Funktionel vurdering af donorhjertet under ex situ perfusion: Indsigt fra trykvolumensløjfer og overfladeekkokardiografi
Summary
Der mangler en pålidelig ikke-invasiv tilgang til funktionel vurdering af donorhjertet under normoterm ex situ hjerteperfusion (NESP). Vi beskriver heri en protokol til ex situ-vurdering af myokardieydelse ved hjælp af epikardial ekkokardiografi og konduktanskatetermetode.
Abstract
Hjertetransplantation er fortsat guldstandardbehandlingen for avanceret hjertesvigt. Den nuværende kritiske organmangel har imidlertid resulteret i tildeling af et stigende antal donorhjerter med udvidede kriterier. Disse marginaltransplantater er forbundet med en høj risiko for primær transplantatsvigt og kan drage fordel af ex situ-perfusion før transplantation. Denne teknologi giver mulighed for udvidet organbevarelse ved hjælp af varm iltet blodperfusion med kontinuerlig metabolisk overvågning. Den eneste NESP-enhed, der i øjeblikket er tilgængelig til klinisk praksis, gennemsyrer organet i en ubelastet ikke-fungerende tilstand, hvilket ikke tillader funktionel vurdering af det bankende hjerte. Vi udviklede derfor en original platform af NESP under arbejdsforhold med justering af venstre ventrikulær forspænding og efterbelastning. Denne protokol blev anvendt i svinehjerter. Ex situ funktionel vurdering af hjertet blev opnået med intrakardial konduktanskateterisering og overfladeekkokardiografi. Sammen med en beskrivelse af forsøgsprotokollen rapporterer vi heri de vigtigste resultater samt perler og faldgruber forbundet med erhvervelsen af trykvolumensløjfer og myokardiekraft under NESP. Korrelationer mellem hæmodynamiske fund og ultralydsvariabler er af stor interesse, især for yderligere rehabilitering af donorhjerter før transplantation. Denne protokol har til formål at forbedre vurderingen af donorhjerter for både at øge donorpuljen og reducere forekomsten af primær transplantatsvigt.
Introduction
Hjertetransplantation er guldstandardbehandlingen for avanceret hjertesvigt, men er begrænset af den nuværende organmangel1. Et stigende antal donorhjerter med udvidede kriterier (alder >45 år, kardiovaskulære risikofaktorer, langvarig lav strømning, akut venstre ventrikulær dysfunktion sekundær til katekolamerig storm) tildeles en øget risiko for primær transplantatsvigt2. Desuden kan hjerter doneret efter kontrolleret kredsløbsdød (DCD) præsenteres med myokardieskade sekundært til langvarig varm iskæmi3. Derfor er der behov for en bedre vurdering af disse donorhjerter før transplantation, især for at evaluere deres berettigelse til hjertetransplantation 4,5.
Normothermic ex situ perfusion (NESP) bevarer det bankende hjerte ved hjælp af varmt iltet blod. Den eneste kommercielt tilgængelige enhed til NESP bevarer hjertet i en ikke-fungerende tilstand (Langendorff-tilstand). Denne tilgang blev oprindeligt anvendt til at udvide bevarelsen af transplantatet ud over den kritiske 4 timers periode med kold iskæmi6. En anden stor fordel ved denne teknologi er at give kontinuerlig vurdering af myokardielevedygtighed baseret på laktatkoncentration i perfusatet6. Denne biokemiske vurdering er imidlertid aldrig blevet korreleret med resultaterne efter transplantationen til dato. På samme måde tillader Langendorff-tilstand for NESP ikke hæmodynamisk og funktionel evaluering af hjertet før transplantation. Nogle forfattere har rapporteret den potentielle fordel ved intrakardial kateterisering under NESP for at forudsige myokardiegendannelse efter transplantation7.
Denne rapport har til formål at tilvejebringe en reproducerbar metode til evaluering af donorhjertepræstationer under NESP. Vi ændrede kredsløbet for at muliggøre perfusion af arbejdstilstand og derfor for erhvervelse af ikke-invasive funktionelle variabler med epikardial ekkokardiografi. Myokardiearbejdsindeks, en belastningsuafhængig variabel, blev registreret ved hjælp af trykbelastningssløjfer. Vi undersøgte forholdet mellem myokardiearbejde og hæmodynamiske variabler opnået ved intrakardial konduktanskateterisering.
Protocol
Representative Results
Discussion
Der er nogle kritiske trin at overveje i NESP-protokollen. In situ foreløbig vurdering af hjertet forblev vigtig, især i betragtning af aortaklappen, der ikke bør præsentere med signifikant aortaregurgitation (grad 2 eller mere); Ellers vil genoplivningen af hjertet blive kompromitteret i Langendorff-perioden på grund af nedsat koronar perfusion og myokardieiskæmi. Indledningen af WM efter Langendorff-perfusion var en udfordrende manøvre, der krævede mindst to personer til at regulere påfyldningen af f…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Georges Lopez Institute, Lissieu, 69380, Frankrig
Claudia Lacerda, General Electric Healthcare, Buc, Frankrig
Materials
| 3T Heater Cooler System | Liva Nova, Châtillon, France | IM-00727 A | Extracorporeal Heater Cooler device |
| 4-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S15B | sutures |
| 5-0 polypropylene suture | Peters, bobigny, France | 20S10B | sutures |
| Adenosine | Efisciens BV, Rotterdam, Netherlands | 9088309 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Adrenaline | Aguettant, Lyon, France | 600040 | Drugs for the ex-vivo perfusion |
| Atracurium | Pfizer Holding France, Paris, France | 582547 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| DeltaStream | Fresenius Medical Care, L’Arbresle, France | MEH2C4024 | Extracorporeal blood pump |
| EKG epicardial electrodes | Cardinal Health LLC, Waukegan, Illinois, USA | 31050522 | EKG detection electrodes |
| External pacemaker | Medtronic Inc. Minneapolis, Minneapolis, USA | 5392 | Pacemaker device |
| Glucose 5% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400891780017 | Drugs for the priming solution |
| Heart Perfusion Set, Organ Care System | Transmedics, Andover, MA, USA | Ref#1200 | Normothermic ex-vivo heart perfusion device |
| Intellivue MX550 | Philips Healthcare, Suresnes, France | NA | Permanent monitoring system |
| Istat 1 | Abbott, Chicago, Ill, USA | 714336-03O | Blood Analyzer machine |
| Labchart | AD Instruments Ltd, Paris, France | LabChart v8.1.21 | Pressure Volume loops aquisition software |
| Magnesium | Aguettant, Lyon, France | 564 780-6 | Drugs for the cardioplegia |
| Magnesium Sulfate | Aguettant, Lyon, France | 600111 | Drugs for the cardioplegia |
| Mannitol 20% | Macopharma, Mouvoux, France | 3400891694567.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Methylprednisolone | Mylan S.A.S, Saint Priest, France | 400005623 | Drugs for the priming solution |
| Millar Conductance Catheter | AD Instruments Ltd, Paris, France | Ventri-Cath 507 | Pressure Volume loops conductance catheter |
| MWI software | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | software used for the Ultrasound echocardiographic machine |
| Orotracheal probe | Smiths medical ASD, Inc., Minneapolis, Minneapolis, USA | 100/199/070 | probe for the intubation during anesthesia |
| Potassium chloride 10% | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | 3400892691527.00 | Drugs for the cardioplegia |
| Propofol | Zoetis France, Malakoff, France | 8083511 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Quadrox-I small Adult Oxygenator | Getinge, Göteborg, Sweden | BE-HMO 50000 | Extracorporeal blood oxygenator |
| Ringer solution | B.Braun Melsungen AG, Melsungen, Germany | DKE2323 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium Bicarbonate | Laboratoire Renaudin, itxassou, France | 3701447 | Drugs for the cardioplegia |
| Sodium chloride | Aguettant, Lyon, France | 606726 | Drugs for the priming solution |
| Swan Ganz Catheter | Merit Medical, south jordan, utah, USA | 5041856 | Right pressure and cardiac output probe |
| Tiletamine | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
| Transesophagus probe (3–8 MHz 6VT) | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic transesophagus probe |
| Vivid E95 ultraSound Machine | General Electric Healthcare, Chicago, Ill, USA | NA | Ultrasound echocardiographic machine |
| Xylocaïne 2% | Aspen, Reuil-malmaison, France | 600550 | Drugs for the cardioplegia |
| Zolazepam | Virbac France, Carros, France | 3597132126021.00 | Drugs for the induction of the anesthesia |
References
- Lund, L. H., et al. The registry of the international society for heart and lung transplantation: thirty-second official adult heart transplantation report-2015; focus theme: early graft failure. Journal of Heart and Lung Transplant. 34 (10), 1244-1254 (2015).
- . Annual report 2018 Eurotransplant International Foundation Available from: https://www.eurotransplant.org/cms/mediaobject.php?file=ET_Jaarv (2018)
- Guglin, M. How to increase the utilization of donor hearts. Heart Failure Reviews. 20 (1), 95-105 (2015).
- Tuttle-Newhall, J. E. Organ donation and utilization in the United States: 1998-2007. American Journal of Transplantation. 9 (4), 879-893 (2009).
- Dronavalli, V. B., Banner, N. R., Bonser, R. S. Assessment of the potential heart donor. Journal of the American College of Cardiology. 56 (5), 352-361 (2010).
- Reich, H. J., et al. Effects of older donor age and cold ischemic time on long-term outcomes of heart transplantation. Texas Heart Institute Journal. 45, 17-22 (2018).
- Dhital, K. K., et al. Adult heart transplantation with distant procurement and ex-vivo preservation of donor hearts after circulatory death: a case series. The Lancet. 385 (9987), 2585-2591 (2015).
- Garry, B. P., Bivens, H. E. The Seldinger technique. Journal of Cardiothoracic Anesthesia. 2 (3), 403 (1988).
- Lang, R. M., et al. Recommendations for cardiac chamber quantification by echocardiography in adults: an update from the American Society of Echocardiography and the European Association of Cardiovascular Imaging. Journal of the American Society of Echocardiography. 28 (1), 1-39 (2015).
- White, C. W., et al. Assessment of donor heart viability during ex situ heart perfusion. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 93 (10), 893-901 (2015).
- Hatami, S., et al. Myocardial functional decline during prolonged ex situ heart perfusion. Annals of Thoracic Surgery. 108 (2), 499-507 (2021).
- Hatami, S., et al. The position of the heart during normothermic ex situ heart perfusion is an important factor in preservation and recovery of myocardial function. American Society of Artificial Internal Organs Journal. 67 (11), 1222-1231 (2021).
- Hatami, S., et al. Normothermic ex situ heart perfusion in working mode: assessment of cardiac function and metabolism. Journal of Visualized Experiments. (143), e58430 (2019).
- Tchouta, L., et al. Twenty-four-hour normothermic perfusion of isolated ex situ hearts using plasma exchange. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 164 (1), 128-138 (2020).
- Ribeiro, R., et al. Comparing donor heart assessment strategies during ex situ heart perfusion to better estimate posttransplant cardiac function. Transplantation. 104 (9), 1890-1898 (2020).
- Guihaire, J., et al. Are pressure-volume loops relevant for hemodynamic assessment during ex vivo heart perfusion. Journal of Heart and Lung Transplantation. 39 (10), 1165-1166 (2020).
- Hamed, A., et al. Serum lactate is a highly sensitive and specific predictor of post cardiac transplant outcomes using the Organ Care System. Journal of Heart and Lung Transplantation. 28 (2), 71 (2009).
