El trasplante de pulmón es el "último recurso" de tratamiento en caso de insuficiencia pulmonar. El nuevo pulmón se obtiene de un donante humano que haya sido declarado con muerte cerebral, pero que permanece con soporte vital. Los tejidos deben ser compatibles con los del receptor para asegurar que el paciente tenga la mayor probabilidad de defenderse contra el rechazo al tejido trasplantado. Mientras el paciente se encuentra profundamente dormido y sin dolor, bajo anestesia general, se hace una incisión en el tórax y se redirecciona la sangre del paciente a través de tubos a una máquina de derivación corazón-pulmón para mantenerla oxigenada y circulante durante la cirugía. Primero, se extrae uno o los dos pulmones del paciente y luego se sutura el o los pulmones donados en su sitio. Se insertan tubos de drenaje (sondas torácicas) para drenar aire, líquido y sangre del tórax por varios días y así permitir a los pulmones reexpandirse por completo. En algunas ocasiones se llevan a cabo simultáneamente transplantes de corazón y pulmones (transplante corazón-pulmón) si el corazón del paciente también está enfermo.
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