transplanted with marginal donor lungs via ex vivo lung perfusion compared to standard lung transplantation. Transplantation. 99 (5), 1078-1083 (2015).
- Cypel, M., et al. Experience with the first 50 ex vivo lung perfusions in clinical transplantation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 144 (5), 1200-1206 (2012).
- Clark, S. C., et al. A new porcine model of reperfusion injury after lung transplantation. Laboratory Animals. 33, 135-142 (1999).
- Karimi, A., et al. Technical pearls for swine lung transplantation. Journal of Surgical Research. 171, 107-111 (2011).
- Kruger, M., et al. Porcine pulmonary auto-transplantation for ex vivo therapy as a model for new treatment strategies. Interactive CardioVascular and Thoracic Surgery. 23, 358-366 (2016).
- Mariscal, A., et al. Pig lung transplant survival model. Nature Protocols. 13, 1814-1828 (2018).
- Aboelnazar, N. S., et al. Negative pressure ventilation decreases inflammation and lung edema during normothermic ex vivo lung perfusion. The Journal of Heart and Lung Transplantation: The Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 37 (4), 520-530 (2018).
