טכניקה כירורגית להשתלה של רקמות שתלי כלי דם מהונדסים ולאחר<em&gt; In vivo</em&gt; ניטור

Summary

פרוטוקול צעד-אחר-צעד למיקום בין-positional של כלי רקמה מהונדסת (TEVs) לעורק הראשי של כבשים באמצעות השקה והערכה דיגיטלית בזמן אמת מקצה-לקצה בvivo עד הקרבת בעלי חיים.

Abstract

הפיתוח של כלי רקמה מהונדסת (TEVs) הוא מקדם את יכולת TEVs באופן שיגרתי וביעילות שתל (4-5 מ"מ קוטר) למודל של בעלי חיים גדולים. פרוטוקול צעד אחר צעד למיקום בין-positional של ההערכה הדיגיטלית TEV וזמן אמת של TEV ועורקי ראש ילידים מתואר כאן. הניטור בvivo מתאפשר על ידי ההשתלה של זרימת בדיקות, צנתרים וגבישים קוליים (מסוגל רישום דינמי שינויים בקוטר של TEVs המושתל ועורקי ראש מקוריים) בזמן הניתוח. ברגע שהושתל, חוקרים יכולים לחשב דפוסי עורקי זרימת דם, לחץ דם פולשני וקוטר עורק מניב פרמטרים כגון מהירות גל דופק, מדד augmentation, לחצי דופק ועמידה. רכישת נתונים מושגת באמצעות תוכנת מחשב יחידה לניתוח לכל אורך הניסוי. הנתונים לא יסולא בפז כזו מספק תובנה שיפוץ מטריצת TEV, resemblanCE לבקרה מקומית / דמה וביצועי TEV הכוללים in vivo.

Introduction

המוקד העיקרי לפיתוח TEVs היה לספק תחליף להחלפת שתל אוטולוגי כאשר כלי אוטולוגי אינם זמינים ולהגביל תחלואת מראה תורם. לדוגמא, מספר עוקף עורק כלילי ניתוחים בשנה חרג 350,000 בארה"ב, והמקור האידיאלי של שתלים מתאימים נשאר העורק השמאלי הפנימי החלב הקדמי שמאלי, יורד בעורקים הכליליים ווריד saphenous ^1. מאז אנשים רבים הסובלים ממחלות לב וכלי דם לא יכולים להיות מתאימים עורקים וורידים להחלפת שתל אוטולוגי, פיתוח TEVs נעשה אפוא שדה אינטנסיבי של מחקר במשך עשרות שנות ^1-6. בעוד ההנדסה ואופטימיזציה של TEVs הרומן עברו התקדמות רבות, דיווחו על טכניקות כירורגיות המועסקות להשתיל TEVs עצמם לא היו נושא לדיון אינטנסיבי כזה. במקום זאת, פרוטוקולים בנוגע להשתלת TEVs למודלים של בעלי חיים הם במידה רבה עזבועד למחקר חוקרים.

כתב היד הבאה מדגימה כיצד להשתיל TEVs על ידי ניצול גישת השקה קצה לקצה. הליך זה היה מותאם על ידי שימוש בתבנית תפירה בהשקה ספציפית, ייצוב טכניקת תפר, אופטימיזציה של מתח אורך והתוספת של in vivo מכשור ניטור. שיטה זו עומדת בניגוד לכמה מהווריאציות רבות שהיה בשימוש בעבר. יתר על כן, הליך זה מתאר כיצד לרכוש פרמטרים כגון לחץ דם עורקים, TEV קוטר / עמידה וקצב הזרימה דרך TEV לאחר הניתוח עד explantation. איסוף נתונים זה מספק ניתוח הכרחי של TEV בזמן שהוא נמצא בתהליך של שיפוץ.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

הערה: פרוטוקול זה אושר על ידי ועדת הטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת מדינת ניו יורק בבאפלו.

הכנת 1. טרום ניתוחית

1. השתמש כבשים (cross דורסט, נקבה, ישנים כ 1-3 שנים עם משקל של 40-60 קילוגרם) למחקר הבא. לנהל ציקלוספורין (200 מ"ג / יום), אספירין (975 מ"ג / יום), וקומדין (20-30 מ"ג / יום) על ידי פה, מתחיל 3 ימים לפני הניתוח ויימשך למשך פרק הזמן של כל המחקרים.
2. ודאו הכבשים צמו 12 שעות לפני ניתוח (הזנה רגילה = חציר 1.8 קילוגרם ו -0.4 קילוגרם דגנים).
3. לעקר את כל הציוד כירורגי באמצעות החיטוי קיטור ב 121 מעלות צלזיוס ו -15 psi למשך 30 דקות.
4. הנח את הפריטים הבאים בשעת ייבוש paraformaldehyde 48 לפני ניתוח: בדיקות 4 מ"מ זרימת דופלר, 1 מ"מ גבישים קוליים, צנתרים עורקי שכינה, צינורות הארכה, ו -42 "Tygon Tubing.
   הערה: שולחן של ציוד רפואי רלוונטי הנדרש לניתוח ולעיקור מופיע בטבלה 1. Pre-מיקום של המכשור לתוך צינורות Tygon בשלב זה יעזור לחסוך זמן במהלך ניתוח.
   1. לייבל כל סוף הבדיקות, הצנתרים והגבישים כשמאל וימין, במידת צורך.

2. מבצע כירורגי

1. לגרום לכבשים להרדמה עם diazepam (0.5 מ"ג / קילוגרם) וקטמין (4 מ"ג / קילוגרם) הווריד (IV). לחלופין, להשתמש Telazol IV (4 מ"ג / קילוגרם).
   1. לבצע אינטובציה orotracheal עם הטובוס קוטר 8.5-10.0 מ"מ פנימי אזיקים ^7.
   2. לנהל הרדמה נשימתית דרך מעגל נשימה חוזר עם הנשמה של גאות ושפל נפח (7-10 מיליליטר / קילוגרם) או מאוורר מוסדר לחץ (15-20 סנטימטר H ₂ O). השתמש במכשיר אדי דיוק לנהל isoflurane או sevoflurane בכמות מתאימה (3% -4% בהתחלה) כדי להגיע לשלב בינוני הרדמה כירורגית עמוק. ריכוז alveolar המינימאלי לכבשים הוא 1.4% או 1.9% בהתאמה ^8.
   3. להעריך עומק הרדמה על ידי התבוננות תגובה מוטורית לגירויים, רפלקס palpebral, עמדת עין, וקצב לב. לפקח רוויון חמצן בדם (95% -100%) באמצעות דופק oximetry, ריכוז CO ₂ (45-55 מ"מ כספית) בגזי נשיפה באמצעות capnography ולשמור על טמפרטורת גוף במהלך ההליך (38.5-39.5 ° C) באמצעות שמיכת התחממות אוטומטית מוסדר.
2. לגלח צמר מכל הצוואר של הכבשים, ומעל וריד אחד סוג cephalic, באמצעות סכין # 40 בקוצץ סטנדרטי. הכן את העור של שני האתרים לניתוח באמצעות 70% אלכוהול איזופרופיל וגזה לשפשף בטאדין 7.5% רוויים. תתחיל עם גזה אלכוהול כדי להקל על הסרת שמני עור. חלופי בין הגזה בטאדין ואלכוהול גזה שלוש פעמים.
3. הנח כבשים על שולחן הניתוח שכיבה על גב העליון של שמיכת התחממות. עובר צינור orogastric בינוני כדי לאפשר לגירוש פסיבי של תוכן קיבה. להאריך אתהצוואר וכבשים להשתמש ריפוד תומך כנדרש כדי לשמור על מיקום.
   1. בצע לשפשף ספטית סופית באמצעות 7.5% גזה בטאדין ספוגים ולאפשר לשבת במשך 5 דקות לפני הניתוח.
4. לנהל עירוי נוזלים (תמיסה הרטמן או 0.9% תמיסת מלח) בשעה 10 מיליליטר / קילוגרם / שעה דרך angiocath ממוקם בוריד סוג cephalic. לנהל אנטיביוטיקה במהלך ניתוח ושיכוך כאבים: פניצילין G פרוקאין 6,600 U / kg לתוך שריר (IM), גנטמיצין 1.6 מ"ג / קילוגרם IM, ועצירות .005-.01 מ"ג IV או IM.
5. לעשות חתך סנטימטר ~ 12 לאורכו מעל צוואר קו האמצע הגחון באמצעות כויה אלקטרו. לבודד עורקי ראש ימין ועל שמאל (~ 6 סנטימטרים) על ידי הסרת רקמת חיבור תוך שימוש בטכניקה לנתיחה בוטה. לקשור את ולצרוב מיקרו-כלי מסתעפים מן עורקי הראש כדי למזער דימום.
6. לשמור על סטריליות על ידי ניצול (לא סטרילי) אחות כירורגית כדי לסייע עם מתחפר כל (זרימת הבדיקה החיווט וצינורות, חוטי גביש קולייםוצינורות קטטר) בשכבה התת עורית של העור. השתמש בנקז קהה, שיוצא דרך החתך הכין בניתוח בצוואר דורסולטרלי.
   1. להגיע מתחת לוילון סטרילי ולהפוך את הראש של הכבשה, כך שהצד של הצוואר יכול להיות דמיין תחת הווילון.
   2. השתמש hemostat מעוקל 8 סנטימטר למנהרה בחלל תת-עורי בין החתך בצוואר קו האמצע הגחון והצד של הצוואר. לפתוח ולסגור את hemostat לנתח בצורה בוטה מקום לצינורות ~ 1.5 סנטימטרים רוחב. הטיפים של hemostat צריכים להתגורר באמצע הדרך בין הראש והכתפיים, כ 10 סנטימטרים הזנב ימינה או שמאלה האוזן. הפעל hemostat כך שהטיפים פונים לכיוון העור השטחי.
   3. להגיע מתחת לוילון סטרילי ולעשות חתך 1.5 סנטימטרים דרך העור, על הטיפים של hemostat עם להב סטרילי # 11. דמיינו את הטיפים של hemostat כדי לאשר יציאה ברורה דרך העור.
   4. להעביר את צינור Tygon מכילחיווט ll וצינורות דרך המנהרה תת-עורי. החזק את חוטי החשמל וצינורות מעל וילון סטרילי.
   5. להגיע מתחת לווילון כדי להסיר את צינורות Tygon החיצוניים מהצוואר, חושף את החיווט המושתל כפי שהוא עוזב את הצוואר של הכבשים. משוך את הקווים בודדים כדי למזער רפוי כל בחלל תת-עורי. להשאיר מספיק מרחק לצרף המכשור כראוי לעורק.
7. מניחים זרימת דופלר בדיקות 4 מ"מ משני עורקי הראש ולהשיג קריאה ראשונית (איור 1). נהל 100 U / kg של IV הפרין 30 דקות לפני מהדק את העורק.
8. המשך ממשל הפרין ב 100 U / קילוגרם / שעה, עד סוף הניתוח. הצמד את העורק הראשי באמצעות מהדק כלי דם הלא-ריסוק ובלו חלק (כ 4 סנטימטר אורך). קצב זרימת התרדמה הנגדי יגדל 50% -100% כדי לשמור על זרימת דם למוח.
   הערה: אפשר להגביל מתיחה אורך ידי רתיעה של כלי ילידים על ידי הסרתמגזרים קצרים יותר שהוחלפו ו / או מתיחת העורק המקורי עם כלי דם מלחציים לקצר פער עד הליך בהשקה מלא הושלם. זה יעזור לי להגביל את המתח על תפרי החזקת פרט והשתל המושתל.
9. תפרתי את TEV במקום באמצעות תפרים קטע פשוטים עם תפר monofilament 7-0 ethalloy פרולין כפול מזוין. במידת צורך, יחול מרפי שרירים חלק בכלי דם כגון papaverine (15 מ"ג / מיליליטר) או Nicardipine (1.25 מ"ג / מיליליטר) topically לכלי הדם המקומי כדי למנוע התכווצות כלי דם שהיה סל תפירה בהשקה.
   הערה: בגין הצבת תפרים עם מרווח של כ 1 מ"מ. זה יכול להשתנות במידה רבה ממקרה למקרה. הרכב ועובי TEV ישפיעו על המרחק היעיל בין תפרים. כעובי של רקמת היליד או TEV יורד, ייתכן שיהיה צורך למקם את התפרים קרובים יותר.
   1. עוגן ראשון ארבע נקודות של TEV לעורק הילידים על ידי הצבת שני של היריבtitches בשני קצוות הפרוקסימלית ודיסטלי (איור 2-DI). החזק כל עוגן לימד באמצעות hemostats.
      הערה: תיאור הפרוקסימלי ודיסטלי הוא בהתייחסות לכיוון זרימת דם בכל הנייר.
   2. להוסיף 5-6 תפרים יותר בצד השטחי של שני הפרוקסימלי וקצות דיסטלי להתחיל ההשקה. (איור 2 -Pr). במקביל לסובב את כלי דם מלחציים 180 מעלות.
   3. להקים מחדש את מתח על תפרי העיגון. להוסיף נוסף (5 עד 6) הפסיק את תפרים להפרוקסימלי וקצות דיסטלי בצד מסובב של TEV.
10. ברגע שהוא TEV נתפר היטב למקומו, לסובב אותו בחזרה למצב המקורי ולהסיר את כלי דם מלחציים אחד בכל פעם, מהדק דיסטלי הראשון. דימום קל באתרי ההשקה הוא נפוץ. זה עשוי לפתור באופן טבעי אחרי כמה דקות של שחרור המהדק וreclamping או לדרוש את המיקום של תפרים נוספים. הנח את זרימת דופלר הבדיקה (איור 3-Fl) חזרה על הפרוקסימלי של עורק יליד זרימת דם נכנסת TEV וקצב זרימת צג.
    הערה: צפה לספיקות של התרדמה ימינה ושמאלה כדי לאזן לאחר כ 15 דקות. אם קצב הזרימה בעורק התרדמה עם TEV טיפות מושתלים בעקביות, זה אפשרי TEV הוא קרישה. הפרעות אפשריות אחרות לגבי זרימה ניתן לייחס להתכווצות של הפרוקסימלי האם של עורקים או דיסטלי TEV. במקרה זה, השימוש בהרפיית שרירים נוסף של כלי דם חלקה ניתן להחיל, והספינה האם של אמורה לחזור לטון בסיסי לאחר 30-60 דקות לאחר הסגירה של רקמה מעל אתר השתל.
    1. אם תרצה, תחתוך את העורק הראשי הנגדי ותפר אותו בחזרה למקומו כשליטה "אחיזת עיניים". זה יותר מבחינה קלינית רלוונטי מאשר להשאיר את עורק התרדמה הימני לבד ורק מצרף את זרימת הבדיקה, גבישים קוליים, וקטטר. אם שליטת דמה מבוקשת, לבצע את זה לפני שתמשיך לשלב 2.11.
11. לתפור 1 מ"מ גבישים קוליים (איור 3 -cr1 CR2) לצדדים מנוגדים של TEV באמצעות 7-0 פרולין. חוט תפירה בראש הבדולח קולי ולתפור רק לשכבה השטחית של TEV.
12. לצנתר את העורק באמצעות צנתר 18 G שונה עם placket טפלון ארוג (איור 3 Ca & איור 4 א). הנח את דיסטלי קטטר לTEV על רקמת עורקי ילידים.
    1. תפרת את placket לדפנות העורקים עם 5/0 Ethibond לשלוט בכל דימום. השתמש cyclohexanone לדבוק צינורות microbore לקטטר כי כבר סמוק עם מי מלח. השתמש בצינורות כקו סיומת.
    2. השתמש 20 G Luer קצרמר מתאם עם Plug הזרקת Surflo לאטום את סוף exteriorized של צינורות (איור 4). כדי לשמור patency של הקטטר, להשיג תחול הנפח של הקו ולשטוף אותו עם 10 מיליליטר של תמיסת מלח ולאחר מכן 5,000 U / ml של זריקת נתרן הפרין כל 2-3 ימים.
13. רשום את המרחק בין זרימת הבדיקה והגבישים קוליים, כמו גם המרחק בין זרימת הבדיקה וקטטר. זה יאפשר מהירות גל דופק שתחושב בשילוב עם תוכנה. אם חישובים כאלה לא נחוצים, לא להשתיל קטטר.
14. להשיג קריאה במהלך ניתוח אם תרצה בכך כדי להבטיח את כל החומרה המושתלת הוא פונקציונלי (ראה סעיף 3).
15. Secure קווים מושתלים וחוטים לשרירים סמוכים באמצעות 2/0 משי ומחט להתחדד (איור 3).
    1. מקם את החוט מקביל זרימת בדיקה כלי הדם לכלי השיט, עם הזנב הבדיקה וחוט הארכת cranially, ולאחר מכן ביצוע "פניית פרסה" כלפי השרירים לרוחב. לאבטח את החוט לשרירים סמוכים, באמצעות 2-0 משי על מחט להתחדד בשני מקומות, כך שבדיקת החוט או זרימה היא לא מסוגלת למקם את כל עומס על כלי השיט. הקפד תפרים יוצמדו אבל לא להדק יתר על מידה ולְשַׁנֵק musculature (איור 3).
    2. תפר את קו חוטי גביש והעורקים קטטר לשרירים לרוחב, מה שמאפשר ל~ 1.5 סנטימטרים של רפיון, דומה לשלבים קודמים להבטחת זרימת בדיקה (איור 3).
    3. הקבוצה כל החוטים וקווים יחד ולעגן אותם לשרירים ממש לפני היציאה החוצה דרך מנהרה תת-עורי, בדומה לשלבים קודמים.
16. סגור את האתר כירורגית עם תפר Vicryl 2-0 בשכבות באמצעות דפוס תפר פועל על facia וsubdermal, פועל מזרן לתפור על העור (facia, מחט חיתוך הלא; עור, חיתוך מחט). סגירת חתך 1.5 סנטימטר בצוואר הגב סביב חוטי החשמל וקווי exteriorized באמצעות 2/0 Vicryl ומחט חיתוך.
17. חוטי מקום זרימת בדיקה, קווי קטטר, וחוטי גביש קוליים לתוך כיס (10 סנטימטרים x 10 סנטימטרים) שנתפרו היטב לעור של הכבש (איור 5 - לאחר התאוששות).
18. בהדרגה לגמול ההרדמה כבשים מוהנשמת הנפח של גאות ושפל אז extubate הכבשים כאשר נשימה ספונטנית תתחדש. הסר את angiocath מוכנס לתוך הווריד ותחבושת הסוג cephalic במידת צורך.
19. לחבוש את הצוואר באמצעות משחה אנטיביוטית משולשת על החתכים, כרית Telfa, גזה גליל מתיחה, וelasticon.
20. לנהל שיכוך כאבים שלאחר ניתוח: meglumine flunixin 2.2 מ"ג / קילוגרם IM פעם אחת במהלך שחזור, ולאחר מכן 1.1 מ"ג / קילוגרם IM פעם ביום במשך יומיים, עצירות .005-0.01 מ"ג IV או IM פעמיים ביום למשך יום אחד.

3. בניטור Vivo

1. הנח כבשים לתוך עגלה ניידת כדי להבטיח איפוק ראוי. הדבר זה מאפשר לכבשים להישאר רגועים ומודעים מבלי להתפשר על החומרה. ייתכן שיהיה צורך להסתגל כבשים לסל 2 או 3 פעמים למשך 30 דקות לפני קבלת הקלטות מכשור.
2. הסר את כל החוטים וקווים מהכיס ולהתחבר למכשירי הניטור. חבר זרימת בדיקה כדי flowmeter, גבישי 1 מ"מ קולי מחובר לTRBתיבת -USB, וקטטר קווים למתמרי לחץ. תרשים זרימה של התקנה זה מסופק (איור 6).
3. לכייל זרימת בדיקות ומתמר ללחץ לפני רכישת נתונים.
   הערה: עקב השתנות פוטנציאליות בין גרסאות תוכנה והבדלים בציוד המשמשים, כיולים והגדרות משתנים ממקרה למקרה.
4. לנצל אוסצילוסקופ לכוונן את מדידת גביש Sonometrics, על פי הפרוטוקול של היצרן.
5. נתוני שיא באמצעות תוכנת מחשב (איור 7). עקבות במחצית העליונה של איור 7 בצבע לבן מתאימה לTEV המושתל, ואילו עקבות במחצית התחתונה בצבע אדום המתאימה לSham / טבעי. עבור שני TEV ושאם קצב הזרימה (מיליליטר / דקה), לחץ דם דם (מ"מ כספית) וקוטר (מ"מ) הוקלט בהופעה חיה.
6. שיא דקות לפחות 1 ללא הפרעות. לייצא את הנתונים לניתוח מפורט יותר. לאחר ההקלטה, disconnect כל החוטים והמקום בחזרה לנרתיק נתפר על הצוואר של הכבשים.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

יותר מ -30 כבשים עברו את הטכניקה הניתוחית שתוארה בדוח זה להשתלת TEVs (in press) ^9. טבלה המרכזת את פעילות הכבשים האחרונה לאחר פרוטוקול אופטימיזציה מוצגת בטבלה 2. כל הכבשים התאוששו לאחר השתלת TEV ללא סיבוכים מסכנים חיים. אצל בעלי חיים מסוימים, סיסטיק נצפה בעורק ילי?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

מטרת דו"ח זה היא לספק הליך אמין ושחזור לTEVs שתל של עניין בעורק התרדמה כבש. עורקי ראש יליד בעלי החיים המשמשים במודל זה היו 0.5-.75 מ"מ עובי ו4.5-5 מ"מ בקוטר חיצוני. הטכניקה הניתוחית שתוארה כאן הייתה מוצלחת להשתלת TEVs של גיאומטריות שונות מדידת .25-1 מ"מ עובי, 4-5 מ"מ קוטר...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

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.