A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פרוטוקול זה מתאר את המתודולוגיה הכירורגית להשתלת מכשיר טלמטריה אלחוטי לבעלי חיים גדולים כדי לאפשר איסוף רציף וארוך טווח של נתונים המודינמיים, כולל דופק, לחץ דם עורקי, לחץ וריד נבוב נמוך וגבוה וקצב לב.
בעוד שהליך פונטן משפר באופן דרסטי את תוחלת החיים של חולים עם חדר בודד, ידוע היטב כי זרימת הדם המתקבלת גורמת לעומס מחלה משמעותי בטווח הארוך כתוצאה מעלייה כרונית בלחצים ורידיים מרכזיים וירידה בתפוקת הלב. מודלים כרוניים של בעלי חיים הם נכס רב ערך לחקר התוצאות הפיזיולוגיות המאוחרות הקשורות לניתוח זה וכלי הכרחי בהערכת מכשירים עתידיים שנועדו להקל על כשל פונטן. עם זאת, ניסיונות קודמים ליצור מודלים כרוניים של פונטן נפגעו על ידי שיעורי הישרדות נמוכים. בנוסף, איסוף נתונים המודינמי יעיל מהווה אתגר משמעותי בבעלי חיים הנעים בחופשיות. לשם כך, השימוש במערכות טלמטריה מושתלות אלחוטיות מספק פתרון חדשני לניטור בזמן אמת וארוך טווח של נתונים קרדיווסקולריים. פרוטוקול זה מתאר את המתודולוגיה להשתלה כירורגית של מכשיר טלמטריה אלחוטי במודל הישרדות של פונטן, המאפשר רישום רציף ומתמשך של מספר פרמטרים המודינמיים, כולל דופק, לחץ דם עורקי ולחצים מקומיים בווריד הנבוב התחתון (IVC) והעליון (SVC). מכשירי טלמטריה הושתלו עם קנולציה של עורק הצוואר ווריד הצוואר הפנימי או עורק הירך והווריד, להצבת צנתרים חישת לחץ באבי העורקים העולה וב-SVC או אבי העורקים הבטני ו-IVC, בהתאמה. השימוש במערכות הטלמטריה האלחוטיות איפשר ניטור צמוד לאחר הניתוח לאחר ניתוח חד-שלבי של פונטן, שתרם לשיפור רווחת בעלי החיים והישרדותם
פיתוח הליך פונטן בשנת 1971 הוביל לשיפורים משמעותיים בתוצאות עבור חולים עם חדריחיד 1. מטרת פעולה זו היא להפריד בין הוורידים המערכתיים והריאתיים ללב, ובכך להגביר את החמצון המערכתי ולהקל על עומס הנפח על החדר המערכתי. מאז הצגתה, נעשו שינויים רבים בגישה הכירורגית. נכון לעכשיו, מעקף מלא של הלב הימני מושג לרוב באמצעות שחזור בשלבים 2,3. בדרך כלל, השלב הראשון מבוצע במהלך השבוע הראשון לחיים4. לאחר מכן המטופלים עוברים שלב שני, המורכב מהליך גלן או המי-פונטן, כדי להפנות את זרימת הדם מהווריד הנבוב העליון (SVC) לעורק הריאה (PA)5. לאחר מכן מתבצע הליך פונטן, הכולל יצירת צינור חוץ לבבי או תעלה רוחבית בין הווריד הנבוב התחתון (IVC) ל-PA6. התקדמות כירורגית כמו זו שנעשתה לאורך ההיסטוריה של הליך פונטן לא הייתה יכולה להיות מושגת ללא שימוש במודלים של בעלי חיים7.
בעוד שהליך פונטן משפר באופן דרסטי את תוחלת החיים של חולי חדר בודד, ידוע היטב כי זרימת הדם המתקבלת, הפועלת ללא משאבה תת-ריאתית, גורמת לעומס מחלה משמעותי בטווח הארוך כתוצאה מעלייה כרונית בלחצים ורידיים מרכזיים (CVP) וירידה בתפוקת הלב 8,9,10,11,12 . מודלים כרוניים של בעלי חיים פונטנים הם נכס יקר ערך לחקר התוצאות הפיזיולוגיות המאוחרות הקשורות לניתוח זה13. איסוף נתונים פעיל של פרמטרים קרדיווסקולריים, כגון CVP, דופק וסימנים חיוניים אחרים, כדי ללכוד את השינויים ההמודינמיים שלאחר הניתוח חיוני להערכה מקיפה של פתופיזיולוגיה מתפתחת. יתר על כן, מודלים של בעלי חיים הם כלי הכרחי לבדיקת היכולת של מכשירי עזר חדריים חדשים שנועדו להקל על החסרונות ההמודינמיים של מחזור הפונטן in vivo 14,15,16,17,18,19.
עם זאת, איסוף נתונים יעיל מהווה אתגר משמעותי. טכניקות פולשניות מבוססות צנתר מוגבלות על ידי אופיין החולף, הסיכונים הפרוצדורליים הנלווים וחוסר היכולת לנטר את מצבו של בעל החיים לאורך תקופות ממושכות. יתר על כן, ניסיונות קודמים ליצור מודל פונטן בעל חיים גדול נבלמו על ידי שיעורי הישרדות נמוכים, ככל הנראה בשל כישלון לבבות נורמליים להסתגל להתבססות החריפה של מחזור הפונטן 7,20. לשם כך, השימוש במערכות טלמטריה אלחוטיות מספק פתרון חדשני לאיסוף בזמן אמת וארוך טווח של נתונים קרדיווסקולריים בבעלי חיים הנעים בחופשיות21,22. מכשירים אלה עשויים גם לאפשר ניטור צמוד לאחר הניתוח, מה שיכול להוביל לשיפור רווחת בעלי החיים והישרדותם
כאן, אנו מתארים את המתודולוגיה להשתלה מוצלחת ושימוש במערכת טלמטריה אלחוטית23 במודל כרוני של Fontan ovine. טכניקה זו סיפקה אמצעי חזק ואמין לאיסוף נתונים המודינמיים רציף, המאפשר לחקר לחצים ורידיים ופרמטרים פיזיולוגיים מרכזיים אחרים. יישום טכנולוגיה זו במודלים פרה-קליניים הוא קריטי לקידום הבנתנו את הפיזיולוגיה של פונטן ולפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות שמטרתן לשפר את התוצאות ארוכות הטווח של חולי פונטן.
פרוטוקול ניסיוני זה אושר על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של מכון המחקר אביגיל וקסנר של בית החולים הלאומי לילדים (AR20-00121). כל הנהלים עמדו בהנחיות המפורטות במדריך של המכון הלאומי לבריאות לשימוש וטיפול בחיות מעבדה. מחקר זה עקב אחר הנחיות מחקר בבעלי חיים: דיווח על ניסויים In Vivo . כבשי דורסט עם טווח משקל של 23-38 ק"ג וטווח גילאים של 2-12 חודשים שוכנו בסביבה ספציפית נטולת פתוגנים עם גישה חופשית למזון ומים לפחות שבוע אחד לפני הניתוח. הציוד והריאגנטים המשמשים במחקר מפורטים בטבלת החומרים.
1. הכנת בעלי חיים
2. הכנת מכשיר טלמטריה
3. שיטה 1: עורק הירך וקנולציה של הוורידים
4. שיטה 2: עורק הצוואר וקנולציה של וריד הצוואר הפנימי
5. התאוששות
תוצאות כירורגיות
בסך הכל 13 כבשים עברו ניתוח פונטן חד-שלבי הכולל חיבור קאווריאתי מלא עם ניתוק של ה-SVC וה-IVC מהפרוזדור הימני, אנסטומוזה ישירה מקצה לצד של ה-SVC ל-PA, ומיקום צינור חוץ-לבבי בין ה-IVC ל-PA. הכבשים עברו הליך זה בגיל ממוצע של 13.3 ± 7.6 חודשים. מתוכם, 3 כבשים עברו הש...
פיתחנו שתי שיטות כירורגיות להשתלת מכשיר טלמטריה אלחוטי במודל של ביצים. המכשיר הושתל בהצלחה ב-5 כבשים כדי להשיג ניטור ורישום רציף וארוך טווח של מספר פרמטרים קרדיווסקולריים, כולל דופק, לחץ דם עורקי ולחצים ורידיים מקומיים מ-IVC הבטן ו-SVC בית החזה. כל הכבשים שרדו את הניתוח להשת?...
פרויקט זה מומן על ידי Additional Ventures Cures Collaborative, פאלו אלטו, קליפורניה.
אנו מעריכים את הצוות הווטרינרי המסור ב-Animal Research Core. ברצוננו גם להביע את תודתנו למרי ווקר, DVM, MS, על המומחיות שלא תסולא בפז והטיפול הערני שלה לאורך כל המחקר.
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 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved