Användning av två inomkroppsligt Ventricular Assist enheter som en totalt konstgjort hjärta

Summary

Här presenterar vi ett protokoll som använder två centrifugalpumpar som totalt konstgjort hjärta ersättning.

Abstract

Mekanisk cirkulatorisk support (MCS) har införts som ett alternativ till hjärttransplantation främst genom användning av inomkroppsligt ventrikulära hjälpa enheter (VADs) för stöd av vänster kammare. Dock garanterar vissa kliniska scenarion biventrikulär mekaniskt stöd. En strategi för vissa patienter är excision av både ventriklarna och implantation av två VAD pumpar som en totalt konstgjort hjärta (TAH). Detta har nyligen gjorts möjligt genom förbättringar i enheten design och små profilen av centrifugal enheter. Denna TAH strategi förblir experimentell med många viktiga utmaningar såsom enhetsinställningarna att balansera höger och vänster cirkulationen, orienteringen av enheterna och utflöde graften med deras inflytande på hemolys och stabilitet, och resultatet av kronisk-supporten med sådan en orientering. Detta protokoll syftar till att ge en reproducerbar metod för totalt konstgjort hjärta ersättning med två inomkroppsligt centrifugal VADs i en ko-modell.

Introduction

Det har varit ökningen av antalet patienter med hjärtsvikt, med en uppskattad 5,7 miljoner vuxna lider av detta villkor i Sverige dag¹. Runt 300.000 patienter har end stage hjärtsvikt med en förväntad livslängd på mindre än ett år. Hjärttransplantation är fortfarande guldmyntfoten terapin för slutet skede hjärtsvikt, är den kraftigt begränsad av antalet tillgängliga donerade organ. MCS har införts som ett alternativ till hjärttransplantation särskilt genom användning av VADs². VADs arbeta genom lossning vänster kammare och ge framåt flödet (stöds av en pump) direkt i den arteriella cirkulationen. VADs kan implanteras som en bro till transplantation samt en destination terapi för patienter som inte uppfyller kraven för en transplantation³. Eftersom deras FDA godkännande mindre än ett decennium sedan, har det årliga antalet VADs implanteras överträffat hjärtat transplantationen nummer, med siffran exponentiellt ökande⁴. I en undergrupp av patienter, är dock hjärtsvikt biventrikulär (dvs. som påverkar både den vänstra och högra ventrikeln) och helt enkelt stödja den vänstra ventrikeln ensam inte kan ge tillräcklig perfusion. I dessa situationer kräver höger kammare tillfälligt mekaniskt stöd⁵. Denna typ av ”RVAD” kräver användning av stora kanyler ansluten till en extrakorporeal pump som begränsar patienten till intensivvårdsavdelningen (IVA) medan ventrikeln återvinner. För en begränsad delmängd av patienter är ett annat alternativ en TAH^6,7. Indikationerna för TAH användning är: en biventrikulär misslyckanden efter post-infarct, en ventrikeln septumdefekt (VSD), en svår restriktiv myopati som utesluter ventrikulära kanylering, och en misslyckad hjärttransplantation kräver kronisk stöd. Dock den nuvarande FDA godkänd TAH enheten är stor och kan inte användas i mindre patienter. Dessutom de pneumatiska förarna är betydande och begränsa rörligheten för patienten.

En experimentell strategi för vissa patienter är användningen av en andra VAD att stödja höger kammare^8,9,10. I det här fallet både ventriklarna är censurerade och två VADs implanteras som en TAH. Detta har gjorts möjligt genom förbättringar i enheten design och krympningen av enhetsprofilen. Ny centrifugal VADs är mycket mindre, vilket möjliggör två VADs att implanteras bredvid varandra för att stödja både vänster och höger cirkulationen. Detta tillvägagångssätt är fortfarande experimentella med många viktiga utmaningar inklusive enhetsinställningarna att balansera höger och vänster cirkulationen, orienteringen av enheter och utflöde transplantat med deras inflytande på hemolys och andra biverkningar. Syftet med detta protokoll är att ge en reproducerbar inställning till TAH ersättning med två centrifugal VADs i en ko-modell.

Protocol

Åldersmatchade (för blodgivning om det behövs) kalvar (vikt 80-90 kg) vårdas i djuranläggningen. Bostäder och alla behandling förfaranden utförs i enlighet med riktlinjerna i den djur vård och användning kommittén av Duke University Medical Center. 1. inledande av anestesi Efter fasta för 8 – 12 h, pre medicinera kalven med Telazol (4,5 mg/kg/intramuskulärt) och sedan administrera isofluran (1 – 4%) via en ansiktsmask. Placera kon i ryggläge på en uppvär…

Representative Results

Demonstreras i figur 1 är infästningen av Ringarnas sömnad. Figur 1A visar den ”bunching” av ventrikeln vävnad som kan skapa problem med pumpen fastsättning. Figur 1B representerar den rätta bifogade. Figur 2 och figur 3 är två olika inriktningar av pumpar. I <strong cl…

Discussion

I detta manuskript beskriver vi användningen av två centrifugal flöde VADs som en inomkroppsligt TAH. Denna teknik kanske mycket användbart för att studera effekten av konstgjord cirkulation på sekundära organ såsom lungor och lever. Dessutom kan det vara användbar för studie av de hemodynamiska förändringarna från olika inriktningar och postflödesscenarierna. De kritiska steg inom detta protokoll omfatta hur sömnad ringarna är kopplade till ventrikulära vävnaden samtidigt som den också innehåller de …

Materials

SPO2  and heart rates are to be monitored: Multiparameter	Meditech Equipment, Co., Ltd.	MD-908	hemodynamic monitor intraoperatively
Viscot Mini XL Surgical Markers	Amazon	B007P550WG	marking sternum before incision
60W High Power Electric Pet Cat Rabbits Horse Animal Hair Cutting Clipper	LILY International Business CO., LIMITED	ZP-293	Fur shaving
No. 10 scalpel blade	Swann-Mortan, England	301	Skin incision
Matzenbaum scissor	BD-V. Mueller, USA	CH2006-001	Vascular exploration
Scissors	Felco, USA	FELCO 200A-50, Felco Professional Bypass Lopper	For sternotomy
A self-retractor	BD-V. Mueller, USA	AU19270	SCHUKNECHT Self-Retaining Postauricular Retractor,
Sternal retractor	BD-V. Mueller, USA	CH6950-007	Cooley sternal retractor
Pressure transducer (Millar Mikro-Tip, 5Fr)	Millar, USA	MillarMikro-Tip, SPR-350S	Assessment for pulmonary artery or venous pressure
AD instruments (PowerLab)	AD instruments, USA	PowerLab 16/35	Pressure signal transduction
Umbilical tapes	Medline industries Inc., USA	U11	For isolation and snaring of superior or inferior vena cava
Vessel loops	Aspen Surgical, USA	3901, 3902 and 3904	Isolation of vessels
Silk sutures, 2-0	Ethicon US, LLC, USA	SA11G	For snare of superior or inferior vena cava
Ticron 2-0	Covidien, USA	TicronTM suture	Vascular suture
Prolene, 7-0	Covidien, USA	Surgipro II	Vascular suture
Prolene, 6-0	Covidien, USA	Surgipro II	Vascular suture
Prolene, 4-0	Covidien, USA	Surgipro II	Vascular suture
Prolene, 3-0	Covidien, USA	Surgipro II	Vascular suture
Aortic cannula, 15-18 Fr	Medtronic, USA	Elongated-One-Piece-Arterial cannula 3D	Aortic cannula for setting of cardiopulmonary bypass
Venous cannula, 28Fr	Edwards Lifesciences	single stage	Venous cannula for setting of cardiopulmonary bypass