מודל מכרסמים של פעולת רוס: השתלת שתל עורק ריאות סינגני במיקום מערכתי

Summary

אנו מדגימים כיצד ליצור מודל מורין של השתלת שורש ריאתי לתוך אבי העורקים היורד כדי לדמות את הליך רוס. מודל זה מאפשר הערכה לטווח בינוני/ארוך של שיפוץ השתלת ריאות במצב מערכתי, המייצג את הבסיס לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות לקידום הסתגלותו.

Abstract

פעולת רוס למחלת שסתום אבי העורקים חזר עניין חדש בשל התוצאות לטווח ארוך יוצא מן הכלל שלה. עם זאת, כאשר מועסקים כתחליף שורש עצמאי, מתוארת ההתרחבות האפשרית של השתלת הריאות וההתארגנות הבאה של אבי העורקים. מספר מודלים של בעלי חיים הוצעו. עם זאת, אלה מוגבלים בדרך כלל לדגמי ex-vivo או לניסויים in-vivo עם דגמים בעלי חיים גדולים ויקרים יחסית. במחקר זה, ביקשנו להקים מודל מכרסם של השתלת עורק ריאות (PAG) השתלה במצב מערכתי. בסך הכל נכללו 39 חולדות לואיס בוגרות. מיד לאחר המתת החסד, שורש הריאות נקצר מבעל חיים תורם (n = 17). נמען סינגני (n = 17) ועכברושים המופעלים בזיוף (n = 5) היו מורדמים ומאווררים. בקבוצת המטופלים, PAG הושתל עם anastomosis מקצה לקצה במצב אבי העורקים בטן אינפרא כליות. חולדות המופעלות על ידי בלוף עברו רק טרנספורמציה והרדמה מחדש של אבי העורקים. בעלי חיים היו במעקב עם מחקרי אולטרסאונד סדרתיים במשך חודשיים וניתוח היסטולוגי שלאחר המוות. קוטר PAG החציוני במיקום המקורי היה 3.20 מ"מ (IQR = 3.18-3.23). במעקב, הקוטר החציוני של ה- PAG היה 4.03 מ"מ (IQR = 3.74-4.13) בשבוע אחד, 4.07 מ"מ (IQR = 3.80-4.28) ב 1 חודש, ו 4.27 מ"מ (IQR = 3.90-4.35) ב חודשיים (p<0.01). מהירות שיא הסיסטולית הייתה 220.07 מ"מ/ש' (IQR=210.43-246.41) בשבוע אחד, 430.88 מ"מ/ש' (IQR=375.28-495.56) ב-1 חודש, ו-373.68 מ"מ/ש' (IQR=305.78-429.81) בחודשיים (p=0.02) ולא הייתה שונה מהקבוצה המופעלת בלוף בסוף הניסוי (p=0.5). ניתוח היסטולוגי לא הראה שום סימן של פקקת אנדותל. מחקר זה הראה כי מודלים מכרסמים עשויים לאפשר הערכה של הסתגלות ארוכת טווח של שורש הריאות למערכת בלחץ גבוה. השתלת PAG סינגנית הממוקמת באופן שיטתי מייצגת פלטפורמה פשוטה וישימה לפיתוח והערכה של טכניקות כירורגיות חדשניות וטיפולים תרופתיים כדי לשפר עוד יותר את התוצאות של פעולת רוס.

Introduction

היצרות שסתום אבי העורקים המולדת היא תת קבוצה של מחלת לב מולדת המאופיינת בחסימה של מערכת החדר השמאלית שבה הנגע ממוקם ברמה valvular. המום משפיע על כ 0.04-0.38 לכל 1000 לידות ^חיות1.

האפשרויות הזמינות לתיקון הן רבות, שלכל אחת מהן יתרונות וחסרונות משלה. עבור חולים המתאימים לתיקון דו-חדרי2, הגישה עשויה להיות מכוונת לתיקון שסתום (valvulotomy מלעורי או כירורגי) או להחלפתו3. האחרון מועדף כאשר שסתום אבי העורקים נחשב בלתי ניתן להצלה; עם זאת, האפשרויות הזמינות מוגבלות עבור חולי ילדים. ואכן, שסתומים ביו-פרוסטטיים אינם מסומנים להחלפה אבי העורקים באוכלוסייה הצעירה בשל הסתיידותם ^{המוקדמת4}. מצד שני, ניוון שסתומים מכניים הוא הרבה יותר איטי, אבל אלה דורשים טיפול נוגד קרישה לכל ^החיים5. בנוסף, המגבלה העיקרית של תותבות אלה מיוצגת על ידי היעדר פוטנציאל צמיחה, אשר נוטה את המטופלים להמציא מחדש נוספים.

אפשרות טיפולית מעניינת באוכלוסיית הילדים היא העברת השתלה הריאתית לעמדת אבי העורקים בשם "פעולת רוס". במקרה זה, שסתום הריאות מוחלף לאחר מכן בהומוגרפט (איור 1)⁶. הליך זה יכול אולי לייצג את הבחירה הכירורגית הטובה ביותר לילדים כי autograft ריאתי שומר על פוטנציאל הצמיחה שלה ואינו נושא את הסיכונים של טיפול נוגד קרישה לכל החיים. יתר על כן, הליך רוס יכול להיות בעל ערך רב גם אצל מבוגרים צעירים כדי למנוע שסתום מכני או ביולוגי, בעל פוטנציאל להיות הפתרון הכירורגי הטוב ביותר.

תוצאות לאחר החלפת שסתום אבי העורקים עם autograft ריאתי מצוינים, עם הישרדות גדולה מ 98% ותוצאות טובות לטווח ^ארוך7. מחקרי ספרות מדווחים על חופש של 93% ו-90% מהחלפת ההומוגרפט הריאתי בגיל 4 ו-12 שנים, בהתאמה^.

המגבלה העיקרית של הליך זה היא הנטייה של autograft להתרחב בטווח הארוך, במיוחד כאשר מועסק כתחליף שורש עצמאי. זה יכול לגרום אוזלת יד valvular אשר עשוי לדרוש המצאה מחדש. ואכן, מחקר המעקב הארוך ביותר שנערך עד כה מדווח על חופש מפתיחה מחדש של 88% ב-10 שנים ו-75% בגיל ^209.

האפשרות ליצור מחדש פעולת רוס בסביבה ניסיונית מייצגת תנאי מוקדם בסיסי לחקור את המנגנון הבסיסי של התאמת autograft ריאתי ללחצים מערכתיים. מספר מודלים הוצעו בעבר. עם זאת, אלה מוגבלים בדרך כלל לניסויים לשעבר ויוו או מודלים בעלי חיים in-vivo עם בעלי חיים גדולים יקרים יחסית. במחקר זה, ביקשנו להקים מודל מכרסם של השתלת שתל עורק ריאות (PAG) במצב מערכתי, כשורש עצמאי.

Protocol

כל ההליכים אושרו על ידי הוועדה לטיפול בבעלי חיים של אוניברסיטת פדובה (OPBA, פרוטוקול מספר n° 55/2017) ואושרו על ידי משרד הבריאות האיטלקי (אישור n° 700/2018-PR), בהתאם להוראת האיחוד האירופי 2010/63/UE והחוק האיטלקי 26/2014 לטיפול ושימוש בחיות מעבדה.

1. טיפול בבעלי חיים ומודל ניסיוני

1. ודא שכל חולדות לואיס מתקבלות מחברה אחת (טבלת חומרים). לשמור על החולדות במתקנים קונבנציונליים עם גישה חופשית למזון ומים.
2. ודא כי המשקל של החולדות נע בין 320-400 גרם עבור קבוצת הנמענים ו 200-250 גרם עבור קבוצת התורם.

2. פרוטוקול טרום ניתוחי

הערה: יש לבצע את כל הפעולות בתנאים נקיים. השתמש בחולדות לואיס בוגרות זכר ונקבה כמקבלים ותורמים גם כן על מנת לבצע השתלה סינגנית.

1. בצע הזרקה תוך-אפריטונית של טרמדול (5 מ"ג/ק"ג) 15 דקות לפני הניתוח.
2. תן מנה אחת של גנטמיצין תוך שרירי (5 מ"ג/ק"ג) מיד לפני הניתוח.
3. עבור אינדוקציה הרדמה, לספק 4% sevoflurane ב 1 L / min של חמצן לתא פולי(מתיל מתקרילט) שבו החיה ממוקמת. לתחזוקת הרדמה, להשתמש 2.0-2.5% sevoflurane ב 1 ליטר / דקה של חמצן לאורך כל ההליך.
4. גילחו את החיה לאורך קו האמצע לרוחב של 2 ס"מ מעצם החזה ל-1 ס"מ מעל אזור איברי המין בעזרת סכין גילוח. לאחר מכן, לחטא את העור עם פתרון יוד.
5. על מנת למנוע מבעל החיים להירטב ולמנוע פיזור חום במהלך הניתוח, לכסות את החיה עם סרט פלסטי שקוף.
6. להעריך את רמת ההרדמה לפני ביצוע ההליך על ידי הערכת היעדר תגובה לגירוי רעיל.

3. פעולת התורם

1. הכנת בעלי חיים ולב:
   1. מניחים את החיה מרדימה על מגש שעם עם הצד caudal מול המנתח. בצע חתך xipho-ערווה של כ 5-6 ס"מ, ולמשוך את שני מדפים שריריים לרוחב.
   2. לנהל נפח של 1 מ"ל של תמיסת מלח ב 4 °C (4 °F) המכיל 500 IU של הפרין דרך קאווה vena הבטן.
   3. לאחר 1 דקות, לחתוך את הסרעפת משמאל לימין ולבצע בית החזה הקדמי כדי לחשוף את הלב.
   4. מצננים את הלב הפועם על ידי טפטוף תמיסת מלח בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס.
   5. בצע כריתת קרום הלב וכריתת תימוס על מנת לקבל תצוגה מלאה של קשת אבי העורקים. הסר את רקמות השומן הנותרות המקיפות את אבי העורקים.
   6. לחתוך על הקשת, ממש מעל המקור של העורק innominate; לנתק גם את השני.
   7. חותכים את הווריד התחתון של בית החזה (IVC) ומכניסים צינורית 22 גרם כדי להחדיר את הלב עם 20-25 מ"ל של תמיסת מלח ב 4 °C (60 °F), הפעלת לחץ קל. להפסיק את הזלוף כאשר הלב מפסיק לפעום ולזרום מאבי העורקים התברר.
2. EXPLANT PAG:
   הערה: קציר מדויק וטיפול עדין של ה- PAG הוא חובה להשגת השתלה אופטימלית אצל המטופל. אין לגעת בו ישירות עם מכשירים, במקום זאת להשתמש מטליות כותנה.
   1. בצע מחקר אולטרסאונד כדי להעריך את קוטר הרשות הפלסטינית במיקומו הטבעי.
   2. הכנס מיקרו-פלייר מתחת לקיר האחורי של הכלי וחתוך את האחרון באמצעות מיקרו מספריים קרוב ככל האפשר bifurcation שלה כדי למקסם את אורך PAG.
   3. החזק בעדינות את הרשות הפלסטינית עם מיקרו-מלקחיים בעלי קצה טבעת והפרדה אותו מהחדר הימני עם המספריים המיקרו-קפיץ. לקצור את PAG, כולל כמה שרירי חדר ימין.
3. הכנת PAG:
   1. מניחים את PAG על גזה לחה עם מלוחים קרים על שולחן הניתוחים ולבדוק את כלי השיט מתחת למיקרוסקופ ההפעלה.
   2. חותכים כל רקמה מקיפה בשפע, משאיר רק 1 מ"מ של שריר החדר. הגדר את אורך הכלי על 5 מ"מ.

4. השתלת עורק ריאות (PAG)

1. הכנת החיה הנמען:
   1. מניחים את החיה מרדימה על מגש שעם עם הצד caudal מול המנתח.
   2. בצע חתך אורך חציוני ולהשתמש בשני מפסקים מיני כדי לשמור על הבטן פתוחה.
   3. לחלץ את המעיים עם שני צמר גפן לכסות אותם עם גזה ספוג עם 39 °C (50 °F) מלוחים המאפשרים הדמיה של אזור retroperitoneal עם חשיפה של אבי העורקים הבטן אינפרא כליות (AA).
      הערה: במהלך הניתוח, חשוב מדי פעם להרטיב את המעיים באמצעות מזרק המכיל 39 °C (50 °F) מלוחים כדי למנוע היפותרמיה, מצב קריטי נפוץ מכרסמים.
   4. הפשיטו את הצפק הקודקודי האחורי בין שני עורקי הכליה ואת bifurcation iliac באמצעות שני דגימות כותנה ולהסיר את רקמת השומן סביב AA אינפרה-רנאלי. השאר רק חלק קטן של שומן מעל AA, כדי להקל על הטיפול בכלי.
   5. הפרד את AA מ- IVC. כדי לבצע הליך זה, ראשית, להעביר מלקחיים מעוקלים מאחורי הקיר אבי העורקים האחורי ולהשתמש בו כדי לפתוח מעבר בין AA ו- IVC. לאחר מכן, השתמש תפר משי 2-0 כדי ליצור לולאה סביב AA, על מנת להרים את הכלי ולהפריד את AA מ- IVC. ליכסה כל עורק מותני הנובע AA אינפרא-יותרת עם תפר משי 6/0 ולחלק אותו.
   6. סובבו את החיה ב-90° נגד כיוון השעון, והניחו את הראש בצד שמאל של המפעיל. AA עכשיו שכב אופקית בשדה המיקרוסקופי.
   7. השתמש בשני קליפים Yasargil כדי להדק את AA אינפרא-רנאלי ולמקם אותם במרחק של 1.5 ס"מ אחד מהשני. חתוך את AA בנקודת האמצע בין שני קליפים.
   8. להשקות את שני הקצוות של כלי הדם עם הפרין (1 UI / mL) בתמיסת מלח כדי להסיר את כל קרישי הדם. הסר כל פסולת הרפתקנית מכלי הדם.
2. השתלת PAG:
   1. מניחים את PAG בין שני הקצוות, עם קצה החדר לכיוון החלק הגולגולתי של החיה.
   2. השתמש בתפר פוליפרופילן 10-0 כדי לבצע שני תפרים בודדים ציון דרך המחברים את PG ל- AA. בצע את ההליך בשני קצותיו של PAG על ידי הצבת התפר בצדדים מנוגדים של היקף כלי השיט.
   3. בצע anastomosis מקצה לקצה בין PAG ו- AA, החל מהסוף הדיסטלי. השתמש באחד משני הקצוות של תפר ציון דרך דיסטלי עבור anastomosis האחורי באמצעות נמען להשתלה החוצה / פנימה החוצה רצף לבצע תפר פועל של כשישה תפרים.
   4. ברגע שהתפר מגיע לנקודת הציון הפרוקסימלית, בצע חצי תקלה כפולה שהושלמו על ידי קשר מרובע באמצעות התפר ואחד משני הקצוות של תפר ציון הדרך הפרוקסימלי. החל מלקחיים יתושים גומי shod על התפרים כדי לספק המתיחה.
   5. בצע את אותה דלקת על הקיר הקדמי. תמשיך את כל ההליך בקצה הפרוקסימלי של ה-PAG. קח תשומת לב מיוחדת בעת ביצוע anastomosis פרוקסימלי כדי למנוע כולל כל עלון בקו התפר.
   6. שחררו תחילה את הקליפ הדיסטלי כדי לאפשר ל-PAG להתמלא בדם מדרדר (זרימה בלחץ נמוך) כדי לבדוק את ההרדמה. תקן כל דליפת דם עם תפר אחד. לאחר anastomosis דיסטל מוערך, לבצע את אותו הליך בקצה הפרוקסימלי.
3. השלבים הסופיים של הפעולה בנמען:
   1. להעריך את הפטמה של PAG ולהחיל שתי רצועות של ספוג ג'לטין על קווי התפר משני צידי PAG (במידת הצורך). הפעל לחץ עדין במשך כמה שניות עם שני מטליות כותנה כדי לעזור hemostasis.
   2. העבר את המעיים לתוך חלל הבטן ולסגור את הקירות עם תפר 4/0 פוליפרופילן פועל.

5. הליך המופעל על ידי שיים

1. בצע הכנה זהה של החיה כפי שהודגם בעבר עבור חולדות נמענים.
2. חותכים את AA אינפרא-כליות, באמצע הדרך בין הכליה ואת המקור של עורקי iliac.
3. להתאים מחדש את שני הקצוות של AA באמצעות anastomosis מקצה לקצה, כפי שתואר בעבר. הסר את שני הקליפים ובצע הליך המוסטזיס מדויק.
4. מקם מחדש את המעיים וסגור את דופן הבטן בשכבות, באשר לבעלי החיים המטופלים.

6. טיפול ומעקב לאחר הניתוח

1. יש לתת תמיסת מלח חמה (5 מ"ל) לרקמה התת עורית של גב החיה לקבלת הידרציה. מניחים את החולדה מתחת למנורת חימום ומנטרים אותה חזותית עד להתעוררות, שבדרך כלל אורכת עד 5 דקות לאחר הפסקת ההרדמה. מניחים את החיה בכלוב בטמפרטורת חדר של 22-24 מעלות צלזיוס, עם גישה מיידית ובלתי מוגבלת למזון ומים.
2. יש לתת טרמדול תוך שרירי (5 מ"ג/ק"ג) למשככי כאבים לאחר הניתוח פעמיים ביום למשך 48 השעות הראשונות לאחר הניתוח. לאחר מכן, יש לעקוב אחר מצבו הבריאותי של המטופל ומשקל גופו מדי יום, על בסיס קבוע.
3. מעקב: במהלך המעקב, לבצע מחקרי אולטרסאונד seriate בשבוע אחד, חודש, וחודשיים כדי להעריך את תפקוד PAG. במהלך מחקרים אלה, למדוד את קוטר הכלי, את המהירות הסיסטולית שיא (PSV), ואת המהירות הסופית דיאסטולית. מדוד פרמטרים אלה בתוך PAG וברמה של AA פרוקסימלי ודיסטלי.
4. להרדים את בעלי החיים לאחר חודשיים של מעקב על ידי יישום של _CO2 במשך כמה דקות, ולאחר מכן לגרש את PAG, אשר יעבור ניתוח היסטופתולוגי.

תוצאות

במחקר זה נכללו בסך הכל 39 חולדות בוגרות של לואיס: 17 בעלי חיים שימשו כתורמי PAG, 17 בעלי חיים כנמענים ו-5 כבעלי תפקידים (קבוצת ביקורת) (לוח 1). חולדות זכרים היו 22 (56%) ונשים 17 (44%); האחרונים שימשו רק בקבוצת התורמים.

לא התרחש אירוע קטלני במהלך המבצע עם 100% הישרדות. במהלך המעקב, שני ...

Discussion

החלפת שסתום אבי העורקים עם שורש הריאות האוטולוגי (פעולת רוס) מייצגת אפשרות אטרקטיבית לתיקון היצרות שסתום אבי העורקים מולד בשל הפרופיל החיובי וצמיחה פוטנציאלית של ^autograft10. המגבלה העיקרית להליך זה היא הרחבה פוטנציאלית של ניאו שסתום אבי העורקים, אשר נוטה להתפתחות של regurgitation לטוו?...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
0.9% Sodium Chloride	Monico SpA	AIC 030805105	Two bottles of 100 mL. The cold one (4°C) for flushing the harvesting organ; the warm one (39°C) for moistening, and rehydration of the recipient
7.5% Povidone-Iodine	B Braun	AIC 032151211
Barraquer	Aesculap	FD 232R	Straight micro needle holder for the vascular anastomoses
Castroviejo needle holder	Not available	J 4065	To close the animal
Clip applying forceps	Rudolf Medical	RU 3994-05	For clip application
Cotton swabs	Johnson & Johnson Medical SpA	N/A	Supermarket product. Sterilized
Curved micro jeweller forceps	Rudolf Medical	RU 4240-06	Used to pass sutures underneath the vases.
Depilatory cream	RB healthcare	N/A	Supermarket product
Electrocautery machine	LED SpA	Surton 200
Fine scissors	Rudolf Medical	RU 2422-11	For opening the abdomen (recipient)
Fine-tip curved Vannas micro scissors	Aesculap	OC 497R	Only for preparing the pulmonary root, cut the lumbar vases and the 10/0 Prolene
Fluovac Isoflurane/Halotane Scavanger unit	Harvard Apparatus Ltd	K 017041	Complete of anesthesia machine, anesthesia tubing, induction chamber and scavenger unit with absorbable filter
Gentamycin	MSD Italia Srl	AIC 020891014	Antibiotic. Single dose, 5 mg/kg intramuscular, administered during surgery
Heparin	Pharmatex Italia Srl	AIC 034692044	500 IU into the recipient abdominal vena cava
I.V. Catheter	Smiths Medical Ltd	4036	20G
Insulin Syringe, 1 mL	Fisher Scientific	14-841-33	To inject heparin in the harvesting animal and to flush the sectioned aorta in the recipient
Jeweler bipolar forceps	GIMA SpA	30665	0.25 mm tip. For electrocautery of very small vases
Lewis rats (LEW/HanHsd)	Envigo RMS SRL, San Pietro al Natisone, Udine, Italy	86104M	Male or female, weighing 200-250 g (pulmonary root harvesting animals) and 320-400 g (recipients)
Micro-Mosquito	Rudolf Medical	RU 3121-10	In number of four, with tips covered with silicon tubing. To keep in traction the Prolene suture during anastomosis
Operating microscope	Leica Microsystems	M 400-E	Used with 6x, 10x and 16x in-procedure interchangeable magnifications
Perma-Hand silk 2-0	Johnson & Johnson Medical SpA	C026D	To lift the aorta
Petrolatum ophthalmic ointment	Dechra	NDC 17033-211-38
Prolene 10-0	Johnson & Johnson Medical SpA	W2790	Very fine non-absorbable suture, with a BV75-3 round bodied needle, for the vascular anastomoses
Retractors	Not any	N/A	Two home-made retractors
Ring tip micro forceps	Rudolf Medical	RU 4079-14	For delicate manipulation
Sevoflurane	AbbVie Srl	AIC 031841036	Mixed with oxygen, for inhalatory anesthesia
Spring type micro scissors	Rudolf Medical	RU 2380-14	Straight; 14 cm long
Standard aneurysm clips	Rudolf Medical	RU 3980-12	Two clips (7.5 mm; 180 g; 1.77 N) to close the aorta
Sterile gauze of non-woven fabric material	Luigi Salvadori SpA	26161V	7.5x7.5 cm, four layers
Straight Doyen scissors	Rudolf Medical	RU/1428-16	For use to the donor
Straight micro jeweller forceps	Rudolf Medical	RU 4240-04	10.5 cm long. Used throughout the anastomosis
Syringes	Artsana SpA	N/A	20 mL (for the harvesting animal) and 5 mL (for the recipient). For saline flushing and dipping
TiCron 4-0	Covidien	CV-331	For closing muscles and skin
Tissue forceps V. Mueller	McKesson	CH 6950-009	Used for skin and muscles
Tramadol	SALF SpA	AIC 044718029	Analgesic. Single dose, 5 mg/kg intramuscular
Virgin silk 8-0	Johnson & Johnson Medical SpA	W818	For arterial branch ligation