Valutazione funzionale del cuore del donatore durante la perfusione ex situ : approfondimenti dai loop pressione-volume e dall'ecocardiografia di superficie
Summary
Manca un approccio affidabile e non invasivo per la valutazione funzionale del cuore donatore durante la perfusione cardiaca ex situ normotermica (NESP). Descriviamo qui un protocollo per la valutazione ex situ delle prestazioni miocardiche utilizzando l’ecocardiografia epicardica e il metodo del catetere di conduttanza.
Abstract
Il trapianto di cuore rimane il trattamento gold standard per l’insufficienza cardiaca avanzata. Tuttavia, l’attuale carenza critica di organi ha portato all’assegnazione di un numero crescente di cuori di donatori con criteri estesi. Questi innesti marginali sono associati ad un alto rischio di fallimento primario dell’innesto e possono trarre beneficio dalla perfusione ex situ prima del trapianto. Questa tecnologia consente una conservazione estesa degli organi utilizzando la perfusione di sangue ossigenato caldo con monitoraggio metabolico continuo. L’unico dispositivo NESP attualmente disponibile per la pratica clinica perfonde l’organo in uno stato non funzionante scaricato, che non consente la valutazione funzionale del cuore pulsante. Abbiamo quindi sviluppato una piattaforma originale di NESP in condizioni di modalità di lavoro con regolazione del precarico ventricolare sinistro e del postcarico. Questo protocollo è stato applicato nei cuori suini. La valutazione funzionale ex situ del cuore è stata ottenuta con cateterismo di conduttanza intracardiaca ed ecocardiografia di superficie. Insieme ad una descrizione del protocollo sperimentale, riportiamo qui i principali risultati, nonché le perle e le insidie associate all’acquisizione dei loop pressione-volume e della potenza miocardica durante la NESP. Le correlazioni tra reperti emodinamici e variabili ecografiche sono di grande interesse, soprattutto per un’ulteriore riabilitazione dei cuori dei donatori prima del trapianto. Questo protocollo mira a migliorare la valutazione dei cuori dei donatori sia per aumentare il pool di donatori che per ridurre l’incidenza del fallimento del trapianto primario.
Introduction
Il trapianto di cuore è il trattamento gold standard per l’insufficienza cardiaca avanzata, ma è limitato dall’attuale carenza di organi1. Un numero crescente di cuori di donatori con criteri estesi (età >45 anni, fattori di rischio cardiovascolare, basso flusso prolungato, disfunzione ventricolare sinistra acuta secondaria a tempesta catecolaminergica) sono assegnati con un aumentato rischio di fallimento del trapianto primario2. Inoltre, i cuori donati dopo morte circolatoria controllata (DCD) possono presentare lesioni miocardiche secondarie a ischemia calda prolungata3. Pertanto, è necessaria una migliore valutazione di questi cuori di donatori prima del trapianto, in particolare per valutare la loro idoneità al trapianto di cuore 4,5.
La perfusione ex situ normomica (NESP) preserva il cuore pulsante utilizzando sangue ossigenato caldo. L’unico dispositivo disponibile in commercio per NESP preserva il cuore in uno stato non funzionante (modalità Langendorff). Questo approccio è stato inizialmente applicato per espandere la conservazione dell’innesto oltre il periodo critico di 4 ore di ischemia fredda6. Un altro importante vantaggio di questa tecnologia è quello di fornire una valutazione continua della vitalità miocardica basata sulla concentrazione di lattato nel perfusato6. Tuttavia, questa valutazione biochimica non è mai stata correlata con gli esiti post-trapianto fino ad oggi. Allo stesso modo, la modalità Langendorff per NESP non consente la valutazione emodinamica e funzionale del cuore prima del trapianto. Alcuni autori hanno riportato il potenziale beneficio del cateterismo intracardiaco durante la NESP per prevedere il recupero miocardico dopo il trapianto7.
Il presente rapporto mira a fornire una metodologia riproducibile per valutare le prestazioni cardiache del donatore durante la NESP. Abbiamo modificato il circuito per consentire la perfusione in modalità di lavoro e, quindi, per l’acquisizione di variabili funzionali non invasive con ecocardiografia epicardica. L’indice di lavoro miocardico, una variabile indipendente dal carico, è stato registrato utilizzando loop pressione-deformazione. Abbiamo studiato le relazioni tra lavoro miocardico e variabili emodinamiche ottenute dal cateterismo intracardiaco per conduttanza.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ci sono alcuni passaggi critici da considerare nel protocollo NESP. La valutazione preliminare in situ del cuore è rimasta importante, soprattutto considerando la valvola aortica che non dovrebbe presentare un significativo rigurgito aortico (grado 2 o superiore); in caso contrario, la rianimazione del cuore sarà compromessa durante il periodo di Langendorff a causa della compromissione della perfusione coronarica e dell’ischemia miocardica. L’avvio del WM dopo la perfusione di Langendorff è stata una manovr…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Georges Lopez Institute, Lissieu, 69380, Francia
Claudia Lacerda, General Electric Healthcare, Buc, Francia
Materials
| 3T Heater Cooler System | Liva Nova, Châtillon, France | IM-00727 A | Extracorporeal Heater Cooler device |
| 4-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S15B | sutures |
| 5-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S10B | sutures |
| Adenosine | Efisciens BV, Rotterdam, Netherlands | 9088309 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Adrenaline | Aguettant, Lyon, France | 600040 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Atracurium | Pfizer Holding France, Paris, France | 582547 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| DeltaStream | Fresenius Medical Care, L’Arbresle, France | MEH2C4024 | Extracorporeal blood pump |
| EKG epicardial electrodes | Cardinal Health LLC, Waukegan, Illinois, USA | 31050522 | EKG detection electrodes |
| External pacemaker | Medtronic Inc. Minneapolis, Minneapolis, USA | 5392 | Pacemaker device |
| Glucose 5% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400891780017 | Drugs for the priming solution |
| Heart Perfusion Set, Organ Care System | Transmedics, Andover, MA, USA | Ref#1200 | Normothermic ex-vivo heart perfusion device |
| Intellivue MX550 | Philips Healthcare, Suresnes, France | NA | Permanent monitoring system |
| Istat 1 | Abbott, Chicago, Ill, USA | 714336-03O | Blood Analyzer machine |
| Labchart | AD Instruments Ltd, Paris, France | LabChart v8.1.21 | Pressure Volume loops aquisition software |
| Magnesium | Aguettant, Lyon, France | 564 780-6 | Drugs for the cardioplegia |
| Magnesium Sulfate | Aguettant, Lyon, France | 600111 | Drugs for the cardioplegia |
| Mannitol 20% | Macopharma, Mouvoux, France | 3400891694567.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Methylprednisolone | Mylan S.A.S, Saint Priest, France | 400005623 | Drugs for the priming solution |
| Millar Conductance Catheter | AD Instruments Ltd, Paris, France | Ventri-Cath 507 | Pressure Volume loops conductance catheter |
| MWI software | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | software used for the Ultrasound echocardiographic machine |
| Orotracheal probe | Smiths medical ASD, Inc., Minneapolis, Minneapolis, USA | 100/199/070 | probe for the intubation during anesthesia |
| Potassium chloride 10% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400892691527.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Propofol | Zoetis France, Malakoff, France | 8083511 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Quadrox-I small Adult Oxygenator | Getinge, Göteborg, Sweden | BE-HMO 50000 | Extracorporeal blood oxygenator |
| Ringer solution | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | DKE2323 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium Bicarbonate | Laboratoire Renaudin, itxassou, France | 3701447 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium chloride | Aguettant, Lyon, France | 606726 | Drugs for the priming solution |
| Swan Ganz Catheter | Merit Medical, south jordan, utah, USA | 5041856 | Right pressure and cardiac output probe |
| Tiletamine | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Transesophagus probe (3–8 MHz 6VT) | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic transesophagus probe |
| Vivid E95 ultraSound Machine | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic machine |
| Xylocaïne 2% | Aspen, Reuil-malmaison, France | 600550 | Drugs for the cardioplegia |
| Zolazepam | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
Referencias
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