Хирургическая техника для имплантации тканей Engineered сосудистые протезы и последующих<em&gt; В Vivo</em&gt; Мониторинг

Резюме

Шаг за шагом протокол на межрегиональный позиционной размещения тканей Engineered судов (Тевс) в сонной артерии овцы, не используя анастомоз конец-в-конец и в режиме реального времени цифровое оценку в естественных условиях до принесения в жертву животных.

Аннотация

Развитие тканей Engineered судов (Тевс) продвигается по способности в плановом порядке и эффективно имплантатов Тевс (4-5 мм в диаметре) в большой модели животных. Шаг за шагом протокол для связи между позиционной размещения ТэВ и в режиме реального времени цифровое оценки ТРВ и родных сонных артерий описаны здесь. В естественных условиях мониторинга стало возможным благодаря имплантации зондов потока, катетеров и ультразвуковых кристаллов (способны записи изменений динамических диаметр имплантированных Тевс и родных сонных артерий) во время операции. После имплантации, исследователи могут вычислить артериальные структуры потока крови, инвазивные кровяное давление и диаметр артерии, дающие такие параметры, как скорость пульсовой волны, индекса аугментации, пульс давления и соблюдения. Сбор данных осуществляется с использованием одного компьютерную программу для анализа на протяжении всего срока эксперимента. Такой бесценный данных дает представление TEV матрицы ремоделирования, его resemblanСЕ Родные / управления фиктивных и общей производительности ТэВ в естественных условиях.

Введение

Основное внимание в развитии Тевс в том, чтобы обеспечить замену для аутологичных замены трансплантата при аутологичных суда не имеется и ограничить доноров прицел заболеваемости. Например, количество аортокоронарное операций в год превысила 350 000 в США, и идеальным источником соответствующих прививок остается левой внутренней грудной артерии, левая передняя нисходящая коронарная артерия и подкожной вены ^1. Поскольку многие люди, которые страдают от сердечно-сосудистых заболеваний не может иметь подходящие артерии и вены для аутологичных замены трансплантата, развитие Тевс таким образом, стала интенсивно область исследований на протяжении десятилетий ^1-6. В то время как машиностроение и оптимизация новых Тевс претерпели множество достижений, сообщая о хирургических методов, используемых имплантировать Тевс сами не были предметом столь интенсивных обсуждений. Скорее, протоколы, касающиеся имплантации Тевс в животных моделях в значительной степени оставилдо исследования исследователи.

Следующий рукопись показывает, как внедрить Тевс за счет использования анастомоза подход конца в конец. Эта процедура была оптимизирована с использованием специального шаблона анастомоза сшивающий, стабилизирующие технику шва, оптимизируя продольном растяжении и добавление в естественных условиях мониторинга аппаратуры. Этот метод контрастирует с некоторыми из многих вариаций, которые были ранее использованы. Кроме того, эта процедура описывает, как получить параметры, такие как артериального давления, TEV Диаметр / соблюдения и расход через ТРВ после операции вплоть до эксплантации. Это сбора данных обеспечивает необходимую анализ ТРВ пока он находится в процессе реконструкции.

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

протокол

ПРИМЕЧАНИЕ: Данный протокол был одобрен Комитетом по уходу и использованию животных, по крайней Государственного университета Нью-Йорка в Буффало.

1. Предоперационная подготовка

1. Используйте овец (крест Дорсет, женщина, примерно 1-3 лет с весом 40-60 кг) в течение следующего исследования. Администрирование циклоспорина А (200 мг / день), аспирин (975 мг / день) и кумадин (20-30 мг / сут) внутрь, начиная за 3 дня до операции и продолжаться в течение всех исследований.
2. Убедитесь, овец постился 12 ч до операции (обычным кормом = 1,8 кг сена и 0,4 кг зерна).
3. Стерилизацию все хирургические материалы, используя паровое автоклавирование при 121 ° С и 15 фунтов на квадратный дюйм в течение 30 мин.
4. Место следующие пункты в параформальдегиде эксикатор 48 ч до операции: 4 мм зондов доплеровского потока, 1 мм ультразвуковые кристаллы, пребывающего артериального катетера, расширение трубы и 42 "Tygon трубки.
   ПРИМЕЧАНИЕ: таблица соответствующего медицинского оборудования, необходимого дляхирургии и стерилизации приведены в таблице 1. Предварительно размещение аппаратуры в трубки Tygon на этой стадии поможет сэкономить время во время операции.
   1. На каждом конце зонды, катетеры и кристаллов, как слева и справа, если это применимо.

2. Хирургическая операция

1. Вызвать овец для анестезии с диазепамом (0,5 мг / кг) и кетамина (4 мг / кг) внутривенно (IV). Кроме того, использование Telazol (4 мг / кг) IV.
   1. Выполните orotracheal интубации с 8.5-10.0 мм с внутренним диаметром в наручниках эндотрахеальной трубки ^7.
   2. Администрирование летучими анестезии через возвратного дыхания цепи с дыхательным объемом вентилятора (7-10 мл / кг) или давления регулируемого вентилятора (15-20 см H ₂ O). Используйте точности испарителя для управления изофлурана или севофлурана в соответствующем количестве (3% -4% первоначально), чтобы достичь среднего до глубокого хирургического этапа анестезии. Минимальная альвеолярная концентрация дляовец 1,4% или 1,9% соответственно ^8.
   3. Оценка глубины анестезии, наблюдая реакцию двигателя на раздражители, глазной рефлекс, положение глаз, и частоты сердечных сокращений. Монитор насыщения крови кислородом (95% -100%) с помощью пульсоксиметрии, концентрация СО ₂ (45-55 мм рт.ст.) в выдыхаемом газов с использованием капнографии и поддерживать температуру тела во время процедуры (38.5-39.5 ° C) с использованием автоматического регулируется потепления одеяло.
2. Бритье шерсть от всей шеи овец, а более одной головной вены, используя # 40 лезвие на стандартных клиперов. Подготовьте кожу обеих площадках для хирургии с использованием 70% изопропиловый спирт и 7,5% Бетадин скраб насыщенный марлю. Начнем с алкоголем марлю, чтобы облегчить удаление кожи масла. Переключение между бетадином марлю и спирт марлевые три раза.
3. Поместите овец на операционном столе в спинном лежачее положение на вершине потепления одеяло. Пройдите среднего размера orogastric трубку для обеспечения пассивной изгнания содержимого желудка. Продлитьшея овцы и использовать благоприятные амортизацию по мере необходимости для поддержания размещение.
   1. Выполните окончательную асептического Скраб Использование 7,5% бетадин пропитанной марли и позволяют сидеть в течение 5 мин до операции.
4. Администрирование капельницу (раствор Рингера с лактатом или 0,9% солевой раствор) при 10 мл / кг / час через angiocath помещенного в головную вену. Администрирование интраоперационных антибиотики и обезболивание: пенициллин G прокаин 6600 ЕД / кг внутримышечно (IM), гентамицин 1,6 мг / кг внутримышечно, и бупренорфин 0,005-0,01 мг внутривенно или внутримышечно.
5. Сделайте ~ 12 см разрез вдоль по брюшной шеи по средней линии, используя электро прижигания. Изолировать левую и правую сонные артерии (~ 6 см), удалив соединительную ткань при помощи тупого технику вскрытия. Галстук и прижечь микро сосуды ветвления из сонных артерий чтобы свести к минимуму кровотечение.
6. Поддержания стерильности, используя (нестерильной) Хирургическая медсестра для оказания помощи закапывания все электрические и насосно-компрессорных труб (расхода пробы, ультразвуковые хрустальные проводаи трубки катетера) в подкожном слое кожи. Используйте ослабленную троакар, который выходит через хирургически нацелен разрез на дорсолатеральной шеи.
   1. Reach под стерильной драпировки и повернуть голову овец, чтобы сторона шеи могут быть визуализированы под простыни.
   2. Использование 8-см изогнутую кровоостанавливающего к туннелю через подкожное пространство между брюшной разрез по средней линии шеи и на стороне шеи. Откройте и закройте кровоостанавливающего, чтобы прямо рассекать пространство для труб ~ 1,5 см в ширину. Кончики кровоостанавливающего должны находиться на полпути между головой и плечами, примерно в 10 см хвостового вправо или левом ухе. Поверните кровоостанавливающего так, чтобы кончики направлены к поверхностной кожи.
   3. Reach под стерильной драпировки и сделать 1,5 см разрез через кожу, за кончиками кровоостанавливающего стерильной # 11 лезвие. Визуализация кончики кровоостанавливающего, чтобы подтвердить четкое выход через кожу.
   4. Пропустите Tygon трубки, содержащейLL проводка и трубы через подкожные тоннель. Держите провода и трубки выше стерильной драпировки.
   5. Reach под простыни, чтобы удалить внешнюю трубки Tygon с шеи, обнажая имплантированного проводку, когда она покидает горлышко овец. Потяните отдельные линии, чтобы минимизировать провисание подкожное пространство. Оставьте достаточное расстояние, чтобы правильно прикрепить приборы артерии.
7. Поместите 4 мм зондов доплеровского потока на обеих сонных артерий и достичь первоначального чтения (рис 1). Администрирование 100 ед / кг гепарина IV 30 мин до зажима артерии.
8. Продолжить введение гепарина при 100 ЕД / кг / час до конца операции. Зажмите сонной артерии с использованием не-дробильные сосудистых зажимов и вырезать часть (около 4 см в длину). Контралатеральной сонной расход увеличит 50% -100%, чтобы поддерживать приток крови к мозгу.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Можно ограничить продольную растяжку с отдачей родной судна путем удалениякороткие сегменты, чем быть заменен и / или растяжения родной артерии с сосудистыми зажимы, чтобы сократить разрыв до полного анастомоза процедура не будет завершена. Это поможет ограничить напряжение на отдельных холдинговых швов и имплантированных трансплантата.
9. Шов ТэВ в месте, используя простые прерванные стежки 7-0 пролина ethalloy двойной вооруженного мононити шва. При необходимости применяются сосудистых гладких мышц релаксанты, такие как папаверин (15 мг / мл) или никардипин (1,25 мг / мл) местно на родном сосудистой, чтобы предотвратить сужение кровеносных сосудов, которые бы препятствовать анастомоза наложения швов.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Начните размещения швов с примерно 1 мм интервалом. Это может значительно варьироваться от случая к случаю. Состав и толщина ТРВ будет влиять на эффективное расстояние между швами. Как толщины нативной ткани или ТРВ уменьшается, это может быть необходимо, чтобы поместить швов ближе друг к другу.
   1. Во-первых якорь четыре точки ТРВ к родной артерии путем размещения двух противоположных Stitches на обоих первый и второй концы (рисунок 2-ди). Удерживайте каждую якорь проводятся с использованием кровоостанавливающих.
      Примечание: проксимальный и дистальный описания со ссылкой на направление потока крови на протяжении всей работы.
   2. Добавить 5-6 больше швов на поверхностной стороне обоих проксимальных и дистальных концах, чтобы начать анастомоза. (Фиг.2 -pr). Одновременно повернуть сосудистой зажимы 180 градусов.
   3. Восстановить напряжение на анкерных швов. Добавление дополнительных (от 5 до 6) узловыми швами, чтобы первый и второй концы на повернутом стороне ТРВ.
10. После ТРВ надежно зашивают на месте, поверните его обратно в исходное положение и снимите сосудистой зажимы по одному, дистальный зажим в первую очередь. Небольшое кровотечение на анастомоза сайтов является распространенным явлением. Это, естественно, может решить после нескольких минут Ослабить хомут и перестановки креплений или требуют размещения дополнительных швов. Поместите зонд доплеровского потока (рис 3-FL) Обратно на проксимальных родной артерий потоку крови, поступающий в ТэВ и расхода монитора.
    Примечание: Ожидать скорости потоков в левой и правой сонной артерии для уравновешивания приблизительно через 15 мин. Если скорость потока на сонной артерии с имплантировали ТРВ стабильно падает, то можно ТРВ является свертывания. Другие возможные отклонения относительно потока может быть связано с сужением нативной артерии проксимальный или дистальный к ТРВ. Если это происходит, то использование дополнительного сосудистой релаксант гладких мышц могут быть применены, и родной судно должно возвратиться к базального тонуса после 30-60 мин после закрытия ткани по привитого сайта.
    1. При желании, вырезать контралатеральной сонной артерии и сшить его на место в качестве контроля "Шам". Это более клинически значимым, чем оставить на правой сонной артерии в покое и только есть датчик расхода, ультразвуковые кристаллы, и катетер. Если контроль обман находится в розыске, выполните это до переходить к шагу 2,11.
11. Шовный 1 мм ультразвуковые кристаллы (рис 3 -cr1 CR2) в противоположных сторонах ТРВ с использованием 7-0 пролина. Автор шов через ультразвуковой кристально голове и сшить только поверхностный слой ТэВ.
12. Артерию катетер с использованием модифицированного 18 г катетер с тефлоновым тканого карман в юбке (фиг 3- Са & фиг.4А). Поместите катетера дистальнее ТэВ на родном артериальной ткани.
    1. Шов карман в юбке в артериальной стенке с 5/0 Ethibond контролировать кровотечение. Использование циклогексанон придерживаться трубки microbore к катетеру, который был сброшены с физиологическим раствором. Используйте трубы как внутренней линии.
    2. Используйте 20 G Луер Ста адаптер с инъекций Подключите Surflo, чтобы запечатать экстериоризированного конец трубки (рис 4б). Для поддержания проходимости катетера, получить объем заливки линии и промыть его с 10 мл физиологического раствора, а затем 5000 ед / мл инъекции гепарина натрия каждые 2-3 дня,
13. Записать расстояние между зондом потока и ультразвуковых кристаллов, а также расстояния между зондом и потока катетера. Это позволит скорость пульсовой волны должны быть рассчитаны в сочетании с программным обеспечением. Если такие расчеты не нужны, не имплантировать катетер.
14. Получить интраоперационной чтение при желании убедиться, что все имплантированный аппаратных функций (раздел 3).
15. Безопасный имплантированных линий и проводов в близлежащие мускулатуры с помощью 2/0 шелк и коническую иглу (рисунок 3).
    1. Установите сосудов датчик тока провода параллельно судна, с хвостового зонда и провода, проходящей краниально, а затем сделать "U-Turn" по отношению к боковой мускулатурой. Закрепить провод соседней мускулатуры, с использованием 2-0 шелка на конической иглы в двух местах, так что провод или расхода пробы не может поместить любое давление на судне. Будьте уверены, швы плотно, но не затягивайте и задушить musculaры (рис 3).
    2. Шовный кристалла провода и артериального катетера линию бокового мускулатуры, что позволяет в течение ~ 1,5 см слабину, похожий на предыдущих этапах для обеспечения зонд потока (рисунок 3).
    3. Соберите все провода и линии вместе и обрекают их на мускулатуру непосредственно перед выходом через подкожной туннель, похожий на предыдущих этапах.
16. Закройте место операции со счетом 2-0 викрил шва в слоях с использованием работающей шовный рисунок на лицевой панели и подкожных, бег матрас стежка на коже (часть приборной панели, не резки иглы, кожа, резки иглы). Закройте 1,5 см разрез на шее спинной вокруг экстериоризированного проводов и линий с использованием 2/0 викрил и режущую иглу.
17. Место датчик тока провода, катетеров линии, и ультразвуковые кристаллические провода в мешочек (10 см х 10 см), что надежно пришит к коже овец (фиг.5 - после восстановления).
18. Постепенно отучить овец от анестезиии дыхательный объем вентилятор, то экстубации овец, когда спонтанное дыхание возобновляется. Извлеките angiocath при необходимости вставляется в головную вену и бинта.
19. Перевязать шею с помощью тройной мазь с антибиотиком на разрезы, колодки Telfa, стрейч-ролл марлевые, и elasticon.
20. Администрирование послеоперационную аналгезию: ФЛУНИКСИН меглумин раз 2,2 мг / кг внутримышечно во время восстановления, а затем один раз 1,1 мг / кг внутримышечно в день в течение двух дней, бупренорфин 0,005-0,01 мг внутривенно или внутримышечно два раза в день в течение одного дня.

3. В Vivo мониторинга

1. Поместите овец в передвижной тележке, чтобы обеспечить надлежащее сдержанность. Это позволяет овцы сохранять спокойствие и сознательное без ущерба для оборудования. Может потребоваться, чтобы акклиматизироваться овец в корзину 2 или 3 раза в течение 30 мин до получения инструментальные записи.
2. Удалить все провода и линии сумку и подключить к устройствам мониторинга. Подключите датчик потока для расходомера, 1 мм ультразвуковые кристаллы подключен к TRB-USB Поле, а катетер линии к датчикам давления. Блок-схема этой установки обеспечивается (рис 6).
3. Калибровка датчиков расхода и датчиков давления до сбора данных.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Из-за потенциальной изменчивости между версиями программного обеспечения и различий в оборудовании, используемых, калибровки и настройки будут варьироваться от случая к случаю.
4. Использование осциллографа для тонкой настройки измерения кристалл Sonometrics, в соответствии с протоколом производителя.
5. Данные записи с помощью компьютера и программного обеспечения (Рисунок 7). Следы в верхней части рис 7 в белом цвете соответствует имплантированного ТРВ, а следы в нижней половине в красный цвет соответствует Шам / родной. Для обоих ТРВ и Шам расхода (мл / мин), артериальное давление (мм рт.ст.) и диаметр (мм) записываются в прямом эфире.
6. Запись, по крайней мере, 1 мин без каких-либо помех. Экспортировать эти данные для более детального анализа. После записи, DISCONNЭСТ все провода и место обратно в мешочек зашивается на шее овцы.

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

Результаты

Более 30 овец прошли хирургическую технику, описанную в настоящем докладе для имплантации Тевс (в печати) ^9. Сводная таблица самые последние операции овец после оптимизации протокола приведены в таблице 2. Все овцы восстановился после TEV имплантации с жизнь не опасных осло...

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

Обсуждение

Цель настоящего доклада заключается в обеспечении надежной и воспроизводимой процедуры для имплантатов Тевс интересов в овечьей сонной артерии. Местные сонные артерии животных, используемых в этой модели были 0,5-0,75 мм в толщину и 4,5-5 мм в наружном диаметре. Хирургическая техника описа...

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

Материалы

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.