השתלה אורתוטופית ריאה שמאלית במודל חזיר צעיר עבור ESLP
Summary
פרוטוקול זה מתאר מודל חזירי צעיר של השתלת ריאה שמאלית אורתוטופית המיועד לשימוש במחקר ESLP. דגש נעשה על טכניקות הרדמה וכירורגיה, כמו גם צעדים קריטיים ופתרון בעיות.
Abstract
השתלת ריאות היא הטיפול הסטנדרטי בזהב למחלת ריאות סופנית, עם למעלה מ-4,600 השתלות ריאה המבוצעות ברחבי העולם מדי שנה. עם זאת, השתלת ריאות מוגבלת על ידי מחסור באיברים תורמים זמינים. ככזה, יש תמותה גבוהה ברשימת ההמתנה. זילוח ריאות Ex situ (ESLP) הגדיל את שיעורי ניצול הריאות של תורמים במרכזים מסוימים ב -15%-20%. ESLP יושמה כשיטה להערכה וחידוש ריאות של תורמים שוליים והדגימה תוצאות מקובלות לטווח קצר וארוך לאחר השתלת ריאות תורם קריטריונים מורחבים (ECD). מודלים להשתלת בעלי חיים גדולים (in vivo) נדרשים כדי לאמת את ממצאי המחקר המתמשך במבחנה . הבדלים אנטומיים ופיזיולוגיים בין בני אדם לחזירים מציבים אתגרים טכניים והרדמה משמעותיים. מודל השתלה קל לשחזור יאפשר אימות in vivo של אסטרטגיות ESLP הנוכחיות והערכה פרה-קלינית של התערבויות שונות שנועדו לשפר את תפקוד הריאות של התורם. פרוטוקול זה מתאר מודל חזירי של השתלת ריאה שמאלית אורתוטופית. זה כולל טכניקות הרדמה וכירורגיות, רשימת בדיקה כירורגית מותאמת אישית, פתרון בעיות, שינויים ואת היתרונות והמגבלות של הגישה.
Introduction
השתלת ריאות היא הטיפול ארוך הטווח המוביל למחלת ריאות סופנית. מעל 4,600 השתלות ריאה מבוצעות ברחבי העולם מדי שנה1. עם זאת, להשתלת ריאות יש כיום מגבלות משמעותיות. ראשית, הצורך באיברים ממשיך להאפיל על התורמים הזמינים. למרות ששיעורי השתלות הריאה עלו מדי שנה מאז 2012 בשל ההשפעות המשולבות של רישום מועמדים רבים יותר להשתלה, עלייה במספר התורמים ושיפור בשימוש באיברים שהחלימו, התמותה מרשימת ההמתנה להשתלות לא ירדה משמעותית2. חששות לגבי איכות האיברים מייצגים מגבלה משמעותית נוספת, עם שיעורי ניצול איברים מדווחים נמוכים של 20%-30%3,4,5. לבסוף, המגמות בתוצאות שלאחר הניתוח של השתלת ריאות הן פחות משביעות רצון, כאשר תוצאות השתלים והמטופלים לטווח ארוך עדיין מפגרות מאלה של השתלות איברים מוצקים אחרות2.
לטכנולוגיה מתפתחת, ex situ lung perfusion (ESLP), יש פוטנציאל למתן מגבלות אלה. ESLP יושם יותר ויותר כשיטה להערכה ומצב מחדש של ריאות תורם שולי והדגים תוצאות מקובלות לטווח קצר וארוך לאחר השתלת ריאות תורם קריטריונים מורחב (ECD) 6,7,8,9,10. כתוצאה מכך, ESLP הגדיל את שיעורי הניצולת במרכזים מסוימים ב -15%-20% 6,7,8,9,10,11.
מחקר ESLP נכון דורש אימות in vivo של ממצאי מבחנה; עם זאת, קיימת ספרות מוגבלת על מודלים להשתלת ריאות חזיריות עבור ESLP12,13,14,15. יתר על כן, הספרות הזמינה מספקת פרטים לא מספקים לגבי ניהול הרדמה של חזירי יורקשייר להשתלת ריאות, אשר יכול להיות מאוד לא יציב המודינמית 12,13,14,15. הקמת מודל הניתן לשחזור בקלות תאפשר אימות in vivo של אסטרטגיות ESLP הנוכחיות והערכה פרה-קלינית של התערבויות שונות להפחתת פגיעה באיסכמיה ריאתית. מטרת המחקר הנוכחי היא לתאר מודל חזירי של השתלת ריאה שמאלית אורתוטופית לשימוש עם ESLP. הפרוטוקול כולל תיאורים של טכניקות ההרדמה והניתוח, רשימת תיוג כירורגית מותאמת אישית, ופרטים לגבי חוויית פתרון הבעיות ושינויים בפרוטוקול. המגבלות והיתרונות של מודל השתלת חזיר הריאה השמאלית נדונו גם בעבודה זו. כתב יד זה אינו מתאר את תהליך השליפה של ריאות חזיריות בחזירי יורקשייר במשקל 35-50 ק”ג, וגם אינו מכסה את הקמתה וסיומה של ESLP. פרוטוקול זה מתייחס באופן בלעדי לפעולת ההשתלה המושתלת.
Protocol
Representative Results
Discussion
מספר שלבים כירורגיים קריטיים מעורבים בפרוטוקול זה, ויש צורך בפתרון בעיות כדי להבטיח השתלה מוצלחת והערכת ריאות. ריאות חזיריות צעירות הן עדינות להפליא בהשוואה לריאות אנושיות בוגרות, ולכן המנתח המנתח חייב להיות זהיר בעת טיפול בריאות חזיריות. זה נכון במיוחד לאחר ריצה של 12 שעות של ESLP מכיוון שה…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה ממומן מטעם קרן בית החולים האוניברסיטאי.
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 |
Riferimenti
- 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).
