Ex vivo перфузия донорских легких с использованием разработанного раствора с последующей ортотопичеcкой левосторонней трансплантацией легкого (экспериментальное исследование)

На сегодняшний день в трансплантологии дефицит донорских органов остается главной проблемой. Особенно это ощущается в трансплантации легких. Трансплантация легких является единственным эффективным методом лечения пациентов с терминальными стадиями респираторной недостаточности. С целью расширения пула эффективных доноров предлагается технология нормотермической ex vivo перфузии, хорошо зарекомендовавшей себя в ряде клинических исследований. Возможность восстанавливать субоптимальные донорские легкие, считавшиеся ранее не пригодными для трансплантации, позволяет улучшить функциональные возможности органа и тем самым увеличить число трансплантаций легких. Однако широкое внедрение технологии ex vivo перфузии сопряжено с высокими финансовыми затратами на расходные материалы и перфузионный раствор.

Цель: апробировать разработанный раствор на модели ex vivo перфузии донорских легких с последующей ортотопической трансплантацией легкого в условиях эксперимента.

Материалы и методы. Эксперимент включал стадии эксплантации легких, статическое гипотермическое хранение, процедуру нормотермической ex vivo перфузии и ортотопическую левостороннюю трансплантацию. Перфузия проводилась в замкнутом контуре. В качестве перфузата использовали собственный перфузионный раствор на основе альбумина человека. Время перфузии составляло 2 часа, оценка проводилась каждые 30 минут. Период статического гипотермического хранения после перфузии составил 4 часа во всех наблюдениях. Процедуру ортотопической однолегочной трансплантации выполняли с применением вспомогательного кровообращения, дополненного мембранной оксигенацией. Период наблюдения в послеоперационном периоде составлял 2 часа, после чего проводилась эвтаназия экспериментального животного.

Результаты. Показатель респираторного индекса до момента эксплантации донорских легких составлял 310 ± 40 мм рт. ст. На протяжении всей процедуры ex vivo перфузии отмечалась положительная динамика роста PaО₂/FiO₂. Спустя 120 минут перфузии индекс оксигенации составил 437 ± 25 мм рт. ст. Исходно показатель легочного сосудистого сопротивления (ЛСС) составлял 300 ± 100 Дин×с/см⁵, на протяжении всей ex vivo перфузии прослеживалась динамика к снижению показателя ЛСС; на окончание перфузии показатель ЛСС составил 38,5 ± 12 Дин×с/см⁵.

Заключение. Экспериментальное исследование показало возможность проведения безопасной и эффективной процедуры нормотермической ex vivo перфузии с использованием отечественного перфузионного раствора. Разработанный протокол ортотопической трансплантации левого легкого в условиях вспомогательного кровообращения, дополненного мембранной оксигенацией, показал свою эффективность и надежность.

1. Chambers DC, Perch M, Zuckermann A, Cherikh WS, Harhay MO, Hayes DJ et al. The International Thoracic Organ Transplant Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-sixth adult lung and heart–lung transplantation Report – 2019; Focus theme: Donor and recipient size match. Journal of Heart and Lung Transplantation. 2019; 38 (10): 1042– 1055. doi: 10.1016/j.healun.2021.07.021.

2. Ohsumi A, Kanou T, Ali A, Guan Z, Hwang DM, Thomas KW et al. A method for translational rat ex vivo lung perfusion experimentation. American Journal of Physiology­Lung Cellular and Molecular Physiology. 2020; 319 (1): 61–70. doi: 10.1152/ajplung.00256.2019.

3. Chakos A, Ferret P, Muston B, Yan TD, Tian DH. Ex vivo lung perfusion versus standard protocol lung transplantation-mid-term survival and meta-analysis. Annals of Cardiothoracic Surgery. 2020; 9 (1): 1–9.

4. Nilsson T. Ex vivo Lung Perfusion – Experimental and Clinical Studies. 2018: 88.

5. Zoeller KA. Pulsatile flow does not improve efficacy in ex vivo lung perfusion. The University of Louisville s Institutional Repository. Electronic Theses and Dissertations. 2013: 1651.

6. Готье СВ, Цирульникова ОМ, Пашков ИВ, Грудинин НВ, Олешкевич ДО, Бондаренко ДМ и др. Оценка эффективности разработанного перфузионного раствора для нормотермической ex vivo перфузии легких по сравнению со Steen Solution™ (экспериментальное исследование). Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2021; 23 (3): 82–89. doi: 10.15825/1995-1191-2021-3-82-89.

7. Готье СВ, Цирульникова ОМ, Пашков ИВ, Филатов ИА, Богданов ВК, Грудинин НВ и др. Нормотермическая ex vivo перфузия изолированных легких в эксперименте с использованием отечественного перфузионного аппаратного комплекса. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2022; 24 (2): 94–101. doi: 10.15825/1995-1191-2022-2-94-101.

8. Mohan S, Chiles MC, Patzer RE, Pastan SO, Husain SA, Carpenter DJ et al. Factors leading to the discard of deceased donor kidneys in the United States. Kidney. 2018; 94 (1): 187–198. doi: 10.1016/j.kint.2018.02.016.

9. Mattar A, Chatterjee S, Loor G. Bridging to Lung Transplantation. Critical Care Clinics. 2019; 35 (1): 11–25. doi: 10.1016/j.ccc.2018.08.006.

10. Buchko MT, Sayed H, Nader SA, Catherine JS, Sanaz H et al. A low-cost Perfusate Alternative for ex vivo lung perfusion. Transplant Proc. 2020; 52 (10): 2941–2946. doi: 10.1016/j.transproceed.2020.05.007.

11. Грудинин НВ, Богданов ВК, Шарапов МГ, Буненков НС, Можейко НП, Гончаров РГ и др. Применение пероксиредоксина для прекондиционирования трансплантата сердца крысы. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2020; 22 (2): 158–164. doi: 10.15825/1995-1191-2020-2-158-164.

12. Cypel M, Keshavjee S. Ex vivo Lung Perfusion. Operative Techniques in Thoracic and Cardiovascular Surgery. 2014; 19 (4): 433–442. doi: 10.1053/j.optechstcvs.2015.03.001.

13. Kotecha S, Jamie H, Jeremy F, Eldho P, Bronwyn JL, Helen W et al. Continued Successful Evolution of Exten ded Criteria Donor Lungs for Transplantation. Annals of Thoracic Surgery. 2017; 104 (5): 1702–1709.

14. Raghu G, Carbone RG. Lung Transplantation: Evolving Knowledge and New Horizons. 2018. 370. doi: 10.1007/978-3-319-91184-7.

15. Lee HJ, Hwang Y, Hwang HY, Park IK, Kang CH, Kim YW, Kim YT. Use of Extracorporeal Membrane Oxygenation Prior to Lung Transplantation Does Not Jeopardize Short-term Survival. Transplant Proc. 2015; 47 (9): 2737–2742. doi: 10.1016/j.transproceed.2015.09.061. PMID: 26680084.

16. Loor G Warnecke G, Villavicencio MA, Smith MA, Kukreja J, Ardehali A et al. Portable normothermic ex-vivo lung perfusion, ventilation, and functional assessment with the Organ Care System on donor lung use for transplantation from extended-criteria donors (EXPAND): a single-arm, pivotal trial. The Lancet Respiratory Medicine. 2019; 7 (11): 975–984. doi: 10.1016/S22132600(19)30200-0.

17. Tane S, Noda K, Shigemura N. Ex vivo Lung Perfusion: A Key Tool for Translational Science in the Lungs. Chest. 2017; 151 (6): 1220–1228. doi: 10.1016/j.chest.2017.02.018.

18. Ordies S, Frick AE, Claes S, Schols D, Verleden SE, Raemdonck DE et al. Prone Positioning During Ex vivo Lung Perfusion Influences regional Edema Accumulation. Journal of Surgical Research. 2019; 239 (16): 300– 308. doi: 10.1016/j.jss.2019.02.003.

19. Yusen RD, Edwards LB, Kucheryavaya AY, Benden C, Dipchand AI, Goldfarb SB et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-third Adult Heart Transplantation Report – 2016; Focus Theme: Primary Diagnostic Indications for Transplant. Journal of Heart and Lung Transplantation. 2016; 35 (10): 1158–1169. doi: 10.1016/j.healun.2015.08.014.