Перфузионный модуль для экстракорпоральной противоишемической защиты донорского сердца в эксперименте

Введение. Для расширения пула донорских сердец в качестве одного из направлений предлагается экстракорпоральная перфузия трансплантатов. Немаловажным аспектом, требующим изучения в эксперименте, является определение параметров перфузии, таких как ее продолжительность, а также температура и давление перфузата, что приобретает важность при ее пролонгировании.

Цель. Представить результаты разработки перфузионного модуля для экстракорпоральной противоишемической защиты донорского сердца.

Материал и методы. Разработан в эксперименте на половозрелых беспородных крысах-самцах перфузионный модуль для экстракорпоральной защиты донорского сердца. После 12-часовой гипотермической перфузии изолированных сердец при +8°С в перфузионном модуле оксигенированным раствором НТК исследовали их функцию.

Результаты. В группе гипотермической перфузии у всех сердец в ходе реперфузии отмечался синусовый ритм с частотой сердечных сокращений (ЧСС) 268,5 (256,2;279,0) уд/мин; давление, развиваемое левым желудочком (ДРЛЖ) составило 65,5 (65,0;70,7) мм рт.ст., к концу 1-го часа реперфузии – 73,0 (70,5;75,0) мм рт.ст., через 90 минут – 82,0 (80,5;83,5) мм рт.ст., к концу 2-го часа реперфузии – 82,5 (80,5;84,0) мм рт.ст., (p<0,001 по сравнению с контрольной группой), что свидетельствует о кардиопротективном потенциале гипотермической перфузии. У сердец контрольной группы отмечалась синусовая брадикардия с ЧСС 113,5 (90,0;124,7) уд/ мин. Сердца в контрольной группе демонстрировали развитие постишемической контрактуры со снижением ДРЛЖ до 27,5 (25,5;30,0) мм рт.ст. к окончанию периода 30-минутной стабилизации сердца, к концу 1-го часа реперфузии ДРЛЖ составляло 22,0 (20,5;23,7) мм рт.ст.; к 90-й минуте реперфузии сократительная функция сердец контрольной группы отсутствовала, что свидетельствует о развитии повреждения миокарда.

Выводы. Полученные данные свидетельствуют, что перфузионный модуль обеспечивает поддержание жизнеспособности донорского сердца в течение 12 часов путем гипотермической перфузии через аорту оксигенированным раствором НТК при +8°С с объемной скоростью 0,3 мл/мин при давлении 10 см вод.ст. и уровне pO₂ перфузата 600–700 мм рт.ст., что сопровождается восстановлением синусового ритма с ЧСС 325,0 (322,7;333,2) уд/мин и увеличением ДРЛЖ к концу 2-го часа реперфузии до 82,5 (80,5;84,0) мм рт.ст. (p<0,001) в сравнении со статической консервацией.

1. Chew HC, Macdonald PS, Dhital KK. The donor heart and organ perfusion technology. J Thorac Dis. 2019;11(Suppl. 6):S938–S945. PMID: 31183173 https://doi.оrg/10.21037/jtd.2019.02.59

2. Kounatidis D, Brozou V, Anagnostopoulos D, Pantos C, Lourbopoulos A, Mourouzis I. Donor heart preservation: current knowledge and the new era of machine perfusion. Int J Mol Sci. 2023;24(23):16693. PMID: 38069017 https://doi.оrg/10.3390/ijms242316693

3. Sicim H, Tam WSV, Tang PC. Primary graft dysfunction in heart transplantation: the challenge to survival. J Cardiothorac Surg. 2024;19(1):313. PMID: 38824545 https://doi.оrg/10.1186/s13019-024-02816-6

4. Новрузбеков М.С., Балкаров А.Г., Аносова Е.Ю., Дмитриев И.В., Анисимов Ю.А., Журавель Н.С. и др. Значение оксигенации при машинной перфузии почки и печени. Трансплантология. 2023;15(4):529–540. https://doi.org/10.23873/2074-05062023-15-4-529-540

5. Фабрика А.П., Тычина Е.П., Байрамкулов А.М., Тарабрин Е.А. Роль экстракорпоральной перфузии легких при трансплантации. Трансплантология. 2024;16(1):99–115. https://doi.org/10.23873/2074-0506-2024-16-1-99-115

6. Резник О.Н., Мануковский В.А., Дайнеко В.С. Теоретические основания технологии перфузионного сохранения донорских органов. Журнал «Неотложная хирургия им. И.И. Джанелидзе». 2022;1(6):60–64. https://doi.org/10.54866/27129632_2022_1_60

7. Rojas SV, Avsar M, Ius F, Schibilsky D, Kaufeld T, Benk C, et al. Ex-vivo preservation with the organ care system in high risk heart transplantation. Life (Basel). 2022;12:247. PMID: 35207534 https://doi.оrg/10.3390/life12020247

8. Schroder JN, Patel CB, DeVore AD, Bryner BS, Casalinova S, Shah A, et al. Transplantation outcomes with donor hearts after circulatory death. N Engl J Med. 2023;388(23):2121–2131. PMID: 37285526 https://doi.оrg/10.1056/NEJ-Moa2212438

9. Nilsson J, Jernryd V, Qin G, Paskevicius A, Metzsch C, Sjöberg T, et al. A nonrandomized open-label phase 2 trial of nonischemic heart preservation for human heart transplantation. Nat Commun. 2020;11(1):2976. PMID: 32532991 https://doi.оrg/10.1038/s41467-02016782-9

10. Rojas SV, Ius F, Kaufeld T, Sommer W, Goecke T, Poyanmehr R, et al. Ex vivo heart perfusion for heart transplantation: a single-center update after 5 years. Thorac Cardiovasc Surgeon. 2020;68. https://doi.оrg/10.1055/s-0040-1705375

11. Sponga S, Ius F, Ferrara V, Royas S, Guzzi G, Lechiancole A, et al. Normothermic ex-vivo perfusion for donor heart preservation in transplantation of patients bridged with ventricular assist devices. J Heart Lung Transplant. 2020;39(4):S245. https://doi.оrg/10.1016/j.healun.2020.01.926

12. Ермолаев П.А., Храмых Т.П., Корпачева О.В. Устройство для перфузионной консервации и рекондиционирования донорского сердца. Патент на изобретение RU 2754592 С1, заявка № 2020130330, 15.09.2020, опубл. 03.09.2021. Бюл. № 25. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/de/ed/f2/5e63aacf7aac41/RU2754592C1.pdf [Дата обращения 22 декабря 2025 г.].

13. Ермолаев П.А., Храмых Т.П. Способ моделирования смерти головного мозга в эксперименте. Патент RU 2798902 С1, заявка № 2023106577, 21.03.2023, опубл. 28.06.2023. Бюл. № 19. URL: https://patentimages.storage.googleapis.com/4b/79/bd/6610040922b085/RU2798902C1.pdf [Дата обращения 22 декабря 2025 г.].

14. Milani-Nejad N, Janssen PM. Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages. Pharmacol Ther. 2014;141(3):235–249. PMID: 24140081 https://doi.оrg/10.1016/j.pharmthera.2013.10.007

15. D'Alessandro D, Pretorius VG, Louca JO, Large S, Bowles DE, Silvestry SC, et al. Current approaches to optimize the donor heart for transplantation. J Heart Lung Transplant. 2025;44(4):672680. PMID: 39730081 https://doi.оrg/10.1016/j.healun.2024.12.001

16. Ughetto A, Roubille F, Molina A, Battistella P, Gaudard P, Demaria R, et al. Heart graft preservation technics and limits: an update and perspectives. Front Cardiovasc Med. 2023;10:1248606. PMID: 38028479 https://doi.оrg/10.3389/fcvm.2023.1248606eCollection2023.

17. Resch T, Cardini B, Oberhuber R, Weissenbacher A, Dumfarth J, Krapf C, et al. Transplanting marginal organs in the era of modern machine perfusion and advanced organ monitoring. Front Immunol. 2020;11:631. PMID: 32477321 https://doi.оrg/10.3389/fimmu.2020.00631 eCollection 2020.

18. Zhang Y, Fu Z, Zhong Z, Wang R, Hu L, Xiong Y, et al. Hypothermic machine perfusion decreases renal cell apoptosis during ischemia/reperfusion injury via the Ezrin/AKT pathway. Artif Organs. 2016;40(2):129–135. PMID: 26263023 https://doi.org/10.1111/aor.12534

19. Qin G, Jernryd V, Sjöberg T, Steen S, Nilsson J. Machine perfusion for human heart preservation: a systematic review. Transpl Int. 2022;35:10258. PMID: 35401041 https://doi.оrg/10.3389/ti.2022.10258eCollection 2022.

20. Javier MFDM, Delmo EMJ, Hetzer R. Evolution of heart transplantation since barnard’s first. Cardiovasc Diagn Ther. 2021;11(1):171–182. PMID: 33708490 https://doi.оrg/10.21037/cdt-20-289