نموذج الأغنام المزمن لفشل البطين الأيمن والقلس الوظيفي ثلاثي الشرف

Summary

يرتبط فشل البطين الأيمن والقلس الوظيفي ثلاثي الشرف بأمراض القلب من الجانب الأيسر وارتفاع ضغط الدم الرئوي ، مما يساهم بشكل كبير في المراضة والوفيات لدى المرضى. سيساعد إنشاء نموذج غصن مزمن لدراسة فشل البطين الأيمن والقلس الوظيفي ثلاثي الشرف في فهم آلياتها وتطورها وعلاجاتها الممكنة.

Abstract

الفيزيولوجيا المرضية للقلس الوظيفي ثلاثي الشرف الشديد (FTR) المرتبط بخلل البطين الأيمن غير مفهومة بشكل جيد ، مما يؤدي إلى نتائج سريرية دون المستوى الأمثل. شرعنا في إنشاء نموذج مزمن من المغفل من FTR وفشل القلب الأيمن للتحقيق في آليات FTR. خضع عشرون من ذكور الأغنام البالغة (6-12 شهرا ، 62 ± 7 كجم) لبضع الصدر الأيسر وتخطيط صدى القلب الأساسي. تم وضع شريط الشريان الرئوي (PAB) وربطه حول الشريان الرئوي الرئيسي (PA) لمضاعفة ضغط الشريان الرئوي الانقباضي (SPAP) على الأقل ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط البطين الأيمن (RV) وعلامات توسع RV. زاد PAB بشكل حاد SPAP من 21 ± 2 مم زئبق إلى 62 ± 2 مم زئبق. تمت متابعة الحيوانات لمدة 8 أسابيع ، وعولجت أعراض قصور القلب بمدرات البول ، وتم استخدام تخطيط صدى القلب للمراقبة لتقييم جمع السوائل الجنبية والبطنية. نفقت ثلاثة خلال فترة المتابعة بسبب السكتة الدماغية والنزيف وفشل القلب الحاد. بعد 2 أشهر ، تم إجراء بضع القص المتوسط وتخطيط صدى القلب. من بين الحيوانات ال 17 الباقية على قيد الحياة ، أصيب 3 منها بقلس ثلاثي الشرف خفيف ، وأصيب 3 بقلس ثلاثي الشرف معتدل ، وأصيب 11 بقلس ثلاثي الشرف شديد. أدت ثمانية أسابيع من ربط الشريان الرئوي إلى نموذج غصن مزمن مستقر لخلل البطين الأيمن و FTR كبير. يمكن استخدام هذه المنصة الحيوانية الكبيرة لمزيد من التحقيق في الأساس الهيكلي والجزيئي لفشل عربة سكن متنقلة وقلس ثلاثي الشرف الوظيفي.

Introduction

يعرف فشل البطين الأيمن (RVF) بأنه عامل مهم يساهم في اعتلال ووفيات مرضى القلب. الأسباب الأكثر شيوعا لحمى الوادي المتصدع هي أمراض القلب من الجانب الأيسر وارتفاع ضغط الدم الرئوي¹. أثناء تطور حمى الوادي المتصدع ، قد ينشأ قلس وظيفي ثلاثي الشرف (FTR) نتيجة لخلل البطين الأيمن (RV) ، والتوسع الحلقي ، وإعادة تشكيل تحت الصمام. FTR المعتدل إلى الشديد هو مؤشر مستقل للوفيات ^2,3 ، ويقدر أن 80٪ -90٪ من حالات القلس ثلاثي الشرف وظيفية بطبيعتها⁴. قد يعزز FTR نفسه إعادة تشكيل البطين الضار من خلال التأثير إما على الحمل اللاحق أو التحميل المسبق⁵. يعتبر الصمام ثلاثي الشرف تاريخيا الصمام^{المنسي 6} ، وكان يعتقد أن علاج أمراض القلب من الجانب الأيسر من شأنه أن يحل أمراض RV المرتبطة و FTR⁷. أظهرت البيانات الحديثة أن هذه استراتيجية خاطئة ، وتدعو الإرشادات السريرية الحالية إلى اتباع نهج أكثر عدوانية تجاه FTR⁴. ومع ذلك ، فإن الفيزيولوجيا المرضية ل FTR الشديد المرتبط بخلل البطين الأيمن لا تزال غير مفهومة بشكل جيد ، مما يؤدي إلى نتائج سريرية دون المستوى الأمثل⁸. وتستند النماذج الحيوانية الكبيرة المتاحة حاليا من حمى الوادي المتصدع إلى الضغط أو الحجم أو الحمل الزائد المختلط. لقد وصفنا سابقا نموذجا حيوانيا كبيرا من حمى الوادي المتصدع و TR ولكن فقط في بيئة حادة⁹.

تركز الدراسة الحالية على نموذج الأغنام المزمن لربط الشريان الرئوي (PAB) لزيادة الحمل اللاحق للعربة الترفيهية (الحمل الزائد للضغط) وإحداث خلل وظيفي في RV و FTR. نموذج الحمل اللاحق موثوق به وقابل للتكرار مقارنة بنماذج ارتفاع ضغط الدم الرئوي ، حيث تكون التغييرات في الأوعية الدموية الدقيقة أقل قابلية للتنبؤ وأكثر احتمالا¹⁰. كان الهدف من الدراسة هو تطوير نموذج حيواني كبير مزمن من حمى الوادي المتصدع و FTR من شأنه أن يحاكي بدقة الحمل الزائد لضغط RV في المرضى الذين يعانون من أمراض القلب اليسرى وارتفاع ضغط الدم الرئوي. سيسمح إنشاء مثل هذا النموذج بإجراء دراسات متعمقة حول الفيزيولوجيا المرضية لإعادة تشكيل البطين والصمامات المرتبطة بخلل RV والقصور ثلاثي الشرفات. تم اختيار نموذج الأغنام بناء على عملنا السابق على الصمام التاجي والأدبيات المنشورة التي تدعم أوجه التشابه التشريحية والفسيولوجية بين قلوب الإنسان والأغنام¹¹،^12،13.

في هذه الدراسة ، خضع 20 خروفا بالغا (62 ± 7 كجم) لبضع الصدر الأيسر وربط الشريان الرئوي الرئيسي (PAB) لمضاعفة ضغط الشريان الرئوي الانقباضي (SPAP) على الأقل ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط RV. تمت متابعة الحيوانات لمدة 8 أسابيع ، وتم علاج أعراض قصور القلب بمدرات البول عندما تكون واضحة سريريا. تم إجراء تخطيط صدى القلب بشكل دوري لتقييم وظيفة عربة سكن متنقلة وكفاءة الصمامات. بعد الانتهاء من البروتوكول التجريبي لتطوير النموذج (8 أسابيع) ، أعيدت الحيوانات إلى غرفة العمليات لإجراء بضع القص المتوسط وزرع بلورات قياس الموجات فوق الصوتية على الهياكل النخابية وداخل القلب. تم تنفيذ هذا الإجراء باستخدام المجازة القلبية الرئوية مع ضربات القلب ومع التحكم في bicaval. لم تكن هناك مشاكل في فطام الحيوانات من المجازة القلبية الرئوية أو الحصول على بيانات قياس الموجات فوق الصوتية في بيئة الدورة الدموية المستقرة في الحالة المستقرة دون الحاجة إلى مؤثرات التوتر العضلي لدعم القلب الأيمن. نتوقع إجراء رأب حلقة ثلاثية الشرف وغيرها من إجراءات القلب الأيمن في المستقبل القريب باستخدام نهج بضع الصدر الأيمن في كل من التجارب النهائية والبقاء على قيد الحياة. تقودنا التجربة الحالية إلى الاعتقاد بأنه سيكون من الممكن فطام الحيوانات عن المجازة القلبية الرئوية دون صعوبة وأن البقاء على المدى الطويل أمر ممكن. على هذا النحو ، نعتقد أن النموذج سيسمح بإجراء إجراءات القلب ذات الصلة سريريا. فيما يلي وصف للخطوات (المحيطة بالجراحة والمنطوقة) التي تم إجراؤها لتنفيذ البروتوكول التجريبي للأغنام.

Protocol

تمت الموافقة على البروتوكول من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان بجامعة ولاية ميشيغان (IACUC) (البروتوكول 2020-035 ، تمت الموافقة عليه في 7/27/2020). في هذه الدراسة ، تم استخدام 20 من ذكور الأغنام البالغة التي تزن 62 ± 7 كجم.

1. خطوات ما قبل الجراحة

1. صوم الحيوان 12 ساعة قبل الجراحة (بين عشية وضحاها).
2. ضع الحيوان على كرسي الأغنام (الشكل 1) ، واستعد لقنية الوريد الوداجي الأيمن باستخدام غمد طويل 11 Fr (طول الغمد = 10 سم).
3. احلق باستخدام كليبرز على طول موقع وضع الوريد - الجانب الأمامي الأيمن من الرقبة حوالي 10-15 سم من خط الوسط للوريد الوداجي الأيمن.
4. أدر رأس الحيوان إلى اليسار بحيث تتعرض الجوانب الأمامية والجانبية اليمنى للرقبة. توطين مسار الوريد الوداجي. لتسهيل ذلك ، قم بضغط الجزء السفلي من الرقبة لإخراج الوريد.
5. نظف بالكلورهيكسيدين والمقشر الذي يحتوي على الكحول ، وقم بتخديره موضعيا باستخدام 1٪ ليدوكائين.
6. قم بتدوير الوريد الوداجي في الثلث الأوسط إلى الأعلى من الرقبة ، كما هو موضح.
   1. قطع الجلد فوق الوريد بشفرة رقم 11 عمودي على الوريد.
   2. قنية مع قسطرة وعائية 14 G. عندما تكون في مكانها (يخرج الدم من الإبرة أو يتم رصد الدم) ، قم بإزالة الإبرة ، واترك القسطرة ، ومرر سلك التوجيه ، وأزل القسطرة ، وضع غمد 11 Fr ، وقم بتثبيته.
   3. تأكد من المباح والموضع الصحيح للقنية عن طريق سحب الدم الأحمر الداكن وإجراء تدفق ملحي لتأكيد التدفق وعدم وجود تورم في موقع الإدخال.
7. بدء تحريض البروبوفول عند 1.0-1.5 ملغ/كغ عن طريق الوريد (IV).
8. التنبيب باستخدام أنبوب القصبة الهوائية رقم 9 (ET) باستخدام منظار الحنجرة بشفرة رقم 5. لهذا ، يجب على شخص واحد تأمين الفكين واللسان ، بينما يحدد الشخص الآخر القصبة الهوائية ، ويدخل أنبوب ET ، وينفخ الكفة الختم. تأكد من الموضع المناسب بواسطة أصوات التنفس الثنائية والتكثيف على أنبوب ET.
9. يجب تطبيق البوبرينورفين المسكن عن طريق الوريد بمعدل 0.01 ملغ/ كغ واستخدام 240 ملغ جنتاميسين و1 غ سيفازولين للوقاية بالمضادات الحيوية.
10. نقل الحيوان من كرسي الأغنام إلى طاولة جراحية ، ووضعه على جانبه الأيمن.

2. خطوات الجراحة

1. تهوية عند 15 مل / كجم (12-18 نفسا / دقيقة) ، مع تدفق الأكسجين عند 4 لتر / دقيقة وإيزوفلوران عند 2.5٪ -4.0٪. تأكد من التخدير المناسب للتأكد من أن الموضوع في المستوى الجراحي (المرحلة 3) عن طريق التحقق من نغمة الفك ودوران العين.
2. قم بتليين كلتا العينين عن طريق تطبيق جراحة العيون وإدخال أنبوب معدي لضمان إخلاء الغاز والطعام. قم بتوصيل مخطط كهربية القلب (EKG) ومقياس التأكسج النبضي (SpO 2) وكابنوجراف (ETCO₂) وأجهزة مراقبة درجة حرارة الجسم. قم بتوصيل أسلاك طرف مخطط كهربية القلب (I ، II ، III) بالجلد عبر مشابك التمساح ، ومستشعر SpO 2 على خد الحيوان ، وأنبوب ETCO₂ بالأنبوب الرغامي ، وقم بتمرير مسبار درجة الحرارة عبر فتحة الأنف إلى البلعوم الأنفي.
3. تحضير مجال المنطوق. احلق الصدر الأمامي الأيسر ، ونظفه بالكلورهيكسيدين والمقشر بالكحول ، وقم بتغطيته بستائر معقمة.
4. اصنع جلدا بطول 10 سم وشقا تحت الجلد على مستوى الفضاء الوربي الرابع.
5. تأكد من المساحة الوربية الصحيحة عن طريق تحديد المدخل الصدري وعد المساحات الوربية لأسفل. بعد ذلك ، استمر في شق في الوسط وعلى طول الفضاء الوربي الرابع.
6. قسم العضلات الوربية ، وافتح تجويف الصدر ، وانشر الأضلاع باستخدام مبعدة مصغرة على غرار فينوتشيتو. أثناء إجراء بضع الصدر ، احرص على عدم إصابة الشريان الثديي الداخلي الأيسر (LIMA) عند الحدود القصية للشق والرئة عند الحدود العلوية.
7. إجراء تخطيط صدى القلب النخابي الأساسي لتقييم وظيفة البطينين وكفاءة الصمامات. قد يكون حدوث وجهات النظر غير القياسية بسبب بضع الصدر المصغر الذي يركز على الصمام ثلاثي الشرف (TV) ، ووظيفة البطين الأيمن والأيسر ، وتدفق الشريان الرئوي.
8. حدد ليما عند الحدود القصية للشق ، وقم بإزالة الأنسجة المجاورة المحيطة به ، واستعد لإنشاء خط شرياني لمراقبة الضغط.
9. ضع اثنين من الغرز الحريرية 4-0 حول الشريان ، مع واحد قريب والآخر بعيد عن موقع القنية (يستخدم لتأمين القسطرة الشريانية).
10. استخدم مشابك التيتانيوم مع مشبك تطبيق لقص LIMA البعيد إلى موقع القنية المخطط له لمنع نزيف التدفق العكسي أثناء القنية.
11. قم بعمل شق عمودي يبلغ نصف محيط القسطرة في ليما بشفرة رقم 11.
12. أدخل قسطرة وعائية 18 جيجا ، وأرفقها بوحدة الخط الشرياني. عندما يتم الوصول إلى ضغط حوالي 120/80 مم زئبق ، ثبت القسطرة في مكانها باستخدام الغرز الحريرية 4-0 الموضوعة مسبقا.
13. إجراء بضع التامور بدءا من مستوى الجيوب الأنفية الشريان الرئوي والذهاب 4-5 سم أفقيا على طول الشريان الرئوي الرئيسي (MPA) ، مع الحرص على عدم إصابة العصب الحجابي الأيسر.
14. ضع أربع إلى خمس غرز سحب على التامور المفتوح لإنشاء بئر التامور ، لأن هذا يسهل التعرض والتشريح بين الجذع الرئوي والشريان الأورطي.
15. تشريح MPA من الأبهر الصاعد (AA) حوالي 2-3 سم من أصله باستخدام ملقط الزاوية اليمنى غير الحاد ، بدءا من مستوى الزائدة الأذينية اليسرى والعمل باتجاه AA. لفصل MPA تماما عن AA ، استخدم الكي الكهربائي أو المقص لإزالة النسيج الضام بين الهيكلين.
16. مرر شريطا سريا حول MPA بمشبك زاوي قائم حاد. قم بإنشاء خط ضغط MPA عن طريق وضع خيط محفظة أحادي الشعيرات 5-0 1 سم بعيدا عن الجيوب الأنفية MPA.
17. أدخل قسطرة وعائية 20 جيجا ، وقم بتوصيلها بخط مراقبة. تأكد من تحقيق قراءات MPA والخط الشرياني الصحيحة قبل إغلاق الشريط السري ؛ قد تختلف الضغوط الشريانية والرئوية ولكن يجب أن تكون قابلة للمقارنة مع قيم المريض البشري.
18. امسك طرفي الشريط السري ، وقم بتثبيتهما معا لتقليل تجويف MPA.
19. شد الشريط تدريجيا مع التطبيق المتتالي لمشبك التطبيق ، مع وضع كل مقطع أسفل المقطع السابق حتى يبدأ ضغط الدم النظامي في الانخفاض بشكل مطرد (الشكل 2). في هذه المرحلة ، قم بإزالة آخر مقطع تم وضعه لتثبيت ضغط الدم النظامي.
20. عندما يتم تحقيق أقصى قدر من الشد وظروف الدورة الدموية المستقرة ، قم بتأمين الشريط السري إلى أدفنيتيا الآلام والكروب البحرية باستخدام خياطة أحادية الشعيرات 5-0 لتجنب الهجرة البعيدة.
21. إجراء تخطيط صدى القلب بعد النطاقات لتقييم وظيفة البطينين وكفاءة الصمامات، كما في الخطوة 2.7. قم بإزالة خط ضغط MPA والخط الشرياني ، وتأكد من الإرقاء الجيد عن طريق التحقق من أي نزيف قادم من المنطقة التي تم وضع الشريط والخطوط الشريانية فيها.
22. ضع أنبوبا صدريا في الصدر الأيسر ، مع موقع الدخول بمساحة وبائية واحدة أسفل الشق الأولي. أغلق الضلوع بخيطين Vicryl مقاس 2 ، وأغلق الجرح بخيوط مستمرة من ثلاث طبقات: Vicryl 2-0 للعضلات والأنسجة تحت الجلد و Prolene 3-0 للجلد.
23. عندما لا تظهر أي علامات للنزيف ، قم بإزالة أنبوب الصدر قبل فطام الحيوان من جهاز التنفس الصناعي.
24. فطم الحيوان من جهاز التنفس الصناعي ، وأخرجه ، وانقله إلى قفص واحد ، وتابعه عن كثب لمدة 1 ساعة على الأقل. اترك الخط الوريدي المركزي في مكانه ، وقم بتثبيته باستخدام ضمادة مطبقة بشكل فضفاض حول الرقبة.
    ملاحظة: تم الحفاظ على تسكين وريدي بعد العملية الجراحية مع البوبرينورفين (0،05 مجم / كجم) وفلونيكسين (1.2 مجم / كجم) لمدة 3 أيام بعد الجراحة.

النتائج

بعد الانتهاء من البروتوكول التجريبي لتطوير النموذج (ما يقرب من 8 أسابيع) ، أعيدت الحيوانات إلى غرفة العمليات لإجراء بضع القص المتوسط وزرع بلورات قياس الموجات فوق الصوتية على الهياكل النخابية وداخل القلب. تم تنفيذ هذا الإجراء باستخدام المجازة القلبية الرئوية مع ضربات القلب ومع التحكم في bic...

Discussion

في هذا النموذج ، أدت 8 أسابيع من ربط الشريان الرئوي إلى نموذج غصن مزمن مستقر لخلل البطين الأيمن ، وفي معظم الحالات ، FTR كبير. تشمل نقاط القوة في نموذج PAB المزمن المقدم التعديل الدقيق للحمل اللاحق أثناء الإجراء ، على الرغم من أن تأثيره على استجابات عربة سكن متنقلة قد يختلف. النموذج مناسب لتقيي...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthesia Machine Drager Narkomed MRI-2	Drager	4116091-001
angiocatheter	BD	BD382268	14GAx8.25cm
BD ChloraPrep Scrub Teal 26 ml applicator with a sterile solution
Blade #11	Bard-Parker	371111
Buprenorphine	HIKMA
cefazolin 1.0g	Hikma	0143-9924-90
Diprivan 200mg/20ml	63323-0269-29	FRESENIUS KABI
Electrosurgical generator Valleylab Force FX	Valleylab	CF5L44233A
Gentamicin Sulfate 40 mg / mL	Fresenius	406365
i-Stat Blood analyzer MN 300	Abbott
Lidocaine HCl 1%	Pfizer	243243
Open ligating clip appliers Horizon Medium	Teleflex	237061
PERMAHAND Silk Suture	PERMA HAND	SA 63H
Pinnacle Introducer sheath	Terrumo	RSS102	sheath length 10cm
Prolene 3-0	ETHICON	8684H
Titanium Clips Medium	Teleflex	2200
Umbilical tape	Ethicon	EFA 1165
VICRYL 2 coated undyed 1X54" TP-1	ETHICON	J 880T
Vicryl 2-0	ETHICON	J269H