Modelo experimental de perfusão pulmonar ex vivo em ratos: avaliação de desempenho de pulmões submetidos à administração de prostaciclina inalada versus parenteral / An experimental rat model of ex vivo lung perfusion for the assessment of lungs after prostacyclin administration: inhaled versus parenteral routes

OBJETIVO: Apresentar um modelo experimental de administração de prostaglandina I2 (PGI2) por via inalatória vs. parenteral e avaliar o desempenho funcional dos pulmões em um sistema de perfusão pulmonar ex vivo. MÉTODOS: Quarenta ratos Wistar foram anestesiados, ventilados, submetidos a laparotomia com ressecção do esterno e anticoagulados. O tronco da artéria pulmonar foi canulado. Todos os animais foram submetidos a ventilação mecânica. Os animais foram randomizados em quatro grupos (10 ratos/grupo): salina nebulizada (SN); salina parenteral (SP); PGI2 nebulizada (PGI2N); e PGI2 parenteral (PGI2P). A dose de PGI2 nos grupos PGI2N e PGI2P foi de 20 e 10 µg/kg, respectivamente. Os blocos cardiopulmonares foram submetidos in situ a perfusão anterógrada com solução de baixo potássio e dextrana a 4ºC via artéria pulmonar, extraídos em bloco e armazenados a 4ºC por 6 h. Os blocos foram ventilados e perfundidos em um sistema ex vivo por 50 min, sendo obtidas medidas de mecânica ventilatória, hemodinâmica e trocas gasosas. RESULTADOS: Houve redução da pressão arterial pulmonar média após a nebulização em todos os grupos (p < 0,001), sem diferença entre os grupos. Na perfusão ex vivo, a mecânica ventilatória não diferiu entre os grupos. Houve redução da capacidade relativa de oxigenação ao longo da perfusão nos grupos SN e SP (p = 0,04), e houve aumento significativo da pressão arterial pulmonar no grupo SN. CONCLUSÕES: O modelo experimental de administração de PGI2 na extração pulmonar é exequível e confiável. Na reperfusão, os resultados de hemodinâmica e de trocas gasosas demonstraram tendência a um melhor desempenho com o uso de PGI2 do que com solução salina.

OBJECTIVE:To present a model of prostaglandin I2 (PGI2) administration (inhaled vs. parenteral) and to assess the functional performance of the lungs in an ex vivo lung perfusion system. METHODS: Forty Wistar rats were anesthetized and placed on mechanical ventilation followed by median sterno-laparotomy and anticoagulation. The main pulmonary artery was cannulated. All animals were maintained on mechanical ventilation and were randomized into four groups (10 rats/group): inhaled saline (IS); parenteral saline (PS); inhaled PGI2 (IPGI2); and parenteral PGI2 (PPGI2). The dose of PGI2 used in the IPGI2 and PPGI2 groups was 20 and 10 µg/kg, respectively. The heart-lung blocks were submitted to antegrade perfusion with a low potassium and dextran solution via the pulmonary artery, followed by en bloc extraction and storage at 4ºC for 6 h. The heart-lung blocks were then ventilated and perfused in an ex vivo lung perfusion system for 50 min. Respiratory mechanics, hemodynamics, and gas exchange were assessed. RESULTS: Mean pulmonary artery pressure following nebulization decreased in all groups (p < 0.001), with no significant differences among the groups. During the ex vivo perfusion, respiratory mechanics did not differ among the groups, although relative oxygenation capacity decreased significantly in the IS and PS groups (p = 0.04), whereas mean pulmonary artery pressure increased significantly in the IS group. CONCLUSIONS: The experimental model of inhaled PGI2 administration during lung extraction is feasible and reliable. During reperfusion, hemodynamics and gas exchange trended toward better performance with the use of PGI2 than that with the use of saline.

Influência da estratégia ventilatória no desempenho funcional de enxertos pulmonares em um modelo experimental de transplante pulmonar unilateral de doadores após parada cardiocirculatória / Ventilation strategy and its influence on the functional performance of lung grafts in an experimental model of single lung transplantation using non-heart-beating donors

OBJETIVO: Comparar a influência de duas estratégias ventilatórias - ventilação controlada a volume (VCV) e ventilação controlada a pressão (VCP) - no desempenho funcional de enxertos pulmonares em um modelo canino de transplante pulmonar unilateral esquerdo, utilizando-se doadores cujos pulmões foram captados após três horas de parada cardiocirculatória em temperatura ambiente e sob ventilação mecânica. MÉTODOS: O estudo incluiu 40 cães mestiços randomizados nos grupos VCV e VCP. Dos 20 receptores, 5 não sobreviveram ao transplante, e 5 não sobreviveram ao período de avaliação pós-transplante. Os 10 receptores sobreviventes (5 em cada grupo) foram avaliados durante 360 min após o término do transplante pulmonar. O desempenho funcional dos enxertos foi estudado através da avaliação da mecânica respiratória, trocas gasosas e histologia do enxerto. RESULTADOS: Não houve diferenças significativas entre os grupos quanto às variáveis de mecânica respiratória (pressão de pico inspiratória, pressão de platô, pressão média de vias aéreas, complacência dinâmica e complacência estática) e de trocas gasosas (PaO2, pressão venosa mista de oxigênio, PaCO2, pressão venosa mista de CO2 e diferença arteriovenosa de oxigênio). As alterações histopatológicas foram compatíveis com o padrão de lesão pulmonar aguda não específica e não diferiram entre os grupos. CONCLUSÕES: Este modelo de transplante pulmonar mostrou que o desempenho funcional do enxerto não foi influenciado pela estratégia ventilatória utilizada até seis horas após a reperfusão.

OBJECTIVE: To compare the influence of two different ventilation strategies-volume-controlled ventilation (VCV) and pressure-controlled ventilation (PCV)-on the functional performance of lung grafts in a canine model of unilateral left lung transplantation using donor lungs harvested after three hours of normothermic cardiocirculatory arrest under mechanical ventilation. METHODS: The study comprised 40 mongrel dogs, randomized into two groups: VCV and PCV. Of the 20 recipients, 5 did not survive the transplant, and 5 died before the end of the post-transplant assessment period. The remaining 10 survivors (5 in each group) were evaluated for 360 min after lung transplantation. The functional performance of the grafts was evaluated regarding respiratory mechanics, gas exchange, and lung graft histology. RESULTS: There were no significant differences between the groups regarding respiratory mechanics (peak inspiratory pressure, plateau pressure, mean airway pressure, dynamic compliance, and static compliance) or gas exchange variables (PaO2, venous oxygen tension, PaCO2, venous carbon dioxide tension, and the arterial-venous oxygen content difference). The histopathological findings were consistent with nonspecific acute lung injury and did not differ between the groups. CONCLUSIONS: This model of lung transplantation showed that the functional performance of lung grafts was not influenced by the ventilation strategy employed during the first six hours after reperfusion.

Análise regional da dinâmica ventilatória em transplante pulmonar com tomografia de impedância elétrica / Assessment of regional ventilatory dynamics in lung transplantation, using electrical impedance tomography

A monitorização da ventilação em transplante pulmonar depende de medidas estáticas e globais a partir de testes de função pulmonar e tomografia computadorizada, o que não é suficiente para detectar alterações regionais no parênquima pulmonar, que podem ser relevantes na avaliação de diferentes causas de comprometimento funcional. Tomografia de Impedância Elétrica (TIE) é uma técnica não-invasiva e livre de radiação com base na medição do potencial elétrico na superfície da parede torácica. O comportamento dinâmico e as informações quantitativas extraídas de imagens da TIE tornam possível avaliar as diferenças regionais na ventilação pulmonar. Objetivos: Avaliar a ventilação regional com a TIE, em pacientes submetidos a transplante pulmonar unilateral ou bilateral e avaliar as variações ventilatórias em várias posições diferentes. Métodos: A TIE foi realizada em 18 pacientes transplantados de pulmão (7 pacientes com transplante de pulmão bilateral, 6 pacientes com transplante unilateral por enfisema e 5 pacientes com transplante unilateral por fibrose), nas posições: sentada, supina, prona e decúbitos lateral direito e esquerdo. Os pacientes foram orientados a realizar 30 ciclos de ventilação espontânea e, em seguida, uma manobra de capacidade vital lenta. Resultados: A comparação entre os grupos mostrou que houve diferença entre porcentagem de ventilação referente ao melhor pulmão (nos unilaterais o melhor pulmão era o transplantado e nos bilaterais o pulmão com maior ventilação na posição sentada). Na ventilação espontânea os transplantes unilaterais por enfisema e fibrose tinham 79% e 83% da ventilação gerada pelo pulmão transplantado, enquanto para os bilaterais o melhor pulmão contribuía com 57% da ventilação. Houve redução significativa na desproporção da ventilação quando comparada a ventilação espontânea com a capacidade vital (p = 0,001). Na ventilação espontânea houve variação da ventilação...

Ventilation monitoring in lung transplantation is still depending on static and global measurements from lung function testing and computed tomography, what is not enough to detect regional changes in lung parenchyma, which may be relevant in evaluating different causes of functional impairment. Electrical Impedance Tomography (EIT) is a noninvasive and radiation-free technique based on the measurement of electric potentials at the chest wall surface. The dynamic behavior and the quantitative information extracted from EIT images make it possible to assess regional differences in lung ventilation. Objectives: To assess regional ventilation with EIT, in patients who underwent single or bilateral lung transplantation and to evaluate ventilatory variations in several different body positions. Methods: We performed the EIT in 18 lung transplanted patients (7 bilateral lung transplantation patients, 6 single lung transplantation patients with emphysema and 5 single lung transplantation patients with fibrosis), in seated, supine, right, left and ventral positions. Patients were asked to perform 30 cycles of spontaneous ventilation and then a slow vital capacity maneuver. Results: The comparison between groups showed that there was difference between the percentage of ventilation related to the best lung (the best lung in single lung patients was the transplanted lung and in the bilateral patients was the lung with best ventilation in the sitting position). The ventilation generated by the transplanted lung on spontaneous ventilation in single lung patients for emphysema and fibrosis were 79% and 83% respectively, whereas for the bilateral group better lung contributed with 57% of ventilation. Significant reduction in the disparity of ventilation occurred comparing the spontaneous ventilation and the vital capacity maneuver (p = 0.001). Ventilation changed in accordance...

Spirometric assessment of lung transplant patients: one year follow-up

OBJECTIVE: The purpose of this study was to compare spirometry data between patients who underwent single-lung or double-lung transplantation the first year after transplantation. INTRODUCTION: Lung transplantation, which was initially described as an experimental method in 1963, has become a therapeutic option for patients with advanced pulmonary diseases due to improvements in organ conservation, surgical technique, immunosuppressive therapy and treatment of post-operative infections. METHODS: We retrospectively reviewed the records of the 39 patients who received lung transplantation in our institution between August 2003 and August 2006. Twenty-nine patients survived one year post-transplantation, and all of them were followed. RESULTS: The increase in lung function in the double-lung transplant group was more substantial than that of the single-lung transplant group, exhibiting a statistical difference from the 1st month in both the forced expiratory volume in one second (FEV1) and the forced vital capacity (FVC) in comparison to the pre-transplant values (p <0.05). Comparison between double-lung transplant and single lung-transplant groups of emphysema patients demonstrated a significant difference in lung function beginning in the 3rd month after transplantation. DISCUSSION: The analyses of the whole group of transplant recipients and the sub-group of emphysema patients suggest the superiority of bilateral transplant over the unilateral alternative. Although the pre-transplant values of lung function were worse in the double-lung group, this difference was no longer significant in the subsequent months after surgery. CONCLUSION: Although both groups demonstrated functional improvement after transplantation, there was a clear tendency to greater improvement in FVC and FEV1 in the bilateral transplant group. Among our subjects, double-lung transplantation improved lung function.

Silicosis y trasplante pulmonar / Lung transplantation in silicosis

Silicosis is a prevalent disease in Chile, a developing miner country. Scarce information about lung transplantation as an alternative for treating severe silicosis is available. Objective: To describe the time and way of exposure to silica and the clinical characteristics of silicotic patients subjected to lung transplantation at Clinica Las Condes, Santiago. Patients and Methods: From 38 patients subjected to lung transplantation between 1999 and 2006, four of them were transplanted because of severe silicosis. Ldiopathic pulmonary fibrosis was the predominant underlying disease (55 percent) of these 38 patients. Results: The four silicotic patients were transplanted at an age ranging from 34 to 65 years old. Their period of exposure ranged between 5 and 30 years and symptoms become evident after 4 to 30 years of exposure. Two patients were miners, another one was a quartz grinding worker and the fourth of them was a polisher of dental prothesis, The surgery was complex because of distortion in pulmonary anatomy. The hospital length of stay was longer in silicotics as compared with non-silicotic patients with lung transplant (41 versus 21 days, p < 0.10; c²). The long-term clinical course has been satisfactory. Association with tuberculosis has not been shown in any of these patients, Conclusions: Lung transplant is an alternative in patients with severe silicosis. Pulmonary anatomy is distorted in these patients determining more perioperatory morbidity than in non-silicotic patients.

La silicosis es una enfermedad prevalente en Chile, que es un país minero y en desarrollo. Existe escasa bibliografía sobre trasplante pulmonar, como alternativa de tratamiento en silicosis avanzada. Objetivo: Describir el tiempo y forma de exposición a la sílice y las características clínicas de enfermos silicóticos tratados con trasplante pulmonar en la Clínica Las Condes de Santiago. Pacientes y Métodos: De un total de 38 pacientes en los que se practicó trasplante pulmonar entre 1999 y 2006, cuatro de ellos fueron trasplantados por padecer de silicosis avanzada. En estos 38 enfermos la fibrosis pulmonar idiopática fue la enfermedad subyacente predominante (55 por ciento). Resultados: Los 4 pacientes silicóticos fueron trasplantados a una edad que fluctuó entre 34 y 65 años. Su período de exposición varió entre 5 y 30 años y sus síntomas comenzaron a manifestarse 4 a 30 años después de iniciada la exposición. Dos pacientes eran mineros, otro trabajó en la molienda de cuarzo y el 4° enfermo fue pulidor de prótesis dentales. La cirugía fue compleja debido a la distorsión de la anatomía pulmonar de estos enfermos. La estadía hospitalaria fue más prolongada en los trasplantados silicóticos que en los no silicóticos (41 versus 21 días, p < 0,10; c²). La evolución clínica a largo plazo ha sido satisfactoria, no demostrándose asociación con tuberculosis. Conclusiones: El trasplante pulmonar es una alternativa de tratamiento en pacientes con silicosis avanzada. La anatomía de estos pacientes está alterada, lo cual determina mayor morbilidadperi-operatoria que en trasplantes pulmonares en pacientes no silicóticos.

Transplante pulmonar: evolución y complicaciones: experiencia de Clínicas las Condes / Lung transplantation: evolution and complications: clinical experience

El transplante pulmonar es una alternativa terapéutica con enfermedad pulmonar severa sin respuesta a tratamiento. Objetivo: Evaluar los resultados y complicaciones de los pacientes transplantados en Clínica las Condes. Materia y método: 21 pacientes transplantados entre abril 1999 a mayo de 2003: 10 transplantes simples y 11 bipulmonares, edad x48 años (13-70); 13 hombres; patología predominante fibrosis idiopática: 10 (48 por ciento). Espirometría basal en patología restrictiva CVF: x 1.827 ml (43 por ciento) (1.170 - 2.430 ml) y obstructiva: VEF1 x 818 ml (24 por ciento) (352 - 1.756 ml), todos dependientes de oxígeno. Inmunosupresión triasociada: prednisona, azatioprina y ciclosporina o tacrolimus. Resultados: 3 pacientes fallecen 30 días por hemorragia cerebral, hemoptisis masiva y sepsis respectivamente. Seguimiento de 2 a 45 meses. Evolución espirométrica (VEF1): 1 año 2.107 ml (67 por ciento), 2 años 2.012 ml (65 por ciento) y 3 años 2.440 ml (74 por ciento). Todos suspenden oxígeno y realizar actividad física. Complicaciones; Disfución primaria de injerto 2, rechazo agudo 4, lesión vía aérea 2, neumonia por Citomegalovirus 2, síndrome de bronquiolitis obliterante (SBO) 3 y fallecen dos. Conclusiones: El transplante pulmonar mejora calidad de vida en pacientes con enfermedad pulmonar terminal y nuestros resultado corfirman que es una alternativa posible en nuestro país.

Trasplante pulmonar: estado actual

El futuro del trasplante pulmonar es promisorio. Actualmente constituye una opción terapéutica real para los pacientes con enfermedad pulmonar terminal, con obvios beneficios en terminos de sobrevida y funcionabilidad. Los avances logrados en la selección de los pacientes, técnicas quirúrgicas y ciudados postoperatorios han permitido obtener mejores resultados. La disponibilidad de donantes adecuados y las complicaciones relacionadas con la vía aérea, la inmunosupresión constituye el foco de atención en el futuro.