大鼠无心跳供体肺离体后冷缺血时间的研究

探索大鼠无心跳供体肺离体后肺组织中缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)在不同时间点的表达变化与肺组织损伤的关系,为临床控制供肺冷缺血最长时间提供参考。方法 将24只SD雄鼠随机分为A、B、C、D四组,每组6只。麻醉实验动物后建立肺灌注通道,使用LPD灌注液灌洗肺组织至乳白色,游离心肺联合体后置于4℃的LPD液中保存,在保存的0 h、4 h、8 h、12 h时于同一部位取适量肺组织。测定肺组织的湿/干重比并通过 HE染色观察肺组织病理损伤的动态过程。检测HIF-1α的表达水平,探索肺在缺氧条件下组织损伤与细胞凋亡的联系。结果 随着保存时间的延长,供肺的肺湿/干重比(W/D)不断增加,各时间点间的差异均有统计学意义(P<0.05)。HE染色结果显示,供肺灌注后0 h,肺泡结构相对完整,无明显水肿及炎性细胞聚集。4 h时部分肺泡腔扩大,出现轻度水肿。8 h时可见部分肺泡间隔塌陷,炎性细胞浸润亦明显增多。12 h时肺泡腔水肿明显,炎性细胞聚集成团。供肺的HIF-1α呈现出先增高后降低的趋势,保存4 h、8 h、12 h时HIF-1α均高于保存0 h,且在8h时达到最高值,随后在12 h时有所下降,各个时间点之间的差异均有统计学意义(P<0.05)。结论 供肺损伤程度随着时间推移不断增加,HIF-1α的表达情况与肺组织损伤关系密切,临床肺移植中应尽可能将供肺的冷缺血时间控制在8 h以内。

无心跳供体大鼠同种异体左肺原位移植模型的热缺血时限

目的建立无心跳供体(NHBD)大鼠同种异体左肺原位移植模型,比较不同热缺血时间(WIT)对大鼠移植肺功能和结构的影响。方法将32只SD大鼠按供受体随机配对成16对,分成4组,分别为有心跳供体组(对照组,HBD)、NHBD热缺血1 h组(实验组,NHBD1h)、热缺血2 h组(实验组,NHBD2h)和热缺血3 h组(实验组,NHBD3h),每组4对。供肺摘取后置于4℃低钾右旋糖苷(LPD)液中4 h。采用三"袖套"套管法行左肺原位移植术。测定和观察移植前、移植后10 min1、h和2 h的右颈动脉血气,移植后2 h的左肺静脉血气、移植肺湿/干重比和组织形态学改变。结果NHBD1h组移植肺再灌注10 min1、h和2 h所采集的右颈动脉血PaO2数值(177.8±15.5、162.0±19.3和195.5±26.4)和对照组HBD组(187.3±34.4、191.8±36.6和198.8±36.6)的差别没有统计学意义;再灌注10 min和2 h,NHBD2h组右颈动脉血PaO2数值(154.8±25.2和116.5±32.1)以及NHBD3h组(121.0±28.2和88.3±23.6)和对照组的差别有统计学意义(P<0.05)。移植肺再灌注2 h后,NHBD1h组左肺静脉血PaO2数值与对照组的差别没有统计学意义(132.3±33.8vs143.8±17.1),NHBD2h和NHBD3h组与对照组的差别均有统计学意义(78.8±16.1vs143.8±17.1,70.8±15.5vs143.8±17.1,P<0.05)。NHBD3h组的湿/干重比数值和肺损伤程度病理评分与对照组的差别有统计学意义(P<0.05)。结论本实验成功建立了NHBD大鼠同种异体左肺原位移植模型,在本实验动物模型中,大鼠可以耐受的WIT为1 h。

无心跳供体肺原位降温保护系统的研究

针对无心跳供体肺原位冷却保护的要求,分别借助支气管和胸腔途径,研发了由保护气体冷却和保护液体冷却两种手段相结合的快速降温保护系统。实验结果表明:气管通气冷却只对支气管及其附近的区域有较好的降温效果,而对气管末梢及肺表面区域的降温效果很差;胸腔循环保护液体冷却对肺表面和内部都有不错的冷却效果,但这种方式却有可能造成肺实质的机械损伤。

大鼠无心跳供体肺移植尸体肺的保护方法

目的:探讨减轻无心跳供体(non-heart-beating donor,NHBD)肺热缺血损伤的方法,以更好地保存尸体肺的结构和功能。方法:将64只SD大鼠随机分成4组,每组8对,用"两套管一支架法"完成左肺原位移植。HBD组为有心跳供体组,NHBD-N组为无心跳供体且未采取保护措施组,NHBD-V和NHBD-I组分别采取持续机械通气和胸腔冰盐水降温的保护措施。完成肺移植后,比较4组的肺顺应性、肺功能、肺水含量、能量代谢物含量等各项指标。结果:NHBD肺存在较长的热缺血时间,与HBD肺相比肺损伤更为严重。但是NHBD-V和NHBD-I组与NHBD-N组比较,移植术后肺水含量更低(4.21±0.85,4.14±1.33,5.28±1.24,均P<0.01)、肺损伤指数(11.28±3.26,10.41±2.85,14.35±3.21,均P<0.01)和白细胞浸润程度(316.30±56.24,295.50±70.26,425.60±86.47,均P<0.01)更轻,而肺顺应性和肺能量代谢物保存更好。结论:大鼠NHBD肺在热缺血时给予持续机械通气或胸腔低温浸泡均可取得良好的肺保护效果。

缺血预处理对无心跳供体大鼠移植肺缺血再灌注损伤的保护作用

目的:研究缺血预处理(IP)对无心跳供体(NHBD)大鼠移植肺缺血再灌注损伤(IRI)的保护作用及机制。方法:将SD大鼠随机配对分成4组,分别为NHBD热缺血1h组(对照组,NHBD1h)、IP组(实验组,IP)I、P+5-羟基葵酸盐组(实验组,IP+5-HD)和IP+二甲基亚砜组(溶剂对照组,IP+DMSO),每组4对。IP方案为开胸后夹闭大鼠左侧肺门5min,开放10min,然后放血处死。热缺血1h、冷缺血4h后行左肺移植。结果:IP组移植肺再灌注10min和1h的右颈动脉血PaO2与自身术前值差优于对照组(P<0.05)。再灌注2h后,IP组左肺静脉血PaO2数值优于对照组(175.5±14.3比132.3±33.8,P<0.05)。再灌注1h和2h时,IP组的双肺顺应性优于对照组(P<0.05)。再灌注2h时,IP组以及IP+DMSO组的血清和移植肺组织丙二醛(MDA)含量、移植肺组织髓过氧化物酶(MPO)活性、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素6(IL-6)和凋亡指数显著低于NHBD1h组(P<0.05);总抗氧化能力(T-AOC)高于NHBD1h组(P<0.05);上述指标IP+5HD组与NHBD1h组比较,差异无统计学意义;各组血清TNF-α、IL-6含量之间的差异无统计学意义。光镜和电镜下观察到IP以及IP+DMSO组的细胞结构受损程度较轻,NHBD1h组以及IP+5-HD组细胞损伤较明显。结论:本大鼠模型中,单次5min缺血+10min再灌注的IP方案,对热缺血1h的大鼠NHBD移植肺IRI有较强的早期保护效应,这种保护效应与线粒体ATP敏感的钾通道开放有关。

无心跳供体肺移植大鼠模型的建立

背景:大量实验表明,供肺组织及肺血管功能在适当条件下可以保存,当供体心跳停止后,肺的气体交换系统可耐受热缺血60min。目的:建立一种简单有效的无心跳供体肺移植大鼠模型。方法:60只SD大鼠随机分为有心跳供体组、无心跳供体-缺血30min组和无心跳供体-缺血60min组,每组20只。有心跳供体组供体大鼠取供肺保存在4℃低钾右旋糖苷液中4h;无心跳供体-缺血30min组供体放血处死后,维持通气30min,使供肺在热缺血30min后冷保存;无心跳供体-缺血60min组方法同无心跳供体-缺血30min组,不同之处在于供肺热缺血60min。各组大鼠循环回路连接后,于1,15,30,45,60min测出气道峰压和肺静脉血氧气分压。灌注结束后检测供肺湿质量干质量比和丙二醛水平。结果与结论:有心跳供体组和无心跳供体-缺血30min组所有指标比较差异均无显著性意义(P>0.05)。各组气道峰压随时间的延长逐渐升高,但无心跳供体-缺血60min组升高程度高于有心跳供体组和无心跳供体-缺血30min组(P<0.05)。各组供肺血氧气分压均随着时间的延长而降低,无心跳供体-缺血60min组供肺血氧气分压低于有心跳供体组和无心跳供体-缺血30min组(P<0.05)。无心跳供体-缺血60min组供肺湿质量干质量比和丙二醛水平较有心跳供体组和无心跳供体-缺血30min组高(P<0.05)。结果提示大鼠无心跳供肺热缺血30min肺移植灌注模型是一种安全有效的肺移植方法。

无心跳供体肺移植中部分液体通气对肺保护的病理学评估

背景:如何在热缺血期给予无心跳供体肺提供保护进而降低移植后原发性移植物失功能是所有研究者和临床医生面前的首要问题。目的:从病理学角度评价部分液体通气在无心跳供体肺移植中对供体肺的保护作用。方法:将36只清洁级SD大鼠随机均分为3组,应用自制16G深静脉留置针作气管插管,行气管切开并连接至呼吸机行机械通气。经颈静脉注入KACL溶液猝死大鼠,用多导生理检测仪连续记录血压,在血压变为0mmHg时,认为造模成功,模型建立后氧气组大鼠继续给予机械通气2h;盐水组和氟化碳组先给予盐水和氟化碳5min的纯氧通气,后从气管插管中注入相当于功能残气量的高氧盐水和高氧氟化碳(10mL/kg),并给予机械通气2h。结果与结论:大体观察盐水组肺脏肿胀,肺组织表面片状出血,肺呈暗红色,气道内有血性水肿液;氧气组见肺脏肿胀较轻,肺表面有少量出血点;氟化碳组肺组织炎症细胞浸润和组织水肿明显减轻。光镜下盐水组和氧气组呈弥漫性肺泡和间质充血、水肿,支气管壁及毛细血管周围有大量的炎性细胞浸润和肺泡过度膨胀,肺泡壁断裂;氟化碳组肺组织细胞结构较为完整,无明显破坏。结果可见部分液体通气可以对无心跳供肺起到很好的保护作用。

缺血后处理对大鼠无心跳供体肺移植的保护作用

目的:在大鼠无心跳供体(non-heart-beating donor,NHBD)肺移植动物模型上观察缺血后处理对NHBD供肺的保护作用。方法:将40只大鼠随机分成缺血后处理组(IPO组)和对照组(C组),每组10对,用"两套管一支架法"完成无心跳供体左肺原位移植。C组肺移植后直接开放肺动脉恢复灌注,而IPO组肺移植后给予5次1 min再灌/1 min再阻断的后处理措施,然后全面恢复再灌注。结果:IPO组与C组比较,NHBD肺移植术后肺水含量低、肺损伤程度轻,而肺顺应性、肺结构和功能保存更好。此外,IPO组移植术后供肺细胞凋亡程度和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量较C组低,而SOD含量较C组高。结论:缺血后处理可以减轻NHBD肺移植术后供肺缺血再灌注损伤,保存供肺结构和功能,还可抑制NHBD肺移植术后脂质过氧化反应和细胞凋亡。

无心跳供体肺支气管内气体二次流动特性分析

无心跳供体(NHBD)肺有望解决临床供肺严重不足的问题,肺内低温通气被公认为是NHBD肺在体低温保护的有效方法之一。通过建立3D非对称四级支气管模型,借助计算流体动力学(CFD)方法,分别研究在3种被动呼吸频率(0.125、0.25、0.5 Hz)条件下肺支气管内的二次流结构特性。研究结果表明,被动吸气时主支气管截面上不存在二次流结构,且截面上最大无量纲速度差分别为0.67(@0.125 Hz)、0.5(@0.25 Hz)和0.3(@0.5Hz),但在被动呼气时存在明显的二次流结构,且其截面最大无量纲速度差增大到1.25、1.1和1.06;随着支气管级数的增加,无论是吸气还是呼气状态,其对应截面上都存在明显的二次流动结构,但呼吸频率对其截面上最大无量纲速度差变化的影响不大(维持在1.0左右);总体来讲,左肺各支气管内的流动结构比右肺要复杂一些,这与左右支气管的不对称结构有关。该研究明确了低温保护性气体在NHBD肺支气管内的流动总是伴随着二次流的特性,这对于进一步探索其临床保护工艺研究具有重要的指导意义。

无心跳供体供肺的低温保存

背景:目前无心跳供体供肺原位低温保护实现的途径主要有2种,一种是胸腔内表面降温技术,这种方法已经被临床成功的移植证实有效,一种是气管内通气降温技术。目的:探讨大鼠无心跳供肺移植模型中原位支气管内通气降温和胸腔内表面降温技术结合实现低温保存供肺的可行性。方法:将无心跳供肺移植Wistar大鼠模型随机分为:通气组以低温气体吹入气管降温,表面组双侧胸腔置管连续注入低温生理盐水,结合组同时行低温气体通气和低温盐水胸腔内降温。结果与结论:结合组降温效果强于表面组和通气组(P<0.05),可在60min内将气管内、肺实质和胸腔内温度降到保存温度。初步证明原位支气管内通气降温和胸腔内表面降温技术结合降温的方式在肺移植中应用的可行性。

ICAM-1在兔无心跳供体肺移植术后的表达及意义

将30只拟行肺移植术的大白兔随机分三组,每组5对分别为供受体。一组为有心跳供体肺(HBD组),另两组供体肺分别为无心跳供体热缺血30 min(NHBD-30组)及60 min(NHBD-60组);另选15只作为对照组。建立兔无心跳供体左单肺肺移植模型,切除的受体左肺作为对照,采用免疫组化法检测供体肺缺血期间和移植再灌注肺组织内皮细胞间黏附分子-1(ICAM-1)表达水平。结果与HBD组、NHBD-30组比较,NHBD-60组左肺移植再灌注后肺泡区、小动脉区ICAM-1表达明显上调(P<0.05);与对照组比较,三组右肺冷保存10 h后无显著差异,与NHBD-60组左肺移植再灌注后比较均有显著差异(P<0.05)。认为无心跳供体肺短时间热缺血未造成严重肺组织损伤,未能触发ICAM-1表达明显上调;ICAM-1表达上调发生于再灌注期间。

无心跳供体肺移植

本文综述了无心跳供体肺的热缺血时限、保护措施、无心跳供体的死亡原因对供肺功能的影响、供体心跳停止前预处理及移植厚损害修复等方面的研究进展。

兔无心跳供体肺离体肺移植灌注模型的建立

目的探讨建立一种简单有效的兔无心跳供体肺移植灌注模型。方法将30只兔随机分为有心跳组(A组),无心跳-缺血60 min组(B组),无心跳-缺血90 min组(C组)。A组供兔处死后,取供肺保存在4℃LPD液中4 h;B组供体抽血造成失血性休克并维持30 min后处死,供肺热缺血60min,冷保存5 h;C组与B组不同之处在于供肺热缺血90 min。然后建立灌注模型灌注90 min。于1、15、30、60、90 min血气分析PO2并记录PAWP。灌注结束后检测供肺W/D、MPO活性和MDA水平。结果 A、B两组所有指标均无明显差异。三组供肺血PO2均随时间的延长降低,但C组PO2低于A、B组(P<0.05);三组PAWP随时间的延长渐升高,但C组程度高于A、B组(P<0.05)。C组供肺W/D、MPO活性、MDA水平较A、B组高(P<0.05)。结论休克30 min、热缺血60 min兔NHBD肺离体肺移植灌注模型,模拟了临床NHBD肺移植肺保护,具有手术操作简单、重复性好、可靠性高的优点。

热缺血时间对无心跳供体肺移植再灌注后Ⅱ型细胞凋亡的影响

目的研究热缺血时间对无心跳供体肺移植后Ⅱ型肺泡上皮细胞凋亡的影响。方法将经历不同热缺血时间(30min、60min、120min)间隔Wister大鼠的左肺移植到同系Wister大鼠受体。再灌注2h后,提存肺泡Ⅱ型上皮细胞并进行分析。结果流式细胞计数结果:对照组(心跳组)移植再灌注2h后凋亡细胞率(0.093 1±0.007 7);热缺血-30min组移植再灌注2h后凋亡细胞率(0.166 5±0.014 8);热缺血-60min组移植再灌注2h后凋亡细胞率(0.227 5±0.020 1);热缺血-120min组移植再灌注2h后凋亡细胞率(0.436 5±0.033 7)。各组之间比较P均<0.05。且随着热缺血时间的延长,凋亡率成上升趋势。结论无心跳供体肺移植后原发性移植物失功能的发生率高的一个可能原因是随着热缺血时间的延长造成了移植后II型细胞凋亡比例增高使得移植肺处于失功能状态。

无心跳供体肺支气管内气体三维流动的数值模拟研究

无心跳供体肺(NHBD)有望解决临床供肺严重不足的问题,肺内低温通气被公认为是NHBD肺在体低温保护的有效方法之一,可提高供肺的利用率。通过建立三维非对称四级支气管模型,运用计算流体动力学(CFD)方法对支气管内的气流流动特性进行数值模拟,并通过试验对数值模拟的边界条件进行验证。研究结果表明:在被动呼吸的吸气和呼气时,支气管截面上的无量纲速度分布不同,左肺支气管和右肺支气管截面上的速度分布也存在较大差异,其中左肺下叶支气管内中心线上的无量纲速度峰值最大,达到1.7,而右肺上叶支气管内中心线上的无量纲速度峰值最小,仅为0.8;由于分叉角度和管径不同,导致吸气过程中流入左主支气管内和右主支气管内的流量分别占55%和45%,而左肺下叶支气管内的流量比率在各肺叶支气管内的流量比率最高,约为35%;通过分析支气管内的流动压力损失,得出支气管的平均压降系数与Re的关系为珔Cp∝Re-0.6。可见,由于支气管的非对称结构以及分叉处空间旋转角度的存在,使得支气管内的气体流动结构比较复杂,这对于无心跳供体肺原位通低温保存的临床实验研究有一定的参考价值。

无心跳供体心脏移植热缺血时限的实验研究

目的探讨未经药物预处理的无心跳供体心脏移植成功的热缺血时限。方法实验犬30只,供体和受体组各5只,对照组:心脏以0℃组氨酸-色氨酸-酮戊二酸溶液(histidine-tryptophan-ketogluarate solution,HTK)500ml主动脉根部灌注,心脏停跳后切取供心,置于0℃HTK液中保存2h;热缺血16min组:心脏缺氧停跳后热缺血16min,用0℃HTK液500ml灌注冲洗冠状动脉,切取供心,置于0℃HTK液中保存2h;热缺血18min组:心脏缺氧停跳后热缺血18min,灌注及保存方法同热缺血16min组。以标准心脏移植方法行原位移植,监测供体心脏移植前后的血流动力学指标、心脏质量,测定心肌酶等指标,电镜观察心肌组织超微结构改变。结果心脏移植实验中对照组及热缺血16min组均可成功复跳、脱离体外循环辅助,血流动力学指标差异无统计学意义(P>0.05)。热缺血18min组仅有2例可以脱机,与对照组及热缺血16min组相比,左心室舒张末期压升高、-dp/dtmax下降较明显,与对照组差异有统计学意义(P<0.05),但与16min组比较,差异无统计学意义(P>0.05),心脏质量及心肌酶明显升高(P<0.05),电镜观察超微结构破坏明显。结论常温热缺血16min的供心有可能被成功用于心脏移植。

无心跳供体肺移植研究进展

肺移植合适供体的缺乏以及肺移植需求量的日益增加导致越来越多的潜在肺移植受者在等待供肺的过程中死去。缺乏合适的供体已经成为限制肺移植广泛开展的最主要制约因素。活体肺叶移植、边缘供肺移植以及减容供肺移植等措施都用来缓解供肺短缺这一挑战,而无心跳供肺的利用无疑成为其中最具前景的一个。事实上,绝大多数实质性器官移植通过调节胶体渗透压减轻肺水肿,并通过改善肺血管收缩降低PVR。