Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
Dieses Protokoll beschreibt die chirurgische Methodik für die Implantation eines drahtlosen Telemetriegeräts für Großtiere, um eine kontinuierliche und langfristige Erfassung hämodynamischer Daten zu ermöglichen, einschließlich Herzfrequenz, arterieller Blutdruck, unterer und oberer Hohlvenendruck und Herzrhythmus.
Während das Fontan-Verfahren die Lebenserwartung von Patienten mit einem Ventrikel drastisch verbessert, ist allgemein anerkannt, dass die daraus resultierende Durchblutung als Folge eines chronisch erhöhten zentralvenösen Drucks und eines verminderten Herzzeitvolumens langfristig zu einer erheblichen Krankheitslast führt. Chronische Fontan-Tiermodelle sind eine wertvolle Bereicherung für die Untersuchung der späten physiologischen Ergebnisse dieser Operation und ein notwendiges Werkzeug bei der Bewertung zukünftiger Geräte zur Linderung des Fontan-Versagens. Frühere Versuche, chronische Fontan-Modelle zu erstellen, wurden jedoch durch schlechte Überlebensraten behindert. Darüber hinaus stellt eine effektive hämodynamische Datenerfassung bei frei beweglichen Tieren eine große Herausforderung dar. Zu diesem Zweck bietet der Einsatz von drahtlosen implantierbaren Telemetriesystemen eine neuartige Lösung für die Echtzeit- und Langzeitüberwachung von Herz-Kreislauf-Daten. Dieses Protokoll beschreibt die Methodik für die chirurgische Implantation eines drahtlosen Telemetriegeräts in einem Fontan-Überlebensschafmodell, das die kontinuierliche und kontinuierliche Aufzeichnung verschiedener hämodynamischer Parameter ermöglicht, einschließlich Herzfrequenz, arterieller Blutdruck und lokalisierter Drücke in der unteren (IVC) und oberen Hohlvene (SVC). Telemetriegeräte wurden mit einer Kanülierung entweder der Halsschlagader und der Vena jugularis interna oder der Arteria femoralis und der Vene femoralis implantiert, um druckempfindliche Katheter in der Aorta ascending und SVC bzw. in der abdominalen Aorta bzw. IVC zu platzieren. Der Einsatz der drahtlosen Telemetriesysteme ermöglichte eine engmaschige postoperative Überwachung nach einer einstufigen Fontan-Operation, was zu einem verbesserten Wohlergehen und Überleben der Tiere beitrug.
Die Entwicklung des Fontan-Verfahrens im Jahr 1971 führte zu einer signifikanten Verbesserung der Ergebnisse bei Patienten mit einem Ventrikel1. Der Zweck dieser Operation besteht darin, den systemischen und pulmonalvenösen Rückfluss zum Herzen zu trennen, wodurch die systemische Sauerstoffversorgung erhöht und die Volumenbelastung des systemischen Ventrikels verringert wird. Seit seiner Einführung wurden zahlreiche Modifikationen am chirurgischen Ansatz vorgenommen. Gegenwärtig wird der totale Bypass des rechten Herzens am häufigsten durch eine stufenweise Rekonstruktion erreicht 2,3. In der Regel wird die erste Phase in der ersten Lebenswoche durchgeführt4. Die Patienten durchlaufen dann eine zweite Phase, die entweder aus dem Glenn-Verfahren oder der Hemi-Fontan-Behandlung besteht, um den Blutfluss von der oberen Hohlvene (SVC) zur Lungenarterie (PA) umzuleiten5. Daran schließt sich das Fontan-Verfahren an, bei dem ein extrakardialer Kanal oder lateraler Tunnel zwischen der Vena cava inferior (IVC) und PA6 angelegt wird. Chirurgische Fortschritte, wie sie in der Geschichte des Fontan-Verfahrens erzielt wurden, hätten ohne die Verwendung von Tiermodellen nicht erreicht werdenkönnen 7.
Während das Fontan-Verfahren die Lebenserwartung von Patienten mit einem Ventrikel drastisch verbessert, ist allgemein anerkannt, dass der resultierende Kreislauf, der ohne subpulmonale Pumpe auskommt, langfristig eine erhebliche Krankheitslast als Folge eines chronisch erhöhten zentralvenösen Drucks (ZVP) und eines verminderten Herzzeitvolumens verursacht 8,9,10,11,12 . Chronische Fontan-Tiermodelle sind eine wertvolle Bereicherung für die Untersuchung der späten physiologischen Ergebnisse im Zusammenhang mit dieser Operation13. Die aktive Datenerfassung von kardiovaskulären Parametern wie ZVP, Herzfrequenz und anderen Vitalparametern zur Erfassung der postoperativen hämodynamischen Veränderungen ist für eine umfassende Bewertung der sich entwickelnden Pathophysiologie unerlässlich. Darüber hinaus sind Tiermodelle ein notwendiges Werkzeug, um die Leistungsfähigkeit neuartiger ventrikulärer Unterstützungssysteme zu testen, die entwickelt wurden, um die hämodynamischen Mängel der Fontan-Zirkulation in vivozu lindern 14,15,16,17,18,19.
Eine effektive Datenerfassung stellt jedoch eine große Herausforderung dar. Invasive katheterbasierte Techniken sind durch ihre vorübergehende Natur, die damit verbundenen Verfahrensrisiken und die Unfähigkeit, den Zustand des Tieres über längere Zeiträume zu überwachen, begrenzt. Darüber hinaus wurden frühere Versuche, ein Fontan-Modell für Großtiere zu erstellen, durch schlechte Überlebensraten behindert, vermutlich aufgrund des Versagens normaler Herzen, sich an die akute Etablierung des Fontan-Kreislaufs anzupassen 7,20. Zu diesem Zweck bietet der Einsatz von drahtlosen Telemetriesystemen eine neuartige Lösung für die langfristige Echtzeiterfassung von kardiovaskulären Daten bei frei beweglichen Tieren21,22. Diese Geräte können auch eine engmaschige postoperative Überwachung ermöglichen, was zu einem verbesserten Tierschutz und Überleben führen könnte.
Hier beschreiben wir die Methodik für die erfolgreiche Implantation und Anwendung eines drahtlosen Telemetriesystems23 in einem chronischen Fontan-Schafmodell. Diese Technik bot ein robustes und zuverlässiges Mittel zur kontinuierlichen hämodynamischen Datenerfassung, das die Untersuchung des venösen Drucks und anderer wichtiger physiologischer Parameter ermöglichte. Die Implementierung dieser Technologie in präklinischen Modellen ist entscheidend für unser besseres Verständnis der Fontan-Physiologie und die Entwicklung neuer therapeutischer Strategien, die darauf abzielen, die langfristigen Ergebnisse von Fontan-Patienten zu verbessern.
Dieses Versuchsprotokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee des Nationwide Children's Hospital Abigail Wexner Research Institute (AR20-00121) genehmigt. Alle Verfahren entsprachen den Richtlinien des National Institute of Health's Guide for the Use and Care of Laboratory Animals. Diese Forschung folgte den Richtlinien für Tierversuche: Berichterstattung über In-vivo-Experimente . Dorset-Schafe mit einem Gewicht von 23-38 kg und einer Altersspanne von 2-12 Monaten wurden vor der Operation mindestens 1 Woche lang in einer spezifisch pathogenfreien Umgebung mit freiem Zugang zu Futter und Wasser untergebracht. Die in der Studie verwendeten Geräte und Reagenzien sind in der Materialtabelle aufgeführt.
1. Vorbereitung der Tiere
2. Vorbereitung des Telemetriegeräts
3. Methode 1: Kanülierung der Oberschenkelarterie und der Venen
4. Methode 2: Kanülierung der Halsschlagader und der Vena jugularis interna
5. Wiederherstellung
Chirurgische Ergebnisse
Insgesamt 13 Schafe wurden einer einstufigen Fontan-Operation unterzogen, die eine vollständige kavopulmonale Verbindung mit Ablösung sowohl des SVC als auch des IVC aus dem rechten Vorhof, einer direkten End-to-Side-Anastomose des SVC zum PA und der Platzierung eines extrakardialen Conduits zwischen IVC und PA umfasste. Schafe wurden diesem Verfahren im Durchschnittsalter von 13,3 ± 7,6 Monaten unterzogen. Von diesen wurden 3 Schafe einer d...
Wir haben zwei chirurgische Methoden für die Implantation eines drahtlosen Telemetriegeräts in ein Schafmodell entwickelt. Das Gerät wurde erfolgreich bei 5 Schafen implantiert, um eine kontinuierliche, langfristige Überwachung und Aufzeichnung verschiedener kardiovaskulärer Parameter zu erreichen, einschließlich Herzfrequenz, arterieller Blutdruck und lokalisierter venöser Drücke von der abdominalen IVC und der thorakalen SVC. Alle Schafe überstanden die Operation zur Implantat...
Dieses Projekt wurde von der Additional Ventures Cures Collaborative, Palo Alto, Kalifornien, finanziert.
Wir schätzen die engagierten tierärztlichen Mitarbeiter am Animal Research Core. Wir möchten auch Mary Walker, DVM, MS, unseren Dank für ihre unschätzbare Expertise und ihre wachsame Betreuung während der gesamten Studie aussprechen.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Sodium Chloride solution | Baxter Healthcare Corporation | Pharmacy | Intraoperative fluid resuscitation and wound rinse |
16 G intravenous catheter | BD | 382259 | For fluid and drug administration |
22 G intravascular catheter | BD | 381423 | For arterial blood pressure monitoring |
70% isopropyl alcohol | Aspen Vet | 11795782 | Topical cleaning solution |
ACT cartridge | Abbot Diagnostics | 03P86-25 | Activated clotting time |
Backhaus towel clamp | Medline | MDS1411111 | To affix sterile drape |
Banamine | Hospira Pharmaceuticals | Pharmacy | Postoperative pain control: concentration 50 mg/mL, dose 2.2 mg/kg |
Blood pressure cuff | Royal Philips | 9.89803E+11 | Non-invasive blood pressure monitoring |
Bupivacaine hydrochloride | Hospira Pharmaceuticals | Pharmacy | Local anesthetic: concentration 2.5 mg/mL, dose 2.5 mg/kg |
Buprenorphine | Hospira Pharmaceuticals | Pharmacy | Postoperative pain control: concentration 0.3 mg/mL, dose 0.03 mg/kg |
Castroviejo needle holder | Medline | MDS0750386 | Needle holder when suturing blood vessels |
Cautery cleaner pad | Cardinal Health | 300-2SS | To clean cautery pencil tip |
Cautery pencil | Medline | ESRK3002L | For dissection using electrocautery |
Cefazolin | Hospira Pharmaceuticals | Pharmacy | Antibiotic prophylaxis |
Cetacaine | Cetylite | 220 | Topical anesthetic spray for intubation |
Chloraprep | BD | 930825 | Topical antiseptic |
Debakey atraumatic forceps | Medline | MDS1130630F | For tissue handling |
Diazepam | Hospira Pharmaceuticals | Pharmacy | Sedative: concentration 5 mg/mL, dose 0.5 mg/kg |
ECG leads | 3M | 2570 | ECG monitoring |
Endotracheal tube, size 8-9 | Covidien | 86452, 86114, or 86454 | To secure airway |
Hartmann hemostatic forceps | Medline | MDS1221109 | To clamp blood vessels and hold small sutures |
Heparin | Hospira Pharmaceuticals | Pharmacy | Anticoagulant: 1,000 USP units/mL |
Pressure transducer kit | Edwards Lifesciences | VSYPX12N | For arterial blood pressure monitoring |
Pulse oximeter lingual clip | Nellcor | PO736 | For pulse oximetry |
Isoflurane | Baxter Healthcare Corporation | Pharmacy | Anesthetic: dose 1-3% |
Kantrowitz forcep (right angle) | Medline | MDS1243528 | For blunt dissection around blood vessels |
Ketamine | Hospira Pharmaceuticals | Pharmacy | Sedative: concentration 100 mg/mL, dose 4 mg/kg |
Laparotomy drape | Medline | DYNJP3008 | Sterile drape |
Lubricating jelly | Medline | MDS0322273Z | Endotracheal tube lubricant |
Mayo Hegar needle holder | Medline | MDS2418420F | Needle holder when suturing soft tissue |
Mayo scissors | Medline | MDS0816121 | To cut suture |
Metzenbaum curved scissors | Medline | MDS3223226 | For sharp dissection |
Needles and syringes | Cardinal Health | 309604 | For intravenous and subcutaneous drug administration |
Optixcare | Aventix | OPX-4252 | Corneal lubricant |
Perma-Hand silk suture | Ethicon | C016D | For blood vessel ligation and attachment of the telemetry device subcutaneously |
PhysioTel Digital wireless telemetry device | Data Sciences International | L21 model | Wireless telemetry device implant |
Pierce microforceps | Medline | MDG384908 | Small needle handling |
Plastic tourniquet and suture snare | Medtronic | 79013 | To facilitate hemostasis during vessel cannulation |
Pressure bag | Carefusion | 64-10029 | For arterial blood pressure monitoring |
Prolene 6-0 suture | Ethicon | 8307H | Purse string stitch for vessel cannulation |
Propofol | Fresenius Kabi | Pharmacy | Anesthetic: concentration 10 mg/mL, dose 20-45 mg/kg/h |
Scalpel #10 blade | Medline | MDS15310 | For skin incisions |
Scalpel #11 blade | Medline | CISION11CS | For incision into blood vessels |
Schnidt tonsil forceps | Medline | MDS5018719 | For blunt dissection through subcutaneous tissue |
SoftCarry stretcher | Four Flags Over Aspen | SSTR-4 | For animal transportation |
Sterile disposable OR towel | Medline | MDT2168201 | Sterile drape |
Sterile bowl | LSL Industries | 5232 | To hold saline solution |
Sterile cotton X-ray detectable gauze sponge | Medline | NON21430LF | Fluid absorption |
Orogastric tube | Jorgensen Lab, Inc. | J0348R | For stomach and rumen decompression |
T-port | Medline | DYNDTN0001 | Intravenous catheter tubing connector |
Urine drainage bag | Covidien | 3512 | Connects to orogastric tube to collect gastric fluids |
Veterinary trocar with stylet | Braintree Scientific, Inc. | TRO-STY 7B-12 | To guide telemetry wires through subcutaneous tissue |
Vicryl 2-0 suture | Ethicon | VCPB269H | Closure of subcutaneous soft tissue |
Vicryl 3-0 suture | Ethicon | VCPB416H | Closure of deep dermal layer |
Vicryl 4-0 suture | Ethicon | J494H | Closer of subcuticular layer |
Warming blanket | Jorgensen Lab, Inc. | J1034B | To maintain animal's body temperature |
Weitlander retractor | Teleflex Medical | 165358 | For wound retraction |
Yankauer bulb tip suction | Medline | DYND50138 | Sterile waste management |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten