Нормотермическая аутоперфузия сердечно‑легочного комплекса ex vivo: оценка функционального статуса и метаболизма
https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-4-150-159
Аннотация
Цель: провести сравнительное исследование эффективности 6-часовой нормотермической аутоперфузии сердечного трансплантата ex vivo и фармакохолодовой консервации раствором Bretschneider (Custodiol®, Германия).
Материалы и методы. В качестве модели для проведения серии острых экспериментов были использованы свиньи породы ландрас весом 50 ± 5 кг в возрасте 4–5 месяцев (n = 10). В экспериментальной группе (n = 5) кондиционирование сердечно-легочного комплекса проводили методом аутоперфузии в течение 6 часов. В контрольной группе восстановление насосной функции сердца выполняли после 6-часовой фармакохолодовой консервации раствором Bretschneider. Оценку эффективности консервации трансплантата проводили путем измерения параметров гемодинамики, сократительной функции миокарда, потребления миокардом кислорода.
Результаты. После реперфузии и повторной изоляции работающего сердечно-легочного комплекса сердечный выброс составил 0,63 [0,37; 0,8] л/мин и 0,37 [0,23; 0,37] л/мин в экспериментальной и контрольной группах соответственно (р < 0,05). Показатели – глобальная ударная работа левого желудочка и рекрутируемая преднагрузкой ударная работа сердца – были значительно выше в экспериментальной группе (р < 0,05).
Заключение. В ходе проведенного исследования было показано значительное преимущество нормотермической аутоперфузии в сохранении морфофункционального статуса донорского сердца по сравнению со статической фармакохолодовой консервацией раствором Bretschneider в течение 6 часов.
Ключевые слова
фармакохолодовая консервация,
трансплантация сердца,
консервация сердца,
аутоперфузия,
нормотермическая перфузия,
реперфузионное повреждение
При поддержке: Исследование выполнено в рамках проекта № 23-25-10013 (Соглашение № 23-25-10013 от 20.04.2023 г. с РНФ, Соглашение № р-52 от 03.04.2023 г. с Министерством науки и инновационной политики НСО).
Об авторах
А. Р. Таркова
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
И. С. Зыков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
М. О. Жульков
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
А. В. Протопопов
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
Я. М. Смирнов
Институт медицины и психологии В. Зельмана Новосибирского государственного университета
Россия
Россия
Новосибирск
А. Г. Макаев
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия
Россия
Макаев Александр Геннадьевич
630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, д. 15.
Тел. (905) 198-33-31
А. В. Гусева
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России, Новосибирск, Российская Федерация.
Россия
Россия
Новосибирск
Ф. Ю. Косимов
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
М. Н. Муртазалиев
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
А. Д. Лиманский
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России; Институт медицины и психологии В. Зельмана Новосибирского государственного университета
Россия
Россия
Новосибирск
Д. А. Сирота
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
Е. Э. Кливер
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
В. Е. Кливер
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
А. М. Волков
ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Новосибирск
А. М. Чернявский
ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Минздрава России; ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России
Россия
Россия
Новосибирск
Список литературы
1. Guibert EE, Petrenko AY, Balaban CL, Somov AY, Rodriguez JV, Fuller BJ. Organ Preservation: Current Concepts and New Strategies for the Next Decade. Transfus Med Hemother. 2011; 38 (2): 125–142. doi: 10.1159/000327033. Epub 2011 Mar 21. PMID: 21566713; PMCID: PMC3088735.
2. Van Raemdonck D, Rega F, Rex S, Neyrinck A. Machine perfusion of thoracic organs. J Thorac Dis. 2018 Apr; 10 (Suppl 8): S910–S923. doi: 10.21037/jtd.2018.02.85.
3. Verhoven BM, Karim AS, Bath NM, Sarabia Fahl CJ, Wilson NA, Redfield RR 3rd et al. Significant Improvement in Rat Kidney Cold Storage Using UW Organ Preservation Solution Supplemented With the Immediate-Acting PrC-210 Free Radical Scavenger. Transplant Direct. 2020 Jul 15; 6 (8): e578. doi: 10.1097/TXD.0000000000001032. PMID: 33134502; PMCID: PMC7581037.
4. Natalini JG, Diamond JM. Primary Graft Dysfunction. Semin Respir Crit Care Med. 2021 Jun; 42 (3): 368–379. doi: 10.1055/s-0041-1728794. Epub 2021 May 24. PMID: 34030200.
5. Dhital KK, Chew HC, Macdonald PS. Donation after circulatory death heart transplantation. Curr Opin Organ Transplant. 2017 Jun; 22 (3): 189–197. doi: 10.1097/MOT.0000000000000419. PMID: 28379853.
6. Dani A, Vu Q, Thangappan K, Huang B, Wittekind S, Lorts A et al. Effect of ischemic time on pediatric heart transplantation outcomes: is it the same for all allografts? Pediatr Transplant. 2022 Jun; 26 (4): e14259. doi: 10.1111/petr.14259. Epub 2022 Mar 8. PMID: 35258159; PMCID: PMC9159355.
7. Skrzypiec-Spring M, Grotthus B, Szelag A, Schulz R. Isolated heart perfusion according to Langendorff – still viable in the new millennium. J Pharmacol Toxicol Methods. 2007 Mar-Apr; 55 (2): 113–126. doi: 10.1016/j.vascn.2006.05.006. Epub 2006 May 26. PMID: 16844390.
8. Schechter MA, Southerland KW, Feger BJ, Linder D Jr, Ali AA, Njoroge L et al. An isolated working heart system for large animal models. J Vis Exp. 2014 Jun 11; (88): 51671. doi: 10.3791/51671. PMID: 24962492; PMCID: PMC4189428.
9. White CW, Ali A, Hasanally D, Xiang B, Li Y, Mundt P et al. A cardioprotective preservation strategy employing ex vivo heart perfusion facilitates successful transplant of donor hearts after cardiocirculatory death. J Heart Lung Transplant. 2013 Jul; 32 (7): 734–743. doi: 10.1016/j.healun.2013.04.016. PMID: 23796155.
10. Starling EH, Visscher MB. The regulation of the energy output of the heart. J Physiol. 1927 Jan 12; 62 (3): 243–261. doi: 10.1113/jphysiol.1927.sp002355. PMID: 16993846; PMCID: PMC1514842.
11. Huisman PH, Schipperheyn JJ. The isolated heart-lung preparation. The Hague: Martinus Nijhoff Medical Division, 1978: 36–36.
12. Жульков МО, Зыков ИС, Макаев АГ, Протопопов АВ, Муртазалиев МН, Косимов ФЮ и др. Хирургическая техника эксплантации работающего сердечно-легочного комплекса в эксперименте. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2023; 25 (3): 122–128. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-3-122128.
13. Жульков МО, Фомичев АВ, Альсов СА, Кливер ЕН, Чернявский АМ. Современное состояние проблемы и результаты ex vivo перфузии донорских сердец. Вест ник трансплантологии и искусственных органов. 2019; 21 (4): 143–146. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2019-4-143146.
14. Koerner MM, Ghodsizad A, Schulz U, El Banayosy A, Koerfer R, Tenderich G. Normothermic ex vivo allograft blood perfusion in clinical heart transplantation. Heart Surg Forum. 2014 Jun; 17 (3): E141–E145. doi: 10.1532/HSF98.2014332. PMID: 25002389.
15. Ruggeri GM, Qua Hiansen J, Pivetta E, Mashari A, Ballocca F, Pinto Ribeiro RV et al. Description of a Novel Set-up for Functional Echocardiographic Assessment of Left Ventricular Performance During Ex Vivo Heart Perfusion. Anesth Analg. 2018 Sep; 127 (3): e36–e39. doi: 10.1213/ANE.0000000000002866. PMID: 29505446.
16. Жульков МО, Зыков ИС, Сирота ДА, Агаева ХА, Сабетов АК, Повещенко ОВ и др. Способ длительного кондиционирования донорского сердца методом аутоперфузии. Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2022; 15 (3): 214–220. doi: 10.18499/2070-478X-2022-15-3-214-220 [In Russ].
17. Parekh R, Kolias TJ. A novel noninvasive method to assess left ventricular –dP/dt using diastolic blood pressure and isovolumic relaxation time. Echocardiography. 2013 Mar; 30 (3): 267–270. doi: 10.1111/echo.12042. Epub 2012 Nov 8. PMID: 23134266.
18. Ardehali A, Esmailian F, Deng M, Soltesz E, Hsich E, Naka Y et al. PROCEED II trial investigators. Ex-vivo perfusion of donor hearts for human heart transplantation (PROCEED II): a prospective, open-label, multicentre, randomised non-inferiority trial. Lancet. 2015 Jun 27; 385 (9987): 2577–2584. doi: 10.1016/S0140- 6736(15)60261-6. Epub 2015 Apr 14. PMID: 25888086.
19. Жульков МО, Зайнобудинов ШШ, Сирота ДА, Протопопов АВ, Зыков ИС, Макаев АГ и др. Оценка коронарного статуса аутоперфузируемого донорского сердца в эксперименте. Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал имени академика Б.В. Петровского. 2023; 11 (3): 00–00. https://doi.org/10.33029/23081198-2023-11-3-00-00. [In Russ.].
20. Alomari M, Garg P, Yazji JH, Wadiwala IJ, AlamoutiFard E, Hussain MWA et al. Is the Organ Care System (OCS) Still the First Choice With Emerging New Strategies for Donation After Circulatory Death (DCD) in Heart Transplant? Cureus. 2022 Jun 24; 14 (6): e26281. doi: 10.7759/cureus.26281. PMID: 35754437; PMCID: PMC9229932.
21. Dhital KK, Iyer A, Connellan M, Chew HC, Gao L, Doyle A et al. Adult heart transplantation with distant procurement and ex-vivo preservation of donor hearts after circulatory death: a case series. Lancet. 2015 Jun 27; 385 (9987): 2585–2591. doi: 10.1016/S0140-6736(15)60038-1. Epub 2015 Apr 14. PMID: 25888085.
22. Macdonald PS, Chew HC, Connellan M, Dhital K. Extracorporeal heart perfusion before heart transplantation: the heart in a box. Curr Opin Organ Transplant. 2016 Jun; 21 (3): 336–342. doi: 10.1097/MOT.0000000000000309. PMID: 26967996.
23. Hatami S, White CW, Shan S, Haromy A, Qi X, Ondrus M et al. Myocardial Functional Decline During Prolonged Ex Situ Heart Perfusion. Ann Thorac Surg. 2019 Aug; 108 (2): 499–507. doi: 10.1016/j.athoracsur.2019.01.076. Epub 2019 Mar 12. PMID: 30872100.
24. Repse S, Pepe S, Anderson J, McLean C, Rosenfeldt FL. Cardiac reanimation for donor heart transplantation after cardiocirculatory death. J Heart Lung Transplant. 2010 Jul; 29 (7): 747–755. doi: 10.1016/j.healun.2010.02.009. Epub 2010 Apr 22. PMID: 20417128.
25. Qi X, Hatami S, Bozso S, Buchko M, Forgie KA, Olafson C et al. The evaluation of constant coronary artery flow versus constant coronary perfusion pressure during normothermic ex situ heart perfusion. J Heart Lung Transplant. 2022 Dec; 41 (12): 1738–1750. doi: 10.1016/j.healun.2022.08.009. Epub 2022 Aug 20. PMID: 36137869.
26. Duncker DJ, Bache RJ. Regulation of coronary blood flow during exercise. Physiol Rev. 2008 Jul; 88 (3): 1009–1086. doi: 10.1152/physrev.00045.2006. PMID: 18626066.
27. Genco CM, Bernstein EA, Connolly RJ, Peterson MB, Zhang X, Somerville K et al. Leukocyte redistribution and eicosanoid changes during the autoperfused working heart-lung preparation. J Invest Surg. 1991; 4 (4): 477–485. doi: 10.3109/08941939109141178. PMID: 1777442.
28. Martin BA, Wright JL, Thommasen H, Hogg JC. Effect of pulmonary blood flow on the exchange between the circulating and marginating pool of polymorphonuclear leukocytes in dog lungs. J Clin Invest. 1982 Jun; 69 (6): 1277–1285. doi: 10.1172/jci110567. PMID: 7085874; PMCID: PMC370200.
29. Freed DH, White CW. Donor heart preservation: straight up, or on the rocks? Lancet. 2015 Jun 27; 385 (9987): 2552–2554. doi: 10.1016/S0140-6736(15)60614-6. Epub 2015 Apr 14. PMID: 25888084.
30. Hatami S, White CW, Ondrus M, Qi X, Buchko M, Himmat S et al. Normothermic Ex Situ Heart Perfusion in Working Mode: Assessment of Cardiac Function and Metabolism. J Vis Exp. 2019 Jan 12; (143). doi: 10.3791/58430. PMID: 30688296.
31. Page A, Messer S, Axell R, Naruka V, Colah S, Fakelman S et al. Does the assessment of DCD donor hearts on the organ care system using lactate need redefining? The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2017; 36 (4): S16–S17.
32. White CW, Ambrose E, Müller A, Li Y, Le H, Hiebert B et al. Assessment of donor heart viability during ex vivo heart perfusion. Can J Physiol Pharmacol. 2015 Oct; 93 (10): 893–901. doi: 10.1139/cjpp-2014-0474. Epub 2015 May 7. PMID: 26317524.
33. Ribeiro R, Alvarez J, Xin L, Gellner B, Paradiso E, Yu F et al. Contractility versus metabolic cardiac assessment during ex situ hear perfusion: a pre-clinical transplant study. Canadian Journal of Cardiology. 2019; 35 (10): S171.
34. Gellner B, Xin L, Pinto Ribeiro RV, Bissoondath V, Adamson MB, Yu F et al. The implementation of physiological afterload during ex situ heart perfusion augments prediction of posttransplant function. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2020 Jan 1; 318 (1): H25–H33. doi: 10.1152/ajpheart.00427.2019. Epub 2019 Nov 27. PMID: 31774696.
35. Xin L, Gellner B, Ribeiro RVP, Ruggeri GM, Banner D, Meineri M et al. A New Multi-Mode Perfusion System for Ex Vivo Heart Perfusion Study. J Med Syst. 2017 Dec 23; 42 (2): 25. doi: 10.1007/s10916-017-0882-5. PMID: 29273867.
36. Kung EO, Taylor CA. Development of A Physical Windkessel Module to Re-Create In-Vivo Vascular Flow Impedance for In-Vitro Experiments. Cardiovasc Eng Technol. 2011 Mar; 2 (1): 2–14. doi: 10.1007/s13239010-0030-6. PMID: 26316899; PMCID: PMC4548962.
Рецензия
Для цитирования:
Таркова А.Р., Зыков И.С., Жульков М.О., Протопопов А.В., Смирнов Я.М., Макаев А.Г., Гусева А.В., Косимов Ф.Ю., Муртазалиев М.Н., Лиманский А.Д., Сирота Д.А., Кливер Е.Э., Кливер В.Е., Волков А.М., Чернявский А.М. Нормотермическая аутоперфузия сердечно‑легочного комплекса ex vivo: оценка функционального статуса и метаболизма. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2023;25(4):150-159. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-4-150-159
For citation:
Tarkova A.R., Zykov I.S., Zhulkov M.O., Protopopov A.V., Smirnov Ya.M., Makaev A.G., Guseva A.V., Kosimov F.Yu., Murtazaliev M.N., Limansky A.D., Sirota D.A., Kliver E.E., Kliver V.E., Volkov А.M., Chernyavsky A.M. Normothermic ex vivo heart and lung autoperfusion: assessment of functional status and metabolism. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2023;25(4):150-159. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2023-4-150-159
Просмотров:
269
Послать статью по эл. почте 