הרחבת בלון אנדוסקופית של צינור האוסטכיוס באמצעות גישת החך הרך בחזירים מיניאטוריים

Summary

במחקר זה, אנו מציגים פרוטוקול לחקר גישת ניתוח חצוצרות אוסטכיוס דרך החך הרך בחזירים מיניאטוריים. ההליך הכירורגי פשוט, עם זמן ניתוח קצר, וריפוי הפצעים מהיר; לכן זוהי בחירה טובה להליכים כמו הרחבת בלון של חצוצרת אוסטכיה.

Abstract

צינור האוסטכיוס (ET) הוא אחד האיברים המורכבים ביותר בגוף האדם, ותפקודו הלקוי עלול להוביל למגוון מחלות. בשנים האחרונות, מספר הולך וגדל של חוקרים בחרו לערוך מחקרים הקשורים לחוצנים באמצעות חיות ניסוי גדולות כמו חזירים או כבשים מיניאטוריים, והניבו תוצאות מבטיחות. בדרך כלל, הליכים אנדוסקופיים קונבנציונליים מבוצעים באמצעות גישת האף עבור חיות ניסוי גדולות. עם זאת, בשל חלל האף המוארך והצר בבעלי חיים אלה, ניתוחים טרנס-נזאליים הם מאתגרים.

כדי לטפל בבעיה זו, חקרנו גישה לניתוח ET באמצעות החיך הרך. החיה הונחה בשכיבה. לאחר אינטובציה אנדוטרכיאלית בהרדמה כללית, נעשה שימוש בפותחן פה כדי לחשוף את החיך העליון במלואו. הסננה מקומית עם נוזל יותרת הכליה המדולל בוצעה להרדמה של האזור. לאחר מכן נעשה שימוש בסכין מגל לביצוע חתך אורכי רך בחיך במפגש החך הרך והקשה. לאחר המוסטזיס, הוכנס אנדוסקופ לחלל האף, המאפשר הדמיה של פתח הלוע של ה-ET על הדופן הצדדית האחורית של חלל האף.

לאחר מכן, נעשה שימוש בדוחף מיוחד כדי להחדיר בלון לתוך ET. הבלון נופח, נשמר על 10 בר למשך 2 דקות ולאחר מכן הוסר. לאחר מכן נתפר החתך בחיך הרך כדי להבטיח יישור תקין. החך הרך החלים היטב לאחר הניתוח. גישה כירורגית זו מתאימה להליכים הקשורים לחוצנים בחיות ניסוי גדולות (למשל, חזירים מיניאטוריים, כבשים וכלבים). ההליך הכירורגי פשוט, עם זמן ניתוח קצר, וריפוי הפצעים מהיר. באנדוסקופיה, פתח הלוע של ה-ET נראה לעין, ולכן הוא בחירה טובה להליכים כמו הרחבת בלון של ה-ET.

Introduction

צינור האוסטכיוס (ET), אחד האיברים המורכבים ביותר בגוף האדם, הוא מרכיב חיוני באוזן התיכונה וממלא תפקיד מכריע בשמירה על תפקודה הפיזיולוגי¹. הפונקציות הפיזיולוגיות של החוצן הן כדלקמן ^2,3: ראשית, הוא מאזן את הלחץ באוזן התיכונה. כאשר נוצר לחץ שלילי באוזן התיכונה עקב חילופי גזים עם הרירית, ה- ET נפתח לסירוגין כדי להשוות את הלחץ ללחץ האטמוספרי. זה חיוני לשמירה על תנאי העכבה הנמוכים ביותר במערכת העברת הקול באוזן התיכונה, מה שמבטיח את העברת הצליל היעילה ביותר לאוזן הפנימית. שנית, הוא מקל על ניקוז הריר מהאוזן התיכונה ללוע האף, ומונע הצטברות נוזלים והתפתחות דלקת אוזן תיכונה מופרשת. שלישית, יש לו תפקיד מגן. בתנאים רגילים, ה-ET נשאר סגור רוב הזמן, ומונע כניסה של הפרשות או פתוגנים מהאף לאוזן התיכונה. חומר פעילי השטח המופרש על ידי רירית החוצן מעכב גם זיהום מיקרוביאלי.

Bluestone ו-Beery⁴ מאמינים כי ל-ET יש גם אפקט צוואר דק הדומה לבקבוקון, שהוא גם מנגנון המראה את האפקט המגן של ה-ET. רביעית, יש לו פונקציית הגנה על קול. במצב סגור, ה-ET מונע מקולות נשימה ובליעה בדרכי הנשימה להיכנס לאוזן התיכונה, ומונע הפרעה לשמיעה. הפונקציות הפיזיולוגיות שהוזכרו לעיל קשורות באופן מורכב למבנה האנטומי המורכב של ה-ET. נכון לעכשיו, ידוע כי אורכו הכולל של ה-ET האנושי הוא כ-31-40 מ"מ, עם אורך ממוצע של 36 מ"מ. מבחינה אנטומית, הוא מחולק לחלק הגרמי, האיסטמוס והחלק הסחוס. אצל מבוגרים, ה-ET נוטה בזווית של 30-40 מעלות במצב אופקי ויש לו זווית של כ-45 מעלות במצב סגיטלי. החלקים הגרמיים והסחוסיים אינם יוצרים קו ישר אלא בעלי זווית של ~160°. החוצן משמש כצינור בין הלוע לאוזן התיכונה. מבנהו כולל סחוס ET המחובר לבסיס הגולגולת, שריר הטנזור ולי פלטיני, שריר ה-levator veli palatini, שריר ה-salpingopharyngeus, הבלוטות סביב צינור האוסטכיוס ורכיבי אפיתל שונים.

תפקוד לקוי של ET עלול להוביל למחלות שונות, כגון פתיחת ET לא תקינה, חסימת ET ^5,6 ופגיעה בלחץ ET. פתיחה לא תקינה של ET עלולה לגרום לתסמינים כמו טינטון ואוטופוניה. חסימת ET עלולה להשפיע על תפקודי האוורור והניקוז של האוזן התיכונה, ולהוביל למחלות כמו דלקת אוזן תיכונה או כולסטאטומה. פגיעה בלחץ ET עלולה לגרום לדלקת אירוטיטיס מדיה.

בעלי חיים קטנים משמשים לעתים קרובות במחקרים על חוצנים, כולל עכברים ^7,8,9, חולדות^10,11, שרקנים 12,13,14, צ'יפמאנקס 15,16,17,18 וארנבות ^19,20. בעלי חיים אלה חסכוניים, מתרבים במהירות וקלים לניהול. לאחר שנים רבות של מחקר, חלה התקדמות משמעותית בחקר מבנה החוצנים, תפקודים פיזיולוגיים ומודלים פתולוגיים באמצעות בעלי חיים אלה. בעתיד, צפוי שהם יישארו בחירות קריטיות לחקר חוצנים.

עם זאת, העובדה שלחוצן יש נפח קטן מאוד בגוף החיה ושהוא קטן עוד יותר בחיות ניסוי קטנות, היא מכשול גדול העומד בפני החוקרים. המבנה וחלק מהפונקציות של חוצנים בבעלי חיים אלה שונים למדי מאלה של בני אדם, ובכך מגבילים את יישומם בתחום חקר החוצנים. בשנים האחרונות, מספר הולך וגדל של חוקרים משתמשים בחיות ניסוי גדולות כמו חזירים זעירים או כבשים למחקר הקשור ל-ET 21,22,23,24,25. הם מצאו שהמודלים הגדולים האלה של חיות ניסוי מתאימים יותר למחקרי חוצנים.

Pracy et ^al.24 גילו כי מבני ET ואוזן תיכונה של חזירים מיניאטוריים דומים מאוד לאלה של בני אדם, עם אורכים כמעט זהים ומסלולים דומים. ממצא זה עולה בקנה אחד עם התוצאות הראשוניות של קבוצת המחקר שלנו²³. כמה חוקרים השתמשו גם בפרימטים לא אנושיים, כמו קופים²⁶ וקופי רזוס 27,28,29. צינורות האוסטכיוס שלהם קרובים יותר לבני אדם מבחינה אנטומית, פיזיולוגית וגנטית. עם זאת, אין להכחיש שבעלי חיים אלה יקרים, מאתגרים להשגה, ובמקרים מסוימים עשויים להיות בעלי מידות גוף קטנות יותר, מה שמקשה על הליכים כירורגיים. מאפיינים אלה תורמים ליישום מוגבל של בעלי חיים אלה במחקר רפואי.

השימוש בחיות ניסוי גדולות לחקר חוצנים הפך לאחרונה למוקד חם בתחום זה. בעבר, הגישה האנדוסקופית הקונבנציונלית שימשה למחקר ET שבאמצעותו נחשף צינור האוסטכיוס לאחר שהגיע ללוע האף, ולאחר מכן הליכים חיוניים. תהליך זה מחקה מקרוב ניתוח ET אנושי. עם זאת, המאפיינים האנטומיים של חלל האף והגולגולת אצל בעלי חיים גדולים שונים מאלה של בני אדם. זה עלול להוביל לאתגרים כגון משך ניתוח ממושך, נזק אגבי ניכר ועייפות למנתח במהלך הניתוח הטרנס-אף. נושאים אלה עשויים להשפיע על מחקר חוצנים. כדי לטפל בבעיה זו, קבוצת המחקר שלנו חקרה ניתוח ET באמצעות גישת החיך הרך ושכללה את התהליך הכירורגי, המוצג להלן.

Protocol

מחקר זה נערך בהתאם להנחיות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה של המכונים הלאומיים לבריאות ואושר על ידי ועדת האתיקה של ניסויים בבעלי חיים של בית החולים הכללי PLA.

1. הכנת מכשירים כירורגיים

1. פותחן פה (איור 1)
   1. הכינו את מכשיר הפתיחה ממוט נירוסטה בקוטר 2 מ"מ וריתכו את החיבור.
   2. ודא שהמסגרת החיצונית מלבנית בצורת אורך של 30 ס"מ ורוחב של 20 ס"מ. מרותכים שתי טבעות מתכת מנירוסטה בקוטר 1 ס"מ בנקודת האמצע של הצד הקצר של המסגרת.
   3. חבר שתי מסגרות מתכת נירוסטה משולשות שוות צלעות בגובה 7 ס"מ לטבעות המתכת דרך קפיצים באורך של ~3 ס"מ. העבירו את הלסתות העליונות והתחתונות של החזיר המיניאטורי דרך שני המשולשים וקבעו אליהם את הלסתות. טבעות המתכת המשולשות, תחת פעולת כוח הקפיץ, מפרידות בין הלסתות העליונות והתחתונות של החזיר המיניאטורי, וחושפות את אזור הניתוח בחיך הרך.
2. מפסק (איור 2)
   1. שנה את המחזיר על בסיס המקור המוצג בטבלת החומרים. כוונן את הזווית של שני הקצוות של המחזיר המקורי לזו המוצגת באיור 2, כדי להקל על פתיחת החתך.
3. דוחף בלונים (איור 3)
   1. שנה את הדוחף ששימש במחקר זה על בסיס המקורי. חותכים חלק מהחלק העליון של הדוחף, שומרים אותו ~3 מ"מ וכווננו את הקצה ל-140 מעלות כדי להקל על דחיפת הבלון לתוך צינור האוסטכיה.
      הערה: מכשירים כירורגיים אחרים מפורטים בטבלת החומרים.

2. חיות ניסוי והרדמה

1. בחר חזירי במה בריאים, בני 10 חודשים, במשקל 25 ק"ג, וצמו אותם יום אחד לפני ההליך.
2. יש לתת טילטמין וזולאזפאם באמצעות הזרקה תוך שרירית במינון של 10-15 מ"ג/ק"ג.
3. הנח את החזיר במצב שכיבה על שולחן הניתוחים, החדיר את קנה הנשימה, חבר את החזיר למכונת הנשמה ושמור על הרדמה עם איזופלורן בקצב זרימה של 2 ליטר לדקה. עקוב אחר רמות החמצן בדם (>90%), קצב הנשימה (15-20 לדקה) וקצב הלב (60-120 פעימות לדקה)³⁰. בדוק אם יש היעלמות של רפלקס הקרנית כדי לאשר הרדמה מוצלחת, והשתמש בסרט רפואי כדי לשמור על העיניים עצומות כדי למנוע יובש.

3. פרוצדורות כירורגיות (איור 4)

1. השתמש בפותחן פה (איור 1) כדי לקבע את הלסת העליונה כלפי מטה בקצה התחתון של פותחן הפה. קשרו את הלשון יחד עם הלסת התחתונה, ותלו אותה כלפי מעלה בקצה העליון של פותחן הפה. אבטח את קצה הלשון עם גזה סטרילית ללסת התחתונה. פתח לחלוטין את פי החזיר, וחשוף את החך העליון עד 3 ס"מ מאחורי צומת החך הרך והקשה.
2. יש לחטא את חלל הפה והעור שמסביב ביוד, במיוחד את צומת החיך הרך והקשה. הניחו וילון סטרילי וחברו אנדוסקופ 0° באורך 14 ס"מ וקוטר 3 מ"מ למערכת מצלמות ברזולוציה גבוהה.
3. תחת התאורה וההנחיה של האנדוסקופ, השתמש באצבע המורה כדי להגיע לצומת החך הרך והקשה, ומצא את מיקום החתך בחיך הרך (1 ס"מ מאחורי הצומת, 2-3 מ"מ לצד הכירורגי של התפר החציוני של החך העליון). השתמש ב-1 מ"ל של הזרקת אדרנלין בריכוז של 0.02% לחדירה מקומית, המכסה את כל שכבות החך הרך החתוך.
4. השתמש בסכין מגל כדי לבצע חתך אנכי כלפי מטה במיקום הנ"ל. תחושת פריצת דרך מעידה על כך שהחך הרך נחתך והגיעו לחלל האף. אורך החתך הוא כ-5-7 מ"מ.
   הערה: החתך כלפי מטה צריך להיות אנכי מכיוון שהחך הרך עבה, ואם הכיוון משתנה, הוא עלול לחתוך פנימה לתוך התת-רירית של מחיצת האף או החוצה לתוך התת-רירית של הדופן הצדדית של חלל האף. בין אם סוטים פנימה או החוצה, זה עשוי להיות מאתגר לנווט פעם אחת בתת-רירית, כאשר נצפה תחת אנדוסקופ.
5. לאחר החתך, השתמשו במפסק מתוצרת עצמית (איור 2) כדי לפתוח אותו, השרו רצועת גזה קטנה בהזרקת אדרנלין בריכוז של 0.1%, והכניסו אותה מיד לתוך החתך. התבונן בחתך למשך 2-3 דקות. בדרך כלל, אין דימום ברור, אך אם הדימום כבד ומשפיע על התבוננות אנדוסקופית, השתמש ברצועות גזה ספוגות אדרנלין עד להפסקת הדימום.
6. השתמש במחזיר מתוצרת עצמית כדי לפתוח את החתך במלואו ולחשוף את המבנים העמוקים של החיך הרך.
   הערה: אם הוא נפתח לחלוטין, ניתן לראות את פתח הדופן הפרוקסימלי של האף באמצעות אנדוסקופיה. אם הפתח אינו נראה, החתך עשוי להיות רדוד מדי או לחתוך את התת-רירית של הדופן הצדדית של חלל האף או את התת-רירית של מחיצת האף, אותה ניתן לכוונן עוד יותר בהתאם לעומק החתך.
7. הכנס את האנדוסקופ לחתך כדי לדמיין את המבנים בחלק האחורי של חלל האף והלוע האף, ונבדק פתח הלוע של ET.
   הערה: פתח הלוע של ET ממוקם בדרך כלל בחלק האחורי של הדופן הצדדית של חלל האף, ומופיע כסדק קטן בצורת סהר מעט. ניתן לראות גם את המורפולוגיה של הסחוס של הקיר האחורי של פתח הלוע.
8. השתמשו בדוחף בלון חזיר מיניאטורי שתוכנן במיוחד (מתוצרת עצמית) (איור 3) או במכשיר יניקה כפוף לחקר פתח הלוע של ET, שהוא סדק עמוק יותר עם נתיב כלפי מטה והחוצה.
9. התקן קטטר בלון באורך מיושם של 35.5 ס"מ, אורך בלון של 2 ס"מ וקוטר הרחבה של 3 מ"מ על הדוחף תוך הידוק הברגים. לאחר הכנסת דוחף בלון החזיר המיניאטורי שתוכנן במיוחד לתוך ה-ET, שחרר את בורג הקיבוע, דחף בעדינות את הבלון פנימה, לחץ אותו ל-10 בר ושמור עליו למשך 2 דקות. לאחר מכן, שחרר את לחץ הבלון, ושלף לאט את הבלון יחד עם הדוחף.
10. בבדיקה אנדוסקופית של פתח הלוע והלוע האף, בצע הליכים עוקבים אם אין דימום כבד. לאחר חיטוי חתך החיך הרך, בצע את התפירה כדי להחזיר אותו ליישור עם תפר הניילון 4#.
    הערה: ניתן להשתמש בתפרים בעובי מלא או חלקי. בדרך כלל, 1-2 תפרים מספיקים. רירית החתך מותאמת ליישור נכון כדי להקל על ריפוי הפצע.

4. טיפול לאחר הניתוח

1. הסר את פותחן הפה ואת גזה התחבושת. הניחו את החזיר במצב רוחבי כשהלשון נשלפת מהפה כדי למנוע מהלשון ליפול לאחור ולחסום את דרכי הנשימה. עקוב אחר בעל החיים מקרוב עד שהוא ער לחלוטין כדי למנוע פציעות עקב תנועות לא מודעות.
2. החזירו את החזיר המיניאטורי לכלוב בודד.
3. יש לתת מנה אחת של אנטיביוטיקה לאחר הניתוח, לצום את בעל החיים למשך יום אחד ולתת אנטיביוטיקה דרך הפה למשך 6 ימים.

תוצאות

מחקר זה ביצע הרחבת בלון של ET באמצעות גישת החך הרך על 53 חזירים מיניאטוריים, ששימשו לחקר ההשפעה של התרחבות בלון על רירית ET. בלונים הוכנסו בהצלחה ללומן ET עבור כל חיות הניסוי והורחבו בצורה חלקה, והמטרות הכירורגיות הצפויות הושגו. מבין חיות הניסוי, 50 חזירים התאוששו היטב לאחר הניתוח, עם ריפוי פצעים מלא וניתוח מוצלח. שיעור הריפוי של החתך היה 94.34%. שבוע לאחר הניתוח, התפרים נותרו שלמים והחתך נסגר היטב (איור 5). ארבעה שבועות לאחר הניתוח, במהלך איסוף הדגימות, גילינו שהתפרים נפלו באופן טבעי, והריפוי התאושש היטב. כמעט ולא נראו עקבות חתך (איור 6). חתכי החך הרך של שלושת החיות האחרות הראו דרגות שונות של חוסר ריפוי שבוע לאחר הניתוח, מה שהוביל להיווצרות פיסטולות חיך רכות (איור 7).

גישת החך הרך לניתוח ET הוכיחה את עצמה כנוחה, והושגה תצוגה טובה של פתח הלוע של ET. זה הביא לנזק מינימלי לרקמות מקומיות, דימום נשלט, הליכי הרחבת בלון חלקים, זמן ניתוח קצר (ממוצע של 15-20 דקות) וריפוי מהיר לאחר הניתוח. לא צוינו סיבוכים.

איור 1: תרשים של פותחן פה מסוג מסגרת מתוצרת עצמית. המידות מוצגות באיור. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 2: מפרק. כאשר מחדירים את המרחיב לחתך, האלסטיות של שני הצדדים הארוכים תמתח את הרקמה משני הצדדים, ותאפשר חשיפה טובה יותר של אזור הניתוח מתחת לחתך. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 3: דוחף בלון. כאשר טבעת המתכת מאחור נדחפת, גוש המתכת באזור האדום דוחף את הבלון החוצה מהצינור של הדוחף לתוך צינור האוסטכיה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 4: תהליך כירורגי של הרחבת בלון של צינור האוסטכיוס באמצעות גישת החך הרך. (A) אזור הניתוח ומיקום החתך; הקו המקווקו מציין את מיקום החתך. (B) הזרקת אדרנלין בהסננה מקומית. (ג) חתך בסכין מגל. (D) מורפולוגיה לאחר חתך. (E) החתך נמשך על ידי מסיח דעת, וגזה ספוגת אדרנלין משמשת להמוסטזיס. (F) התבוננות במיקום פתח הלוע של ET דרך חתך החך הרך; קווי המתאר המקווקווים מצביעים על פתח הלוע של ET. (G) החדרת אנדוסקופ ללוע האף וחשיפת פתח הלוע של צינור האוסטכיה; קווי המתאר המקווקווים מצביעים על פתח הלוע של ET; (H) דוחף בלונים בפתח הלוע של ET; החדרת בלון ללומן של ET; החץ הלבן מציין את פתח הלוע של ET. (I) לחץ של הבלון להרחבת צינור אוסטכיה; החץ הלבן מציין את התרחבות החוצנים. (J) תפר של החתך ומיקום הרירית. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 5: שבוע לאחר ניתוח בחיות שמראים ריפוי. התפר נשאר שלם, והחתך החלים היטב. קווי המתאר המקווקווים מציינים את החתך שהחלים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 6: ארבעה שבועות לאחר הניתוח. במהלך איסוף הדגימה נבדק החתך. התפרים נשרו באופן טבעי, והריפוי מצוין. קווי המתאר המקווקווים מציינים את החתך שהחלים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 7: שבוע לאחר הניתוח בחיות שלא הראו ריפוי. החתך לא היה סגור ונוצרו פסאודו-ממברנה ופיסטולה לא סדירה על פני השטח, עם כמה תפרים שנשרו. קווי המתאר המקווקווים הצביעו על פיסטולה רכה בחיך. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 8: סריקת CT מיניאטורית של ראש חזיר (חתך סגיטלי). (A) חלל אף מעוקל. הקו האנכי הצהוב בצד ימין של התמונה הוא סרגל קנה המידה, והקו האופקי הצהוב שמתחתיו הוא 5 ס"מ, המסמן את אורכו של חלק מהחך הרך, מה שמצביע על כך שאורך החך הרך בחזירים מיניאטוריים עולה על 5 סנטימטרים. (B) דיאגרמה של החדרת אנדוסקופיה לחלל האף. חיכוך בין אנדוסקופיה לרירית האף בעת החדרה לחלל האף. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

איור 9: סריקת CT ראש חזיר זעיר (חתך רוחבי). (א-ג) CT ראש חזיר מיניאטורי רגיל, לא נמצאו צללים בצפיפות גבוהה באוזן התיכונה הדו-צדדית ובחללי המסטואיד (חץ אדום). (D) ההמולוס השמאלי של התהליך הפטריגואיד של חזיר זעיר A נחתך, וסריקת CT בוצעה 3 חודשים אחרי הניתוח. לא נמצא צל בצפיפות גבוהה בחלל המסטואיד של האוזן התיכונה (חץ אדום). (E) חזיר מיניאטורי B עבר הרחבת בלון צינור אוסטכיוס שמאלי דרך מסלול החך הרך. סריקת CT בוצעה 3 חודשים לאחר הניתוח, ולא נצפה צל בצפיפות גבוהה בחלל המסטואיד באוזן התיכונה (חץ אדום). (F) חזיר מיניאטורי C היה נתון לצריבה של צינור אוסטכיוס שמאלי, וסריקת CT בוצעה חודש לאחר הניתוח. צל צפיפות מוגברת (חץ צהוב) נראה בחלל המסטואיד של האוזן התיכונה השמאלית. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

Discussion

ET, המחבר בין הלוע לאוזן התיכונה, ממלא תפקיד מכריע בוויסות לחץ האוזן התיכונה ומעורב בפתוגנזה של דלקת אוזן תיכונה²⁵. כדי לחקור באופן מקיף את תפקוד החוצנים, החוקרים התרחבו מעבר למודלים של בעלי חיים קטנים למודלים אחרים כמו מכרסמים או קופי רזוס. נכון לעכשיו, מחקרים רבים השתמשו בכבשים או בחזירים מיניאטוריים. באמצעות סריקות CT ומבנים תלת מימדיים, מילר ועמיתיו אישרו כי האנטומיה של צינור האוסטכיוס בכבשים שחורות פנים דומה מאוד לזו של בני אדם²². Pohl et al. אימתו את ההיתכנות של טיפול בתפקוד לקוי של ET על ידי השתלת סטנט ב-ET²¹ של הכבשים.

חזירים מיניאטוריים, המאופיינים בגודל קטן, בגרות מינית מוקדמת, רבייה מהירה וקלות ניהול, הפכו פופולריים יותר ויותר כמודלים של בעלי חיים גדולים במחקר רפואי²⁴. מחקרים קודמים של הצוות שלנו הצביעו על כך שחזירים מיניאטוריים משמשים כמודלים מצוינים לחקר האוזן התיכונה והאוזן הפנימית 30,31,32, בהתחשב בדמיון המורפולוגי והתפקודי שלהם לבני אדם. הישגים יוצאי דופן הושגו בחקר המורפולוגיה, המאפיינים האלקטרופיזיולוגיים, התפתחות האוזן הפנימית^33,34, ביטוי גנים במערכת השמיעה³⁵, ויסות גנים 36,37,38 וטרנספורמציה גנטית^39,40. במקביל, נערך מחקר מעמיק בתחום תפקוד החוצנים. לכן, כדי לחקור את המבנה והתפקוד של ET בצורה יעילה יותר, חקרנו את הגישה הכירורגית החדשה באמצעות חזירים זעירים.

בחקירת גישות כירורגיות, השתמשנו בתחילה בגישה הטרנס-נזאלית²³, שהיא גישה קונבנציונלית לכל הניתוחים של בעלי חיים גדולים הכוללים ET²⁵. לאחר מכן, ניסינו את גישות החך הקשה והחך הרך, ולבסוף נבחרה גישת החך הרך. היתרונות והחסרונות של כל גישה הם כדלקמן:

גישה טרנס-נזאלית
הגישה הטרנס-נזאלית היא גישה קונבנציונלית לבדיקות קליניות וניתוחים הכוללים את ה-ET. בשל חלל האף האנושי הקצר יחסית אך המרווח והחלל הגדול, ניתן להשתמש בכותנה ספוגה באדרנלין כדי לכווץ את רירית האף, מה שמקל על מעבר אנדוסקופ ללוע האף. החלל הרב מאפשר מניפולציה נוחה, מה שהופך את הניתוח לפשוט יחסית. מטבע הדברים, כאשר מבצעים ניתוח בחיות ניסוי גדולות, גישה זו עדיפה.

היתרונות של גישה שגרתית זו הם שהמבנה האנטומי פשוט יחסית, והשימוש באנדוסקופיה של האף מאפשר הדמיה ברורה, מה שהופך אותה לבחירה מוכרת עבור מפעילים. החסרונות של גישה זו הם ראשית שחלל האף בחזירים זעירים מוארך וצר, מה שניתן לראות מתוצאות ה-CT של המחקר הקודם שלנו (איור 8A)²³, המגביל את הניידות של מכשירים לאחר החדרה עמוקה. התמרון הופך למאתגר, במיוחד כאשר נדרשת סיבוב או תנועה זוויתית, מה שמקשה במיוחד כאשר מנסים להושיט יד החוצה ולמעלה לתוך פתח הלוע של ET.

שנית, עלול להתרחש דימום מרירית האף, מה שמוביל לזיהום עדשה אנדוסקופית וראייה לא ברורה של שדה הניתוח (איור 8B). נושא זה משפיע באופן משמעותי על הניתוח, וזמן רב מושקע בתהליך החדרת האנדוסקופ לחלל האף, ניקוי העדשה לאחר זיהום העדשה ולאחר מכן החדרת האנדוסקופ מחדש. בנוסף, ניתוח ממושך מוביל לגודש ונפיחות ברירית האף, מה שמחמיר את היצרות חלל האף ומגביר את אובדן הדם. ניתוחים דרך האף נמשכים לרוב 3 שעות או יותר; במהלך תקופה זו, חלל האף נמצא במצב של דימום מתמשך, וכתוצאה מכך יעילות כירורגית נמוכה. הליכים ממושכים עלולים להוביל לעייפות המפעיל ולנזק מוגבר לחלל האף, הלוע האף ופתח הלוע של ET. בניסויי ET, שינויים במורפולוגיה ובתפקוד של פתיחת הלוע הם נקודות קריטיות לתצפית. נזק כירורגי מוגזם לאזור זה יכול להשפיע על תוצאות התצפית וכתוצאה מכך להשפיע על מסקנות הניסוי, מהן יש להימנע ככל האפשר במהלך הניתוח.

גישת חיך קשה
היתרון בגישה זו הוא שהחתך ממוקם קרוב יותר לחזית במהלך פרוצדורות כירורגיות, מה שמאפשר מרחב פה גדול יותר. פריסת המכשירים נוחה, מה שהופך את הניתוח לפשוט יחסית. רירית החך דקה, ואין צורך במכשירים.

החסרונות של גישה זו הם שהשלבים הכירורגיים מורכבים, ונדרש ציוד כגון מקדחת מערכת מופעלת לפתיחת עצם החך הקשה. מורכבות זו מעכבת את היישום הנרחב של הגישה. והכי חשוב, הריפוי לאחר הניתוח הוא לרוב גרוע, מה שמוביל להיווצרות פיסטולה חיכית קשה, שעלולה להשפיע לרעה על תפקוד החוצנים ואפילו על המצב התזונתי של החזירים. בשל סיבוכים אלה, גישה זו נזנחה.

גישת חיך רך
היתרונות של גישה זו כוללים שכבות אנטומיות ברורות עם ציוני דרך מוכרים. החתך הניתוחי קטן, 5-7 מ"מ בלבד, וניתן לחשוף אותו במלואו להמוסטזיס מספיק כך שאיבוד הדם מוגבל. ההליכים הכירורגיים פשוטים, ולאחר פתיחת החיך הרך, ניתן לראות את חלל האף מגובה הצומת של החך הרך והקשה לגובה הגרון באמצעות אנדוסקופ 0°, פתח הלוע של ET נחשף ישירות. הניתוח אורך כ-20 דקות, וצוות מיומן יכול להשלים אותו תוך קצת יותר מ-10 דקות, מה שמגביר את יעילות הניתוח. ההחלמה לאחר הניתוח מהירה, והפצע נרפא תוך שבוע.

החסרונות של גישה זו הם שמיקום החתך במהלך הניתוח הוא אחורי, וכתוצאה מכך חלל הפה קטן יותר והופך את הניתוח למאתגר יותר. עם זאת, ניתן להתגבר על אתגרים אלה. גישה זו כוללת חיתוך חלק משריר ה-levator veli palatini (LVP) של החך הרך, מה שעשוי להשפיע על תפקוד ה-ET.

כדי לשלול את ההשפעה של פגיעה בשרירים על תפקוד החצוצרה, ערכנו מחקרים קשורים. ראשית, חתכנו את המולוס של תהליך הפטריגואיד כדי להחליש את יכולת ההתכווצות של הטנזור ולי פלטיני (TVP). סריקות CT לאחר הניתוח נערכו מדי חודש, ולא נוצרה דלקת אוזן תיכונה בתום 3 חודשים, מה שמאשר שתפקוד החצוצרה האוסטכיאני לא הושפע (איור 9A ואיור 9D). שנית, ביצענו סריקות CT על החזירים הזעירים 3 חודשים לאחר ביצוע החתך בחיך הרך, והתוצאות גם לא הראו היווצרות של דלקת אוזן תיכונה, מה שאישר שתפקוד החצוצרה האוסטכיאני לא הושפע (איור 9B ואיור 9E). עם זאת, צריבה של צינור אוסטכיוס עלולה לפגוע בתפקוד של צינור האוסטכיה, מה שמוביל להיווצרות דלקת אוזן תיכונה (איור 9C ואיור 9F). השוואת סריקות CT לאחר הניתוח של שלושת החזירים הראתה כי מסלול הניתוח של החך הרך לא הוביל להיווצרות דלקת אוזן תיכונה בחזירים זעירים, מה שמצביע על כך ששיטה כירורגית זו לא השפיעה על תפקוד החצוצרה האוסטכית. יתר על כן, אורך החתך הוא 5-7 מ"מ בלבד, בעוד שאורך החך הרך עולה על 5 ס"מ, מה שמספק בסיס אנטומי לאי השפעה על תפקוד ה-ET (איור 8A). תפרנו גם את החתכים במהירות, כאשר החתך נרפא שבוע לאחר הניתוח. ממצאים אלה, הן מהמבנה האנטומי והן מסריקות CT לאחר הניתוח, מאשרים כי החתך הניתוחי לא השפיע על תפקוד ה-ET. ייתכן שהסיבה לכך היא ההשפעות השונות של TVP ו-LVP של החזיר על החוצנים בהשוואה לבני אדם. בנוסף, החזירים המיניאטוריים גודלו במשך ארבעה שבועות לאחר הניתוח כדי לצפות בהתאוששות החצוצרה. במהלך תקופה זו לא התרחשו סיבוכים כמו קשיי אכילה או נשימה. לכן, גישת החיך הרך בטוחה ויעילה.

נקודות מפתח בהליך הכירורגי לגישת החך הרך כוללות מניעת זיהומים וציוני דרך אנטומיים קריטיים. למניעת זיהומים, המוקד העיקרי הוא מניעת היווצרות פיסטולה רכה. ברגע שזה קורה, זה עלול להשפיע קשות על צריכת המים והמצב התזונתי של החזיר, ולפגוע בתפקוד החוצנים. חובה להקפיד על הליכים אספטיים קפדניים, תוך הקפדה על חיטוי יסודי של אזור הניתוח, הכולל את כל רירית החך העליון, שני צידי החניכיים וקשתות השיניים, חלקים משטח הלשון והעור המקיף את חלל הפה. בנוסף, אנטיביוטיקה נקבעת במהלך הניתוח ואחריו, עם נטילת אנטיביוטיקה יומית דרך הפה במשך שבוע לאחר הניתוח.

ציוני דרך אנטומיים קריטיים הם הקצה האחורי של החך הקשה והתפר החציוני של החיך הרך. הקצה האחורי של החך הקשה ממוקם בצומת החך הרך והקשה וניתן למישוש עם האצבע. זיהוי ציון דרך זה הוא חיוני כדי להימנע מחיתוך קדימה וסיכון לפגיעה בעצם החך הקשה, מה שמקשה על החתך, או הופך את הגישה ללוע האף לאחר החתך. חיתוך לאחור עלול לגרום לנזק מוגזם לחיך הרך, ולהשפיע על לוקליזציה של פתח הלוע של ET. עבור התפר החציוני של החך הרך, החתך צריך להיות בערך 2-3 מ"מ לצד הכירורגי של התפר החציוני של החך הרך. חיתוך קרוב מדי לתפר החציוני עלול להיכנס בטעות לתת-רירית מחיצת האף, ולהפריע לגישה לפתח הלוע של ET. אם החתך רחוק מדי מהתפר החציוני, קיים סיכון לקרבה להיבט הצדדי של הלוע האף, מה שעלול לפגוע בפתח הלוע של ET. במקרים קיצוניים, הוא עלול אפילו להיכנס לתת-רירית של הדופן הצדדית, מה שמקשה על איתור פתח הלוע של ET וגורם לנזק פוטנציאלי לרקמות הסובבות, מה שמוביל לזיהום ברקמות עמוקות לאחר הניתוח.

חמישים ושלושה חזירים מיניאטוריים היו מעורבים במחקר זה שהוקדש לחקר תפקוד צינור אוסטכיה. בנוסף למסלול החך הרך כשיטה כירורגית, חקרנו גם את ההשפעה של הרחבת בלון על המבנה והתפקוד של החצוצרה האוסטכית ומנגנון הפציעה ותהליך התיקון של רירית החצוצרה. מחקרים עוקבים כללו הרחבה עם בלונים בקטרים שונים והמאפיינים ההיסטולוגיים של רירית הצינור האוסטכיאני בנקודות זמן שונות לאחר ההרחבה. חמישים חזירים מיניאטוריים נותחו בהצלחה למחקר הניסיוני שתואר לעיל.

הגישה הניתוחית שלנו נכשלה ב-3 מקרים. תוצאות אלו יכולות להיגרם ממספר גורמים, כולל כמה מהגורמים הבאים. ראשית, מיקום החתך לא היה מדויק מספיק, ונטה לכיוון צד מחיצת האף כך שלא ניתן היה לראות ביעילות את מיקום פתח הלוע של צינור האוסטכיוס דרך החתך המקורי. כדי להשלים את הניתוח, החתך הורחב וכתוצאה מכך נוצר פצע שלא נרפא. שנית, העורק נפגע במהלך חיתוך החיך הרך, זמן הניתוח התארך עקב המוסטזיס חוזר ונשנה, וכתמי הדם שנותרו נדבקו לחלל האף, ושימשו כמדיום תרבית להאצת צמיחת חיידקים, מה שהוביל לזיהום בפצע ולריפוי פגוע. שלישית, עומק התפר לא היה מספיק, וחיכוך המזון במהלך האכילה גרם לתפר ליפול בטרם עת, וכתוצאה מכך הפצע לא נרפא. למרות שבמקרים מסוימים הוצג אי-ריפוי, שיעור ההצלחה הניתוחי עדיין היה ברמה גבוהה.

המגבלה של מחקר זה היא שלא ביצענו ניתוח סטטיסטי על אובדן דם וזמן ניתוח בין המסלול הטרנס-אף והחיך הרך. בתחילה השתמשנו בגישה הטרנס-נזאלית אך מצאנו את הניתוח מאתגר למדי. היה צורך להסיר את האנדוסקופ שוב ושוב כדי לנקות את הדם, מה שהחמיר עוד יותר את הנזק לרירית האף והקשה על הניתוח. זה לקח יותר מ-3 שעות עד שהרחבת הבלון הושלמה. למרות היכולת להשלים את ההליך, לא המשכנו להשתמש בשיטה כירורגית זו בשל האתיקה של ניסויים בבעלי חיים. בשל המספר המוגבל של הליכים מוקדמים דרך האף, רק עשינו חישובים ראשוניים של זמן הניתוח. עם זאת, דווקא החסרונות של זמן ניתוח ארוך ודימום מוגזם הם שעוררו בנו השראה לשקול מסלולים אחרים כדי להימנע מבעיות אלה ולהשיג את המטרה של הרחבת בלון צינור אוסטכיה.

לסיכום, הגישה הכירורגית המתוארת במחקר זה מתאימה מאוד לביצוע פרוצדורות ET בבעלי חיים גדולים כגון חזירים זעירים, כבשים וכלבים. הטכניקה מאופיינת בפשטות, למידה קלה, זמן ניתוח קצר, יעילות גבוהה, נזק מינימלי לרקמות וריפוי מהיר. הדמיה ישירה של פתח הלוע של ET אפשרית במהלך הניתוח, ולהליך אין השפעות שליליות על התפקוד התקין של ET. גישה זו מאפשרת התערבויות שונות בפתח הלוע, כולל הרחבת הבלון שהוזכרה במחקר זה, והיא ישימה באותה מידה להליכים אחרים כגון התקנת סטנט ET בספרות אחרת.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Amoxicillin Soluble Powder	Hefei dragon god Animal Pharmaceutical Co., Ltd.	Veterinary Drug License No. 120.51199	Amoxicillin Soluble Powder is an antibiotic used in veterinary medicine. It is effective against a wide range of bacterial infections in animals, especially respiratory and gastrointestinal infections. Easily dissolved in water, it is convenient for oral administration to livestock and poultry.To prevent postoperative infections following Eustachian tube balloon dilation surgery.
Anesthesia Circuit	INSPIRED MEDICAL	YZB/Guangdong 0016-2009	The anesthesia circuit is a system of tubes and components in an anesthesia machine, which delivers anesthetic gases to the patient and removes exhaled gases. It ensures a continuous flow of gases, allowing precise control of anesthesia levels during surgical procedures.
Anesthesia Machine	Dräger	ARHB-0015	An anesthesia machine is a medical device used to administer and maintain anesthesia during surgical procedures. It precisely mixes gases and vapors, delivering a controlled flow of anesthesia to the patient while monitoring vital signs to ensure safety
Balloon Dilatation Catheter	BIOVAS	ETB30200	An Eustachian tube balloon dilatation catheter is a specialized medical device designed to treat Eustachian tube dysfunction. It features a small balloon at its tip, which, when inflated, gently opens and widens the Eustachian tube, aiding in restoring normal function and relieving symptoms.
Balloon Pusher	BIOVAS	DYQ42	Used in conjunction with a balloon dilation catheter, this device is employed during Eustachian tube balloon dilation surgery. It is inserted through the nasal cavity to the opening of the Eustachian tube, establishing a working channel. This guides the balloon catheter into the canal to complete the balloon dilation. After the procedure, it is removed from the canal along with the balloon dilation catheter. In this experiment, it is inserted through the soft palate to the opening of the Eustachian tube."
Cefuroxime Sodium for Injection	SHANDONG RUNZE PHARMACEUTICAL CO., LTD	National Medicine Approval Number H20066112	Cefuroxime sodium for injection is a broad-spectrum antibiotic used to treat various bacterial infections. It's effective against respiratory, urinary, skin, and soft tissue infections, working by interfering with bacterial cell wall synthesis, thereby eliminating the infection-causing bacteria.To prevent postoperative infections following Eustachian tube balloon dilation surgery.
Disposable Balloon Inflation Pressure Pump	FERVID	FXB-20-30	In Eustachian tube balloon dilation surgery, a single-use balloon inflation pressure pump is employed. This device precisely controls the balloon's expansion, ensuring safe and optimal pressure during the procedure. It's crucial for achieving effective dilation while minimizing the risk of tissue damage.
Endoscope	Karl Storz	7220AA	In Eustachian tube balloon dilation surgery, an endoscope is used for direct visualization of the Eustachian tube. This allows for precise guidance of the balloon catheter, ensuring accurate placement and dilation, crucial for the success of the procedure and reducing the risk of complications.Used in conjunction with an endoscopic imaging system.
Endoscopic Imaging System	DELON	HD3808	In Eustachian tube balloon dilation surgery, an endoscopic imaging system provides high-resolution visuals of the nasal and Eustachian tube areas. This facilitates precise balloon placement and expansion, ensuring the procedure's effectiveness while minimizing the risk of tissue damage and complications.
Epinephrine Hydrochloride Injection	HENGTONG	Veterinary Drug License No. (2013) 220381220	Epinephrine hydrochloride injection is widely used for its vasoconstrictive properties, effectively constricting blood vessels to reduce bleeding. This makes it a crucial agent in controlling hemorrhage, particularly during surgical procedures and in certain bleeding disorders.
Tiletamine Hydrochloride and Zolazepam Hydrochloride Injection	Virbac	Zoletil 50	Tilidine hydrochloride and naloxone hydrochloride injection is a medication combining an opioid analgesic and an opioid antagonist. It's used for severe pain management, where tilidine provides pain relief while naloxone reduces the risk of opioid-induced side effects, particularly respiratory depression.Used for the anesthesia of experimental animals.
Trauma Continuous Drainage Suction Device	Shanghai S.MANF	YZB/Shanghai 5094-54-2014	Trauma continuous drainage aspirator is a medical device used for prolonged suction of fluids from surgical or traumatic wounds. It helps to remove exudate and blood, reducing infection risk and promoting faster healing by maintaining a clean and dry wound environment.
Xylazine Hydrochloride Injection	Chang shabest biological technology institute CO., LTD.	Veterinary Drug License Number180121777	Cetirizine hydrochloride injection is used in experimental animal anesthesia for its sedative properties. It aids in the induction of mild sedation, reducing stress and discomfort in animals during procedures. Its application is crucial in ensuring the welfare and minimizing distress in various animal studies.