Том 28 № 4 (2024)
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Выживаемость сердца при различных системах подачи кардиоплегического раствора в условиях экстракорпоральной нормотермической перфузии: экспериментальное исследование

С.Д. Робустова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
Bio
В.С. Качан
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
Д.В. Кононова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
А.С. Яровой
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
М.А. Гусев
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
В.В. Литвиненко
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
В.Д. Джабраилов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
А.А. Бричагина
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
З.В. Образумова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
С.Д. Чекалина
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
Е.А. Турчанинова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
С.С. Бакуменко
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва
М.С. Носов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва; Акционерное общество «КардиоСистемФарма», Химки, Московская область
А.К. Бережной
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва; Акционерное общество «КардиоСистемФарма», Химки, Московская область
В.А. Козлов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва; Акционерное общество «КардиоСистемФарма», Химки, Московская область
В.А. Цвелая
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва; Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет ИТМО», Санкт-Петербург
К.И. Агладзе
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)», Москва; Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Московской области «Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского», Москва
Изменение структуры кардиомиоцитов в срезе сердечной ткани, выявленное при иммуногистохимическом окрашивании после длительного сохранения

Опубликован 27.12.2024

Ключевые слова

  • длительное сохранение донорских органов,
  • ишемия,
  • кардиоплегия,
  • никотинамидадениндинуклеотид,
  • нормотермия,
  • перфузия изолированного сердца,
  • трансплантация сердца
  • ...Показать
    Скрыть

Как цитировать

Робустова, С., Качан, В., Кононова, Д., Яровой, А., Гусев, М., Литвиненко, В., Джабраилов, В., Бричагина, А., Образумова, З., Чекалина, С., Турчанинова, Е., Бакуменко, С., Носов, М., Бережной, А., Козлов, В., Цвелая, В., & Агладзе, К. (2024). Выживаемость сердца при различных системах подачи кардиоплегического раствора в условиях экстракорпоральной нормотермической перфузии: экспериментальное исследование. Патология кровообращения и кардиохирургия, 28(4), 78–93. https://doi.org/10.21688/1681-3472-2024-4-78-93

Аннотация

Актуальность. Помещение изолированного сердца в кардиоплегический раствор при нормотермии — перспективная стратегия увеличения срока сохранения органа. Развитие этой стратегии и разработка новых изделий для подачи растворов поможет оптимизировать технологию транс­портировки донорских сердец.
Цель. Тестирование эффективности нормотермической перфузии с постоянным потоком для длительного сохранения сердца по методу Лангендорфа с помощью системы на основе инновационных магистралей для подачи кардио­плегических растворов АО «КардиоСистемФарма» (Химки, Московская область, Россия) в сравнении с системой на основе узлов и трубок Radnoti (ADInstruments, Колорадо-Спрингс, США) в серии экспериментов на крысиных сердцах.
Методы. Провели сравнение установки с кардиоплегическими магистралями АО «КардиоСистемФарма» для кардио­хирургии и системы перфузии Radnoti в экспериментах на крысиных сердцах при нормотермии как без добавления кардиоплегического раствора «Нормакор» (ООО «Мосфарм», Московская область, Россия), так и с его использованием. Регистрировали время до полной остановки сердца и изменение уровня флуоресценции кофермента никотинамид­адениндинуклеотид. После остановки сердца проводили иммуногистохимическое окрашивание срезов желудочков для детекции повреждения миокарда при перфузии.
Результаты. Кардиоплегические магистрали АО «КардиоСистемФарма» не уступали системе перфузии Radnoti и превосходили ее по длительности сохранения изолированного сердца. Использование повышенной концентрации глюкозы при нормотермической перфузии может существенно повысить время сохранения органа. Эффективность нормотермической перфузии в эксперименте подтвердили с помощью мониторинга клеточного дыхания путем регистрации флуоресценции никотинамидадениндинуклеотида.
Заключение. При длительном сохранении сердец в условиях нормотермии инновационные магистрали АО «КардиоСистемФарма» являются перспективной заменой системе на основе узлов и трубок Radnoti.

Поступила в редакцию 16 октября 2024 г. Исправлена 23 ноября 2024 г. Принята к печати 10 декабря 2024 г.

Финансирование
Исследование выполнено в рамках проекта «Инновационные кардиоплегические магистрали для кардиохирургических операций» по Соглашению о предоставлении гранта Правительства Московской области в сферах науки, технологий, техники и инноваций № 12/04-24 от 27.04.2024 г.

Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов
Концепция и дизайн работы: В.А. Цвелая, С.Д. Робустова, В.С. Качан, М.С. Носов, А.К. Бережной, В.А. Козлов, К.И. Агладзе
Сбор и анализ данных: С.Д. Робустова, В.С. Качан, Д.В. Кононова, А.С. Яровой, М.А. Гусев, В.В. Литвиненко, В.Д. Джабраилов, А.А. Бричагина, З.В. Образумова, С.Д. Чекалина, С.С. Бакуменко, Е.А. Турчанинова, В.А. Цвелая
Статистическая обработка данных: С.Д. Робустова, В.С. Качан, Д.В. Кононова, А.С. Яровой, М.А. Гусев, В.В. Литвиненко, В.Д. Джабраилов, А.А. Бричагина, З.В. Образумова, С.Д. Чекалина, С.С. Бакуменко, Е.А. Турчанинова
Написание статьи: С.Д. Робустова, В.С. Качан, Д.В. Кононова, З.В. Образумова, Е.А. Турчанинова, В.А. Цвелая
Исправление статьи: С.Д. Робустова, Е.А. Турчанинова, В.А. Цвелая, К.И. Агладзе
Утверждение окончательного варианта статьи: все авторы

Библиографические ссылки

  1. Beuth J., Falter F., Pinto Ribeiro R.V., Badiwala M., Meineri M. New strategies to expand and optimize heart donor pool: ex vivo heart perfusion and donation after circulatory death: a review of current research and future trends. Anesth Analg. 2019;128(3):406-413. PMID: 30531220. https://doi.org/10.1213/ANE.0000000000003919
  2. Organ Procurement and Transplantation Network (OPTN) and Scientific Registry of Transplant Recipients (SRTR). OPTN/SRTR 2022 Annual Data Report. U.S. Department of Health and Human Services, Health Resources and Services Administration; 2024. Accessed 7.10.2024.
  3. Жульков М.О., Фомичев А.В., Альсов С.А., Кливер Е.Н., Чернявский А.М. Современное состояние проблемы и результаты ex vivo перфузии донорских сердец. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2019;21(4):143-146. https://doi.org/10.15825/1995-1191-2019-4-143-146 Zhulkov M.O., Fomichev A.V., Alsov S.A., Cleaver E.N., Chernyavsky A.M. Current state of the problem and results of ex vivo perfusion of donor hearts. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2019;21(4):143-146. (In Russ.) https://doi.org/10.15825/1995-1191-2019-4-143-146
  4. McCartney S.L., Patel C., Del Rio J.M. Long-term outcomes and management of the heart transplant recipient. Best Pract Res Clin Anaesthesiol. 2017;31(2):237-248. PMID: 29110796. https://doi.org/10.1016/j.bpa.2017.06.003
  5. Preusse C.J. Custodiol cardioplegia: a single-dose hyperpolarizing solution. J Extra Corpor Technol. 2016;48(2):P15-P20.
  6. Jia S., Caranasos T.G., Kumar P.A. Pro: advantages of using TransMedics Organ Care System Heart in heart transplantation. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2024;38(2):569-572. PMID: 38042742. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2023.11.005
  7. Pinnelas R., Kobashigawa J.A. Ex vivo normothermic perfusion in heart transplantation: a review of the TransMedics® Organ Care System. Future Cardiol. 2022;18(1):5-15. PMID: 34503344. https://doi.org/10.2217/fca-2021-0030
  8. Волков И.М., Майдан В.А., Бокарев М.А. Факторы риска при пересадке сердца. Университетский терапевтический вестник. 2024;5(4):168-176. https://doi.org/10.56871/UTJ.2023.57.96.015 Volkov I.M., Maidan V.A., Bokarev M.A. Risk factors for heart transplantation. University Therapeutic Journal. 2024;5(4):168-176. (In Russ.) https://doi.org/10.56871/UTJ.2023.57.96.015
  9. Торопова Я.Г., Осяев Н.Ю., Мухамадияров Р.А. Перфузия изолированного сердца методами Лангендорфа и Нилли: особенности техники и применение в современных исследованиях. Трансляционная медицина. 2014;(4):34-39. https://doi.org/10.18705/2311-4495-2014-0-4-34-39 Toropova Ya.G., Osyaev N.Y., Mukhamadiyarov R.A. Perfusion of the isolated heart by Langendorff and Neely methods: particular techniques and applications in recent scientific research. Translational Medicine. 2014;(4):34-39. (In Russ.) https://doi.org/10.18705/2311-4495-2014-0-4-34-39
  10. King D.R., Hardin K.M., Hoeker G.S., Poelzing S. Reevaluating methods reporting practices to improve reproducibility: an analysis of methodological rigor for the Langendorff whole heart technique. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2022;323(3):H363-H377. PMID: 35749719; PMCID: PMC9359653. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00164.2022
  11. Asfour H., Wengrowski A.M., Jaimes R. 3rd, Swift L.M., Kay M.W. NADH fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts. J Vis Exp. 2012;(65):4115. PMID: 22872126; PMCID: PMC3476403. https://doi.org/10.3791/4115
  12. Bigio I.J., Mourant J.R. Optical biopsy. In: Encyclopedia of Optical Engineering. London: Taylor & Francis, 2003. P. 1577-1593.
  13. Салмин В.В., Салмина А.Б., Фурсов А.А., Фролова О.В., Лалетин Д.И., Фурсов М.А., Юдин Г.В., Малиновская Н.А., Зыкова Л.Д., Проворов А.С. Использование флуоресцентной спектроскопии для оценки ишемического повреждения миокарда. Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Биология. 2011;4(2):142-157. Salmin V.V., Salmina A.B., Fursov A.A., Frolova O.V., Lale­tin D.I., Fursov M.A., Yudin G.V., Malinovskaya N.A., Zykova L.D., Provorov A.S. Application of fluorescence spectroscopy for assesment of myocardial ischemic injury. Journal of Siberian Federal University. Biology. 2011;4(2):142-157. (In Russ.)
  14. Papayan G., Petrishchev N., Galagudza M. Autofluorescence spectroscopy for NADH and flavoproteins redox state monitoring in the isolated rat heart subjected to ischemia-reperfusion. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2014;11(3):400-408. PMID: 24854770. https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2014.05.003
  15. Wengrowski A.M., Kuzmiak-Glancy S., Jaimes R. 3rd, Kay M.W. NADH changes during hypoxia, ischemia, and increased work differ between isolated heart preparations. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2014;306(4):H529-H537. PMID: 24337462; PMCID: PMC3920244. https://doi.org/10.1152/ajpheart.00696.2013
  16. Chen X., Su Y., Reay D., Riffat S. Recent research developments in polymer heat exchangers — a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016;60:1367-1386. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.03.024
  17. Фесенко Е.Е. мл., Гагаринский Е.Л., Аверин А.С., Грудинин Н.В., Гурин А.Е., Шишова Н.В., Швирст Н.Э., Гольтяев М.В., Ковтун А.Л. Оценка сохранности миокарда крысы и изолированного сердца барана после пролонгированной 24-часовой гипотермической консервации под давлением газовой смеси на основе монооксида углерода. Биофизика. 2020;65(4):780-791. https://doi.org/10.31857/S0006302920040213 Fesenko E.Е. Jr., Gagarinsky E.L., Averin A.S., Grudinin N.V., Gurin A.E., Shishova N.V., Shvirst N.E., Goltyaev M.V., Kovtun A.L. Evaluation of preservation of rat myocardium and isolated sheep heart following prolonged (24 hour) hypothermic preservation after exposure to a gaseous mixture composed of carbon monoxide and oxygen. Biophysics. 2020;65(4):780-791. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0006302920040213
  18. Минасян С.М., Галагудза М.М., Сонин Д.Л., Боброва Е.А., Зверев Д.А., Королев Д.В., Дмитриев Ю.В., Васильева М.С., Григорова Ю.Н., Власов Т.Д. Методика перфузии изолированного сердца крысы. Регионарное кровообращение и микро­циркуляция. 2010;8(4):54-59. Minasian S.M., Galagudza М.М., Sonin D.L., Bobrova E.A., Zverev D.A., Korolev D.V., Dmitriev Yu.V., Vasilieva М.S., Grigorova Yu.N., Vlasov T.D. The technique of isolated rat heart perfusion. Regional Blood Circulation and Microcirculation. 2010;8(4):54-59. (In Russ.)