Summary
Protokollen beskriver en donationsmodel for store dyr (svin) efter kredsløbsdød efterfulgt af thoracoabdominal normoterm regional perfusion, der nøje simulerer det kliniske scenario i hjertetransplantation og har potentiale til at lette terapeutiske undersøgelser og strategier.
Abstract
Stigningen i efterspørgslen efter hjertetransplantation gennem årene har drevet interessen for donation efter kredsløbsdød (DCD) for at udvide organdonorpuljen. DCD-processen er imidlertid forbundet med risikoen for hjertevævsskade på grund af den uundgåelige periode med varm iskæmi. Normodermisk regional perfusion (NRP) giver mulighed for en in situ organvurdering, der muliggør udtagning af hjerter, der er bestemt til at være levedygtige. Her beskriver vi en klinisk relevant stordyrsmodel af DCD efterfulgt af NRP. Kredsløbsdød etableres hos bedøvede svin ved at stoppe mekanisk ventilation. Efter en forudindstillet varm iskæmiperiode anvendes en ekstrakorporeal membranoxygenator (ECMO) i en NRP-periode, der varer mindst 30 minutter. I løbet af denne reperfusionsperiode tillader modellen indsamling af forskellige myokardiebiopsier og blodprøver til indledende hjerteevaluering. Når NRP er fravænnet, kan biokemiske, hæmodynamiske og ekkokardiografiske vurderinger af hjertefunktion og metabolisme udføres før organudtagning. Denne protokol simulerer nøje det kliniske scenarie, der tidligere er beskrevet for DCD og NRP i hjertetransplantation, og har potentialet til at lette undersøgelser, der sigter mod at mindske iskæmi-reperfusionsskade og forbedre hjertefunktionel bevarelse og genopretning.
Introduction
Over 300.000 individer dør i Nordamerika hvert år af hjertesvigt (HF); Hjertetransplantation er fortsat den eneste behandlingsmulighed for nogle af disse patienter med sygdom1 i slutstadiet. Historisk set var den eneste kilde til hjertetransplantation donorhjerter opnået efter neurologisk bestemmelse af død (NDD), men selv da var kun omkring 40% tilstrækkelige til transplantation2. Mellem 15% og 20% af patienterne dør, mens de venter på en hjertedonation, hvor mangel på donorhjerter er en af årsagerne til, at der skabes en uoverensstemmelse mellem de tilgængelige hjerter og de nødvendige hjerter2. For at øge organdonorpuljen er en vigtig overvejelse brugen af hjerter doneret efter kredsløbsdød (DCD)3. Der er modvilje mod at bruge DCD-hjerter, fordi disse organer altid udsættes for en periode med ubeskyttet (varm) iskæmi efter ophør af blodcirkulationen og kan lide uoprettelig skade. Selvom der findes rapporter om vellykket DCD-hjertetransplantation med fremragende tidlige resultater4,5, er der behov for at udvikle en valideret vurderingsmetode for at afgøre, om disse hjerter er brugbare og potentielt forudsige deres ydeevne efter transplantation 6,7. For at begrænse iskæmiske perioder med DCD-hjerter og for løbende at overvåge dem under opbevaring og transport blev der udviklet ex situ-hjerteperfusionssystemer 8. Denne teknologi er imidlertid afhængig af komplekse maskiner med perfusionsudstyr og har høje startomkostninger uden nogen garanti for, at det udtagne organ vil være egnet til transplantation. En ny protokol til DCD-hjertetransplantation baseret på normoterm regional perfusion (NRP) blev foreslået af Messer et al3. Denne teknik indebærer at genoprette myokardieperfusion, mens hjertet stadig er i donoren og udelukke cerebral kredsløb. Det giver mulighed for en funktionel vurdering på stedet før indkøb3.
Ved brug af store dyremodeller er svinehjertet en af de foretrukne platforme til at udføre hjertekirurgisk forskning i betragtning af dets anatomiske lighed med det menneskelige hjerte. Imidlertid bør nogle vigtige faktorer i svinehjerter overvejes, når du bruger denne model. For eksempel er svins hjertevæv meget skrøbeligt og sprødt og er tilbøjeligt til tårer, især i lungearterien og højre atrium9. En anden vigtig faktor at overveje er, at svinehjertet er meget følsomt for iskæmi og tilbøjelig til arytmier, hvorfor antiarytmika bør administreres rutinemæssigt til hvert dyr før forsøget; Ikke desto mindre betragtes det stadig som en passende model til undersøgelse af akut iskæmi ved hjertetransplantation9.
Dette manuskript beskriver en model for donation af store dyr (svin) efter kredsløbsdød efterfulgt af thoracoabdominal normoterm regional perfusion, der nøje simulerer det kliniske scenario i hjertetransplantation og har potentiale til at lette nye terapeutiske undersøgelser og strategier for translationel forskning.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Centre de Recherche du Centre Hospitalier de l'Université de Montréal (CRCHUM) godkendte alle forsøgsprotokoller, og dyrene blev behandlet i overensstemmelse med vejledningen om pasning og brug af forsøgsdyr. Til denne protokol blev 3-4 måneder gamle store hvide mandlige eller kvindelige grise, der vejer 50-60 kg, brugt. Dyrenes størrelse kan variere alt efter efterforskernes eksperimentelle mål.
1. Dyreforberedelse og anæstetisk induktion
- Præmedicinere dyret ved hjælp af en intramuskulær injektion af atropin (0,04 mg / kg), midazolam (0,3 mg / kg) og ketamin (20 mg / kg). Administrer isofluran i en slutvandskoncentration på 1% -3% i 3 l / minO2 ved hjælp af en ansigtsmaske til anæstesiinduktion og vedligeholdelse.
- Bekræft tilstrækkelig bedøvelse ved at teste for en afslappet kæbetone og fravær af smerte ved hjælp af tåklemmerespons. Sørg for, at dyret placeres i dorsal decubitus position og opretholdes i normotermi ved hjælp af et varmetæppe.
- Efter bekræftelse af anæstetisk tilstrækkelighed udføres en orotracheal intubation ved hjælp af et 6,5-8 mm endotracheal rør som beskrevet i 10.
- Placer iltmætningsmonitoren på dyrets øre eller underlæbe for kontinuerlig overvågning. Juster ventilationen til et positivt slutekspiratorisk tryk (PEEP) på 5 cm H 2 O, et maksimalt inspiratorisk tryk (PIP) på 15 cm H 2 O, en brøkdel af inspireret ilt (FIO 2) på 0,5 og en respirationsfrekvens (RR) på 15 respirationer/min. ved at nå et tidevandsvolumen (TV) på 6-8 ml/kg og normalt partialtryk påO2 og CO2. Juster RR for at opretholde et CO2 -niveau ved tidevandet på 35-45 mmHg.
- Få en perifer intravenøs adgang via ørevenen ved hjælp af et 20 G kateter. Start en vedligeholdelsesinfusion af normal saltopløsning (0,9% NaCl) og administrer 2 g magnesiumsulfat (MgSO4) som en intravenøs bolus for at forhindre arytmier.
- Forbered de kirurgiske steder ved tilstrækkeligt barbering og skrubbe thorax og lyske. Desinficer lyske og hals med chlorhexidin og drapering korrekt, samtidig med at venøs og arteriel adgang gives.
- Placer cautery elektrode pad på dyrets ryg. Placer dyret i Trendelenburg-position for at lette adgangen til central venøs.
- Find den rigtige jugular vene ved hjælp af en ultralyd. Når du er placeret, skal du bruge en nål til at indtaste huden i en 45 ° vinkel, indtil blod ses, og nålen ses i venen på ultralydet.
- Anbring styretråden i nålen, og sæt derefter en 7 Fr perkutan central veneskedeindleder over styretråden.
- Fjern styretråden, mens du holder kappeintroduktionen på plads, og indsæt derefter et Swans-Ganz-kateter for at sikre hjerteudgangsmålinger og kateterisering af højre hjerte.
BEMÆRK: Den venstre jugular vene kan bruges i stedet for den højre. Hvis adgang ikke er mulig, indsættes kappen direkte i den indre halsvene (venstre eller højre) efter midterlinjen sternotomi. I så fald skal du sørge for at dissekere venen. - Brug samme teknik til at indsætte et centralt venekateter (f.eks. dobbelt lumen) i venstre jugularvene.
- Indsæt endnu en 7 Fr perkutan central venøs kappe i højre lårbensvene ved hjælp af Seldinger-teknikken som beskrevet i trin 1.7. til 1.10., til indførelse af et konduktanskateter i højre ventrikel (RV). Dette kan gøres perkutant med ekkovejledning eller efter midterliniesternotomi.
- Tillad en periode med stabilitet i 10 minutter efter intubation og manipulation, og mål derefter baseline hæmodynamiske og hjertefunktionsparametre, herunder lunge- og systemisk tryk, hjerteudgang, RV- og LV-trykvolumensløjfer og transthorax ekkokardiografi.
2. Etablering af kirurgisk adgang
- Brug en cautery pen til at udføre et midterlinjesnit fra midten af livmoderhalsområdet til xiphoid. Derefter opdeles det subkutane fedt, lag for lag, langs midterlinjen ved hjælp af elektrokauteriet for at nå brystbenet.
- Skær rundt om brysthakket og brug en finger til at trække og feje blødt væv fra under brystbenet. Åbn brystbenet med en knoglesav, og sørg for, at brystbenet er helt delt, mens du er forsigtig med venen under den øverste del af brystbenet. Cauterize brystbenet og / eller anvende knoglevoks for at sikre tilstrækkelig hæmostase.
- Brug elektrokauteriet til at dissekere og fjerne thymus ved at løfte det fra perikardiet. Cauterize de skibe, der leverer thymus fra aorta og den overlegne vena cava (SVC) for at forhindre blødning.
- Skær forsigtigt perikardiet åbent med cautery. Indsæt fingrene under hjertesækken, mens du skærer for at undgå skade på hjertet.
- Administrer 300 enheder/kg heparin IV for at opnå systemisk antikoagulation. Hvis testen er tilgængelig, skal du sikre aktiveret koagulationstid (ACT) ˃ 300 s.
3. Tilbagetrækning af livsopretholdende behandlinger og dødserklæring
- Administrer en bolus på 3 mg / kg propofol IV, og stop derefter mekanisk ventilation og frakobl endotrachealrøret.
BEMÆRK: Dette trin svarer til "Tilbagetrækning af livsstøtte" for at starte den normomemiske regionale perfusion. For eutanasi betingelser, se afsnit 8. - Overvåg arterielt tryk og periferO2-mætning . Start funktionel varm iskæmitid, når systolisk tryk < 50 mmHg.
- Etabler kredsløbsstop, når der er asystol (eller ventrikelflimmer) og fravær af arteriel pulsatilitet. Initiere en observationsfase på mindst 5 minutter efter etablering af kredsløbsstop (stand-off periode) og derefter erklære dyr død.
4. Placering af thoracoabdominal normoterm regional perfusion
- Brug cautery til forsigtigt at dissekere det aortopulmonale rum. Træk RV-udstrømningskanalen ringere, lungearterien til venstre og aorta til højre for at undgå direkte læsioner til sidstnævnte. Tag en assistents hjælp, hvis det er nødvendigt i løbet af dette trin.
- Dissekere og ligere de supra-aortakar for at undgå og udelukke cerebral perfusion. Alternativt kan du anvende en stor tværklemme over karrene.
- Indsæt to 18 G-katetre i carotiderne bilateralt distalt til okklusionen for at evaluere potentiel blodgennemstrømning til hjernen. Indsamle og måle blod under hele eksperimentet og geninfuse via NRP-kredsløbet.
- Brug metzenbaum og retvinklede tang til at dissekere delikat mellem SVC og den innominerede arterie og mellem IVC og perikardiet. Omkrans SVC og IVC ved hjælp af et navlestrengsbånd eller en simpel 0-silkesutur og fastgør dem med en turnering.
- Brug en 3-0 sutur til at placere to koncentriske pungstrengsuturer på den distale stigende aorta adventitia; Undgå suturer i fuld tykkelse. Placer en pungstrengsutur på højre atrium (RA). Fastgør alle suturer med en turnering.
- Opsæt og prim NRP-systemet i henhold til efterforskernes og eksperimentelle behov. Til denne protokol skal du bruge et ECMO-kredsløb med en centrifugalpumpe, primet med 2 liter krystalloid opløsning indeholdende 500 mg Solumedrol, 200 ml 8,4% natriumbicarbonat (NaOH), 300 enheder / kg heparin og 2 gMgSO4.
BEMÆRK: Den opsætning, der anvendes her, ligner den, der anvendes af institutionens perfusionister ved afdelingen for hjertekirurgi. - Brug en 17 til 21 F arteriel kanyle til at kannulere aorta, stram derefter turneringen, der holder pungstrengsuturen for at sikre kanylen på plads.
BEMÆRK: Alternativt kan du indsætte en ECMO-kanyle (extracorporeal membrane oxygenator) ved hjælp af Seldinger-teknikken for at minimere blodtab. En anden metode består i at anvende en standard bypass arteriel kanyle. Aortakanylen forbindes derefter til NRP-kredsløbets arterielle linje ved hjælp af et 3/8-3/8-stik; Sørg for fuldstændig deairing for at undgå luftemboli. - Opret et 5 mm snit i midten af pungstrengen på RA, og udvid det derefter ved hjælp af et lille vinklet instrument som en ret vinkel eller snap. Dæk snittet med en finger for at undgå overdreven blødning.
- Brug en dobbelt-trins venøs kanyle til at kannulere RA, og stram derefter pungstrengsuturerne ved hjælp af en turnering for at sikre kanylen på plads.
- Tilslut kanylerne til NRP-kredsløbets venøse linje ved hjælp af et 1/2-3/8-stik, og sørg for fuldstændig luftning for at undgå luftsluse i systemet.
- Sørg for, at der er gået mindst 15 minutter mellem dødserklæringen og indledningen af NRP for at omfatte den tid, der er nødvendig i klinisk praksisforberedelse, drapering og adgang til hjertet.
- Start NRP 15 minutter efter starten af funktionel varm iskæmitid. Oprethold normotermi under hele proceduren. Juster flowhastighederne gradvist for at nå et perfusionsindeks på 2,5 l / min / m2. Genstart mekanisk ventilation med en FIO2 på 50% og et tv på 6 ml / kg.
BEMÆRK: Rediger disse indstillinger i henhold til det eksperimentelle design. - Kontinuerligt infundere 10 μg / kg / min dopamin og 4 enheder / min vasopressin IV. Brug adrenalin og noradrenalin under indledende perfusion og titrer dem derefter efter behov for at hjælpe med trykregulering, samtidig med at arterielt tryk opretholdes over 50 mmHg.
5. Opretholdelse af reperfusion og mål for fravænning
- Reperfus hjertet i 30 minutter, før du forsøger at fravænne NRP. Hvis fravænning ikke lykkes, skal du udføre yderligere 15 minutters reperfusion for at understøtte med NRP, før du forsøger at fravænne igen i en samlet maksimal reperfusionstid på 180 min.
- Fortsæt til hjertevurdering efter vellykket fravænning. Hvis fravænning ikke opnås efter dette tidspunkt, skal du stoppe eksperimentet og rapportere problemet.
BEMÆRK: Dette bør tilpasses den enkelte investigators mål. - Evaluer NRP-fravænningskriterierne, og sørg for, at alle kriterier er opfyldt som beskrevet i tabel 1.
6. Vurdering af hjertegendannelse
- Generer trykvolumensløjfeanalyser (PV) for at måle hjertets kontraktilitet. Konduktanskateteret muliggør kontinuerlige målinger af LV-PV-relationer.
- Få steady-state-optagelser til at generere volumenafhængige parametre, slagarbejde og udviklet tryk, og okkluder IVC med et navlestrengsbånd for at generere volumenuafhængige parametre gennem okklusion, nemlig forudindlæst rekrutterbart slagarbejde.
- Mål centralt venetryk, lungearterietryk, hjerteudgang, RV-tryk og pulmonalt kapillærkiletryk ved hjælp af Swans-Ganz-kateteret, der blev introduceret i begyndelsen af eksperimentet.
- Analyser hjertefunktionen gennem ekkokardiografi ved hjælp af en standard transesophageal sonde og en transthorax sonde placeret direkte på hjertet.
- Udfør metaboliske vurderinger ved at indsamle arterielle og venøse blodprøver til analyser. Træk blod direkte fra koronar sinus for at vurdere hjertets metaboliske funktion specifikt. Analyser blodgasser og laktatniveauer.
- Derudover indsamle myokardiebiopsier fra RV og LV, hvis det er nødvendigt. Få prøver fra andre transplanterede organer af interesse (f.eks. Lunger, lever, nyrer), afhængigt af investigators mål.
7. NRP-fjernelse og hjerteevaluering
- Når fravænningskriterierne er opfyldt, skal du stoppe NRP. Fjern kanylen fra RA og stram hurtigt pungstrengsuturen for at minimere blodtab. Fastgør suturen med knuder og følg samme procedure for at fjerne aortakanylen.
- Evaluer hjertefunktionen hvert 30. minut i 2 timer, efter at NRP er stoppet som beskrevet i trin 6.1. til 6.4.
8. Afslutning af eksperiment
- Efter 2 timer anbringes et 16 G eller 18 G kardioplegikateter i den stigende aorta. Tilslut kanylen til NRP-kredsløbet.
- Derefter dekomprimeres de højre hjertehulrum ved at skære IVC og venstre hulrum ved at skære venstre atrium ved hjælp af cautery.
- Klem den opstigende aorta efter indsættelse af kanylen og indgiv 1,5 L Del Nido cardioplegi-opløsning ved 4 °C til hjertet. Sørg for, at perfusionstrykket er 50 mmHg.
- Stop den mekaniske ventilation og placer issjap (0,9% NaCl) i brysthulen efter initiering af kardioplegi til afkøling. Fortsæt med kardioektomi på en traditionel måde, når kardioplegiinfusionen er afsluttet.
- Brug det indsamlede hjerte til at opnå omfattende myokardiebiopsier til vurdering og evaluering. Udfør andre biopsier fra andre organer (f.eks. lunger, lever, nyrer) afhængigt af investigatorernes eksperimentelle design og mål
BEMÆRK: Figur 1 giver et resumé af de viste protokoltrin, og tabel 1 giver definition af de parametre og kriterier, der anvendes i denne undersøgelse.
Figur 1: Skematisk resumé af forsøgsprotokollen. Forkortelser: NRP = Normothermic Regional Perfusion. Klik her for at se en større version af denne figur.
| Definition/kriterier | |
| Funktionel varm iskæmi periode | Periode, der starter, når det systoliske tryk < 50 mmHg, og slutter, når NRP initieres. I denne protokol er denne periode 15 min |
| Kredsløbsstop | Det etableres, når hjertet er i asystol eller i ventrikelflimmer |
| Stand-off periode | Periode, der starter med kredsløbsstoppet og slutter med dødserklæringen. I denne protokol er denne periode 5 min |
| Vellykket fravænning af NRP | Minimal brug af inotroper og vasopressorer |
| CI > 2,2 l/min/m2 | |
| KORT > 55 mmHg | |
| RAP < 15 mmHg | |
| PCWP < 15 mmHg | |
| Normal LV- og RV-funktion |
Tabel 1: Repræsentativ definition af parametre og kriterier, der anvendes i denne protokol. Forkortelser: CI = hjerteindeks; MAP = gennemsnitligt arterielt tryk; NRP = Normothermic Regional Perfusion; PCWP = pulmonalt kapillært kiletryk; RAP = Ret atrietryk.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Denne prækliniske model er med succes blevet brugt i vores institution til flere eksperimenter. For det første demonstrerede vi, at DCD-hjerter, oprindeligt reperfuseret med NRP, viste lignende funktionel genopretning efter transplantation sammenlignet med konventionel bankende hjertedonation bevaret med kold opbevaring. Desuden har vi brugt denne protokol til at vise, at hjertefunktionel vurdering efter NRP var prædiktiv for genopretning efter transplantation. Endelig har vi også undersøgt virkningerne af NRP på cerebral perfusion og lungebevarelse efter kredsløbsstop.
Figur 2 viser repræsentative resultater af hjertefunktion ved baseline og efter DCD og NRP målt ved hjælp af et lungearteriekateter. Her ser vi, at der er et markant fald i hjertefunktionen efter DCD; Disse organer viste imidlertid lignende funktionel genopretning efter transplantation sammenlignet med konventionelt transplanterede hjerter (slå hjertedonation efterfulgt af kold opbevaring). Figur 3 viser målinger af cerebral oximetri under NRP med supra-aortakarrene fastspændt; Målingerne bekræfter fraværet af tilstrækkelig cerebral perfusion. Endelig viser figur 4 målinger af lungekomplians under NRP og efter fravænning fra støtte. Det viste ingen signifikant ændring fra baseline under NRP.
Figur 2: Hjerte under NRP. Hjerteindeks (median ± interkvartilt område) blev målt ved baseline, under NRP og efter transplantation ved hjælp af lungearteriekateter. DCD-hjerter (i HTK-opbevaringsopløsning) viste lignende funktionel restitution sammenlignet med kontrolhjerter (standardbankende donationer) efter transplantation (n = 5/gruppe). Forkortelser: DCD = donation efter kredsløbsdød; HTK = histidin-tryptophan-ketoglutarat opbevaringsopløsning; NRP = Normothermic Regional Perfusion; Tx = Behandling. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Måling af cerebral oximetri. Cerebral oximetrimålinger gennem hele eksperimentet viste progressivt fald under tilbagetrækning af livsopretholdende foranstaltninger og forblev på minimale niveauer under NRP. Forkortelser: NRP = Normothermic Regional Perfusion; WLST = Tilbagetrækning af livsopretholdende behandling Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Lungeoverensstemmelsesmåling under NRP og efter fravænning. Lungekomplians, målt ved forholdet mellem tidevandsvolumen og middeltryk set på respiratoren (median ± interkvartilt interval), viste ingen signifikante ændringer fra baseline under NRP (n = 5). Statisk overensstemmelse (Statisk) måles under et ende-respiratorisk hold. Dynamisk overensstemmelse (Dyn) måles gennem hele respirationscyklussen. Forkortelser: NRP = Normothermic Regional Perfusion. Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Dette manuskript beskriver en stor-dyr model donation efter kredsløbsdød (DCD) efterfulgt af thoracoabdominal normoterm regional perfusion. I dette eksperiment reperfuseres hjertet i mindst 30 minutter og maksimalt 3 timer, før det fravænnes fra ECMO-kredsløbet. Hjertet fungerer derefter alene i 2 timer, hvilket giver mulighed for værdifuld hjertevurdering på kort sigt. Derfor er den største begrænsning ved denne protokol den kortsigtede opfølgning; En langsigtet vurdering vil imidlertid være ressourcekrævende og dyr. Denne procedure fokuserer på akut iskæmi-reperfusionsskade og kan være en pålidelig metode til at vurdere hjertefunktionen i et donorhjerte i donoren og fastslå, om organet kan transplanteres. Det kan også være en passende præklinisk model, der kan bruges til at undersøge nye farmakologiske og ikke-farmakologiske interventioner, der kan forbedre hjertefunktionel genopretning og tidligere kun er blevet valideret i smådyrsmodeller 11,12,13,14,15,16. Ændringer af denne protokol kan tilpasses efterforskerens mål og i tilfælde af fejlfinding. Disse ændringer kan omfatte, men er ikke begrænset til, kardioplegi, primingopløsningerne, de iskæmiske tider og tilføjelsen af farmakologiske interventioner til undersøgelse.
Ved brug af store dyremodeller er svinehjertet en af de foretrukne platforme til at udføre hjertekirurgisk forskning i betragtning af dets anatomiske lighed med det menneskelige hjerte. Imidlertid bør nogle vigtige faktorer i svinehjerter overvejes, når du bruger denne model. For eksempel er svins hjertevæv meget skrøbeligt og sprødt og er tilbøjeligt til tårer, især i lungearterien og højre atrium9. Kanylering og hjertemanipulation skal udføres med forsigtighed. En anden vigtig faktor at overveje er, at svinehjertet er meget følsomt over for iskæmi og tilbøjelig til arytmier, hvorfor antiarytmika som magnesiumsulfatet, der anvendes i denne eksperimentelle protokol, bør administreres rutinemæssigt til hvert dyr før forsøget. Ikke desto mindre anses denne model stadig for egnet til undersøgelse af akut iskæmi ved hjertetransplantation9. Selvom denne protokol kun beskriver NRP til hjertefunktionel vurdering, kan og bør den samme procedure, når den optimeres, helst bruges til også at evaluere andre organer og dermed maksimere potentialet for information opnået fra forsøgsdyret.
Denne eksperimentelle procedure kræver mindst en uddannet kirurg, og for at optimere protokollen inden for hver forskningsgruppe skal der udføres omkring tre til fem eksperimenter. Et medlem af holdet skal tildeles til at udføre anæstesi og blodprøvetagning til analyse, og et andet teammedlem skal være ansvarlig for thoracoabdominal normoterm regional perfusion og styring af hjertet til at omfatte administration af antiarytmika, vasopressorer og andre lægemidler, hvis det er nødvendigt. Flere trin i denne protokol er afgørende for en passende fortsættelse af eksperimentet, såsom induktion af anæstesi og intubation, hjertemanipulation, kanylering og dekanylering, og bør fortrinsvis udføres af en erfaren kirurg. Det er gennem gentagelse og konsistens, at denne model kan optimeres og være pålidelig til forskellige fremtidige anvendelser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Vi vil gerne takke Melanie Borie, Caroline Landry, Henry Aceros og Ahmed Menaouar for deres dyrebare hjælp og støtte.
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
- Yusen, R. D., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: thirty-third adult heart transplantation report-2016; focus theme: primary diagnostic indications for transplant. The Journal of Heart and Lung Transplantation: the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 35 (10), 1170-1184 (2016).
- 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).
- Messer, S., et al. Outcome after heart transplantation from donation after circulatory-determined death donors. The Journal of Heart and Lung Transplantation: the Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 36 (12), 1311-1318 (2017).
- Dhital, K. K., Chew, H. C., Macdonald, P. S. Donation after circulatory death heart transplantation. Current Opinion in Organ Transplantation. 22 (3), 189-197 (2017).
- Ardehali, A., et al. Ex-vivo perfusion of donor hearts for human heart transplantation (PROCEED II): a prospective, open-label, multicentre, randomised non-inferiority trial. The Lancet. 385 (9987), 2577-2584 (2015).
- White, C. W., et al. Assessment of donor heart viability during ex vivo heart perfusion. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 93 (10), 893-901 (2015).
- Xin, L., et al. A new multi-mode perfusion system for ex vivo heart perfusion study. Journal of Medical Systems. 42 (2), 25 (2017).
- Robinson, N., et al. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. Iaizzo, P. A., et al. , Springer International Publishing. 469-491 (2015).
- Swindle, M. M. Swine in the Laboratory: Surgery, Anesthesia, Imaging, and Experimental Techniques. , CRC press. (2007).
- Nasir, B. S., et al. HSP90 inhibitor improves lung protection in porcine model of donation after circulatory arrest. The Annals of Thoracic Surgery. 110 (6), 1861-1868 (2020).
- Aceros, H., et al. Novel heat shock protein 90 inhibitor improves cardiac recovery in a rodent model of donation after circulatory death. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 163 (2), 187-197 (2022).
- Der Sarkissian, S., et al. Heat shock protein 90 inhibition and multi-target approach to maximize cardioprotection in ischaemic injury. British Journal of Pharmacology. 177 (15), 3378-3388 (2020).
- Aceros, H., et al. Celastrol-type HSP90 modulators allow for potent cardioprotective effects. Life Sciences. 227, 8-19 (2019).
- Aceros, H., et al. Pre-clinical model of cardiac donation after circulatory death. Journal of Visualized Experiments. (150), e59789 (2019).
- Der Sarkissian, S., et al. Celastrol protects ischaemic myocardium through a heat shock response with up-regulation of haeme oxygenase-1. British Journal of Pharmacology. 171 (23), 5265-5279 (2014).
