Orthotope Transplantation der linken Lunge in einem juvenilen Schweinemodell für ESLP
Summary
Dieses Protokoll beschreibt ein juveniles Schweinemodell der orthotopen Allotransplantation der linken Lunge, das für die ESLP-Forschung entwickelt wurde. Der Fokus liegt auf Anästhesie- und Operationstechniken sowie kritischen Schritten und der Fehlerbehebung.
Abstract
Die Lungentransplantation ist der Goldstandard bei der Behandlung von Lungenerkrankungen im Endstadium, wobei jährlich weltweit über 4.600 Lungentransplantationen durchgeführt werden. Die Lungentransplantation wird jedoch durch einen Mangel an verfügbaren Spenderorganen eingeschränkt. Daher gibt es eine hohe Sterblichkeit auf der Warteliste. Die Ex-situ-Lungenperfusion (ESLP) hat die Auslastung der Spenderlunge in einigen Zentren um 15 % bis 20 % erhöht. Die ESLP wurde als Methode zur Beurteilung und Rekonditionierung von marginalen Spenderlungen eingesetzt und hat akzeptable kurz- und langfristige Ergebnisse nach der Transplantation von Extended-Criteria-Spenderlungen (ECD) gezeigt. Großtiertransplantationsmodelle (in vivo) sind erforderlich, um laufende In-vitro-Forschungsergebnisse zu validieren. Anatomische und physiologische Unterschiede zwischen Mensch und Schwein stellen erhebliche technische und anästhetische Herausforderungen dar. Ein leicht reproduzierbares Transplantationsmodell würde die In-vivo-Validierung aktueller ESLP-Strategien und die präklinische Bewertung verschiedener Interventionen zur Verbesserung der Spenderlungenfunktion ermöglichen. Dieses Protokoll beschreibt ein porcines Modell der orthotopen Allotransplantation der linken Lunge. Dazu gehören Anästhesie- und Operationstechniken, eine maßgeschneiderte chirurgische Checkliste, Fehlerbehebung, Modifikationen sowie die Vorteile und Grenzen des Ansatzes.
Introduction
Die Lungentransplantation ist die wichtigste Langzeitbehandlung für Lungenerkrankungen im Endstadium. Weltweit werden jährlich über 4.600 Lungentransplantationendurchgeführt1. Allerdings ist die Lungentransplantation derzeit mit erheblichen Einschränkungen verbunden. Zum einen stellt der Bedarf an Organen die verfügbaren Spender immer mehr in den Schatten. Obwohl die Raten von Lungentransplantationen seit 2012 jedes Jahr gestiegen sind, was auf die kombinierten Auswirkungen von mehr Kandidaten für eine Transplantation, einer Zunahme der Anzahl von Spendern und einer verbesserten Verwendung von geborgenen Organen zurückzuführen ist, ist die Sterblichkeit auf der Transplantationswarteliste nicht signifikant gesunken2. Bedenken hinsichtlich der Organqualität stellen eine weitere große Einschränkung dar, wobei die berichteten Organauslastungsraten bei nur 20 % bis 30 % liegen3,4,5. Schließlich sind die Trends bei den postoperativen Ergebnissen der Lungentransplantation weniger als zufriedenstellend, wobei die langfristigen Transplantat- und Patientenergebnisse immer noch hinter denen anderer solider Organtransplantationen zurückbleiben2.
Eine neue Technologie, die Ex-situ-Lungenperfusion (ESLP), hat das Potenzial, diese Einschränkungen abzumildern. Die ESLP wird zunehmend als Methode zur Beurteilung und Rekonditionierung von marginalen Spenderlungen eingesetzt und hat akzeptable kurz- und langfristige Ergebnisse nach der Transplantation von Extended-Criteria-Spenderlungen (ECD) gezeigt 6,7,8,9,10. Infolgedessen hat ESLP die Auslastung in einigen Zentren um 15 % bis 20 % erhöht6,7,8,9,10,11.
Eine ordnungsgemäße ESLP-Forschung erfordert die In-vivo-Validierung von In-vitro-Befunden; Es gibt jedoch nur begrenzte Literatur zu Lungentransplantationsmodellen für ESLP12,13,14,15. Darüber hinaus enthält die verfügbare Literatur nur unzureichende Details zum Anästhesiemanagement von Yorkshire-Schweinen für Lungentransplantationen, die hämodynamisch sehr instabil sein können12,13,14,15. Die Etablierung eines leicht reproduzierbaren Modells würde die In-vivo-Validierung aktueller ESLP-Strategien und die präklinische Bewertung verschiedener Interventionen zur Verringerung von Lungenischämie-Reperfusionsschäden ermöglichen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, ein porcines Modell der orthotopen Allotransplantation der linken Lunge für den Einsatz bei ESLP zu beschreiben. Das Protokoll enthält Beschreibungen der Anästhesie- und Operationstechniken, eine benutzerdefinierte chirurgische Checkliste sowie Details zur Fehlerbehebung und zu Protokolländerungen. Die Grenzen und Vorteile des Modells der Transplantation von Schweinen in der linken Lunge wurden ebenfalls in dieser Arbeit diskutiert. Dieses Manuskript beschreibt weder den Entnahmeprozess von Schweinelungen bei 35-50 kg schweren Yorkshire-Schweinen, noch behandelt es die Etablierung und Beendigung von ESLP. Dieses Protokoll bezieht sich ausschließlich auf die Transplantation des Empfängers.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dieses Protokoll umfasst mehrere kritische chirurgische Schritte, und eine Fehlerbehebung ist erforderlich, um eine erfolgreiche Transplantation und Lungenbeurteilung zu gewährleisten. Juvenile Schweinelungen sind im Vergleich zu erwachsenen menschlichen Lungen unglaublich empfindlich, so dass der operierende Chirurg beim Umgang mit Schweinelungen vorsichtig sein muss. Dies gilt insbesondere nach einem 12-stündigen ESLP-Lauf, da das Organ Flüssigkeitsvolumen angenommen hat und anfällig für Verletzungen durch überm?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Forschung wird im Auftrag der Universitätsklinikstiftung gefördert.
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 |
References
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