Функциональная оценка донорского сердца во время перфузии Ex Situ : анализ петель объема давления и поверхностной эхокардиографии
Summary
Отсутствует надежный неинвазивный подход к функциональной оценке донорского сердца во время нормотермической перфузии сердца ex situ (NESP). Здесь мы описываем протокол оценки ex situ производительности миокарда с использованием эпикардиальной эхокардиографии и метода катетера проводимости.
Abstract
Трансплантация сердца остается золотым стандартом лечения прогрессирующей сердечной недостаточности. Однако нынешняя критическая нехватка органов привела к выделению все большего числа донорских сердец с расширенными критериями. Эти маргинальные трансплантаты связаны с высоким риском первичной недостаточности трансплантата и могут извлечь выгоду из перфузии ex situ перед трансплантацией. Эта технология позволяет обеспечить расширенную сохранность органов с использованием теплой оксигенированной крови с непрерывным метаболическим мониторингом. Единственный аппарат NESP, доступный в настоящее время для клинической практики, перфузирует орган в ненагруженном нерабочем состоянии, что не позволяет проводить функциональную оценку бьющегося сердца. Поэтому мы разработали оригинальную платформу NESP в условиях рабочего режима с регулировкой преднагрузки левого желудочка и перегрузки. Этот протокол применялся в свиных сердцах. Функциональная оценка сердца ex situ была достигнута с помощью внутрисердечной катетеризации проводимости и поверхностной эхокардиографии. Вместе с описанием экспериментального протокола мы здесь сообщаем об основных результатах, а также о жемчужинах и подводных камнях, связанных с приобретением контуров давления-объема и мощности миокарда во время NESP. Корреляции между гемодинамическими данными и ультразвуковыми переменными представляют большой интерес, особенно для дальнейшей реабилитации донорских сердец перед трансплантацией. Этот протокол направлен на улучшение оценки донорских сердец для увеличения донорского пула и снижения частоты первичной недостаточности трансплантата.
Introduction
Трансплантация сердца является золотым стандартом лечения прогрессирующей сердечной недостаточности, но ограничена текущей нехваткой органов1. Растущее число донорских сердец с расширенными критериями (возраст >45 лет, сердечно-сосудистые факторы риска, длительный низкий кровоток, острая дисфункция левого желудочка, вторичная по отношению к катехоламинергическому шторму) выделяются с повышенным риском первичной недостаточности трансплантата2. Кроме того, сердца, пожертвованные после контролируемой смерти кровообращения (DCD), могут быть представлены с повреждением миокарда, вторичным по отношению к длительной теплой ишемии3. Поэтому существует необходимость в лучшей оценке этих донорских сердец перед трансплантацией, особенно для оценки их права на трансплантацию сердца 4,5.
Нормотермическая перфузия ex situ (NESP) сохраняет бьющееся сердце с использованием теплой насыщенной кислородом крови. Единственное коммерчески доступное устройство для NESP сохраняет сердце в нерабочем состоянии (режим Лангендорфа). Этот подход был первоначально применен для расширения сохранения трансплантата за пределы критического 4-часового периода холодной ишемии6. Другим важным преимуществом этой технологии является обеспечение непрерывной оценки жизнеспособности миокарда на основе концентрации лактата в перфусате6. Однако эта биохимическая оценка никогда не коррелировала с результатами после трансплантации на сегодняшний день. Аналогичным образом, режим Лангендорфа для NESP не позволяет проводить гемодинамическую и функциональную оценку сердца до трансплантации. Некоторые авторы сообщили о потенциальной пользе внутрисердечной катетеризации во время NESP для прогнозирования восстановления миокарда после трансплантации7.
Цель настоящего доклада состоит в том, чтобы представить воспроизводимую методологию оценки эффективности донорского сердца во время NESP. Мы модифицировали схему, чтобы обеспечить перфузию рабочего режима и, следовательно, для получения неинвазивных функциональных переменных с эпикардиальной эхокардиографией. Индекс работы миокарда, независимая от нагрузки переменная, регистрировался с помощью петель давления-деформации. Исследованы взаимосвязи между работой миокарда и гемодинамическими переменными, полученными при внутрисердечной проводимости катетеризации.
Protocol
Representative Results
Discussion
Есть несколько критических шагов, которые следует учитывать в протоколе NESP. Предварительная оценка сердца in situ оставалась важной, особенно учитывая аортальный клапан, который не должен присутствовать со значительной аортальной регургитацией (степень 2 и более); в противном случа?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Институт Жоржа Лопеса, Лисье, 69380, Франция
Клаудия Ласерда, General Electric Healthcare, Бук, Франция
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).
