Normotérmica Ex Situ corazón perfusión en modo de trabajo: evaluación de la función cardiaca y el metabolismo

Summary

Normotérmica ex situ corazón perfusión (ESHP), conserva el corazón en un estado semi-fisiológico, paliza. Cuando se realiza en un modo de trabajo, ESHP proporciona la oportunidad de realizar evaluaciones sofisticadas de donantes viabilidad de función y órgano de corazón. Aquí, describimos nuestro método para la evaluación del desempeño miocardio durante ESHP.

Abstract

El método estándar actual de preservación de órgano (conservación en cámara frigorífica, CS), expone el corazón a un periodo de isquemia fría que limita el tiempo de conservación segura y aumenta el riesgo de resultados adversos del poste-trasplante. Por otra parte, la naturaleza estática de CS no permite evaluación de órgano o intervención durante el intervalo de preservación. Normotérmica ex situ corazón perfusión (ESHP) es un método novedoso para la preservación del corazón donado que minimiza la isquemia fría proporcionando solución oxigenada, ricos en nutrientes para el corazón. ESHP ha demostrado que no es inferior a CS en la preservación del donante estándar criterios corazones y también ha facilitado el trasplante clínico de los corazones donados después de la determinación circulatoria de la muerte. Actualmente, el dispositivo clínico sólo disponible del ESHP perfuses el corazón en un estado de descarga, no trabajo, limitando las evaluaciones de rendimiento miocardio. Por el contrario, ESHP en modo de trabajo ofrece la oportunidad para la evaluación integral del rendimiento cardiaco por evaluación de parámetros funcionales y metabólicos en condiciones fisiológicas. Por otra parte, antes de los estudios experimentales han sugerido que ESHP en modo de trabajo puede producir mejor preservación funcional. Aquí, describimos el protocolo para ex situ de la perfusión del corazón en un modelo (porcino) de grandes mamíferos, que es reproducible para tamaños de corazón y diferentes modelos animales. El programa de software de este aparato ESHP permite control automatizado y en tiempo real de la velocidad de la bomba para mantener la presión atrial izquierda y aórtica deseada y evalúa una variedad de parámetros funcionales y electrofisiológicas con mínima necesidad de supervisión/manipulación.

Introduction

Relevancia clínica

Mientras que la mayoría de los aspectos del trasplante cardiaco ha evolucionado significativamente desde que el primer centro de trasplante en 1967, almacenamiento en frío (CS) sigue siendo el estándar para la donante corazón conservación¹. CS expone el órgano a un periodo de isquemia fría que limita el intervalo de preservación segura (4 – 6 horas) y aumenta el riesgo de fallo primario injerto disfunción^2,3,4. Debido a la naturaleza estática del CS, las evaluaciones de la función o las intervenciones terapéuticas no son posibles en el tiempo entre la adquisición de órganos y trasplante. Esto es una limitación particular en criterios extendidos los donantes incluyendo corazones donados después de la muerte circulatoria (DCD), creando un obstáculo para la superación de la brecha considerable entre la demanda y la actual donante piscina^5,6. A la dirección de que esta limitación, ex situ perfusión de corazón ha sido propuesta como un método de preservar corazones donados, minimizando la exposición a la isquemia fría proporcionando novela y semi-fisiológico oxigenada, solución rica en nutrientes para el corazón durante el tiempo de la preservación ^{1 , 7 , 8}.

Ex situ de la perfusión corazón

Uno de los métodos más frecuentemente utilizados para ex situ la examinación del corazón aislado es perfusión de Langendorff. En este método, introducido por Oskar Langendorff en 1895, el sangre fluye en las arterias coronarias y el seno coronario del corazón aislado, con el corazón en un vacío y golpes de estado^9,10. Clínica ESHP en un modo de Langendorff con el aparato Transmedics órgano Care System (OCS) se ha demostrado que no es inferior a CS en la preservación de corazones de donantes¹de criterios estándar y ha facilitado el trasplante clínico de corazones DCD ¹¹. sin embargo, hay preocupaciones sobre la capacidad del dispositivo para evaluar la viabilidad del órgano, como un número de corazones de donantes pensado inicialmente para ser transplantable fueron descartado después de perfusión en la OCS³. La OCS apoya el corazón en el modo de Langendorff (no trabajo) y así posee una capacidad limitada para la evaluación de la función de bombeo del corazón^3,12. Un cuerpo creciente de evidencia sugiere que los parámetros funcionales ofrecen una mejor manera de evaluar la viabilidad del órgano, lo que sugiere que las evaluaciones de la función cardiaca pueden convertirse en una herramienta confiable para la evaluación y selección de corazones para trasplante en ESHP^{3 ,12,13,14}, además, nuestros estudios en ex situ perfundidos porcina corazones sugieren que ESHP en modo de trabajo proporciona mayor preservación funcional del corazón durante el intervalo de perfusión^15,16.

Un aparato ESHP capaz de preservar el corazón en un modo de trabajo debe poseer un nivel de automatización de forma segura y precisa mantener precarga, poscarga y caudales. Además, dicho sistema debe poseer la flexibilidad para facilitar evaluaciones integrales de la función cardiaca a llevarse a cabo. Aparato el ESHP aquí está equipado con software a medida que 1) proporciona y mantiene la deseada aórtica (Ao) y aurícula izquierda (LA) presión flujo y 2) proporciona análisis en tiempo real de parámetros funcionales y evaluación visual de formas de onda de la presión con mínima necesidad de supervisión. Datos de presión se adquiere con transductores de presión estándar llena de líquido y flujo de datos se adquiere con sondas de flujo doppler tiempo de tránsito. Estas señales son digitalizadas con un puente y la entrada analógica, respectivamente. El corazón se coloca horizontalmente con una ligera elevación de los grandes vasos en una membrana de silicona suave. Los accesorios de canalización pasen a través de la membrana, incorporando una cámara de cumplimiento para el humedecimiento de la eyección ventricular. El objetivo de este trabajo es proporcionar a los investigadores en el campo de trasplante cardiaco con un protocolo para ex situ de la perfusión y la evaluación del corazón, condiciones normotérmica, semi-fisiológica en el modo de trabajo, en un modelo de grandes mamíferos (cerdo Yorkshire).

Protocol

Todos los procedimientos en este manuscrito se realizaron conforme a las directrices del Consejo Canadiense en el cuidado Animal y la guía para el cuidado y uso de animales de laboratorio. Los protocolos fueron aprobados por el Comité institucional de cuidado animal de la Universidad de Alberta. Este protocolo se ha aplicado en los cerdos de Yorkshire juveniles femeninos entre 35-50 kg. Todas las personas involucradas en los procedimientos de ESHP habían recibido capacitación adecuada bioseguridad. <p class="jove…

Representative Results

Al inicio de la perfusión (en modo de no trabajo), el corazón reanudará normalmente un ritmo sinusal cuando la temperatura del sistema y la solución acerca a normotermia. Al entrar en el modo de trabajo, como las presiones de LA se aproximan a los valores deseados, debe observarse la eyección en el trazo de la presión de la Ao y el flujo de LA (un reflejo del gasto cardiaco) debe aumentar gradualmente. En un modelo de cerdo Yorkshire (35-50 kg) y un peso inicial de corazón de 180 a…

Discussion

La perfusión exitosa se define según los objetivos del estudio; sin embargo, esto debe incluir ESHP ininterrumpido para la cantidad deseada de tiempo y completa colección de los datos sobre la función cardiaca durante la perfusión. Para ello, deben seguirse unos pasos críticos en el protocolo.

El corazón es un órgano con altas concentraciones de oxígeno y demanda de energía, y minimizar el tiempo isquémico antes de la canulación y perfusión es un principio importante que debe segu…

Materials

Debakey-Metzenbaum dissecting scissors	Pilling	342202
MAYO dissecting scissors	Pilling	460420
THUMB forceps	Pilling	465165
Debakey straight vascular tissue forceps	Pilling	351808
CUSHING Gutschdressing forceps	Pilling	466200
JOHNSON needle holder	Pilling	510312
DERF needle holder	Pilling	443120
Sternal saw	Stryker	6207
Sternal retractor	Pilling	341162
Vorse tubing clamp	Pilling	351377
MORRIS ascending aorta clamp	Pilling	353617
Surgical snare (tourniquet) set	Medtronic	CVR79013
2-0 SILK black 12 X 18" strands	ETHICON	A185H
3-0 PROLENE blue 18" PS-2 cutting	ETHICON	8687H
Biomedicus pump drive (modified)	Medtronic	540	Modified to allow remote electronic control of pump speed
Biomedicus pump	Maquet	BPX-80
Membrane oxigenator D 905	SORIN GROUP	50513
Tubing flow module	Transonic	Ts410
PXL clamp-on flow sensor	Transonic	ME9PXL-BL37SF
TruWave pressure transducer	Edwards	VSYPX272
Intercept tubing 3/8" X 3/32" X 6'	Medtronic	3506
Intercept tubing 1/4" X 1/16" X 8'	Medtronic	3108
Heated/Refrigerated Bath Circulator	Grant	TX-150
ABL 800 FLEX Blood Gas Analyzer	Radiometer	989-963
5F Ventriculr straight pigtail cathter	CORDIS	534550S
5F AVANTI+ Sheath Introducer	CORDIS	504605A
Emerald Amplatz Guidewire	CORDIS	502571A
Dual chamber pace maker	Medtronic	5388
Defibrilltor	CodeMaster	M1722B
Infusion pump	Baxter	AS50
Surgical electrocautery device	Kls Martin	ME411
Gas mixer	SECHRIST	3500 CP-G
Medical oxygen tank	praxair	2014408
Cabon dioxide tank	praxair	5823115
Bovine serum albumin	MP biomedicals	218057791