نموذج الأغنام المزمن لفشل البطين الأيمن والقلس الوظيفي ثلاثي الشرف
Summary
يرتبط فشل البطين الأيمن والقلس الوظيفي ثلاثي الشرف بأمراض القلب من الجانب الأيسر وارتفاع ضغط الدم الرئوي ، مما يساهم بشكل كبير في المراضة والوفيات لدى المرضى. سيساعد إنشاء نموذج غصن مزمن لدراسة فشل البطين الأيمن والقلس الوظيفي ثلاثي الشرف في فهم آلياتها وتطورها وعلاجاتها الممكنة.
Abstract
الفيزيولوجيا المرضية للقلس الوظيفي ثلاثي الشرف الشديد (FTR) المرتبط بخلل البطين الأيمن غير مفهومة بشكل جيد ، مما يؤدي إلى نتائج سريرية دون المستوى الأمثل. شرعنا في إنشاء نموذج مزمن من المغفل من FTR وفشل القلب الأيمن للتحقيق في آليات FTR. خضع عشرون من ذكور الأغنام البالغة (6-12 شهرا ، 62 ± 7 كجم) لبضع الصدر الأيسر وتخطيط صدى القلب الأساسي. تم وضع شريط الشريان الرئوي (PAB) وربطه حول الشريان الرئوي الرئيسي (PA) لمضاعفة ضغط الشريان الرئوي الانقباضي (SPAP) على الأقل ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط البطين الأيمن (RV) وعلامات توسع RV. زاد PAB بشكل حاد SPAP من 21 ± 2 مم زئبق إلى 62 ± 2 مم زئبق. تمت متابعة الحيوانات لمدة 8 أسابيع ، وعولجت أعراض قصور القلب بمدرات البول ، وتم استخدام تخطيط صدى القلب للمراقبة لتقييم جمع السوائل الجنبية والبطنية. نفقت ثلاثة خلال فترة المتابعة بسبب السكتة الدماغية والنزيف وفشل القلب الحاد. بعد 2 أشهر ، تم إجراء بضع القص المتوسط وتخطيط صدى القلب. من بين الحيوانات ال 17 الباقية على قيد الحياة ، أصيب 3 منها بقلس ثلاثي الشرف خفيف ، وأصيب 3 بقلس ثلاثي الشرف معتدل ، وأصيب 11 بقلس ثلاثي الشرف شديد. أدت ثمانية أسابيع من ربط الشريان الرئوي إلى نموذج غصن مزمن مستقر لخلل البطين الأيمن و FTR كبير. يمكن استخدام هذه المنصة الحيوانية الكبيرة لمزيد من التحقيق في الأساس الهيكلي والجزيئي لفشل عربة سكن متنقلة وقلس ثلاثي الشرف الوظيفي.
Introduction
يعرف فشل البطين الأيمن (RVF) بأنه عامل مهم يساهم في اعتلال ووفيات مرضى القلب. الأسباب الأكثر شيوعا لحمى الوادي المتصدع هي أمراض القلب من الجانب الأيسر وارتفاع ضغط الدم الرئوي1. أثناء تطور حمى الوادي المتصدع ، قد ينشأ قلس وظيفي ثلاثي الشرف (FTR) نتيجة لخلل البطين الأيمن (RV) ، والتوسع الحلقي ، وإعادة تشكيل تحت الصمام. FTR المعتدل إلى الشديد هو مؤشر مستقل للوفيات 2,3 ، ويقدر أن 80٪ -90٪ من حالات القلس ثلاثي الشرف وظيفية بطبيعتها4. قد يعزز FTR نفسه إعادة تشكيل البطين الضار من خلال التأثير إما على الحمل اللاحق أو التحميل المسبق5. يعتبر الصمام ثلاثي الشرف تاريخيا الصمامالمنسي 6 ، وكان يعتقد أن علاج أمراض القلب من الجانب الأيسر من شأنه أن يحل أمراض RV المرتبطة و FTR7. أظهرت البيانات الحديثة أن هذه استراتيجية خاطئة ، وتدعو الإرشادات السريرية الحالية إلى اتباع نهج أكثر عدوانية تجاه FTR4. ومع ذلك ، فإن الفيزيولوجيا المرضية ل FTR الشديد المرتبط بخلل البطين الأيمن لا تزال غير مفهومة بشكل جيد ، مما يؤدي إلى نتائج سريرية دون المستوى الأمثل8. وتستند النماذج الحيوانية الكبيرة المتاحة حاليا من حمى الوادي المتصدع إلى الضغط أو الحجم أو الحمل الزائد المختلط. لقد وصفنا سابقا نموذجا حيوانيا كبيرا من حمى الوادي المتصدع و TR ولكن فقط في بيئة حادة9.
تركز الدراسة الحالية على نموذج الأغنام المزمن لربط الشريان الرئوي (PAB) لزيادة الحمل اللاحق للعربة الترفيهية (الحمل الزائد للضغط) وإحداث خلل وظيفي في RV و FTR. نموذج الحمل اللاحق موثوق به وقابل للتكرار مقارنة بنماذج ارتفاع ضغط الدم الرئوي ، حيث تكون التغييرات في الأوعية الدموية الدقيقة أقل قابلية للتنبؤ وأكثر احتمالا10. كان الهدف من الدراسة هو تطوير نموذج حيواني كبير مزمن من حمى الوادي المتصدع و FTR من شأنه أن يحاكي بدقة الحمل الزائد لضغط RV في المرضى الذين يعانون من أمراض القلب اليسرى وارتفاع ضغط الدم الرئوي. سيسمح إنشاء مثل هذا النموذج بإجراء دراسات متعمقة حول الفيزيولوجيا المرضية لإعادة تشكيل البطين والصمامات المرتبطة بخلل RV والقصور ثلاثي الشرفات. تم اختيار نموذج الأغنام بناء على عملنا السابق على الصمام التاجي والأدبيات المنشورة التي تدعم أوجه التشابه التشريحية والفسيولوجية بين قلوب الإنسان والأغنام11،12،13.
في هذه الدراسة ، خضع 20 خروفا بالغا (62 ± 7 كجم) لبضع الصدر الأيسر وربط الشريان الرئوي الرئيسي (PAB) لمضاعفة ضغط الشريان الرئوي الانقباضي (SPAP) على الأقل ، مما يؤدي إلى زيادة ضغط RV. تمت متابعة الحيوانات لمدة 8 أسابيع ، وتم علاج أعراض قصور القلب بمدرات البول عندما تكون واضحة سريريا. تم إجراء تخطيط صدى القلب بشكل دوري لتقييم وظيفة عربة سكن متنقلة وكفاءة الصمامات. بعد الانتهاء من البروتوكول التجريبي لتطوير النموذج (8 أسابيع) ، أعيدت الحيوانات إلى غرفة العمليات لإجراء بضع القص المتوسط وزرع بلورات قياس الموجات فوق الصوتية على الهياكل النخابية وداخل القلب. تم تنفيذ هذا الإجراء باستخدام المجازة القلبية الرئوية مع ضربات القلب ومع التحكم في bicaval. لم تكن هناك مشاكل في فطام الحيوانات من المجازة القلبية الرئوية أو الحصول على بيانات قياس الموجات فوق الصوتية في بيئة الدورة الدموية المستقرة في الحالة المستقرة دون الحاجة إلى مؤثرات التوتر العضلي لدعم القلب الأيمن. نتوقع إجراء رأب حلقة ثلاثية الشرف وغيرها من إجراءات القلب الأيمن في المستقبل القريب باستخدام نهج بضع الصدر الأيمن في كل من التجارب النهائية والبقاء على قيد الحياة. تقودنا التجربة الحالية إلى الاعتقاد بأنه سيكون من الممكن فطام الحيوانات عن المجازة القلبية الرئوية دون صعوبة وأن البقاء على المدى الطويل أمر ممكن. على هذا النحو ، نعتقد أن النموذج سيسمح بإجراء إجراءات القلب ذات الصلة سريريا. فيما يلي وصف للخطوات (المحيطة بالجراحة والمنطوقة) التي تم إجراؤها لتنفيذ البروتوكول التجريبي للأغنام.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذا النموذج ، أدت 8 أسابيع من ربط الشريان الرئوي إلى نموذج غصن مزمن مستقر لخلل البطين الأيمن ، وفي معظم الحالات ، FTR كبير. تشمل نقاط القوة في نموذج PAB المزمن المقدم التعديل الدقيق للحمل اللاحق أثناء الإجراء ، على الرغم من أن تأثيره على استجابات عربة سكن متنقلة قد يختلف. النموذج مناسب لتقيي…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تمويل الدراسة من خلال منحة داخلية من معهد ماير للقلب والأوعية الدموية في Spectrum Health.
Materials
| 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 |
References
- Haddad, F., Hunt, S. A., Rosenthal, D. N., Murphy, D. J. Right ventricular function in cardiovascular disease, part I: Anatomy, physiology, aging, and functional Assessment of the right ventricle. Circulation. 117 (11), 1436-1448 (2008).
- Taramasso, M., et al. The growing clinical importance of secondary tricuspid regurgitation. Journal of the American College of Cardiology. 59 (8), 703-710 (2012).
- Mangieri, A., et al. Mechanism and implications of the tricuspid regurgitation: From the pathophysiology to the current and future therapeutic options. Circulation: Cardiovascular Interventions. 10 (7), 005043 (2017).
- Otto, C. M., et al. 2020 ACC/AHA Guideline for the Management of Patients With Valvular Heart Disease: Executive summary: A report of the American College of Cardiology/American Heart Association Joint Committee on Clinical Practice Guidelines. Circulation. 143 (5), 35-71 (2021).
- Vonk-Noordegraaf, A., et al. Right heart adaptation to pulmonary arterial hypertension: physiology and pathobiology. Journal of the American College of Cardiology. 62, 22-33 (2013).
- Yoganathan, A., et al. Tricuspid valve diseases: Interventions on the forgotten heart valve. Journal of Cardiac Surgery. 36 (1), 219-228 (2021).
- Vachiéry, J. L., et al. Pulmonary hypertension due to left heart diseases. Journal of the American College of Cardiology. 62, 100-108 (2013).
- Chin, K. M., Coghlan, G. Characterizing the right ventricle: Advancing our knowledge. American Journal of Cardiology. 110, 3-8 (2012).
- Malinowski, M., et al. Large animal model of acute right ventricular failure with functional tricuspid regurgitation. International Journal of Cardiology. 264, 124-129 (2018).
- Borgdorff, M. A., Dickinson, M. G., Berger, R. M., Bartelds, B. Right ventricular failure due to chronic pressure load: What have we learned in animal models since the NIH working group statement. Heart Failure Review. 20 (4), 475-491 (2015).
- Andersen, A., et al. Animal models of right heart failure. Cardiovascular Diagnosis and Therapy. 10 (5), 1561-1579 (2020).
- Dixon, J. A., Spinale, F. G. Large animal models of heart failure: A critical link in the translation of basic science to clinical practice. Circulation: Heart Failure. 2 (3), 262-271 (2009).
- Miyagi, C., et al. Large animal models of heart failure with preserved ejection fraction. Heart Failure Review. 27 (2), 595-608 (2022).
- Sato, H., et al. Large animal model of chronic pulmonary hypertension. American Society for Artificial Internal Organs Journal. 54 (4), 396-400 (2008).
- Bogaard, H. J., et al. Chronic pulmonary artery pressure elevation is insufficient to explain right heart failure. Circulation. 120 (20), 1951-1960 (2009).
- Xie, X. J., et al. Tricuspid leaflet resection in an open beating heart for the creation of a canine tricuspid regurgitation model. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 22 (2), 149-154 (2016).
- Hoppe, H., et al. Percutaneous technique for creation of tricuspid regurgitation in an ovine model. Journal of Vascular and Interventional Radiology. 18, 133-136 (2007).
- Malinowski, M., et al. Large animal model of functional tricuspid regurgitation in pacing induced end-stage heart failure. Interactive Cardiovascular and Thoracic Surgery. 24 (6), 905-910 (2017).
- Ukita, R., et al. A large animal model for pulmonary hypertension and right ventricular failure: Left pulmonary artery ligation and progressive main pulmonary artery banding in sheep. Journal of Visualized Experiments. (173), e62694 (2021).
- Dufva, M. J., et al. Pulmonary arterial banding in mice may be a suitable model for studies on ventricular mechanics in pediatric pulmonary arterial hypertension. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 23 (1), 66 (2021).
- Verbelen, T., et al. Mechanical support of the pressure overloaded right ventricle: An acute feasibility study comparing low and high flow support. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 309 (4), 615-624 (2015).
