Summary
Ross prosedürünü simüle etmek için alçalma aortuna pulmoner kök implantasyonunun bir murine modelinin nasıl kurulacağımızı gösteriyoruz. Bu model, pulmoner otograft remodeling'in sistemik bir pozisyonda orta/uzun vadeli değerlendirilmesini sağlar ve adaptasyonunu teşvik etmek için terapötik stratejiler geliştirmenin temelini temsil eder.
Abstract
Aort kapak hastalığı için Ross operasyonu, olağanüstü uzun vadeli sonuçları nedeniyle yeni bir ilgi kazandı. Bununla birlikte, bağımsız kök replasmanı olarak kullanılırken, pulmoner otograft ve sonraki aort kusmasının olası genişlemesi açıklanmaktadır. Birkaç hayvan modeli önerilmiştir. Bununla birlikte, bunlar genellikle ex-vivo modelleriyle veya nispeten pahalı büyük hayvan modelleriyle in-vivo deneylerle sınırlıdır. Bu çalışmada, sistemik bir pozisyonda pulmoner arter grefti (PAG) implantasyonunun kemirgen modelini oluşturmaya çalıştık. Toplam 39 yetişkin Lewis sıçanı dahil edildi. Ötanaziden hemen sonra pulmoner kök donör bir hayvandan toplanmıştır (n=17). Singeneik alıcı (n=17) ve sham-operated (n=5) sıçanlar yatıştırıldı ve havalandırıldı. Alıcı grupta PAG'a infra-renal abdominal aort pozisyonunda uç-uç anastomoz takıldı. Sham tarafından işletilen sıçanlara sadece aort transeksiyonu ve yeniden anastomoz uygulandı. Hayvanlar iki ay boyunca seri ultrason çalışmaları ve ölüm sonrası histolojik analizlerle takip edildi. Ortanca PAG çapı 3,20 mm idi (IQR=3,18-3,23). Takipte PAG'nin ortanca çapı 1 haftada 4,03 mm (IQR=3,74-4,13) idi, 1 ayda 4,07 mm (IQR=3,80-4,28), 2 ayda 4,27 mm (IQR=3,90-4,35) (s<0,01). Pik sistolik hız 1 haftada 220,07 mm/s (IQR=210,43-246,41), 1 ayda 430,88 mm/s (IQR=375,28-495,56) idi, ve 2 ayda (p=0,02) 373,68 mm/s (IQR=305,78-429,81) ve denemenin sonundaki sahtekâr gruptan farklı değildi (p=0,5). Histolojik analizde endotel trombozu belirtisine rastlanmadı. Bu çalışma, kemirgen modellerinin pulmoner kökün yüksek basınç sistemine uzun süreli adaptasyonunun değerlendirilmesine izin verebileceğini göstermiştir. Sistemik olarak yerleştirilmiş bir syngeneic PAG implantasyonu, Ross operasyonunun sonuçlarını daha da iyileştirmek için yeni cerrahi tekniklerin ve ilaç tedavilerinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi için basit ve uygulanabilir bir platformu temsil eder.
Introduction
Konjenital aort kapak darlığı, lezyonun valvüler düzeyde bulunduğu sol ventrikül yolunun tıkanma ile karakterize konjenital kalp hastalığının bir alt grubudur. Malformasyon her 1000 canlı doğumda yaklaşık 0.04-0.38'i etkiler1.
Düzeltme için mevcut seçenekler, her biri kendi avantajları ve dezavantajları olan birçok seçenektir. Biventriküler düzeltmeye uygun hastalar için2, yaklaşım kapak onarımı (perkütan veya cerrahi valvulotomi) veya değiştirilmesine yönelik olabilir3. İkincisi, aort kapağının kurtarılamaz olduğu düşünüldüğünde tercih edilir; ancak pediatrik hastalar için mevcut seçenekler sınırlıdır. Nitekim biyoprostetik kapaklar erken kireçlenmeleri nedeniyle genç popülasyonda aort replasmanı için belirtilmemiştir4. Öte yandan, mekanik kapakçıklardaki dejenerasyon oldukça yavaştır, ancak bunlar ömür boyu antikoagülan tedavi gerektirir5. Ek olarak, bu protezlerin ana sınırlaması, hastaları ek yeniden yorumlamalara yatkın olan büyüme potansiyelinin eksikliği ile temsil edilir.
Pediatrik popülasyonda ilginç bir terapötik seçenek, pulmoner otograftın "Ross operasyonu" adlı aort pozisyonuna aktarılmasıdır. Bu durumda pulmoner kapak daha sonra bir homograft ile değiştirilir (Şekil 1)6. Bu prosedür muhtemelen çocuklar için en iyi cerrahi seçimi temsil edebilir, çünkü pulmoner otograft büyüme potansiyelini korur ve ömür boyu antikoagülan tedavi risklerini taşımaz. Ayrıca, Ross prosedürü, en iyi cerrahi çözüm olma potansiyeline sahip mekanik veya biyolojik bir kapaktan kaçınmak için genç yetişkinlerde de büyük değere sahip olabilir.
Pulmoner otograft ile aort kapak değişimi sonrası sonuçlar mükemmeldir, sağkalım% 98'den büyüktür ve iyi uzun vadeli sonuçlar7. Literatür çalışmaları pulmoner homograftın yerine sırasıyla 4 ve 12 yaşlarında %93 ve %90 özgürlük bildirmektedir8.
Bu prosedürün en büyük sınırlaması, özellikle bağımsız bir kök değişimi olarak kullanılırken, otograftın uzun vadede genişleme eğilimidir. Bu, yeniden yorumlama gerektirebilecek valvüler yetersizliğe neden olabilir. Gerçekten de, şimdiye kadar yapılan en uzun takip çalışması, 10 yılda% 88 ve 20 yıl9'da% 75 otograft değişimi için yeniden çalışma özgürlüğü bildirmektedir.
Bir Ross operasyonunu deneysel bir ortamda yeniden yaratma olasılığı, pulmoner otograft adaptasyonunun sistemik basınçlara temel mekanizmasını araştırmak için temel bir ön koşulu temsil eder. Geçmişte birkaç model önerildi. Bununla birlikte, bunlar genellikle nispeten pahalı büyük hayvanlara sahip ex-vivo deneyleri veya in-vivo hayvan modelleri ile sınırlıdır. Bu çalışmada, bağımsız kök olarak sistemik bir pozisyonda pulmoner arter grefti (PAG) implantasyonunun kemirgen modelini oluşturmaya çalıştık.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm prosedürler Padova Üniversitesi Hayvan Bakım Komitesi (OPBA, protokol numarası n° 55/2017) tarafından onaylanmış ve İtalya Sağlık Bakanlığı (Yetkilendirme n° 700/2018-PR) tarafından yetkilendirilmiştir, Avrupa Birliği Direktifi 2010/63/UE ve İtalya'nın Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı için 26/2014 sayılı Kanunu'na uygun olarak.
1. Hayvan bakımı ve deneysel model
- Tüm Lewis sıçanlarının tek bir şirketten (Malzeme Masası) elde edildiğinden emin olun. Sıçanları yiyecek ve suya ücretsiz erişim ile geleneksel tesislerde muhafaza edin.
- Sıçanların ağırlığının alıcı grubu için 320-400 g ve donör grubu için 200-250 g arasında değiştiğinden emin olun.
2. Ameliyat öncesi protokol
NOT: Tüm işlemler temiz koşullarda yapılmalıdır. Singeneik bir nakil yapmak için erkek ve dişi yetişkin Lewis sıçanlarını alıcı ve donör olarak da kullanın.
- Ameliyattan 15 dakika önce tramadol (5 mg/kg) intraperitoneal enjeksiyonu gerçekleştirin.
- Ameliyattan hemen önce tek doz kas içi Gentamisin (5 mg/kg) sürün.
- Anestezi indüksiyonu için, hayvanın yerleştiği bir poli (metil methakrilit) odasına 1 L / dk oksijende% 4 sevofluran sağlayın. Anestezi bakımı için işlem boyunca 1 L/dk oksijende %2.0-2.5 sevofluran kullanın.
- Hayvanı orta hat boyunca sternumdan 2 cm genişliğe, genital bölgenin 1 cm üstüne jiletle tıraş edin. Daha sonra iyot çözeltisi ile cildi sterilize edin.
- Hayvanın ıslanmasını önlemek ve ameliyat sırasında ısı dağılımını önlemek için hayvanı şeffaf bir plastik filmle örtün.
- Zararlı bir uyarana yanıt vermemeyi değerlendirerek işlemi yapmadan önce anestezi seviyesini değerlendirin.
3. Donör operasyonu
- Hayvan ve kalp hazırlığı:
- Uyuşturuluz hayvanı, kaudal tarafı cerraha bakacak şekilde bir mantar tepsisine yerleştirin. Yaklaşık 5-6 cm'lik bir xipho-kasık kesisi gerçekleştirin ve iki kas-deri kapaklarını yanal olarak geri çekin.
- Karın vena kava yoluyla 500 IU heparin içeren 4 °C'de 1 mL salin çözeltisi hacmi geçirin.
- 1 dakika sonra diyaframı soldan sağa kesin ve kalbi açığa çıkarmak için ön torakotomi işlemi gerçekleştirin.
- 4 °C'de salin çözeltisi damlatarak atan kalbi soğutun.
- Aort kemerinin tam bir görünümünü elde etmek için perikardiektomi ve timektomi gerçekleştirin. Aortu çevreleyen kalan yağ dokularını çıkarın.
- Innominat arterin kökeninin hemen üzerinde kemerde kesin; ikincisini de kopar.
- Torasik inferior vena kavayı (IVC) kesin ve kalbi 4 °C'de 20-25 mL tuzlu su çözeltisi ile aşılamak için hafif basınç uygulayarak 22 G'lik bir ampul yerleştirin. Kalp durduğunda perfüzyonu durdurun ve aorttan akış netleşti.
- PAG explant:
NOT: Alıcıda optimum implantasyon elde etmek için PAG'nin doğru bir şekilde toplanması ve hassas bir şekilde işlenmesi zorunludur. Doğrudan aletlerle dokunmayın, bunun yerine pamuklu çubuklar kullanın.- PA çapını kendi pozisyonunda değerlendirmek için bir ultrason çalışması gerçekleştirin.
- Geminin arka duvarının altına bir mikro-plier yerleştirin ve PAG'nin uzunluğunu en üst düzeye çıkarmak için çatallanmasına mümkün olduğunca yakın bir mikro makas kullanarak ikincisini kesin.
- PA'yı halka uçlu mikroasiplerle hafifçe tutun ve mikro yay makası ile sağ ventrikülden ayırın. Sağ ventrikül kası da dahil olmak üzere PAG'yi hasat edin.
- PAG hazırlığı:
- PAG'yi ameliyat masasına soğuk salin ile nemlendirilmiş bir gazlı bez üzerine yerleştirin ve kabı çalışma mikroskobu altında inceleyin.
- Sadece 1 mm ventrikül kası bırakarak bol miktarda çevreleyen dokuyu kesin. Kabın uzunluğunu 5 mm olarak ayarlayın.
4. Pulmoner arter grefti (PAG) implantasyonu
- Alıcı hayvanın hazırlanması:
- Uyuşturuluz hayvanı, kaudal tarafı cerraha bakacak şekilde bir mantar tepsisine yerleştirin.
- Ortanca uzunlamasına bir kesi yapın ve karnı açık tutmak için iki mini retraktör kullanın.
- Bağırsakları iki pamuklu çubukla çıkarın ve 39 °C salin ile ıslatılmış bir gazlı bezle örtün ve infra-renal abdominal aortun (AA) maruz kalmasıyla retroperitoneal bölgenin görselleştirilmesini sağlar.
NOT: Ameliyat sırasında, kemirgenlerde yaygın olan kritik bir durum olan hipotermiyi önlemek için 39 °C salin içeren bir şırınna kullanarak bağırsakları zaman zaman nemlendirmek önemlidir. - İki pamuklu çubuk kullanarak iki renal arter ve iliak çatallanma arasındaki arka parietal peritonu soyun ve kızılötesi AA etrafındaki yağ dokusunu çıkarın. Damarda kullanımı kolaylaştırmak için AA'nın üzerinde sadece küçük bir yağ parçası bırakın.
- AA'yı IVC'den ayırın. Bu işlemi gerçekleştirmek için, önce arka aort duvarının arkasına kavisli bir tokmak geçirin ve AA ile IVC arasında bir geçit açmak için kullanın. Ardından, gemiyi kaldırmak ve AA'yı IVC'den ayırmak için AA etrafında bir döngü oluşturmak için 2-0 ipek dikiş kullanın. Kızılötesi AA'dan kaynaklanan herhangi bir bel arterini 6/0 ipek dikiş ile bağlayın ve bölün.
- Hayvanı saat yönünün tersine 90° döndürün, başı operatörün sol tarafına yerleştirin. AA şimdi mikroskobik alanda yatay olarak yatıyordu.
- Kızılötesi AA'yı sıkıştırmak ve birbirinden 1,5 cm mesafeye yerleştirmek için iki Yaşargil klipsi kullanın. AA'yı iki klip arasındaki orta noktadan aktarın.
- Damarların iki ucunun herhangi bir pıhtıyı çıkarmak için salin çözeltisinde heparin (1 UI/mL) ile sulanın. Damarlardaki macerasal kalıntıları çıkarın.
- PAG implantasyonu:
- PAG'yi iki ucun arasına, ventrikül ucu hayvanın kraniyal kısmına doğru yerleştirin.
- PG'yi AA'ya bağlayan iki dönüm noktası tek dikişi gerçekleştirmek için 10-0 polipropilen dikiş kullanın. Dikişi damar çevresinin karşı taraflarına yerleştirerek PAG'nin her iki ucundaki işlemi gerçekleştirin.
- Pag ve AA arasında distal uçtan başlayarak uçtan uca bir anastomoz gerçekleştirin. Yaklaşık altı dikişten oluşan bir dikiş gerçekleştirmek için alıcıdan grefte çıkış/çıkış sırası kullanarak posterior anastomoz için distal dönüm noktası dikişinin iki ucundan birini kullanın.
- Dikiş proksimal dönüm noktasına ulaştığında, dikişi ve proksimal dönüm noktası dikişinin iki ucundan birini kullanarak kare bir düğümle tamamlanan çift yarım bir otostop gerçekleştirin. Çekiş sağlamak için dikişlere kauçuk-shod sivrisinek tokmakları uygulayın.
- Ön duvarda aynı anastomozu gerçekleştirin. PAG'nin proksimal ucundaki tüm prosedürü sürdürin. Dikiş çizgisine herhangi bir broşür dahil etmemek için proksimal anastomoz yaparken özellikle dikkat edin.
- Anastomozu kontrol etmek için PAG'nin retrograd kan (düşük basınç akışı) ile doldurulmasını sağlamak için önce distal klipsi bırakın. Tek bir dikişle herhangi bir kan sızıntıyı onarın. Distal anastomoz değerlendirildikten sonra, proksimal uçta aynı işlemi uygulayın.
- Alıcı üzerindeki işlemin son aşamaları:
- PAG'nin açıklığını değerlendirin ve PAG'nin her iki tarafındaki dikiş çizgilerinin üzerine iki şerit jelatin süngeri uygulayın (gerekirse). Hemostaz yardımcı olmak için iki pamuklu çubukla birkaç saniye hafif basınç uygulayın.
- Bağırsakları karın boşluğuna yer edin ve duvarları 4/0 polipropilen çalışan bir dikişle kapatın.
5. Sham tarafından işletilen prosedür
- Alıcı sıçanlar için daha önce gösterildiği gibi hayvanın aynı hazırlığını gerçekleştirin.
- Renal ve iliak arterlerin kökeninin ortasında, infra-renal AA'yı kesin.
- AA'nın iki ucunun daha önce açıklandığı gibi uç-uca bir anastomoz kullanarak yeniden örneklenin. İki klipsi çıkarın ve doğru bir hemostaz prosedürü uygulayın.
- Bağırsakları yeniden konumlandırın ve alıcı hayvanlara gelince karın duvarını katmanlar halinde kapatın.
6. Ameliyat sonrası bakım ve takip
- Hidrasyon için hayvanın sırtının deri altı dokusuna ılık tuzlu su çözeltisi (5 mL) sürün. Sıçanı bir ısıtma lambasının altına yerleştirin ve uyanmaya kadar görsel olarak izleyin, bu da anestezi durdurulduktan sonra genellikle 5 dakikaya kadar sürer. Hayvanı, yiyecek ve suya anında ve sınırsız erişimle 22-24 ° C oda sıcaklığında bir kafese yerleştirin.
- Ameliyat sonrası analjezi için intramüsküler tramadol (5 mg/kg) ameliyattan sonraki ilk 48 saat boyunca günde iki kez uygulama. Daha sonra, alıcının sağlık durumunu ve vücut ağırlığını günlük olarak düzenli olarak izleyin.
- Takip: Takip sırasında PAG fonksiyonunu değerlendirmek için bir hafta, bir ay ve iki ayda seriate ultrason çalışmaları gerçekleştirin. Bu çalışmalar sırasında damar çapını, tepe sistolik hızını (PSV) ve son diyastolik hızı ölçün. Bu parametreleri PAG içinde ve proksimal ve distal AA seviyesinde ölçün.
- Birkaç dakika CO2 uygulamasıyla iki aylık takiplerden sonra hayvanları ötenazi yapın ve ardından histopatolojik analizden geçecek pag'ı ayıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bu çalışmaya toplam 39 yetişkin Lewis sıçanı dahil edildi: PAG bağışçısı olarak 17 hayvan, alıcı olarak 17 hayvan ve sham-operated (kontrol grubu) olarak 5 hayvan kullanıldı (Tablo 1). Erkek sıçanlar 22 (%56) ve dişi 17 (%44); ikincisi sadece donör grubunda kullanılmıştır.
Operasyon sırasında %100 sağkalım ile ölümcül bir olay meydana gelmedi. Takip sırasında, nakil grubundan iki hayvan sırasıyla 12 ve 51 günde ölümcül bir sonuç elde etti; çalışma sonunda sağkalım oranı %91 idi (Tablo 1).
Sıçanların ortanca ağırlığı alıcı grubu için 387 g (interquartile range, IQR, 358-394 g) ve donör grubu için 328 g (IQR=304-337 g) idi. Ameliyattan bir hafta sonra ortanca ağırlık ameliyat öncesi kiloya göre %6 düşüşle 363 g (IQR=350-376 g) idi. Hayvanlar takiplerin ilk ayında (ortanca 387 g, IQR 369-392 g), son ağırlığı 397 g (IQR=391-402 g) (Şekil 2) iki ay içinde kilolarını geri aldı.
Ortalama takip süresi nakil grubunda 62.5 gün (IQR=60-68 gün), sham-operated grubunda ise 62 gün (IQR=61-67 gün) idi (p=0.68).
Yerel konumundaki ameliyat öncesi PA ortanca çapı 3,20 mm idi (IQR=3,18-3,23 mm). PAG'nin ortanca çapı bir haftada 4,03 mm (IQR=3,74-4,13 mm), bir ayda 4,07 mm (IQR=3,80-4,28 mm) ve iki ayda 4,27 mm (IQR=3,90-4,35 mm) idi (Şekil 3A). Bu oran, yerli konumdaki çapa göre sırasıyla %25,9, %27,2 ve %33,5 artış olarak gerçekleşti. Bir haftalık (p=0.003) yerli konumdaki değer karşılaştırıldığında çap artışı önemli ölçüde farklıyken, aşağıdaki çalışmalar sırasında anlamlı bir artışa rastlanmamıştı. Sham-operated grubunda aort çapı bir haftada 1.41 mm (IQR=1.35-1.62 mm), iki ayda ise 1.41 mm (IQR=1.29-1.70 mm) idi. PAG seviyesinde ortanca PSV bir haftada 220,07 mm/sn (IQR=210,43-246,41 mm/sn) idi, Bir ayda 430,88 mm/s (IQR=375,28-495,56 mm/sn) ve iki ayda 373,68 mm/s (IQR=305,78-429,81 mm/sn). Sahte grupla karşılaştırıldığında, PSV'de bir haftada (ortanca 419,12 mm/sn, IQR=408.42-561.32 mm/s; s<0.001), çalışmanın sonunda fark bulunmazken (392.92 mm/s, IQR=305.89-514.27 mm/s; p=0.5) (Şekil 3B).
Çalışmanın sonunda histolojik analizde endotel trombozu belirtisi gösterilmemiş ve duvar kireçlenmesi çoğu olguda anlamlı değildir (Şekil 4).
Şekil 1: Ross operasyonunun temsili görüntüsü. Fotoğraf Ross operasyonunun aşamalarını gösteriyor. (A) Aort kapakçığı ve kök eksplant; (B) Aort pozisyonunda pulmoner arter otograft transpozisyonu; (C) Pulmoner arter otograft protezi homograft ile. A: aort kapağı ve kök; H: homograft; P: pulmoner kapak ve kök. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Nakil grubunda vücut ağırlığının zaman seyri. Grafik, sıçanın nakil grubundaki ağırlığının süresi boyunca seyri gösterir. Değerler ortanca ve interquartile aralığı olarak ifade edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Çapın ve tepe sistolik hızının pulmoner arter greftine değişimi. Grafikler, seriat ultrasonografik değerlendirmeler sırasında pulmoner arter greftinin içindeki çap (A) ve tepe sistolik hızın (B) değişimini göstermektedir. Değerler ortanca ve interquartile aralığı olarak ifade edilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: PAG'nin mikroskobik değerlendirilmesi. Görüntü, explant (A) sonrası PAG'ı gösterir. (B) Radyografik değerlendirme; (C) Hematoksilin ve Eosin lekesi, orijinal büyütme 12,5x. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| DEĞİŞKEN | NAKLİ | BAĞIŞ | SHAM-İşLETİlEN | TOPLAM |
| Olay sayısı | 17 | 17 | 5 | 39 |
| Ameliyatta ölümcül olaylar | 0 | // | 0 | 0 |
| Takip sırasında önemli olaylar (%) | 2 | // | 0 | 2 (91) |
| Ameliyatta ağırlık* | 387 (358-394) | 327,5 (303-337) | 389 (321-404) |
Tablo 1: Çalışmanın özellikleri ve sonuçları. *Değerler ortanca ve interquartile aralığı olarak ifade edilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Otolog pulmoner kök (Ross operasyonu) ile aort kapak değişimi, otograft10'un olumlu profili ve potansiyel büyümesi nedeniyle konjenital aort kapak darlığı onarımı için çekici bir seçeneği temsil eder. Bu prosedürün en büyük sınırlaması, uzun süreli kusma gelişimine yatkın olan aort neo-kapakçığının potansiyel genişlemesidir. Sistemik basınçlara maruz kaldıktan sonra pulmoner arterdeki modifikasyonların karakterize etme olasılığı, pulmoner otograft yetmezliğinin nedenlerini anlamanın temelini temsil edebilir. Bu nedenle, kemirgen modelinde sistemik bir pozisyonda singeneik PAG implantasyonunun deneysel bir modelini geliştirdik.
Bildirilen cerrahi teknik güvenli, etkili ve tekrarlanabilir. Kullanılan hayvanların küçük boyutu cerrahi ve ameliyat sonrası yönetimi kolaylaştırır. Bu, sınırlı malzemeler ve hayvan harcamaları ile yararlı bir model elde etmemizi sağladı. Lewis sıçanları seçildi, çünkü doğuştan gelen bir suş olarak, bu sıçanlar izojeniktir ve alellerinin% 99'undan fazlası sabittir. Bu nedenle, hayvanlar arasında pulmoner kapakların nakli için uygun bir modeldir. Literatür verileri insan ve sıçan günleri arasında 1:11'lik bir oran gösterdiğinden, çalışma için iki aylık bir uç nokta belirlemeye karar verdik11. Bu nedenle, takip süremizin yaklaşık beş yıla karşılık geleceğini ve bu da PAG adaptasyonunu orta-uzun vadede değerlendirmemizi sağlayacağını varsayabiliriz.
İlk sonuçlarımız, implantasyondan sonraki ilk hafta içinde PAG çapında hızlı bir artış ve PVS'de kendi seviyesinde bir azalma olduğunu gösterdi. Daha sonra çap artışının kısmi bir platosu gözlenmiştir. Kısa dönemde görülen PSV'deki azalmanın PAG çapının artmasıyla ilişkili olabileceğini ve PAG'ın içine kan akışının tükenmesine neden olabileceğini tahmin edebiliriz.
Pag modifikasyonunu daha kısa takip uç noktalarından sonra sistemik bir pozisyonda geçirmeyi amaçlayan diğer çalışmalar, bu adaptasyonun zaman içinde evrimini netleştirmeye yardımcı olacaktır. PAG maladaptasyonunu modüle etmek için farklı stratejiler kullanarak bu modelin gelecekteki olası gelişimi, muhtemelen genişlemesini önleyebilir ve böylece Ross müdahalesinden sonra sonuçları iyileştirebilir. Bu stratejiler, basınç kontrolü (yani ACE inhibitörleri veya anjiyotensin II reseptör blokerleri kullanılarak) antioksidan tedaviler veya pag dilatasyonunun harici bir takviye ile mekanik bir çevrelenmesi gibi farmakolojik bir tedavi olabilir (son zamanlarda bazı yazarlar tarafından önerildiği gibi12).
Prosedürdeki bazı kritik adımlar özellikle dikkat edilerek yapılmalıdır. İlk olarak, pulmoner arteri toplarken doğru miktarda sağ ventrikül kasını dahil etmek esastır. Nitekim, çok fazla kas dokusu korunduğlarında, anastomozun sızma riski artarken, yetersiz miktarda kas kapakçık broşürlerine zarar vermeye yatkın olabilir. PA ve AA arasında proksimal uçtan uca anastomoz yapılırken, hareket aralıklarını etkilememek için valf broşürlerini içermemeye özellikle dikkat edilmelidir. Son olarak, ameliyat sonrası seyri tehlikeye atabilecek aşırı kan kaybını önlemek için yeterli hemostaz esastır.
Takip sırasında % 6'ya varan bir ağırlık azaltma kabul edilebilir olarak kabul edilir. Bununla birlikte, hayvanlar takiplerin ilk ayında ilk kilolarını geri kazanmalı ve daha sonra ağırlıklarını artırmaya devam etmelidir. İlk ağırlığa ulaşamama, bir yükseliş eğiliminin kanıtı ile ilişkiliyse, hayvan refahı endeksi olarak da kabul edilebilir. Öte yandan,% 6'dan fazla herhangi bir ağırlık azalması ve bir ayda düşüş eğilimi ile ilk ağırlığa ulaşamaması, hayvanların potansiyel kötü koşulları hakkında endişeleri artırmalıdır.
Bu modele yaklaşan araştırmacılar için temel teknik öneri, uç-uç anastomoz gerçekleştirmek için sürekli dikiş kullanımıdır. Mikrocerrahi ders kitapları bu tür anastomoz için ayrı dikişler kullanılmasını önerirken, pulmoner kökü daha iyi sıkılaştırdığı için sürekli dikişi tercih ediyoruz. Buna ek olarak, bu şekilde pulmoner kök hasadı için daha küçük bir hayvan kullanılmasına rağmen hala mevcut olan alıcı aort ile potansiyel uyumsuzluğu azaltmanın daha kolay olduğunu gözlemledik.
Pulmoner kök basıncı aşırı yüklemesinin incelenmesi için diğer hayvan modelleri mevcut literatürde zaten tanımlanmıştır. Bunlar genellikle PA banding13 içerir. Yukarı akış basıncındaki etkili artışa rağmen, bu modeller bir Ross prosedürünü tamamen yeniden üretmez. Aslında, ilk sınırlama, bandajın PA çapına kıyasla ne kadar sıkı olduğuna bağlı olan basınç aşırı yüklemesinde yüksek bir değişkenliktir. Bu nedenlerden dolayı, pulmoner aşırı yük her zaman gerçek sistemik basınçları yansıtmayabilir. Pulmoner kökün doğal konumunda korunması PA bantlama modellerinin ikinci sınırlamasını temsil eder. Bir Ross prosedüründe PA, sistemik basınçlara daha fazla adaptasyonunu etkileyebilecek tüm vasküler ve sinirsel bağlantıları kaybeder.
Bilim topluluğu, PA'nın sistemik bir konumda heterotopik transpozisyonunun bazı hayvan modellerini de tanımlamıştır. Bununla birlikte, tüm bu modeller kuzu veya koyun gibi büyük boyutlu hayvanların kullanımını içerir14,15. Bu hayvanlar şüphesiz gerçek bir Ross prosedürü gerçekleştirme imkanı sağlayarak cerrahi prosedürü bazı yönlerden basitleştirebilir. Bununla birlikte, kardiyopulmoner bypass ihtiyacının yanı sıra cerrahi ve postoperatif yönetimde daha fazla kişiye olan ihtiyaç maliyetleri büyük ölçüde arttırır, böylece bu modelin büyük ölçekte kullanımını sınırlar. Ayrıca, sıçanlar gibi küçük hayvan modelleri, çok sayıda casuistik gerçekleştirmeye izin verecek, böylece değişkenliği azaltacak ve farklı zaman uç noktasının yanı sıra birden fazla grubu karşılaştırma imkanı sağlayacaktır.
Her ne kadar PA kökünün Ross işleminde olduğu gibi sistemik basınçlara göre değiştirilmesini değerlendirme imkanı sağlasa da, bu modelin bazı sınırlamaları vardır. Ana sınırlama, koroner arterlerin dekalasyonu ve yeniden dikimi ile gerçek bir Ross operasyonu gerçekleştirmenin imkansızlığıdır. Ancak, bizim amaçlarımız için bu sadece küçük bir sınırlamaydı, çünkü çalışma akciğer duvarına odaklandı. Kızılötesi abdominal aorttaki basınç, yükselen aorttakilerden farklıdır, böylece valf broşürleri hareketi ile ilgili olarak Ross operasyonu ile karşılaştırmayı sınırlar; ancak, yine ana odak noktamız PAG başarısızlığının primum hamleleri olarak PA köküydü. Ek olarak, kemirgen kullanımı büyük hayvanlara kıyasla farklı bir sistemik basınç ölçeği ile ilgili bazı sınırlamalara sahip olabilir. Bununla birlikte, bu fark, yerel kökün maruz kaldığı baskılarla orantılıdır.
Sonuç olarak, mevcut çalışma, bir kemirgen modelinde sistemik olarak yerleştirilmiş bir singeneik PAG implantasyonunun, Ross operasyonunun sonuçlarını daha da iyileştirmek için yeni cerrahi tekniklerin ve ilaç tedavilerinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi için basit ve uygulanabilir bir platformu temsil ettiğini göstermiştir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Çalışma, bölümler arası araştırma (BIRD) 2019 için entegre bütçe ile finanse edildi.
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).
