Способ длительного кондиционирования донорского сердца методом аутоперфузии


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Изучить параметры гомеостаза и условия стабильной работы аутоперфузируемого комплекса «сердце-легкие» ex vivo.

Материалы и методы. Для создания работающего комплекса «сердце-легкие» и изучения параметров гомеостаза ex vivo была проведена серия острых экспериментов (n-3). В качестве экспериментальной модели использовали крупное млекопитающее (mini-pig весом 20-30 кг). Во время эксперимента проводили мониторинг инвазивного артериального давления в корне аорты, легочной артерии, центрального венозного давления, температуры левого желудочка сердца, газового состава артериальной крови (в корне аорты) и венозной крови, оттекающей из коронарного синуса.  

Результаты. В ходе проведенной серии экспериментов была доказана принципиальная возможность стабильной работы изолированного комплекса «сердце-легкие» ex vivo. На протяжении 4 часов аутоперфузии комплекса «сердце-легкие» параметры гемодинамики, газового и биохимического состава крови оставались в пределах референтных значений.

Заключение. Проведенный анализ литературных данных и результаты экспериментов на лабораторных животных позволяют утверждать, что метод аутоперфузии может успешно применяться как способ безопасного и длительного кондиционирования донорского сердца. Данный метод может быть использован для улучшения результатов трансплантации сердца с длительной ишемией донорского органа.  Продление дожития функционирующего донорского сердца ex vivo позволит значительно расширить географию донорских баз, сократив ишемический период до минимума.

Об авторах

Максим Олегович Жульков

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Email: medicus-maligna@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7976-596X

Врач сердечно-сосудистый хирург, мнс научно-исследовательского отдела хирургии аорты, коронарных и периферические артерий института патологии кровообращения 

Россия, 630055, Россия, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, 15,

Илья Сергеевич Зыков

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Email: i_zykof@meshalkin.ru
ORCID iD: 0000-0001-6253-9026

врач анестезиолог ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Россия, 630055, Россия, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

Дмитрий Андреевич Сирота

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Email: d_sirota@meshalkin.ru
ORCID iD: 0000-0002-9940-3541

Кандидат медицинских наук, врач сердечно-сосудистый хирург, заведующий научно-исследовательским отделом хирургии аорты, коронарных и периферические артерий института патологии кровообращения 

Россия, 630055, Россия, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

Хава Абдуллаевна Агаева

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Email: agaeva_h@meshalkin.ru
ORCID iD: 0000-0002-1648-1529

врач сердечно-сосудистый хирург кардиохирургического отделения аорты и коронарных  артерий 

Россия, 630055, Россия, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

Азат Керимбекович Сабетов

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Email: sabetov_a@meshalkon.ru
ORCID iD: 0000-0001-8956-6585

врач сердечно-сосудистый хирург кардиохирургического отделения аорты и коронарных  артерий 

Россия, 630055, Россия, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

Ольга Владимировна Повещенко

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»

Email: poveschnko_o@meshalkon.ru
ORCID iD: 0000-0001-9956-0056

Доктор медицинских наук, заведующий лабораторией, Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук»

Россия, 630090, Россия, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 10

Самандар Шукруллоевич Бозоров

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Email: bozorov_s@meshalkin.ru
ORCID iD: 0000-0001-7913-4594

врач ординатор ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Россия, 630055, Россия, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

Алексей Вячеславович Фомичев

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Email: a_fomichev@meshalkin.ru
ORCID iD: 0000-0001-9113-4204

Кандидат медицинских наук, врач сердечно-сосудистый хирург кардиохирургического отделения аорты и коронарных артерий 

Россия, 630055, Россия, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

Александр Михайлович Чернявский

ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: a_cherniavsky@meshalkin.ru
ORCID iD: 0000-0001-9818-8678

Доктор медицинских наук, профессор, директор ФГБУ «НМИЦ им.ак. Е. Н. Мешалкина» Минздрава России 

Россия, 630055, Россия, г. Новосибирск, ул. Речкуновская, 15

Список литературы

  1. World Health Organization. World health statistics 2016: monitoring health for the SDGs sustainable development goals. World Health Organization. 2016. doi: 10.1186/s12960-019-0392-2.
  2. Heidenreich PA, Albert NM, Allen LA, Bluemke DA, Butler J, Fonarow GC, Trogdon JG. Forecasting the impact of heart failure in the United States: a policy statement from the American Heart Association. Circulation: Heart Failure. 2013; 6: 3: 606-619. doi: 10.1161/HHF.0b013e318291329a.
  3. Messer S, Ardehali A, Tsui S. Normothermic donor heart perfusion: current clinical experience and the future. Transplant International. 2015; 28: 6: 634-642. doi: 10.1111/tri.12361.
  4. Esmailian F, Kobashigawa JA, Naka Y, Mancini D, Soltesz E, Hsich E, Ardehali A. The PROCEED II international heart transplant trial with the organ care system technology (OCS). The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2013; 32: 4: S95-S96.
  5. Costanzo MR, Dipchand A, Starling R, Anderson A, Chan M, Desai S, Vanhaecke J. The International Society of Heart and Lung Transplantation Guidelines for the care of heart transplant recipients. 2010. doi: 10.1016/j.healun.2010.05.034.
  6. Banner NR, Thomas HL, Curnow E, Hussey JC, Rogers CA, Bonser RS, Steering Group of the United Kingdom Cardiothoracic Transplant Audit The importance of cold and warm cardiac ischemia for survival after heart transplantation. Transplantation. 2008; 86: 4: 542-547. doi: 10.1097/TP.0b013e31818149b9.
  7. Del Rizzo DF, Menkis AH, Pflugfelder PW, Novick RJ, McKenzie FN, Boyd WD, Kostuk WJ. The role of donor age and ischemic time on survival following orthotopic heart transplantation. The Journal of heart and lung transplantation. 1999; 18: 4: 310-319. doi: 10.1016/s1053-2498(98)00059-x.
  8. Russo MJ, Iribarne A, Hong KN, Ramlawi B, Chen JM, Takayama H, Naka Y. Factors associated with primary graft failure after heart transplantation. Transplantation. 2010; 90: 4: 444-450. doi: 10.1097/TP.0b013e3181e6f1eb.
  9. Hertz MI, Aurora P, Christie JD, Dobbels F, Edwards LB, Kirk R, Taylor DO. Scientific registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: introduction to the 2009 annual reports. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 2009; 28: 10: 989-992. doi: 10.1016/j.healun.2009.08.005.
  10. Schnitzler MA, Hauptman P, Takemoto SK, Burroughs TE, Salvalagio P, Lentine K, Zavala E. The impact of cold ischemia time on the life-year benefit of heart transplant. Transplantation. 2006; 82: 1: 382.
  11. Mehta V, Taylor M, Hasan J, Dimarakis I, Barnard J, Callan P, Venkateswaran RV. Establishing a heart transplant programme using donation after circulatory-determined death donors: a United Kingdom based single-centre experience. Interactive cardiovascular and thoracic surgery. 2019; 29: 3: 422-429. doi: 10.1093/icvts/ivz121.
  12. Carpenter W. Principles of human physiology. Philadelphia. 1858; 490.
  13. Cooper DKC. A simple method of resuscitation and short-term preservation of the canine cadaver heart. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 1975; 70: 5: 896-908.
  14. Robicsek F. The autoperfusing pressure-stabilized heart-lung preparation: hemodynamic function after 20h of perfusion. Transplant Proc. 1988; 20: 991-993.
  15. Morimoto T, Golding LR, Stewart RW, Harasaki H, Matsushita S, Shimomitsu T, Nose Y. А simple method for extended heart-lung preservation by autoperfusion. Transactions-American Society for Artificial Internal Organs. 1984; 30: 320-324.
  16. Cruz JI. Anesthesia in experimental animals. Basic principles. Revista espanola de anestesiologia y reanimacion. 1996; 43: 3: 99-107.
  17. Hovatta O. Cryopreservation of testicular tissue in young cancer patients. Hum Reprod Update. 2001; 7: 4: 378–383. doi: 10.1093/humupd/7.4.378.
  18. Arav A, Friedman O, Natan Y, Gur E, Shani N. Rat Hindlimb Cryopreservation and Transplantation: A Step Toward “Organ Banking”. Am. J. Transplant. Blackwell Publishing Ltd. 2017; 17: 11: 2820–2828. doi: 10.1111/ajt.14320. Epub 2017 May 18.
  19. Wanп Z, He B, Duan Y, Shen Y, Zhu L, Zhu X, Zhu Z. Cryopreservation and replantation of amputated rat hind limbs. Eur. J. Med. Res. Holzapfel Publishers Munich. 2014; 19: 1. doi: 10.1186/2047-783X-19-28.
  20. Fahy GM, Wowk B, Pagotan R, Chang A, Phan J, Thomson B, Phan L. Physical and biological aspects of renal vitrification. Organogenesis. 2009; 5: 3: 167–175. doi: 10.4161/org.5.3.9974.
  21. Bruinsma BG, Berendsen TA, Izamis ML, Yeh H, Yarmush ML, Uygun K. Supercooling preservation and transplantation of the rat liver. Nature Publishing Group. 2015; 10: 3: 484–494. doi: 10.1038/nprot.2015.011.
  22. Berendsen TA, Bruinsma BG, Puts CF, Saeidi N, Usta OB, Uygun BE, Uygun K. Supercooling enables long-term transplantation survival following 4 days of liver preservation. Nat. Med. Nature Publishing Group. 2014; 20: 7: 790–793. doi: 10.1038/nm.3588.
  23. Menze MA, Chakraborty N, Clavenna M, Banerjee M, Liu XH, Toner M, Hand SC. Metabolic preconditioning of cells with AICAR-riboside: Improved cryopreservation and cell-type specific impacts on energetics and proliferation. Cryobiology. 2010; 61: 1: 79–88. doi: 10.1016/j.cryobiol.2010.05.004.
  24. Storey KB. Regulation of hypometabolism: Insights into epigenetic controls. Journal of Experimental Biology. Company of Biologists Ltd. 2015; 218: 1: 150–159. doi: 10.1242/jeb.106369.
  25. Limkemann A, Lindell SL, Reichstetter H, Plant V, Parrish D, Ramos C, Mangino MJ. Donor gluconate rescues livers from uncontrolled donation after cardiac death. Surg. (United States). Mosby Inc. 2016; 159: 3: 852–861. doi: 10.1016/j.surg.2015.10.022.
  26. Parrish D, Ramos C, Mangino MJ. New low-volume resuscitation solutions containing PEG-20k. J. Trauma Acute Care Surg. Lippincott Williams and Wilkins. 2015; 79: 1: 22–29. doi: 10.1097/TA.0000000000000682.
  27. Leslie DC, Waterhouse A, Berthet JB, Valentin TM, Watters AL, Jain A, Ingber DE. A bioinspired omniphobic surface coating on medical devices prevents thrombosis and biofouling. Nat. Biotechnol. Nature Publishing Group. 2014; 32: 11: 1134–1140. doi: 10.1038/nbt.3020.
  28. Magliocca JF, Magee JC, Rowe SA, Gravel MT, Chenault RH, Merion RM, Hemmila MR. Extracorporeal support for organ donation after cardiac death effectively expands the donor pool. Journal of Trauma - Injury, Infection and Critical Care. J Trauma. 2005; 58: 6: 1095–1102. doi: 10.1097/01.ta.0000169949.82778.df.
  29. Israni AK, Zaun D, Bolch C, Rosendale JD, Schaffhausen C, Snyder JJ, Kasiske BL. Deceased Organ Donation. Am. J. Transplant. Blackwell Publishing Ltd. 2017; 17: 503–542. doi: 10.1111/ajt.14131.
  30. Deaths: preliminary data for 2011 - PubMed [Electronic resource]. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24984457/ (accessed: 08.03.2021).
  31. Fahy GM. Cryopreservation of complex systems: The missing link in the regenerative medicine supply chain. Rejuvenation Research. Rejuvenation Res. 2006; 9: 2: 279–291. doi: 10.1089/rej.2006.9.279.
  32. Naghavi M. Global, regional, and national age-sex specific all-cause and cause-specific mortality for 240 causes of death, 1990-2013: A systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013. Lancet. Lancet Publishing Group. 2015; 385: 9963: 117–171. doi: 10.1016/S0140-6736(14)61682-2.
  33. Martin JA, Hamilton BE, Osterman MJ, Driscoll AK. Births: Final data for 2018 . National Center for Health Statistics. 2019; 68: 13.
  34. Khush KK. Donor predictors of allograft use and recipient outcomes after heart transplantation. Fail. Circ Heart Fail. 2013; 6: 2: 300–309. doi: 10.1161/CIRCHEARTFAILURE.112.000165.
  35. Reddy MS, Varghese J, Venkataraman J, Rela M. Matching donor to recipient in liver transplantation: Relevance in clinical practice. World Journal of Hepatology. 2013; 5: 11: 603–611. doi: 10.4254/wjh.v5.i11.603.
  36. Slama A, Schillab L, Barta M, Benedek A, Mitterbauer A, Hoetzenecker K, Aigner C. Standard donor lung procurement with normothermic ex vivo lung perfusion: A prospective randomized clinical trial. J. Hear. Lung Transplant. Elsevier USA. 2017; 36: 7: 744–753. doi: 10.1016/j.healun.2017.02.011.
  37. Wigfield CH, Cypel M, Yeung J, Waddell T, Alex C, Johnson C, Love R. B. Successful emergent lung transplantation after remote ex vivo perfusion optimization and transportation of donor lungs. Am J Transplant. 2012;12: 10: 2838–2844. doi: 10.1111/j.1600-6143.2012.04175.x.
  38. Israni AK. OPTN/SRTR 2012 Annual Data Report: Deceased organ donation. Am. J. Transplant. 2014; 14: 1: 167–183. doi: 10.1111/ajt.12585.
  39. Shah MR, Starling RC, Schwartz Longacre L, Mehra MR, Working Group Participants. Heart transplantation research in the next decade-a goal to achieving evidence-based outcomes: National heart, lung, and blood institute working group. Journal of the American College of Cardiology. Elsevier USA. 2012; 59: 14: 1263–1269. doi: 10.1016/j.jacc.2011.11.050.
  40. Matas AJ, Smith JM, Skeans MA, Thompson B, Gustafson SK, Stewart DE, Kasisk BL.OPTN/SRTR 2013 Annual Data Report: Kidney. Am. J. Transplant. Blackwell Publishing Ltd. 2015; 15: 1–34. doi: 10.1111/ajt.13195.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».