Sağ Ventrikül Yetmezliği ve Fonksiyonel Triküspid Yetersizliğinin Kronik Ovine Modeli

Özet

Sağ ventrikül yetmezliği ve fonksiyonel triküspid yetersizliği sol taraflı kalp hastalığı ve pulmoner hipertansiyon ile ilişkilidir ve hastalarda morbidite ve mortaliteye önemli ölçüde katkıda bulunur. Sağ ventrikül yetmezliği ve fonksiyonel triküspid yetersizliğini incelemek için kronik bir küçükbaş hayvan modeli oluşturmak, mekanizmalarını, ilerlemelerini ve olası tedavilerini anlamada yardımcı olacaktır.

Özet

Sağ ventrikül disfonksiyonu ile ilişkili ağır fonksiyonel triküspid yetersizliğinin (FTR) patofizyolojisi tam olarak anlaşılamamıştır ve suboptimal klinik sonuçlara yol açmaktadır. FTR'nin mekanizmalarını araştırmak için FTR ve sağ kalp yetmezliğinin kronik küçükbaş hayvan modelini oluşturmak için yola çıktık. Yirmi yetişkin erkek koyuna (6-12 aylık, 6±2-7 kg) sol torakotomi ve başlangıç ekokardiyografisi yapıldı. Ana pulmoner arterin (PA) etrafına bir pulmoner arter bandı (PAB) yerleştirildi ve sistolik pulmoner arter basıncını (SPAP) en az iki katına çıkaracak şekilde kıstırıldı, sağ ventrikül (RV) basıncının aşırı yüklenmesine ve RV dilatasyon bulgularına neden oldu. PAB, SPAP'ı 21 ± 2 mmHg'den 62 ± 2 mmHg'ye yükseltti. Hayvanlar 8 hafta boyunca takip edildi, kalp yetmezliği semptomları diüretiklerle tedavi edildi ve plevral ve abdominal sıvı toplanmasını değerlendirmek için sürveyans ekokardiyografisi kullanıldı. Takip döneminde üç hayvan inme, kanama ve akut kalp yetmezliği nedeniyle öldü. 2 ay sonra medyan sternotomi ve epikardiyal ekokardiyografi yapıldı. Hayatta kalan 17 hayvandan 3'ünde hafif triküspid yetersizliği, 3'ünde orta derecede triküspid yetersizliği ve 11'inde ciddi triküspid yetersizliği gelişti. Sekiz haftalık pulmoner arter bandı, sağ ventrikül disfonksiyonunun stabil kronik koyun modeli ve anlamlı FTR ile sonuçlandı. Bu büyük hayvan platformu, RV başarısızlığının ve fonksiyonel triküspid yetersizliğinin yapısal ve moleküler temelini daha fazla araştırmak için kullanılabilir.

Giriş

Sağ ventrikül yetmezliği (RVF), kardiyak hastalarda morbidite ve mortaliteye katkıda bulunan önemli bir faktör olarak kabul edilmektedir. RVF'nin en sık nedenleri sol taraflı kalp hastalığı ve pulmoner hipertansiyondur¹. RVF'nin ilerlemesi sırasında, sağ ventrikül (RV) disfonksiyonu, halka şeklindeki dilatasyon ve subvalvüler yeniden şekillenmenin bir sonucu olarak fonksiyonel triküspid yetersizliği (FTR) ortaya çıkabilir. Orta ila şiddetli FTR, mortalite ^2,3'ün bağımsız bir belirleyicisidir ve triküspid yetersizliği olgularının %80-90'ının doğada fonksiyonel olduğu tahmin edilmektedir⁴. FTR'nin kendisi, son yükü veya ön yük^5'i etkileyerek olumsuz ventrikül yeniden şekillenmesini teşvik edebilir. Triküspid kapak tarihsel olarak unutulmuş kapak⁶ olarak kabul edilmiştir ve sol taraflı kalp hastalığının tedavisinin ilişkili RV patolojisini ve FTR^7'yi çözeceğine inanılmaktadır. Son veriler bunun hatalı bir strateji olduğunu göstermiştir ve mevcut klinik kılavuzlar FTR^4'e çok daha agresif bir yaklaşımı savunmaktadır. Bununla birlikte, sağ ventrikül disfonksiyonu ile ilişkili şiddetli FTR'nin patofizyolojisi hala tam olarak anlaşılamamıştır ve bu da suboptimal klinik sonuçlara yol açmaktadır⁸. Şu anda mevcut olan RVF'nin büyük hayvan modelleri basınç, hacim veya karışık aşırı yüke dayanmaktadır. Daha önce RVF ve TR'nin büyük bir hayvan modelini tanımladık, ancak sadece akut bir ortamda⁹.

Bu çalışma, RV arter yükünü (aşırı basınç yükü) arttırmak ve RV disfonksiyonunu ve FTR'yi indüklemek için kronik bir pulmoner arter bandı (PAB) koyun modeline odaklanmaktadır. Yük sonrası model, mikrovaskülatürdeki değişikliklerin daha az öngörülebilir ve daha muhtemel olduğu pulmoner hipertansiyon modellerine kıyasla güvenilir ve tekrarlanabilirdir¹⁰. Çalışmanın amacı, sol taraflı kalp hastalığı ve pulmoner hipertansiyonu olan hastalarda RV basıncı aşırı yüklenmesini en doğru şekilde taklit edecek kronik büyük bir RVF ve FTR hayvan modeli geliştirmekti. Böyle bir modelin oluşturulması, RV disfonksiyonu ve triküspid yetmezliği ile ilişkili ventriküler ve kapak remodelinginin patofizyolojisi üzerine derinlemesine çalışmalara izin verecektir. Küçükbaş hayvan modeli, mitral kapak üzerindeki önceki çalışmalarımıza ve insan ve küçükbaş hayvan kalpleri arasındaki anatomik ve fizyolojik benzerlikleri destekleyen yayınlanmış literatüre dayanarak seçildi^11,12,13.

Bu çalışma için, 20 yetişkin koyuna (62 ± 7 kg), sistolik pulmoner arter basıncını (SPAP) en az iki katına çıkarmak için sol torakotomi ve ana pulmoner arter bandı (PAB) uygulandı ve böylece RV basıncı aşırı yüklendi. Hayvanlar 8 hafta boyunca takip edildi ve kalp yetmezliği semptomları klinik olarak belirgin olduğunda diüretiklerle tedavi edildi. RV fonksiyonunu ve kapak yeterliliğini değerlendirmek için periyodik olarak sürveyans ekokardiyografisi yapıldı. Model geliştirme için deneysel protokolün tamamlanmasının ardından (8 hafta), hayvanlar medyan sternotomi ve sonomikrometri kristallerinin epikardiyal ve intrakardiyak yapılara implantasyonu için ameliyathaneye geri alındı. Bu prosedür kardiyopulmoner bypass kullanılarak kalp atışı ve bikaval kontrol ile yapıldı. Hayvanların kardiyopulmoner bypasstan ayrılmasında veya sağ kalp desteği için inotroplara ihtiyaç duymadan stabil bir kararlı durum hemodinamik ortamında sonomikrometri verilerinin elde edilmesinde herhangi bir sorun yoktu. Yakın gelecekte triküspid halka annüloplastisi ve diğer sağ kalp prosedürlerinin hem terminal hem de sağkalım deneylerinde sağ torakotomi yaklaşımı kullanılarak gerçekleştirilmesini öngörüyoruz. Mevcut deneyim, hayvanları kardiyopulmoner bypasstan zorluk çekmeden ayırmanın mümkün olacağına ve uzun süreli hayatta kalmanın mümkün olduğuna inanmamızı sağlıyor. Bu nedenle, modelin klinik olarak ilgili kardiyak prosedürlerin performansına izin vereceğine inanıyoruz. Aşağıda, küçükbaş hayvan deney protokolünü gerçekleştirmek için gerçekleştirilen adımların (perioperatif ve operatif) bir açıklaması bulunmaktadır.

Protokol

Protokol, Michigan State Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır (Protokol 2020-035, 27.07.2020 tarihinde onaylanmıştır). Bu çalışma için 62 ± 7 kg ağırlığında 20 yetişkin erkek koyun kullanılmıştır.

1. Preoperatif adımlar

1. Ameliyattan 12 saat önce hayvanı oruç tutun (gecede).
2. Hayvanı bir koyun sandalyesine yerleştirin (Şekil 1) ve uzun bir 11 Fr tanıtıcı kılıf (kılıf uzunluğu = 10 cm) kullanarak sağ juguler ven kanülasyonuna hazırlanın.
3. IV yerleştirme bölgesi boyunca makaslarla tıraş edin - boynun sağ ön kısmı, sağ juguler ven için orta hattan yaklaşık 10-15 cm yanal.
4. Hayvanın başını sola çevirin, böylece boynun sağ, ön ve yan yönleri açığa çıkar. Juguler ven seyrini lokalize edin. Bunu kolaylaştırmak için, damarı dağıtmak için boynun altını sıkıştırın.
5. Klorheksidin ve alkol bazlı ovma ile temizleyin ve% 1 lidokain ile lokal olarak anestezi yapın.
6. Tarif edildiği gibi, boynun orta-üst üçte birindeki juguler damarı kanüle edin.
   1. Damarın üstündeki deriyi, damara dik 11 numaralı bir bıçakla kesin.
   2. 14 G anjiyokateter ile kanülat; yerinde olduğunda (iğneden kan çıkıyor veya kan lekeleniyor), iğneyi çıkarın, kateteri bırakın, kılavuz teli geçirin, kateteri çıkarın, 11 Fr kılıfını yerleştirin ve sabitleyin.
   3. Koyu kırmızı kanı çekerek ve yerleştirme bölgesinde şişliğin akışını ve yokluğunu doğrulamak için bir salin yıkaması yaparak kanülün açıklığını ve uygun şekilde yerleştirilmesini sağlayın.
7. Propofol indüksiyonuna 1.0-1.5 mg / kg intravenöz (IV) olarak başlayın.
8. 5 numaralı bıçağa sahip bir laringoskop kullanarak 9 numaralı endotrakeal (ET) tüp ile entübe edin. Bunun için, bir kişi çeneleri ve dili sabitlemeli, diğer kişi trakeayı tanımlamalı, ET tüpünü yerleştirmeli ve sızdırmazlık manşetini şişirmelidir. İki taraflı nefes sesleri ve ET tüpü üzerindeki yoğuşma ile doğru yerleşimi onaylayın.
9. Analjezik buprenorfin'i intravenöz olarak 0.01 mg / kg'da uygulayın ve antibiyotik profilaksisi için 240 mg gentamisin ve 1 g sefazolin kullanın.
10. Hayvanı koyun sandalyesinden ameliyat masasına aktarın ve sağ tarafına yerleştirin.

2. Ameliyat adımları

1. 15 mL / kg'da (12-18 nefes / dak), 4 L / dak'da oksijen akışı ve% 2.5 -% 4.0'da izofluran ile havalandırın. Çene tonunu ve göz rotasyonunu kontrol ederek konunun cerrahi seviyede (aşama 3) olduğundan emin olmak için uygun anesteziyi onaylayın.
2. Oftalmik oinment uygulayarak her iki gözü de yağlayın ve gaz ve yiyecek tahliyesini sağlamak için bir mide tüpü yerleştirin. Elektrokardiyogram (EKG), nabız oksimetresi (SpO 2), kapnograf (ETCO₂) ve vücut ısısı monitörlerini bağlayın. EKG ekstremite uçlarını (I, II, III) timsah klipsleri, SpO 2 sensörünü hayvanın yanağına ve ETCO₂ tüpünü endotrakeal tüpe takarak cilde takın ve sıcaklık probunu burun deliğinden nazofarenkse geçirin.
3. Ameliyat alanını hazırlayın. Sol ön göğüs kafesini tıraş edin, klorheksidin ve alkol bazlı ovma ile temizleyin ve steril örtülerle örtün.
4. Dördüncü interkostal boşluk seviyesinde 10 cm uzunluğunda bir cilt ve deri altı kesisi yapın.
5. Torasik girişi tanımlayarak ve interkostal boşlukları aşağı doğru sayarak doğru interkostal boşluğu onaylayın. Daha sonra, insizyona merkezde ve dördüncü interkostal boşluk boyunca devam edin.
6. İnterkostal kasları bölün, göğüs boşluğunu açın ve kaburgaları mini torakotomi Finochietto tarzı bir retraktör ile yayın. Torakotomi yapılırken insizyonun sternal sınırında sol internal meme arterine (LIMA) ve üst sınırda akciğere zarar vermemeye özen gösterin.
7. Biventriküler fonksiyonu ve kapak yeterliliğini değerlendirmek için başlangıç epikardiyal ekokardiyografi yapın. Standart olmayan görünümlerin ortaya çıkması, triküspid kapak (TV), sağ ve sol ventrikül fonksiyonu ve pulmoner arter akımına odaklanan mini torakotomiden kaynaklanabilir.
8. LIMA'yı insizyonun sternal sınırında tanımlayın, etrafındaki bitişik dokuları çıkarın ve basınç izleme için bir arteriyel hat oluşturmaya hazırlanın.
9. Arterin etrafına, biri proksimal diğeri kanülasyon bölgesine distal olmak üzere iki adet 4-0 ipek sütür yerleştirin (arteriyel kateteri sabitlemek için kullanılır).
10. Kanülasyon sırasında geri akış kanamasını önlemek için LIMA distalini planlanan kanülasyon bölgesine klipslemek için bir klips aplikörü ile titanyum klipsler kullanın.
11. LIMA'daki kateterin çevresinin yarısı kadar dikey bir kesi 11 numaralı bıçakla yapın.
12. 18 G anjiyokateter takın ve arteriyel hat modülüne takın. Yaklaşık 120/80mmHg'lik bir basınca ulaşıldığında, daha önce yerleştirilen iki 4-0 ipek sütürü kullanarak kateteri yerine sabitleyin.
13. Sol frenik sinire zarar vermemeye özen göstererek, pulmoner arter sinüsleri seviyesinden başlayıp ana pulmoner arter (MPA) boyunca lateral olarak 4-5 cm ilerleyerek perikardiyotomi yapın.
14. Bir perikardiyal kuyu oluşturmak için açılan perikarda dört ila beş retraksiyon dikişi uygulayın, çünkü bu, pulmoner gövde ve aort arasında maruz kalmayı ve diseksiyonu kolaylaştırır.
15. MPA'yı sol atriyal apendiks seviyesinden başlayarak AA'ya doğru çalışarak, künt sağ açılı forsepsler kullanarak orijininden yaklaşık 2-3 cm uzaklıktaki asendan aorttan (AA) diseke edin. MPA'yı AA'dan tamamen ayırmak için, iki yapı arasındaki bağ dokusunu çıkarmak için elektrokoter veya makas kullanın.
16. MPA'nın etrafına künt bir dik açılı kelepçe ile göbek bandı geçirin. MPA sinüslerinden 1 cm distal 5-0 monofilament çanta ipi sütürü yerleştirerek bir MPA basınç hattı oluşturun.
17. 20 G'lik bir anjiyokateter takın ve bir izleme hattına bağlayın. Göbek bandını sıkıştırmadan önce doğru MPA ve arteriyel çizgi okumalarının elde edildiğinden emin olun; Arteriyel ve pulmoner basınçlar değişebilir, ancak insan hasta değerleriyle karşılaştırılabilir olmalıdır.
18. Göbek bandının her iki ucunu da tutun ve MPA'nın lümenini azaltmak için bunları bir araya getirin.
19. Sistemik kan basıncı istikrarlı bir şekilde düşmeye başlayana kadar her klips bir önceki klibin altına yerleştirilerek bir klips aplikasyonunun art arda uygulanmasıyla bandı kademeli olarak sıkın (Şekil 2). Bu noktada, sistemik kan basıncını stabilize etmek için son yerleştirilen klipsi çıkarın.
20. Maksimum cinching ve stabil hemodinamik koşullar elde edildiğinde, distal göçü önlemek için 5-0 monofilament sütür kullanarak göbek bandını MPA'nın macerasına sabitleyin.
21. Adım 2.7'de olduğu gibi biventriküler fonksiyonu ve kapak yeterliliğini değerlendirmek için bant sonrası ekokardiyografi yapın. MPA basınç çizgisini ve arteriyel çizgiyi çıkarın ve bandın ve arteriyel çizgilerin yerleştirildiği bölgeden gelen kanamaları kontrol ederek iyi hemostaz sağlayın.
22. Sol göğüs kafesine bir göğüs tüpü yerleştirin, giriş bölgesi ilk insizyonun altında bir interkostal boşluk olsun. Kaburgaları iki Vicryl boyut 2 dikişle kapatın ve yarayı üç katmanlı sürekli dikişlerle kapatın: kas ve deri altı dokuları için Vicryl 2-0 ve cilt için Prolene 3-0.
23. Herhangi bir kanama belirtisi görülmediğinde, hayvanı ventilatörden ayırmadan önce göğüs tüpünü çıkarın.
24. Hayvanı ventilatörden ayırın, ekstübe edin, tek bir kafese taşıyın ve en az 1 saat boyunca yakından takip edin. Merkezi IV hattını yerinde bırakın ve boynun etrafına gevşek bir şekilde uygulanmış bir bandaj kullanarak sabitleyin.
    NOT: Postoperatif intravenöz analjezi, ameliyat sonrası 3 gün boyunca buprenorfin (0,05 mg/kg) ve Flunixin (1,2 mg/kg) ile sürdürüldü.

Sonuçlar

Model geliştirme için deneysel protokolün tamamlanmasının ardından (yaklaşık 8 hafta), hayvanlar medyan sternotomi ve sonomikrometri kristallerinin epikardiyal ve intrakardiyak yapılara implantasyonu için ameliyathaneye geri alındı. Bu prosedür, grubumuz tarafından daha önce ayrıntılı olarak açıklandığı gibi, kalp atışı ve bikaval kontrol ile kardiyopulmoner bypass kullanılarak gerçekleştirildi⁹. Hayvanların kardiyopulmoner bypasstan ayrılmasında veya sonomikrometri...

Tartışmalar

Bu modelde, 8 haftalık pulmoner arter bandı, sağ ventrikül disfonksiyonunun stabil bir kronik koyun modeli ve çoğu durumda anlamlı FTR ile sonuçlandı. Sunulan kronik PAB modelinin güçlü yönleri, prosedür sırasında hassas son yük ayarlamasını içerir, ancak RV yanıtları üzerindeki etkisi farklı olabilir. Model, değişen derecelerde RV yetmezliğini veya FTR'yi değerlendirmek için uygundur ve şiddet, pulmoner arter daralma derecesine göre modüle edilir. Ayrıca, pulmoner hipertansiyon modelleri...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Anesthesia Machine Drager Narkomed MRI-2	Drager	4116091-001
angiocatheter	BD	BD382268	14GAx8.25cm
BD ChloraPrep Scrub Teal 26 ml applicator with a sterile solution
Blade #11	Bard-Parker	371111
Buprenorphine	HIKMA
cefazolin 1.0g	Hikma	0143-9924-90
Diprivan 200mg/20ml	63323-0269-29	FRESENIUS KABI
Electrosurgical generator Valleylab Force FX	Valleylab	CF5L44233A
Gentamicin Sulfate 40 mg / mL	Fresenius	406365
i-Stat Blood analyzer MN 300	Abbott
Lidocaine HCl 1%	Pfizer	243243
Open ligating clip appliers Horizon Medium	Teleflex	237061
PERMAHAND Silk Suture	PERMA HAND	SA 63H
Pinnacle Introducer sheath	Terrumo	RSS102	sheath length 10cm
Prolene 3-0	ETHICON	8684H
Titanium Clips Medium	Teleflex	2200
Umbilical tape	Ethicon	EFA 1165
VICRYL 2 coated undyed 1X54" TP-1	ETHICON	J 880T
Vicryl 2-0	ETHICON	J269H