Tierexperimentelle Untersuchungen zum Einfluss hochmolekularer Dextrane in Lungenkonservierungslösungen im Rahmen der Transplantation

Abstract

Konservierungslösungen mit extrazellulärem Elektrolytgehalt und hochmolekularen Zusätzen können intrazelluläre Ödeme während der Ischämie und der Reperfusion bei Lungentransplantationen reduzieren. Eine dieser Lösungen, Perfadex® mit einem Molekulargewicht von 40 kDa, ist bereits klinisch etabliert. Derzeit ist unklar, ob Dextrane dieser Größe die optimalen Additive in Lösungen zur Lungenkonservierung darstellen. In einem neu entwickelten ex vivo Großtiermodell wurden Schweinelungen mit kaliumarmen Lösungen, die 5 % Dextran mit 60-90 (D60-90) oder 150 (D150) kDa Molekulargewicht enthielten, oder mit Perfadex®, einer niederkaliumhaltigen Lösung mit 5 % Dextran 40 kDa konserviert. Nach 24-stündiger kalter Ischämie erfolgte die pulsatile Reperfusion mit Hilfe einer modifizierten Rollerpumpe. Die Lungen wurden eine Stunde lang mit deoxygeniertem Blut perfundiert und mit Raumluft beatmet. In Abständen von 10 Minuten wurden der pulmonalarterielle Druck (PAP), der pulmonale Inspirationsdruck (PIP) sowie die Oxygenationskapazität (∆pO2) gemessen. Die Entstehung freier Radikale wurde durch die Messung des Malondialdehydgehaltes (MDA) nach 10, 30 und 50 Minuten verdeutlicht. Die Nettogewichtszunahme (NWG) und der Quotient aus Nass- und Trockengewicht (W/D ratio) wurden bestimmt. PIP und PAP stiegen im Verlauf der Reperfusion in allen Gruppen signifikant an. Die mit D150 perfundierten Lungen zeigten dabei deutlich höhere Werte als die der Gruppen D60-90 und Perfadex®. Perfadex® erreichte die höchste Oxygenationskapazität, während der ∆pO2 in Gruppe D150 nur leicht, in Gruppe D60-90 sogar signifikant reduziert waren. Der niedrigste Wassergehalt, gemessen an W/D ratio und NWG, wurde in der Perfadex®-Gruppe beobachtet. In dieser wurden auch die niedrigsten MDA-Werte gemessen, die höchsten in der Gruppe D60-90. Durch Konservierung der Lunge mit Perfadex® konnten bessere postischämische Funktionen im Vergleich zur Konservierung mit Dextranlösungen höheren Molekulargewichtes erzielt werden.

Extracellular preservation solutions utilizing high molecular agents can reduce intracellular edema during ischemia/reperfusion in lung transplantation. A solution with 40 kDa molecular weight has already been clinically established (Perfadex®). However, it is unclear wether dextrans of this particular size represent the optimum additive for lung preservation solutions.

In a new ex-vivo prcine lung model lungs were each preserved with low-potassium solutions containing 5 % Dextran with 60-90 (D60-90) or 150 (D150) kDa molecular weight or with Perfadex®.

After 24 hours of cold ischemia reperfusion was performed employing a roller-pump with pulsatile module. Lung were perfused with deoxygenated perfusate and ventilated with room.air. The oxygenation capacity (∆pO2 ), peak inspiratory pressure (PIP) and mean pulmonary artery pressure (PAP) were monitored for 60 minutes. Net weight gain (NWG) and wet-to-dry-ratio (W/D ratio) were determined. Free-radical generation was assessed measuring malondialdehyd (MDA) at 10, 30, 50 minutes.

PIP and PAP increase in all groups significantly during reperfusion. However, D150 perfused lungs exhibited significantly higher values than D60-90 and Perfadex®. Perfadex® showed the highest ∆pO2 throughout the entire reperfusion while ∆pO2 was slightly reduced in D150 and significantly lower in D60-90. In Perfadex® the lowest water content was observed assessed by NWG and W/D ratio. The highest MDA values were observed in D60-90 followed by D150 while the lowest values were seen in Perfadex®.

Preservation of the lung with Perfadex® exhibited superior postischemic function in contrast to preservation solutions containing dextrans with a higher molecular weight.