手术技术组织工程血管移植和后续的植入<em&gt;在体内</em&gt;监控

摘要

一个一步一步的协议，用于组织工程血管（TEVS）到使用终端到终端的吻合和实时数字评估在体内 ，直到动物的牺牲羊的颈动脉间的位置放置。

摘要

的组织工程血管（TEVS）的发展是由能力推进到常规和有效地植入TEVS（4-5毫米直径）成一个大的动物模型。一步一步协议为TEV和本机的颈动脉的TEV和实时数字评估间位置放置是由流量探针，导管和超声晶体的植入（能够省略说明。 在体内监测成为可能的记录植入TEVS和本机的颈动脉），在外科手术时的动态直径的变化。一旦植入，研究人员可以计算的动脉血流模式，有创血压和动脉直径产生的参数，如脉搏波传导速度，增强指数，脉压和法规遵从。数据采集​​是利用一个单一的计算机程序，用于在整个实验期间分析来实现的。这种宝贵的数据提供了洞察TEV基质重塑，其resemblanCE到本机/深水控制和体内的整体性能TEV。

引言

对于TEVS发展的首要重点是提供一个替代自体移植替代自体时，船只无法使用，并限制捐助视线的发病率。例如，每年冠状动脉搭桥手术的数量已经超过35万，在美国，和适合移植的理想来源仍然是左乳内动脉，左冠状动脉前降支和大隐静脉^1。因为许多个人谁从血管疾病患可能没有合适的动脉和静脉自体移植物置换，TEVS的发展也因此成为研究的强烈场数十年^1-6。而新型TEVS工程和优化都发生了很多的进步，所采用植入TEVS自己一直没有这样的激烈讨论的话题的手术技术报告。相反，对于TEVS的植入动物模型的协议在很大程度上离开达研究调查。

下面手稿演示如何植入通过利用端 - 端吻合的方法TEVS。此过程被优化通过使用特定的吻合缝合图案，稳定缝合技术，优化纵向张力并增加体内监测仪器。此方法是对比与一些先前已经使用的许多变型。此外，此过程将介绍如何获得的参数，如动脉血压，TEV直径/合规性和手术，直到外植后通过TEV流量。此数据采集提供了TEV的一个不可缺少的分析，而它在重塑的过程。

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研究方案

注:该协议已获得的动物护理和使用委员会在纽约州立大学布法罗分校。

1.预外科制备

1. 用羊（赛特交叉，女，约1-3岁，体重40-60公斤）的后续研究。施用环孢菌素A（200毫克/天），阿司匹林（975毫克/天），和香豆定（20-30毫克/天）经口，起始3天手术前，继续对所有研究的持续时间。
2. 确保羊已经禁食，术前12小时（正常饲料=1.8公斤干草和0.4公斤粮食）。
3. 消毒用蒸汽高压釜中于121℃和15psi的30分钟的所有外科用品。
4. 放置在一个多聚甲醛干燥器48小时以下项目在手术前:4毫米多普勒血流探测1毫米超声波结晶，留置动脉导管，延长管，42"聚乙烯管。
   注:有关医疗设备所需的表手术和灭菌列于表1。预放置仪器插入聚乙烯管，在该步骤中，将有助于在手术过程中节省时间。
   1. 为左，右，如果适用标记探针，导管和晶体的两端。

2.手术操作

1. 诱导绵羊麻醉地西泮（0.5毫克/千克）和氯胺酮（4毫克/千克）静脉内（IV）。另外，使用Telazol（4毫克/千克）IV。
   1. 有8.5-10.0毫米内径手铐气管⁷进行气管插管。
   2. 通过再呼吸回路管理吸入剂麻醉用潮气量换气装置（7-10毫升/公斤）或压力调节换气装置（15-20厘米H ₂ O）。使用精密汽化器施用异氟烷或七氟醚以适当的量（3％-4％最初）达到中等至深外科麻醉阶段。最低肺泡浓度羊是1.4％，或分别为⁸ 1.9％。
   3. 通过观察电机对刺激的反应，眼睑反射消失，眼位，和心脏率评估麻醉深度。监视使用脉搏血氧饱和度的血氧饱和度（95％-100％），CO ₂浓度（45-55毫米汞柱）在使用二氧化碳分析呼气气体和使用自动调节变暖毯的方法（38.5-39.5℃）的过程中保持体温。
2. 从羊的脖子上全剃羊毛，和超过1头静脉，用40号刀片标准快船。制备用70％异丙醇和7.5％的优碘擦洗饱和纱布两个站点进行手术的皮肤上。开始用酒精纱布，方便拆卸的皮肤油。优碘纱布和酒精之间交替纱布三次。
3. 将羊到在一个变暖的毯子顶部背斜卧在手术台上。通过一个中型胃管，以便被动驱逐胃内容物。扩大羊的脖子，并使用支持性缓冲，以维持就业。
   1. 执行用7.5％聚维酮碘浸透纱布最终无菌擦洗，并允许坐5分钟前，手术。
4. 施用静脉输液（乳酸林格氏液，或0.9％盐水）以10毫升/千克/小时通过静脉留置针放置在头静脉。管理术中抗生素和镇痛:青霉素G普鲁卡因6600 U /公斤肌肉注射（IM），庆大霉素1.6毫克/千克IM和丁丙诺啡0.005-0.01毫克静注或肌注。
5. 做出〜12厘米切口纵向比使用电烧灼腹中线颈部。通过去除结缔组织使用钝性分离技术，分离出左，右颈总动脉（〜6个厘米）。摘下领带和烧灼微管从颈动脉分支，以减少出血。
6. 保持无菌利用（非无菌的）手术护士，以协助穴居所有布线和管道（流量探针，超声波晶体导线和导管管道）在皮肤的皮下层。使用钝套管，其中通过退出在背外侧颈部手术切口坦然。
   1. 到达下无菌披盖和转动羊的头部，使得所述颈部的侧面可以被单下可视化。
   2. 通过腹中线颈部切口和颈部的侧之间的皮下空间使用8厘米弯止血到隧道。打开和关闭止血钳直言解剖空间油管1〜1.5厘米宽。该止血钳的尖端应的头部和肩膀，约10cm尾椎到右侧或左侧耳朵之间中途驻留。把止血钳，这样的提示是指向浅表皮肤。
   3. 到达下无菌悬垂性和通过皮肤使1.5厘米的切口，在用无菌＃11刀止血的提示。可视化的止血钳的提示，确认通过皮肤明确的退出。
   4. 通过包含在聚乙烯管通过皮下隧道LL线路和管道。握住电线和管道上方无菌的悬垂性。
   5. 悬垂下达到从颈部取出外聚乙烯管，露出植入电线，因为它离开羊的脖子上。拉各行进行，以尽量减少皮下空间中的任何懈怠。留出足够的距离，仪器仪表正确连接到动脉。
7. 放置4毫米多普勒流量探针在两个颈动脉，并获得初始读数（ 图1）。夹闭动脉前30分钟给予100 U /公斤肝素四。
8. 继续肝素施用在100U /千克/小时，直至手术结束。钳使用非破碎的血管夹的颈动脉和切除的部分（约4厘米长）。对侧颈动脉流量将增加50％-100％，以保持血液流向脑部。
   注:这是可能的限制纵向拉伸通过本地船只反冲去除比更短的节段被替换和/或拉伸的天然动脉血管钳缩短间隙直到充分吻合程序完成。这将有助于限制个人持有缝线的张力和植入移植。
9. 使用简单间断缝合用7-0脯氨酸ethalloy双臂单丝缝合线缝合TEV到位。如果需要的话，应用血管平滑肌松弛剂，如罂粟碱（15毫克/毫升）或尼卡地平（1.25毫克/毫升）局部与天然血管以防止血管收缩这将妨碍吻合缝合。
   注:开始将缝线以约1mm的间距。这样可以大大个别情况而有所不同。该组合物和TEV厚度将影响缝线之间的有效距离。作为天然组织或TEV减小的厚度，可能有必要以放置缝线靠得更近。
   1. 第一锚四点TEV的原生动脉放置两个对立s在两个近端titches和远端（图2 -二）。按住止血用教每个锚。
      注:近端和远端的描述是参照整个纸张血流方向。
   2. 添加5-6更多缝合线在两个近端和远端的浅侧开始吻合。（图2 -Pr）。同时旋转血管钳180度。
   3. 重新建立张力锚固缝合。添加额外的（5-6）间断缝合到近端和远端上的TEV的旋转侧。
10. 一旦TEV牢固地缝合就位，旋转回原始位置，并移除血管钳一次一个，远端夹具先。轻微出血的吻合部位是常见的。这钳发布几分钟后可自然分解和重新卡或要求放置额外的缝合线。将多普勒流量探针（ 图3-FL）回到本土动脉近端血流进入TEV和监控流量。
    注:期望的左，右颈动脉的流量平衡约15分钟后。如果在颈动脉植入TEV稳步下降的流速，有可能的是TEV凝血。关于流的其他可能的异常可以归因于天然动脉近端或远端的TEV的收缩。如果发生这种情况，则使用额外的血管平滑肌松弛剂可以应用，和本机容器应下列组织在移植位点封闭后30-60分钟返回到基音。
    1. 如果需要，切除对侧颈动脉缝合回原位作为"深水"的控制。这比单独留在右颈动脉与仅附着流量探针，超声波晶体，和导管更临床相关的。如果是假的控制被通缉，继续加强前2.11执行此。
11. 缝合1毫米超声晶体（ 图3 -CR 1 CR 2）使用7-0脯氨酸相对的TEV的两侧。通过超声晶体头螺纹缝合和缝合仅向TEV的表面层。
12. 导尿采用改良18G的导管，聚四氟乙烯编织门襟（ 图3-钙和图4A）的动脉。放置导管远端的TEV上天然动脉组织。
    1. 缝合门襟到动脉壁上用5/0 Ethibond控制任何出血。使用环己酮粘附微孔管到已冲洗盐水的导管。使用管道作为延长线。
    2. 使用一个20G的鲁尔存根适配器带有Surflo注射插头以密封管道的形象化端（ 图4B）。以保持导管的通畅，获得该行的填充量和用10毫升盐水冲洗，然后5000单位/毫升注入肝素钠每2-3天。
13. 记录流量探针和超声波晶体，以及流动探针和导管之间的距离之间的距离。这将使脉搏波速度来计算在与软件一起使用。如果不需要这样的计算，不植入导管。
14. 如果需要的话，以确保所有植入硬件功能获得术中读取（见第3节）。
15. 固定用2/0丝和一个锥形针（ 图3）注入线路和导线附近的肌肉。
    1. 流量探头线平行的血管位置到容器，用探头尾鳍和颅扩大，然后又做了"U转"朝外侧肌肉的电线。固定电线相邻的肌肉组织，用2-0丝上的锥针在两个位置处，从而使金属丝或气流探测器不能放置任何应变的船只上。可以肯定的缝线贴身，但不要过度收紧和扼杀musculaTURE（ 图3）。
    2. 缝合晶体导线和动脉导管线向外侧肌肉，允许〜1.5厘米松弛，类似于前面的步骤，以确保流量探针（ 图3）的。
    3. 集团所有的电线和线一起，只是退出了通过皮下隧道，类似前面的步骤在他们面前锚定到肌肉。
16. 以2-0薇乔缝合在使用上仪表板和皮下连续缝合图案层关闭手术部位，运行床垫缝合在皮肤上（仪表板，非切割针;皮肤，切割针）。关闭1.5厘米的切口处周围的形象化导线和线背侧颈部用2/0薇乔和切割针。
17. 地方气流探测器导线，导管线和超声晶体导线插入的袋（10厘米×10厘米）被牢固地缝合到绵羊（ 图5 -回收之后）的皮肤上。
18. 逐渐断奶羊掉麻醉和潮气量呼吸机拔管然后羊时，自主呼吸恢复。删除如果需要插入头静脉和绷带的静脉留置针。
19. 使用三联抗生素软膏的切口，一个Telfa垫，张力辊纱布和绷带elasticon脖子。
20. 辖术后镇痛:恢复期间氟尼辛葡甲胺2.2毫克/公斤的IM一次，然后1.1毫克/公斤的IM，每天一次，两日，丁丙诺啡0.005-0.01毫克IV或IM一天一天两次。

3. 体内监测

1. 将羊进入移动购物车，以确保适当的克制。这使得羊要保持冷静和清醒而不会影响硬件。可能需要适应羊到车2或3次之前获得的仪器记录30分钟。
2. 从袋中取出所有的电线和线，并连接到监控设备。流量探头连接到一个流量计，1毫米超声波晶体连接到TRB-USB框，导管线压力传感器。这种设置的流程图提供（ 图6）。
3. 校准流量探针和之前的数据采集的压力传感器。
   注:由于软件版本和使用的设备不同，校准和设置之间的潜在变异会有所不同情况而定。
4. 利用示波器微调Sonometrics水晶测量，根据制造商的协议。
5. 利用计算机软件（ 图7）记录数据。在图7中白色的上半部分迹线对应于植入TEV，而在红色下半区痕迹对应于深水/母语。对于这两种TEV和深水流速（毫升/分钟），动脉血压（毫米汞柱）和直径（mm）或实况记录。
6. 记录至少1分钟，没有干扰。导出这些数据进行更详细的分析。录音，DISCONN后ECT所有的电线和地方放回袋中缝在羊的脖子上。

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结果

30多只羊经历了本报告中的TEVS植入描述（出版）的手术技术^9。附表综合方案优化后的最新的羊操作见表2。后TEV植入，没有危及生命的并发症恢复所有的羊。在一些动物中，纤维化，观察在天然动脉留置动脉导管的尖端附近。炎症与加入仪器的存在的显著增加并没有被观察到。很少（1 18的导管），导管引起阻塞通过TEV血流。后一个月发生的这一个障碍。从导管轻微的并发症?...

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讨论

此报告的目的是提供一种可靠的和可再现的过程来在绵羊颈动脉兴趣植入TEVS。在此模型中使用的动物的天然颈动脉是0.5-0.75毫米厚和4.5-5毫米的外径。这里介绍的手术技术已经成功为植入不同的几何形状测量0.25-1毫米的厚度，4-5毫米外径和4厘米的长度大获成功的TEVS证明是有效的长达3个月期限，预期的终点。使用这种手术技术已使数据采集更容易收集和更一致。

此外，为了测...

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材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
Pressure Transducer	Becton Dickinson	P23XL-1	Quantity: 1+ (1 for each artery). Used with water-filled diaphragm domes.
Amplifier and transducer box	Gould	5900 Signal Conditioner Cage	Quantity: 1. Two transducers and amplifiers should be included in cage. While this specific unit may be discontinued, other commercially available pressure transducers with a BNC/analog output will communicate with the Sonometrics equipment.
T403 Console with TS420 perivascular flowmeter module (x2)	Transonic Systems	T403 module and TS420 (x2)	Quantity: 1. Flow probes measuring flow through each of the carotid arteries will connect to each of the TS420 units.
Digital ultrasonic measurement unit	Sonometrics	TR-USB	Quantity: 1
Flow Probe Precision S-Series 4 mm	Transonic Systems Inc.	MC4PSS-LS-WC100-CM4B-GA	Quantity: 2
1 mm Sonometrics Crystals	Sonometrics Systems	1R-38S-20-NC-SH	Quantity: 2-4 (2 for each artery)
Catheter for implantation	BD (Becton Dickinson)	381447	Quantity: 1+ (1 for each artery). Catheter is cut and secured to microbore tubing, stylette is utilized for insertion.
Tygon Microbore Tubing	Norton Performance Plastics	(AAQ04127) Formulation S-54-HL	Cut to length for an extension set
Luer Stub Adapter	BD (Becton Dickinson)	427564 (20 gauge)	Quantity: 1+ (1 for each arterial catheter)
Surflo Injection Plug	Terumo	SR-IP2	Quantity: 1+ (1 for each arterial catheter)
Meadox	PTFE (Teflon) Felt	19306	Cut to size. The PTFE felt used in our studies was discontinued. However, comparable companies such as “Surgical Mesh” offer products which are equivalent.