Las operaciones de trasplante de corazón y pulmones se han realizado desde el año 1980 en los Estados Unidos. En 1997, se realizaron aproximadamente 150 de estas operaciones. Los pulmones y el corazón donados son de una persona que ha sido declarada con muerte cerebral y que permanece con vida artificial. El tejido debe ser compatible, de tal manera que le asegure al paciente la mejor oportunidad para defenderse contra el rechazo al tejido transplantado. Mientras el paciente se encuentra bajo anestesia general y libre de dolor, se hace una incisión a través del hueso del tórax (esternón). La sangre del paciente es recanalizada a través de tubos a una máquina de derivación corazón-pulmón para mantener la sangre oxigenada y circulante durante la cirugía. Finalmente, se extraen el corazón y los pulmones del paciente, y se suturan el corazón y los pulmones del donante en su lugar.
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