Summary
نوضح كيفية إنشاء نموذج فئران لزرع الجذر الرئوي في الشريان الأورطي الهابط لمحاكاة إجراء روس. يتيح هذا النموذج التقييم المتوسط / الطويل الأجل لإعادة تشكيل الطعم الذاتي الرئوي في وضع نظامي ، مما يمثل الأساس لتطوير استراتيجيات علاجية لتعزيز تكيفه.
Abstract
استعادت عملية روس لمرض الصمام الأبهري اهتماما جديدا بسبب نتائجها البارزة على المدى الطويل. ومع ذلك ، عند استخدامه كبديل جذر قائم بذاته ، يتم وصف التمدد المحتمل للطعم الذاتي الرئوي والقلس الأبهري اللاحق. تم اقتراح العديد من النماذج الحيوانية. ومع ذلك ، عادة ما تقتصر هذه على النماذج خارج الجسم الحي أو التجارب داخل الجسم الحي مع نماذج حيوانية كبيرة باهظة الثمن نسبيا. في هذه الدراسة ، سعينا إلى إنشاء نموذج القوارض لزرع طعم الشريان الرئوي (PAG) في وضع نظامي. تم تضمين ما مجموعه 39 من فئران لويس البالغة. مباشرة بعد القتل الرحيم ، تم حصاد الجذر الرئوي من متبرع (n = 17). تم تخدير وتهوية. في المجموعة المتلقية ، تم زرع PAG مع مفاغرة من طرف إلى طرف في وضع الأبهر البطني تحت الكلوي. خضعت الفئران التي تديرها الشام فقط لعملية نقل وإعادة مفاغرة الشريان الأورطي. وتبعت الحيوانات بدراسات الموجات فوق الصوتية التسلسلية لمدة شهرين والتحليل النسيجي بعد الوفاة. كان متوسط قطر PAG في الموضع الأصلي 3.20 مم (IQR = 3.18-3.23). وعند المتابعة، كان متوسط قطر PAG 4.03 ملم (IQR=3.74-4.13) في أسبوع واحد، و4.07 ملم (IQR=3.80-4.28) في شهر واحد، و4.27 ملم (IQR=3.90-4.35) في شهرين (p<0.01). كانت السرعة الانقباضية القصوى 220.07 مم / ثانية (IQR = 210.43-246.41) في أسبوع واحد ، و 430.88 مم / ثانية (IQR = 375.28-495.56) في شهر واحد ، و 373.68 مم / ثانية (IQR = 305.78-429.81) في شهرين (p = 0.02) ولم تختلف عن المجموعة التي تم تشغيلها في نهاية التجربة (p = 0.5). لم يظهر التحليل النسيجي أي علامة على تجلط الدم البطاني. أظهرت هذه الدراسة أن نماذج القوارض قد تسمح بتقييم التكيف طويل الأجل للجذر الرئوي مع نظام الضغط العالي. يمثل زرع PAG المتزامن الذي يتم وضعه بشكل منهجي منصة بسيطة ومجدية لتطوير وتقييم التقنيات الجراحية الجديدة والعلاجات الدوائية لزيادة تحسين نتائج عملية روس.
Introduction
تضيق الصمام الأبهري الخلقي هو مجموعة فرعية من أمراض القلب الخلقية التي تتميز بانسداد في الجهاز البطيني الأيسر حيث تقع الآفة على مستوى الصمامات. يؤثر التشوه على حوالي 0.04-0.38 لكل 1000 مولود حي1.
الخيارات المتاحة للتصحيح كثيرة ، ولكل منها مزاياها وعيوبها. بالنسبة للمرضى المناسبين لتصحيح البطينين2، قد يهدف النهج إلى إصلاح الصمام (بضع الصمام عن طريق الجلد أو الجراحي) أو استبداله3. ويفضل هذا الأخير عندما يعتبر الصمام الأبهري غير قابل للإنقاذ. ومع ذلك ، فإن الخيارات المتاحة محدودة للمرضى الأطفال. في الواقع ، لا يشار إلى الصمامات الاصطناعية الحيوية لاستبدال الأبهر لدى السكان الشباب بسبب تكلسها المبكر4. من ناحية أخرى ، يكون التنكس في الصمامات الميكانيكية أبطأ بكثير ، ولكن هذه تتطلب علاجا مضادا للتخثر مدى الحياة5. بالإضافة إلى ذلك ، يتمثل القيد الرئيسي لهذه الأطراف الاصطناعية في نقص إمكانات النمو ، مما يهيئ المرضى لإعادة التدخل الإضافي.
خيار علاجي مثير للاهتمام في الأطفال هو نقل الطعم الذاتي الرئوي إلى وضع الأبهر المسمى "عملية روس". في هذه الحالة ، يتم استبدال الصمام الرئوي بطعم متماثل (الشكل 1)6. يمكن أن يمثل هذا الإجراء أفضل خيار جراحي للأطفال لأن الطعم الذاتي الرئوي يحافظ على إمكانات نموه ولا يحمل مخاطر العلاج المضاد للتخثر مدى الحياة. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون إجراء روس ذا قيمة كبيرة أيضا لدى الشباب لتجنب الصمام الميكانيكي أو البيولوجي ، مع إمكانية أن يصبح أفضل حل جراحي.
النتائج بعد استبدال الصمام الأبهري بالطعم الذاتي الرئوي ممتازة، مع بقاء أكبر من 98٪ ونتائج جيدة على المدى الطويل7. تشير الدراسات الأدبية إلى أن 93٪ و 90٪ من التحرر من استبدال الطعم المثلي الرئوي في 4 و 12 سنة ، على التوالي 8.
القيد الرئيسي لهذا الإجراء هو ميل الطعم الذاتي إلى التمدد على المدى الطويل ، خاصة عند استخدامه كبديل جذر قائم بذاته. هذا يمكن أن يسبب عدم كفاءة الصمامات التي قد تتطلب إعادة التدخل. في الواقع ، تشير أطول دراسة متابعة أجريت حتى الآن إلى أن التحرر من إعادة التشغيل لاستبدال الطعم الذاتي بنسبة 88٪ في 10 سنوات و 75٪ في 20 عاما9.
تمثل إمكانية إعادة إنشاء عملية روس في بيئة تجريبية شرطا أساسيا للتحقيق في الآلية الأساسية للتكيف مع الطعم الذاتي الرئوي للضغوط الجهازية. وقد اقترحت عدة نماذج في الماضي. ومع ذلك ، عادة ما تقتصر هذه على التجارب خارج الجسم الحي أو النماذج الحيوانية داخل الجسم الحي مع كبيرة باهظة الثمن نسبيا. في هذه الدراسة ، سعينا إلى إنشاء نموذج القوارض لزرع طعم الشريان الرئوي (PAG) في وضع نظامي ، كجذر قائم بذاته.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل لجنة رعاية الحيوانات بجامعة بادوفا (OPBA ، رقم البروتوكول رقم 55/2017) وأذنت بها وزارة الصحة الإيطالية (التصريح رقم 700/2018-PR) ، وفقا لتوجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63/UE والقانون الإيطالي 26/2014 لرعاية واستخدام المختبر.
1. رعاية الحيوان والنموذج التجريبي
- تأكد من الحصول على جميع فئران لويس من شركة واحدة (جدول المواد). الحفاظ على الفئران في المرافق التقليدية مع حرية الوصول إلى الطعام والماء.
- تأكد من أن وزن الفئران يتراوح بين 320-400 غرام للمجموعة المتلقية و 200-250 غرام للمجموعة المانحة.
2. بروتوكول ما قبل الجراحة
ملاحظة: يجب إجراء جميع العمليات في ظل ظروف نظيفة. استخدم ذكور وإناث فئران لويس البالغة كمتلقين ومتبرعين أيضا من أجل إجراء عملية زرع syngeneic.
- قم بإجراء حقن داخل الصفاق من الترامادول (5 مجم / كجم) قبل 15 دقيقة من الجراحة.
- إعطاء جرعة واحدة من الجنتاميسين العضلي (5 مغ / كغ) مباشرة قبل الجراحة.
- لتحريض التخدير ، قم بتوفير 4٪ sevoflurane في 1 لتر / دقيقة من الأكسجين إلى غرفة بولي (ميثيل ميثاكريلات) حيث يتم وضع الحيوان. لصيانة التخدير ، استخدم 2.0-2.5٪ sevoflurane في 1 لتر / دقيقة من الأكسجين طوال العملية.
- حلق الحيوان على طول خط الوسط بعرض 2 سم من القص إلى 1 سم فوق المنطقة التناسلية باستخدام ماكينة حلاقة. ثم ، تعقيم الجلد بمحلول اليود.
- من أجل منع الحيوان من البلل ومنع تشتت الحرارة أثناء الجراحة ، قم بتغطية الحيوان بفيلم بلاستيكي شفاف.
- تقييم مستوى التخدير قبل إجراء الإجراء من خلال تقييم عدم وجود استجابة لحافز ضار.
3. تشغيل المتبرع
- تحضير الحيوان والقلب:
- ضع الحيوان المخدر على صينية فلين مع الجانب الذيلي الذي يواجه الجراح. قم بإجراء شق العانة من حوالي 5-6 سم ، وسحب اللوحات العضلية الجلدية جانبيا.
- إدارة حجم 1 مل من محلول ملحي عند 4 درجات مئوية تحتوي على 500 وحدة دولية من الهيبارين من خلال الوريد الأجوف البطني.
- بعد 1 دقيقة ، اقطع الحجاب الحاجز من اليسار إلى اليمين وقم بإجراء بضع الصدر الأمامي لفضح القلب.
- قم بتبريد القلب النابض عن طريق تنقيط محلول ملحي عند 4 درجات مئوية.
- قم بإجراء استئصال التمعج واستئصال الغدة الصعترية من أجل الحصول على رؤية كاملة لقوس الأبهر. إزالة الأنسجة الدهنية المتبقية المحيطة بالشريان الأورطي.
- قطع في القوس ، فوق أصل الشريان المرشح مباشرة ؛ قطع هذا الأخير ، أيضا.
- قطع الوريد الأجوف السفلي الصدري (IVC) وأدخل قنية 22 غرام لبث القلب مع 20-25 مل من محلول ملحي عند 4 درجات مئوية ، وممارسة ضغط خفيف. توقف عن التروية عندما يتوقف القلب عن النبض ويصبح التدفق من الشريان الأورطي واضحا.
- PAG explant:
ملاحظة: الحصاد الدقيق والمعالجة الدقيقة ل PAG إلزاميان لتحقيق الزرع الأمثل في المتلقي. لا تلمسها مباشرة بالأدوات ، بل استخدم مسحات القطن.- إجراء دراسة بالموجات فوق الصوتية لتقييم قطر PA في موضعه الأصلي.
- أدخل كماشة صغيرة تحت الجدار الخلفي للوعاء وقطع الأخير باستخدام مقص صغير أقرب ما يمكن إلى تشعبه لزيادة طول PAG.
- أمسك PA برفق باستخدام الملقط الصغير ذو الرؤوس الحلقية وافصله عن البطين الأيمن باستخدام مقص الزنبرك الصغير. حصاد PAG ، بما في ذلك بعض عضلات البطين الأيمن.
- إعداد PAG:
- ضع PAG على شاش مبلل بمحلول ملحي بارد على طاولة التشغيل وافحص الوعاء تحت مجهر التشغيل.
- قطع أي الأنسجة المحيطة وفيرة، وترك 1 ملم فقط من العضلات البطينية. اضبط طول السفينة على 5 مم.
4. زرع طعم الشريان الرئوي (PAG)
- إعداد الحيوان المتلقي:
- ضع الحيوان المخدر على صينية فلين مع الجانب الذيلي الذي يواجه الجراح.
- قم بإجراء شق طولي متوسط واستخدم اثنين من السحبين الصغار للحفاظ على البطن مفتوحا.
- استخراج الأمعاء مع مسحتين من القطن وتغطيتها بشاش منقوع بمحلول ملحي 39 درجة مئوية مما يسمح بتصور المنطقة خلف الصفاق مع التعرض للشريان الأورطي البطني تحت الكلوي (AA).
ملاحظة: أثناء الجراحة ، من المهم ترطيب الأمعاء في بعض الأحيان باستخدام حقنة تحتوي على محلول ملحي 39 درجة مئوية لمنع انخفاض حرارة الجسم ، وهي حالة حرجة شائعة في القوارض. - تجريد الصفاق الجداري الخلفي بين الشرايين الكلوية والتشعب الحرقفي باستخدام مسحتين من القطن وإزالة الأنسجة الدهنية حول AA اللعابية. اترك جزءا صغيرا فقط من الدهون فوق AA ، لتسهيل التعامل معها على السفينة.
- افصل AA عن IVC. لتنفيذ هذا الإجراء ، أولا ، قم بتمرير ملقط منحني خلف جدار الأبهر الخلفي واستخدمه لفتح ممر بين AA و IVC. ثم ، استخدم خياطة حريرية 2-0 لإنشاء حلقة حول AA ، من أجل رفع السفينة وفصل AA عن IVC. قم بربط أي شريان قطني ناشئ عن AA الرقيق بخياطة حريرية 6/0 وقسمه.
- قم بتدوير الحيوان 90 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة، مع وضع الرأس على الجانب الأيسر للمشغل. يقع AA الآن أفقيا في المجال المجهري.
- استخدم مشبكين Yasargil لتثبيت AA اللعينية ووضعها على مسافة 1.5 سم من بعضها البعض. انقل AA عند نقطة الوسط بين المقطعين.
- قم بري طرفي الأوعية بالهيبارين (1 UI / mL) في محلول ملحي لإزالة أي جلطات. إزالة أي حطام مغامر من السفن.
- زرع PAG:
- ضع PAG بين الطرفين ، مع نهاية البطين نحو الجزء القحفي من الحيوان.
- استخدم خياطة البولي بروبيلين 10-0 لأداء غرزتين مفردتين بارزتين تربطان PG ب AA. نفذ الإجراء على طرفي PAG عن طريق وضع الخيط على الجانبين المتقابلين من محيط الوعاء.
- قم بإجراء مفاغرة من طرف إلى طرف بين PAG و AA ، بدءا من النهاية البعيدة. استخدم أحد طرفي الخيط البارز البعيد للمفاغرة الخلفية باستخدام تسلسل من المتلقي إلى الطعم من الداخل إلى الخارج لإجراء خياطة جارية من حوالي ست غرز.
- بمجرد وصول الخيط إلى المعلم القريب ، قم بإجراء نصف وصلة مزدوجة تكملها عقدة مربعة باستخدام الخيط وأحد طرفي الخياطة البارزة القريبة. ضع ملقط البعوض المطاطي على الغرز لتوفير الجر.
- أداء نفس المفاغرة على الجدار الأمامي. استمر في الإجراء بأكمله على الطرف القريب من PAG. انتبه بشكل خاص عند إجراء المفاغرة القريبة لتجنب تضمين أي نشرة في خط الخياطة.
- حرر المشبك البعيد أولا للسماح بملء PAG بالدم الرجعي (تدفق الضغط المنخفض) من أجل التحقق من المفاغرة. إصلاح أي تسرب للدم مع خياطة واحدة. بمجرد تقييم المفاغرة البعيدة ، قم بإجراء نفس الإجراء على الطرف القريب.
- المراحل النهائية من العملية على المستلم:
- قم بتقييم مدى ملاءمة PAG وقم بتطبيق شريطين من إسفنجة الجيلاتين على خطوط الخياطة على جانبي PAG (إذا لزم الأمر). مارس ضغطا لطيفا لبضع ثوان باستخدام مسحتين من القطن للمساعدة في الإرقاء.
- نقل الأمعاء إلى تجويف البطن وإغلاق الجدران مع خياطة 4/0 البولي بروبلين قيد التشغيل.
5. الإجراء الذي تديره الشام
- إجراء إعداد مماثل للحيوان كما هو موضح سابقا للفئران المتلقية.
- قطع AA تحت الكلوي ، في منتصف الطريق بين أصل الشرايين الكلوية والحرقفية.
- إعادة تقريب طرفي AA باستخدام مفاغرة من طرف إلى طرف ، كما هو موضح سابقا. قم بإزالة المقطعين وإجراء إرقاء دقيق.
- إعادة وضع الأمعاء وإغلاق جدار البطن في طبقات ، كما هو الحال بالنسبة للحيوانات المتلقية.
6. الرعاية والمتابعة بعد العملية الجراحية
- إدارة محلول ملحي دافئ (5 مل) في الأنسجة تحت الجلد من ظهر الحيوان للترطيب. ضع الفئران تحت مصباح التدفئة وراقبها بصريا حتى الاستيقاظ ، والتي تستغرق عادة ما تصل إلى 5 دقائق بعد إيقاف التخدير. ضع الحيوان في قفص عند درجة حرارة الغرفة من 22-24 درجة مئوية ، مع إمكانية الوصول الفوري وغير المقيد إلى الطعام والماء.
- إدارة الترامادول العضلي (5 ملغ / كغم) لتسكين ما بعد الجراحة مرتين يوميا لأول 48 ساعة بعد الجراحة. بعد ذلك ، راقب الحالة الصحية للمتلقي ووزن الجسم يوميا ، على أساس منتظم.
- المتابعة: أثناء المتابعة ، قم بإجراء دراسات الموجات فوق الصوتية المتسلسل في أسبوع واحد وشهر واحد وشهرين لتقييم وظيفة PAG. خلال هذه الدراسات ، قم بقياس قطر الوعاء ، وذروة السرعة الانقباضية (PSV) ، والسرعة الانبساطية النهائية. قم بقياس هذه المعلمات داخل PAG وعلى مستوى AA القريب والبعيد.
- القتل الرحيم للحيوانات بعد شهرين من المتابعة عن طريق تطبيق CO2 لبضع دقائق ، ثم زرع PAG ، والتي ستخضع للتحليل النسيجي المرضي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
تم تضمين ما مجموعه 39 من فئران لويس البالغة في هذه الدراسة: تم استخدام 17 حيوانا كمتبرعين ب PAG ، و 17 حيوانا كمتلقين و 5 تعمل بشكل صوري (مجموعة ضابطة) (الجدول 1). وكان ذكور الفئران 22 (56 في المائة) والإناث 17 (44 في المائة)؛ وقد استخدمت هذه الأخيرة فقط في مجموعة المانحين.
لم يحدث أي حدث مميت أثناء العملية مع البقاء على قيد الحياة بنسبة 100٪. أثناء المتابعة ، كان لحيوانين من مجموعة الزرع نتيجة قاتلة ، في 12 و 51 يوما ، على التوالي ؛ كان معدل البقاء على قيد الحياة في نهاية الدراسة 91٪ (الجدول 1).
وكان متوسط وزن الفئران 387 غراما (النطاق الربيعي، IQR، 358-394 غراما) للمجموعة المتلقية و 328 غراما (IQR=304-337 غراما) للمجموعة المانحة. في أسبوع واحد بعد الجراحة ، كان متوسط الوزن 363 جم (IQR = 350-376 جم) مع انخفاض بنسبة 6٪ مقارنة بالوزن قبل الجراحة. استعادت الحيوانات وزنها خلال الشهر الأول من المتابعة (متوسط 387 جم ، IQR 369-392 جم) ، مع وزن نهائي عند شهرين من 397 جم (IQR = 391-402 جم) (الشكل 2).
كان متوسط وقت المتابعة 62.5 يوما (IQR = 60-68 يوما) في مجموعة الزرع و 62 يوما (IQR = 61-67 يوما) في المجموعة التي تعمل بشكل صوري (p = 0.68).
كان متوسط قطر PA قبل الجراحة في موضعه الأصلي 3.20 مم (IQR = 3.18-3.23 مم). كان متوسط قطر PAG 4.03 مم (IQR = 3.74-4.13 مم) في أسبوع واحد ، و 4.07 مم (IQR = 3.80-4.28 مم) في شهر واحد ، و 4.27 مم (IQR = 3.90-4.35 مم) في شهرين (الشكل 3A). كانت هذه زيادة بنسبة 25.9٪ و 27.2٪ و 33.5٪ مقارنة بالقطر في الموقع الأصلي ، على التوالي. كانت الزيادة في القطر مختلفة اختلافا كبيرا عند مقارنة القيمة في الوضع الأصلي والقيمة في أسبوع واحد (p = 0.003) ، في حين لم يتم العثور على زيادة كبيرة خلال الدراسات التالية. كان قطر الشريان الأورطي في المجموعة التي تديرها الشام 1.41 مم (IQR = 1.35-1.62 مم) في أسبوع واحد و 1.41 مم (IQR = 1.29-1.70 مم) في شهرين. وكان متوسط PSV على مستوى PAG 220.07 مم/ثانية (IQR=210.43-246.41 مم/ثانية) في أسبوع واحد، و430.88 ملم/ثانية (IQR=375.28-495.56 ملم/ثانية) في شهر واحد، و373.68 ملم/ثانية (IQR=305.78-429.81 ملم/ثانية) في شهرين. وعند مقارنتها بالمجموعة التي تعمل بالصور، وجد فرق دلالي في PSV في أسبوع واحد (متوسط 419.12 مم/ثانية، IQR=408.42-561.32 مم/ثانية؛ p<0.001)، في حين لم يتم العثور على فرق في نهاية الدراسة (392.92 مم/ثانية، IQR=305.89-514.27 مم/ثانية؛ p=0.5) (الشكل 3B).
في نهاية الدراسة ، لم يظهر التحليل النسيجي أي علامات على تجلط الدم البطاني ولم يكن تكلس الجدار مهما في معظم الحالات (الشكل 4).
الشكل 1: صورة تمثيلية لعملية روس. تظهر الصورة مراحل عملية روس. (أ) الصمام الأبهري واستئصال الجذر؛ (ب) نقل الطعم الذاتي للشريان الرئوي في وضع الأبهر؛ (ج) استبدال الطعم الذاتي للشريان الرئوي بطعم متماثل. ج: الصمام الأبهري والجذر. ح: الطعم المثلي. P: الصمام الرئوي والجذر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: المسار الزمني لوزن الجسم في مجموعة الزرع. يوضح الرسم البياني المسار على مدار وقت وزن الفئران في مجموعة الزرع. يتم التعبير عن القيم كنطاق متوسط وربع سنوي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: تباين القطر وذروة السرعة الانقباضية في طعم الشريان الرئوي. توضح الرسوم البيانية تباين القطر (A) وذروة السرعة الانقباضية (B) داخل طعم الشريان الرئوي أثناء التقييمات فوق الصوتية المتسلسلة. يتم التعبير عن القيم كنطاق متوسط وربع سنوي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: التقييم المجهري ل PAG. تظهر الصورة PAG بعد الزرع (A). (ب) التقييم الشعاعي؛ (ج) صبغة الهيماتوكسيلين والإيوسين، التكبير الأصلي 12.5x. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| متغير | زرع | المتبرعون | الشام التي تديرها | مجموع |
| عدد الفعاليات | 17 | 17 | 5 | 39 |
| الأحداث المميتة في الجراحة | 0 | // | 0 | 0 |
| الأحداث المميتة أثناء المتابعة (٪) | 2 | // | 0 | 2 (91) |
| الوزن عند الجراحة* | 387 (358-394) | 327,5 (303-337) | 389 (321-404) |
الجدول 1: خصائص الدراسة ونتائجها. *يتم التعبير عن القيم كنطاق متوسط وربع سنوي.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يمثل استبدال الصمام الأبهري بالجذر الرئوي الذاتي (عملية روس) خيارا جذابا لإصلاح تضيق الصمام الأبهري الخلقي بسبب المظهر الجانبي المواتي والنمو المحتمل للطعم الذاتي10. القيد الرئيسي لهذا الإجراء هو التمدد المحتمل للصمام الأبهري الجديد ، والذي يؤهب لتطوير قلس طويل الأجل. يمكن أن تمثل إمكانية توصيف التعديلات على الشريان الرئوي بعد التعرض للضغوط الجهازية الأساس لفهم أسباب فشل الطعم الذاتي الرئوي. لهذا السبب ، قمنا بتطوير نموذج تجريبي لزرع PAG المتلازمين في وضع نظامي في نموذج القوارض
التقنية الجراحية المبلغ عنها آمنة وفعالة وقابلة للتكرار. الحجم الصغير للحيوانات التي تم استخدامها يبسط الإدارة الجراحية وما بعد الجراحة. هذا سمح لنا بالحصول على نموذج مفيد بمواد محدودة ونفقات حيوانية. تم اختيار فئران لويس لأن هذه الفئران ، كسلالة داخلية ، هي متساوية المنشأ ، مع أكثر من 99 ٪ من أليلاتها الثابتة. وبالتالي ، فهي نموذج مناسب لدراسة زرع الصمامات الرئوية بين الحيوانات. قررنا تحديد نقطة نهاية لمدة شهرين للدراسة لأن بيانات الأدبيات تشير إلى نسبة 1:11 بين أيام الإنسان والفئران11. ولذلك، يمكننا أن نفترض أن وقت المتابعة لدينا سيعادل حوالي خمس سنوات، مما يسمح لنا بتقييم تكيف الفريق الاستشاري في الأجلين المتوسط والطويل.
أظهرت نتائجنا الأولية زيادة سريعة في قطر PAG وانخفاضا في PVS الذي تم قياسه عند مستواه خلال الأسبوع الأول بعد الزرع. في وقت لاحق ، لوحظت هضبة جزئية من زيادة القطر. يمكننا التكهن بأن الانخفاض في PSV الذي شوهد في الفترة قصيرة الأجل يمكن أن يكون مرتبطا بزيادة قطر PAG ، مما يتسبب في تباطؤ تدفق الدم إلى PAG نفسه.
وستساعد المزيد من الدراسات التي تهدف إلى إدخال تعديل PAG في وضع منهجي بعد نقاط نهاية متابعة أقصر على توضيح تطور هذا التكيف بمرور الوقت. ومن شأن التطوير المستقبلي المحتمل لهذا النموذج باستخدام استراتيجيات مختلفة لتعديل سوء تكيف PAG أن يمنع تمدده، وبالتالي تحسين النتائج بعد تدخل روس. يمكن أن تكون هذه الاستراتيجيات علاجا دوائيا ، مثل التحكم في الضغط (أي باستخدام مثبطات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين أو حاصرات مستقبلات الأنجيوتنسين II) العلاجات المضادة للأكسدة ، أو الاحتواء الميكانيكي لتوسيع PAG مع تعزيز خارجي (كما اقترح مؤخرا بعض المؤلفين 12).
يجب تنفيذ بعض الخطوات الحاسمة في الإجراء باهتمام خاص. أولا ، من الضروري تضمين الكمية المناسبة من عضلة البطين اليمنى عند حصاد الشريان الرئوي. في الواقع ، عندما يتم الحفاظ على الكثير من الأنسجة العضلية ، يزداد خطر تسرب المفاغرة ، في حين أن كمية غير كافية من العضلات يمكن أن تؤهب لتلف وريقات الصمام. عند إجراء المفاغرة القريبة من طرف إلى طرف بين PA و AA ، يجب إيلاء اهتمام خاص لعدم تضمين وريقات الصمام لتجنب التأثير على نطاق حركتها. وأخيرا ، يعد الإرقاء الكافي أمرا أساسيا لتجنب فقدان الدم المفرط الذي يمكن أن يعرض مسار ما بعد الجراحة للخطر.
يعتبر تخفيض الوزن بنسبة تصل إلى 6٪ مقبولا أثناء المتابعة. ومع ذلك ، يجب على الحيوانات استعادة وزنها الأولي خلال الشهر الأول من المتابعة والحفاظ على زيادة وزنها بعد ذلك. إذا كان الفشل في الوصول إلى الوزن الأولي مرتبطا بدليل على وجود اتجاه تصاعدي ، فيمكن اعتباره أيضا مؤشرا على رفاهية الحيوان. من ناحية أخرى ، فإن أي تخفيض في الوزن بأكثر من 6٪ ، وأي فشل في الوصول إلى الوزن الأولي في شهر واحد مع اتجاه هبوطي يجب أن يثير المخاوف بشأن الظروف السيئة المحتملة للحيوانات.
الاقتراح التقني الرئيسي للباحثين الذين يقتربون من هذا النموذج هو استخدام الخياطة المستمرة لإجراء المفاغرة من البداية إلى النهاية. في حين تقترح الكتب المدرسية للجراحة المجهرية استخدام غرز منفصلة لهذا النوع من المفاغرة ، فإننا نفضل الخياطة المستمرة لأنها تشد الجذر الرئوي بشكل أفضل. بالإضافة إلى ذلك ، لاحظنا أنه بهذه الطريقة يكون من الأسهل تقليل عدم التطابق المحتمل مع الشريان الأورطي المتلقي ، والذي لا يزال موجودا على الرغم من استخدام أصغر لحصاد الجذور الرئوية.
تم بالفعل وصف نماذج حيوانية أخرى لدراسة الحمل الزائد لضغط الجذر الرئوي في الأدبيات الحالية. وعادة ما تنطوي هذه على نطاقات السلطة الفلسطينية13. على الرغم من الزيادة الفعالة في ضغط المنبع ، فإن هذه النماذج لا تعيد إنتاج إجراء روس بالكامل. في الواقع ، القيد الأول هو التباين العالي في الحمل الزائد للضغط والذي يعتمد على مدى ضيق الضمادة مقارنة بقطر PA. لهذه الأسباب ، قد لا يعكس الحمل الزائد الرئوي دائما الضغوط الجهازية الفعلية. يمثل الحفاظ على الجذر الرئوي في موضعه الأصلي القيد الثاني لنماذج نطاقات PA. في إجراء روس ، يفقد PA جميع الاتصالات الوعائية والعصبية التي يمكن أن تؤثر على تكيفه الإضافي مع الضغوط الجهازية.
كما وصف المجتمع العلمي بالفعل بعض النماذج الحيوانية للانتقال غير المتجانس للسلطة الفلسطينية في وضع نظامي. ومع ذلك ، فإن جميع هذه النماذج تنطوي على استخدام كبيرة الحجم مثل الحملان أو الأغنام14،15. يمكن لهذه الحيوانات بلا شك تبسيط الإجراء الجراحي في بعض الجوانب من خلال توفير إمكانية إجراء إجراء روس الفعلي. ومع ذلك ، فإن الحاجة إلى المجازة القلبية الرئوية وكذلك الحاجة إلى المزيد من الأشخاص المشاركين في الإدارة الجراحية وما بعد الجراحة تزيد بشكل كبير من التكاليف ، مما يحد من استخدام هذا النموذج على نطاق واسع. وعلاوة على ذلك، فإن النماذج الحيوانية الصغيرة، مثل الفئران، من شأنها أن تسمح بأداء العديد من العارضات، وبالتالي تقليل التباين وتمكين نقطة نهاية زمنية مختلفة، فضلا عن إمكانية مقارنة مجموعات متعددة.
على الرغم من أنه يوفر إمكانية تقييم تعديل جذر السلطة الفلسطينية للضغوط النظامية كما هو الحال في عملية روس ، إلا أن هذا النموذج له بعض القيود. القيد الرئيسي هو استحالة إجراء عملية روس الفعلية مع انفصال الشرايين التاجية وإعادة زرعها. ومع ذلك ، لأغراضنا ، كان هذا مجرد قيد بسيط حيث ركزت الدراسة على الجدار الرئوي. يختلف الضغط في الشريان الأورطي البطني الرقيق عن الضغط الموجود في الشريان الأورطي الصاعد ، مما يحد من المقارنة مع عملية روس فيما يتعلق بحركة وريقات الصمامات. ومع ذلك ، مرة أخرى ، كان تركيزنا الرئيسي هو جذر السلطة الفلسطينية كتحركات أولية لفشل PAG. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون لاستخدام القوارض بعض القيود المتعلقة بمقياس ضغط نظامي مختلف مقارنة بالحيوانات الكبيرة. ومع ذلك ، فإن هذا الاختلاف يتناسب مع الضغوط التي يتعرض لها الجذر الأصلي.
في الختام ، أظهرت الدراسة الحالية أن زرع PAG المتجانس في وضع منهجي في نموذج القوارض يمثل منصة بسيطة ومجدية لتطوير وتقييم التقنيات الجراحية الجديدة والعلاجات الدوائية لزيادة تحسين نتائج عملية روس.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
Acknowledgments
تم تمويل الدراسة من خلال الميزانية المتكاملة للبحوث بين الإدارات (BIRD) 2019.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0.9% Sodium Chloride | Monico SpA | AIC 030805105 | Two bottles of 100 mL. The cold one (4°C) for flushing the harvesting organ; the warm one (39°C) for moistening, and rehydration of the recipient |
| 7.5% Povidone-Iodine | B Braun | AIC 032151211 | |
| Barraquer | Aesculap | FD 232R | Straight micro needle holder for the vascular anastomoses |
| Castroviejo needle holder | Not available | J 4065 | To close the animal |
| Clip applying forceps | Rudolf Medical | RU 3994-05 | For clip application |
| Cotton swabs | Johnson & Johnson Medical SpA | N/A | Supermarket product. Sterilized |
| Curved micro jeweller forceps | Rudolf Medical | RU 4240-06 | Used to pass sutures underneath the vases. |
| Depilatory cream | RB healthcare | N/A | Supermarket product |
| Electrocautery machine | LED SpA | Surton 200 | |
| Fine scissors | Rudolf Medical | RU 2422-11 | For opening the abdomen (recipient) |
| Fine-tip curved Vannas micro scissors | Aesculap | OC 497R | Only for preparing the pulmonary root, cut the lumbar vases and the 10/0 Prolene |
| Fluovac Isoflurane/Halotane Scavanger unit | Harvard Apparatus Ltd | K 017041 | Complete of anesthesia machine, anesthesia tubing, induction chamber and scavenger unit with absorbable filter |
| Gentamycin | MSD Italia Srl | AIC 020891014 | Antibiotic. Single dose, 5 mg/kg intramuscular, administered during surgery |
| Heparin | Pharmatex Italia Srl | AIC 034692044 | 500 IU into the recipient abdominal vena cava |
| I.V. Catheter | Smiths Medical Ltd | 4036 | 20G |
| Insulin Syringe, 1 mL | Fisher Scientific | 14-841-33 | To inject heparin in the harvesting animal and to flush the sectioned aorta in the recipient |
| Jeweler bipolar forceps | GIMA SpA | 30665 | 0.25 mm tip. For electrocautery of very small vases |
| Lewis rats (LEW/HanHsd) | Envigo RMS SRL, San Pietro al Natisone, Udine, Italy | 86104M | Male or female, weighing 200-250 g (pulmonary root harvesting animals) and 320-400 g (recipients) |
| Micro-Mosquito | Rudolf Medical | RU 3121-10 | In number of four, with tips covered with silicon tubing. To keep in traction the Prolene suture during anastomosis |
| Operating microscope | Leica Microsystems | M 400-E | Used with 6x, 10x and 16x in-procedure interchangeable magnifications |
| Perma-Hand silk 2-0 | Johnson & Johnson Medical SpA | C026D | To lift the aorta |
| Petrolatum ophthalmic ointment | Dechra | NDC 17033-211-38 | |
| Prolene 10-0 | Johnson & Johnson Medical SpA | W2790 | Very fine non-absorbable suture, with a BV75-3 round bodied needle, for the vascular anastomoses |
| Retractors | Not any | N/A | Two home-made retractors |
| Ring tip micro forceps | Rudolf Medical | RU 4079-14 | For delicate manipulation |
| Sevoflurane | AbbVie Srl | AIC 031841036 | Mixed with oxygen, for inhalatory anesthesia |
| Spring type micro scissors | Rudolf Medical | RU 2380-14 | Straight; 14 cm long |
| Standard aneurysm clips | Rudolf Medical | RU 3980-12 | Two clips (7.5 mm; 180 g; 1.77 N) to close the aorta |
| Sterile gauze of non-woven fabric material | Luigi Salvadori SpA | 26161V | 7.5x7.5 cm, four layers |
| Straight Doyen scissors | Rudolf Medical | RU/1428-16 | For use to the donor |
| Straight micro jeweller forceps | Rudolf Medical | RU 4240-04 | 10.5 cm long. Used throughout the anastomosis |
| Syringes | Artsana SpA | N/A | 20 mL (for the harvesting animal) and 5 mL (for the recipient). For saline flushing and dipping |
| TiCron 4-0 | Covidien | CV-331 | For closing muscles and skin |
| Tissue forceps V. Mueller | McKesson | CH 6950-009 | Used for skin and muscles |
| Tramadol | SALF SpA | AIC 044718029 | Analgesic. Single dose, 5 mg/kg intramuscular |
| Virgin silk 8-0 | Johnson & Johnson Medical SpA | W818 | For arterial branch ligation |
References
- Botto, L. D., Correa, A., Erickson, J. D. Racial and temporal variations in the prevalence of heart defects. Pediatrics. 107 (3), 32 (2001).
- Vergnat, M., et al. Aortic stenosis of the neonate: A single-center experience. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 157 (1), 318-326 (2019).
- Hraška, V., et al. The long-term outcome of open valvotomy for critical aortic stenosis in neonates. The Annals of Thoracic Surgery. 94 (5), 1519-1526 (2012).
- Kaza, A. K., Pigula, F. A. Are bioprosthetic valves appropriate for aortic valve replacement in young patients. Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery: Pediatric Cardiac Surgery Annual. 19 (1), 63-67 (2016).
- Myers, P. O., et al. Outcomes after mechanical aortic valve replacement in children and young adults with congenital heart disease. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 157 (1), 329-340 (2019).
- Donald, J. S., et al. Ross operation in children: 23-year experience from a single institution. The Annals of thoracic surgery. 109 (4), 1251-1259 (2020).
- Khwaja, S., Nigro, J. J., Starnes, V. A. The Ross procedure is an ideal aortic valve replacement operation for the teen patient. Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery: Pediatric Cardiac Surgery Annual. , 173-175 (2005).
- Elkins, R. C., Lane, M. M., McCue, C. Ross operation in children: late results. The Journal of Heart Valve Disease. 10 (6), 736-741 (2001).
- Chambers, J. C., Somerville, J., Stone, S., Ross, D. N. Pulmonary autograft procedure for aortic valve disease: long-term results of the pioneer series. Circulation. 96 (7), 2206-2214 (1997).
- Mazine, A., et al. Ross procedure in adults for cardiologists and cardiac surgeons: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 72 (22), 2761-2777 (2018).
- Sengupta, P. The laboratory rat: Relating its age with humans. International Journal of Preventive Medicine. 4 (6), 624-630 (2013).
- Ashfaq, A., Leeds, H., Shen, I., Muralidaran, A. Reinforced ross operation and intermediate to long term follow up. Journal of Thoracic Disease. 12 (3), 1219-1223 (2020).
- Vida, V. L., et al. Age is a risk factor for maladaptive changes of the pulmonary root in rats exposed to increased pressure loading. Cardiovascular Pathology: The Official Journal of the Society for Cardiovascular Pathology. 21 (3), 199-205 (2012).
- Nappi, F., et al. An experimental model of the Ross operation: Development of resorbable reinforcements for pulmonary autografts. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 149 (4), 1134-1142 (2015).
- Vanderveken, E., et al. Mechano-biological adaptation of the pulmonary artery exposed to systemic conditions. Scientific Reports. 10 (1), 2724 (2020).
