순환사망 후 심장 기증 전 임상 모델
1Centre de recherche du Centre Hospitalier de l’Université de Montréal (CRCHUM), 2Deparment of pharmacology and physiology, Faculty of Medicine,Université de Montréal, 3Division of Cardiovascular Surgery,Toronto General Hospital, University Health Network, 4Department of surgery, Faculty of Medicine,Université de Montréal
Summary
이 프로토콜은 순환기 죽음 후에 심장 기증의 타당성을 증가시키기 위하여 새로운 컨디셔닝 에이전트 또는 전략의 평가를 위한 간단하고 유연한 접근을 보여줍니다.
Abstract
심장 이식 수요가 증가하고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 장기 가용성은 적당한 기증자의 빈곤때문에 제한됩니다. 순환 기 죽음 후 장기 기증 (DCD) 이 제한 된 가용성을 해결 하기 위해 솔루션, 하지만 장기간된 따뜻한 허 혈의 기간 및 조직 손상의 위험으로 인해, 심장 이식에 그것의 일상적인 사용은 거의 볼 수 없습니다. 이 원고에서 우리는 심장 기능의 지속적인 모니터링과 DCD의 맥락에서 현재의 임상 관행을 밀접하게 모방하는 상세한 프로토콜을 제공하여 새로운 심장 보호 전략 및 내정간섭을 평가할 수 있습니다. 허혈 재관류 부상.
이 모델에서, DCD 프로토콜은 순환 죽음을 유도하기 위해 환기를 중지하여 마취 루이스 쥐에서 시작된다. 수축기 혈압이 30 mmHg 이하로 떨어지면 따뜻한 허혈 시간이 시작됩니다. 미리 설정된 따뜻한 허혈성 기간 이후에, 심장은 노르보노모믹 심전증 용액으로 플러시되고, 조달되고, 랑엔도르프 ex 생체 심장 관류 시스템에 장착됩니다. 초기 재관류 및 안정화 10분 후, 심장 재조정은 혈관 내 압력 모니터링을 사용하여 60분 동안 지속적으로 평가됩니다. 심장 상해는 심장 troponin T를 측정해서 평가되고 경색 규모는 조직학적 염색에 의해 정량화됩니다. 따뜻한 허혈 시간은 조절되고 구조적 및 기능적 손상의 원하는 양을 개발하기 위해 맞춤화 될 수있다. 이 간단한 프로토콜은 심전도, 초기 재관류 및/또는 생체 외 관류 중에 도입된 다양한 심장 보호 컨디셔닝 전략을 평가할 수 있게 해줍니다. 이 프로토콜에서 얻은 사실 인정은 임상 번역을 용이하게 하는 큰 모형에서 재현될 수 있습니다.
Introduction
고체 장기 이식은 일반적으로 심장 이식, 특히 전세계적으로 1,2가 증가하고 있습니다. 장기 조달의 표준 방법은 뇌 사멸 후 기부 (DBD)입니다. DBD의 엄격한 포함 기준을 감안할 때, 제공 된 마음의 40 % 미만이3을 받아 들여 수요가 증가하고 장기 대기자 명단을 연장하는 상황에서 제안을 제한합니다. 이 문제를 해결하기 위해 순환사망 후 기증된 장기(DCD)의 사용은잠재적인 해결책 4.
DCD 기증자에서는, 그러나, 배려의 철수 및 소생술의 앞에 보호되지 않은 온난한허혈의 기간 다음 고형 단계는 불가피한 5. 순환 기 죽음 후에 잠재적인 기관 상해는 기관 역기능으로 이끌어 낼 수 있습니다, 일상적으로 DCD 심장 이식을 채택하는 것을 꺼리는 설명. 만성 병리학없이 매우 짧은 따뜻한 허혈 시간과 젊은 기증자를 포함하는 엄격한 기준을 가진 4 개의 센터만이DCD 심장을 임상적으로 사용하는 것으로 보고됩니다 6,7. 윤리적 및 법적 이유로, 제한적이거나 심장 보호 개입은 순환 사망 전에 기증자에 적용 할 수 있습니다5,8,9. 따라서, 허혈 재관류(IR) 상해를 완화하기 위한 임의의 완화는 심전도 용액을 가진 초기 재관류 중에 시작된 심장 보호 요법으로 제한되며, 적절한 기능 적 평가를 허용하지 않는다. Ex vivo 심장 관류 (EVHP) 전용 플랫폼을 사용 하 여 DCD 심장의 재조정 대안 솔루션으로 제안 하 고 다양 한 학자에 의해 공부10,11,12,13 . EVHP는 기능 적 회복을 개선하기 위해 DCD 심장에 컨디셔닝 후 에이전트를 제공 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 그러나, 효율적인 임상 번역을 위해, 많은 기술적 및 실질적인 문제는 해결되어야 남아 있고, 이것은 이식가능성을 결정하기 위하여 관류 및 기능 기준의 범위에 대한 합의의 부족에 의해 더 복잡해집니다6, 8.
본 명세서에서 우리는 조달 시, 초기 재관류 시 개시된 장기 사후 컨디셔닝을 조사하는데 사용될 수 있는 생체 내 심혼 관류 시스템과 결합된 재현 가능한 전임상 소형 동물 DCD 프로토콜의 개발을 보고하고, /또는 EVHP 전체에 걸쳐.
Protocol
모든 동물 관리 및 실험 프로토콜은 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드를 준수하고 센터 Hospitalier 드 l’Université 드 몬트리올 연구 센터의 기관 동물 관리 및 사용위원회에 의해 승인되었다. 1. 예비 준비 수조를 켜서 심전도 전달 시스템(그림1A)과랑엔도르프 엑생체 관류 시스템(그림1B)을가열한다. 용액 온도를 37°C인…
Representative Results
퇴출 후, 혈압은 예측 가능한 패턴으로급격히 감소합니다(그림 3). 예상 사망 시간은 5분 미만입니다. 그림 4는 WIT의 0, 10 및 15분 후 재조정이 시작될 때의 평균 압력/시간 곡선을 보여줍니다. 수축 기능은 시간이 지남에 따라 향상됩니다. WIT의 짧은 기간을 사용하면 수축이 정상으로 돌아갈 수 있으며 형태학적 손상은 감지할 수 없?…
Discussion
여기에 제시 된 프로토콜은 심장 기능 회복, 조직 손상 및 기증자의 회복을 개선하기 위해 사후 컨디셔닝 심장 보호 제의 사용을 평가 할 수있는 기회를 제공하는 심장 DCD의 간단하고 편리하고 다양한 모델을 소개합니다. 그렇지 않으면 이식을 위해 버려진 마음. Ex vivo 심장 관류 시스템(EVHP) 시스템은 심장 기능을 평가하기 위한 플랫폼을 제공하고 컨디셔닝 후 약리작용제로 보충된 수정 된 솔루?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품의 일부는 마르셀 에 롤랑드 고셀린 과 퐁당 씨 스테판 푸미에 의해 관대 한 기여에 의해 지원되었다. 니콜라스 노이즈우스는 FRQ-S의 학자입니다.
저자들은 데이터 수집에 대한 지원에 대한 조쉬 주오 르 황, 가브리엘 가스콘, 소피아 기아시, 캐서린 스칼라브리니에게 감사를 표하고자 합니다.
Materials
| 0,9% Sodium Chloride. 1L bag | Baxter | Electrolyte solution for flushing in the modified Langendorff system. | |
| 14G 2" I.V catheter | Jelco | 4098 | To act as endotracheal tube. |
| 2,3,5-Triphenyltetrazolium chloride | Milipore-Sigma | T8877 | Vital coloration |
| 22G 1" I.V catheter | BD | 383532 | I.V catheter with extension tube that facilitates manipulation for carotid catheterization |
| Adson Dressing Fcp, 4 3/4", Serr | Skalar | 50-3147 | Additional forceps for tissue manipulation |
| Alm Self-retaining retractor 4×4 Teeth Blunt 2-3/4" | Skalar | 22-9027 | Tissue retractor used to maintain the chest open. |
| Bridge amp | ADinstruments | FE221 | Bridge amp for intracarotid blood pressure measurement |
| Calcium chloride | Milipore-Sigma | C1016 | CaCl2 anhydrous, granular, ≤7.0 mm, ≥93.0% Part of the Krebs solution |
| D-(+)-Glucose | Milipore-Sigma | G8270 | D-Glucose ≥99.5% Part of the Krebs solution |
| DIN(8) to Disposable BP Transducer | ADinstruments | MLAC06 | Adapter cable for link between bridge amp and pressure transducer |
| Disposable BP Transducer (stopcock) | ADinstruments | MLT0670 | Pressure transducer for intracarotid blood pressure measurement |
| dPBS | Gibco | 14190-144 | Electrolyte solution without calcium or magnesium. |
| Eye Dressing Fcp, Str, Serr, 4" | Skalar | 66-2740 | Additional forceps for tissue manipulation |
| Formalin solution, neutral buffered, 10% | Milipore-Sigma | HT501128 | Fixative solution |
| Heating Pad | Sunbean | 756-CN | |
| Heparin sodium 1000 UI/mL | Sandoz | For systemic anticoagulation | |
| Hydrochloric Acid 36,5 to 38,0% | Fisher scientific | A144-500 | Diluted 1:1 for pH correction |
| Ketamine | Bimeda | Anesthetic. 100 mg/ml | |
| LabChart | ADinstruments | Control software for the Powerlab polygraph, allowing off-line analyses. Version 7, with blood pressure and PV loop modules enabled | |
| Left ventricle pressure balloon | Radnoti | 170404 | In latex. Size 4. |
| Lidocaine HCl 2% solution | AstraZeneca | Antiarrhythmic for the cardioplegic solution | |
| Magnesium Chloride ACS | ACP Chemicals | M-0460 | MgCl2+6H2O ≥99.0% Part of the Krebs solution |
| Micro pressure sensor | Radnoti | 159905 | Micro pressure sensor and amplifier connected to the intraventricular balloon |
| Pacemaker | Biotronik | Reliaty | Set to generate a pulse each 200 ms for a heart rate of 300 bpm. |
| pH bench top meter | Fisher scientific | AE150 | |
| Physiological monitor | Kent Scientific | Physiosuite | For continuous monitoring of rodent temperature and saturation during the procedure |
| Plasma-Lyte A | Baxter | Electrolyte solution used as base to prepare cardioplegia | |
| Potassium Chloride | Milipore-Sigma | P4504 | KCl ≥99.0% Part of the Krebs solution |
| Potassium Chloride 2 meq/ml | Hospira | Part of the cardioplegic solution | |
| PowerLab 8/30 Polygraph | ADinstruments | Electronic polygraph | |
| Silk 2-0 | Ethicon | A305H | Suture material for Langendorff apparatus |
| Silk 5-0 | Ethicon | A302H | Suture material for carotid |
| Small animal anesthesia workstation | Hallowell EMC | 000A2770 | Small animal ventilator |
| Sodium bicarbonate | Milipore-Sigma | S5761 | NaHCO3 ≥99,5% Part of the Krebs solution |
| Sodium Chloride | Milipore-Sigma | S7653 | NaCl ≥99.5% Part of the Krebs solution |
| Sodium Hydroxide pellets | ACP chemicals | S3700 | Diluted to 5N (10 g in 50 ml) for pH correction |
| Sodium phosphate monobasic | Milipore-Sigma | S0751 | NaH2PO4 ≥99.0% Part of the Krebs solution |
| Stevens Tenotomy Sciss, Str, Delicate, SH/SH, 4 1/2" | Skalar | 22-1240 | Small scisors for atria and cava vein opening |
| Tissue slicer blades | Thomas scientific | 6727C18 | Straight carbon steel blades for tissue slicing at the end of the protocol |
| Tuberculin safety syringe with needle 25G 5/8" | CardinalHealth | 8881511235 | For heparin injection |
| Veterinary General Surgery Set | Skalar | 98-1275 | Surgery instruments including disection scisors and mosquito clamps |
| Veterinary Micro Set | Skalar | 98-1311 | Surgery instruments with microscisors used for carotid artery opening |
| Working Heart Rat/Guinea Pig/Rabbit system | Radnoti | 120101BEZ | Modular working heart system modified for the needs of the protocol. Includes all the necesary tubbing, water jacketed reservoirs and valves, including 2 and 3 way stop cock |
| Xylazine | Bayer | Sedative. 20 mg/ml |
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Cite This Article
Aceros, H., Joulali, L., Borie, M., Ribeiro, R. V. P., Badiwala, M. V., Der Sarkissian, S., Noiseux, N. Pre-clinical Model of Cardiac Donation after Circulatory Death. J. Vis. Exp. (150), e59789, doi:10.3791/59789 (2019).