돼지 정맥 이식 질환 모델의 수립 및 평가
Summary
이 프로토콜에서는 심폐 우회술 없이 왼쪽 흉벽의 작은 절개를 통해 새로운 돼지 정맥 우회술을 시행했습니다. 수술 후 병리학 연구가 수행되어 내막이 두꺼워지는 것으로 나타났습니다.
Abstract
정맥 이식 질환(VGD)은 관상동맥우회술(CABG) 실패의 주요 원인입니다. CABG-VGD의 대형 동물 모델은 질병 메커니즘의 조사 및 치료 전략의 개발에 필요합니다.
수술을 수행하기 위해 세 번째 늑간 공간을 통해 심실로 들어가 내부 유방 정맥을 조심스럽게 해부하고 생리 식염수에 담그십시오. 그런 다음 오른쪽 주요 관상 동맥을 허혈로 치료합니다. 표적 혈관을 절개하고, 션트 플러그를 배치하고, 이식 정맥의 말단부를 문합합니다. 상행 대동맥이 부분적으로 막히고 이식 정맥의 근위 끝이 천공 후 문합됩니다. 이식편 정맥의 개통을 확인하고 근위 우측 관상동맥을 결찰합니다.
CABG 수술은 혈관 이식편으로 사용하기 위해 왼쪽 내부 유방 정맥을 적출하기 위해 미니피그에서 수행됩니다. 혈청 생화학 검사는 수술 후 동물의 생리적 상태를 평가하는 데 사용됩니다. 초음파 검사는 이식 혈관의 근위부, 중간 및 말단부가 막히지 않았음을 보여줍니다. 수술 모델에서, CABG 수술 후 조직학적 검사에서 이식편 내의 난류 혈류가 관찰되고, 내막 증식과 관련된 정맥 이식편 협착증이 이식편에서 관찰된다. 여기에서 연구는 반복 가능한 CABG 유도 VGD 모델을 구축하기 위한 자세한 수술 절차를 제공합니다.
Introduction
최근 몇 년 동안 관상 동맥 심장 질환 사망률이 크게 감소했지만, 미국 중년 성인의 절반이 매년 허혈성 심장 관련 증상을 나타내며 노인의 1/3이 관상 동맥 심장 질환으로 사망합니다1. 관상동맥우회술(CABG)은 심근 허혈을 개선하는 효과적인 수술 방식이며, 더 중요한 것은 다혈관 관상동맥 질환 치료를 위한 대체할 수 없는 수술 방식입니다2. 그러나 시간이 지남에 따라 혈관 이식편은 염증, 내막 증식 및 진행성 죽상동맥경화증을 일으켜 정맥 이식 실패 또는 정맥 이식 질환(VGD)을 유발하는 것으로 알려져 있습니다3. CABG 후 환자에서 재협착이 발생하면 경우에 따라 병든 혈관만 교체할 수 있다2. 고령 환자와 추가된 동반 질환으로 인해 관상동맥 우회술을 다시 하는 것이 상당히 어렵습니다. 이식된 혈관과 관련된 병리학적 문제를 지연시키거나 조절하는 것은 해결해야 할 시급한 문제이다. CABG-VGD의 대형 동물 모델은 질병 메커니즘의 조사 및 치료 전략의 개발에 필요합니다. 연구자들은 생쥐4, 쥐5, 토끼6, 돼지7과 같은 크고 작은 동물에서 동물 VGD 모델을 성공적으로 확립했다. 작은 동물에 비해 돼지와 같은 큰 동물은 인간과 유사한 해부학적 구조와 생리학적 특성을 가지고 있으며 수명이 더 깁니다 8,9. 따라서 대형 동물은 정맥 이식편 질환의 장기적인 병리학 적 변화를 탐구하고 약물 또는 장치의 전임상 시험에 더 적합합니다. 우리와 우리의 협력 팀은 돼지 심부전 모델을 확립하기 위해 수술 기법을 성공적으로 적용했으며 이 모델의 심장 병리학적 변화를 설명했습니다10.
CABG 수술은 임상에서 표준화되어 있지만, VGD 동물 모델 구축에 적용하면 종 간의 차이, 동물 장비 및 시설 확보, 동물 외과 수술, 동물 급여 및 간호 등이 연구자에게 큰 과제입니다. 임상 실습에서와 같이, VGD 동물 모델을 확립하기 위해 사용되는 CABG 수술에 대한 접근법은 정중선 흉골 절개술11 및 좌측 측면 개흉술12을 포함한다. 정중선 흉골 절개술이 더 일반적으로 사용됩니다13,14. 그러나 이 접근 방식은 인간과 동물 모두에게 높은 위험을 초래합니다. Thankam et al.이 보고한 연구에서 모델링에 사용된 돼지 6마리 중 2마리가 수술 중 사망했습니다15. 모델 사망률이 높으면 연구 비용이 증가하고 결과의 정확도에 영향을 미칩니다. 한 연구에 따르면 돼지11에서 CABG 유발 VGD를 확립하기 위해 왼쪽 흉벽 절개가 가능하다는 것이 밝혀졌습니다. 여기에서 본 연구는 미니피그에서 CABG 유도 VGD 모델에 대한 재현 가능한 수술을 확립하고 이 모델의 표현형을 평가하기 위한 단계별 프로토콜을 설명하는 것을 목표로 합니다. 실험 프로토콜은 심장 수술 및 마취 팀이 공동으로 설계했습니다. 왼쪽 제3늑간공간에 대한 수술적 접근은 수술 전 실험실에 있는 다른 미니피그의 사체에 따라 결정하였으며, 마취법은 중앙에서 사용한 방법에 따라 수행하였다(16). 동물모델을 평가하기 위해 혈액생화학적 검사, 초음파 검사, 조직검사 등을 실시하였다.
Protocol
Representative Results
Discussion
본 연구에서는 CABG 유도 VGD 모델 개발 시 동물 선택, 기구 준비, 수술 절차, 수술 후 평가에 대한 프로토콜을 자세히 설명했습니다. CABG 수술 전후의 정맥 이식편에 대한 초음파 검사와 수술 후 30일 후에 이식편의 조직학적 검사를 시행하였다. 내부 유방 정맥의 혈류는 CABG 수술 전에 정상이었고, 내부 유방 정맥의 이식편에서는 역행 흐름이 관찰되었습니다. 가짜 수술군과 비교했을 때, 수술군 동물…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 기술 지원, 동물 관리 및 샘플 수집에 대해 Guangdong Laboratory Animals Monitoring Institute에 감사드립니다. 그들은 또한 초음파 검사에 대한 기술 지원을 위해 Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co., Ltd에 감사드립니다. 이 작업은 중국 광동 과학 기술 프로그램과 지난 대학 중앙 대학 기초 과학 연구 사업 비용 프로젝트 (2017A020215076, 2008A08003 및 21621409)의 지원을 받았습니다.
Materials
| Aortic Punch | Medtronic Inc. , America | 3.0mm, 3.5mm, 4.0mm | Used for proximal coronary bridge anastomosis |
| Automatic biochemical analyzer | IDEXX Laboratories, Inc. America | Catalyst One | |
| Cardiac coronary artery bypass grafting instrument kit | LANDANGER, France | ||
| Cardiogram monitor | Shenzhen Mindray Bio-Medical Electronics Co, Ltd | MEC-1000 | |
| Coronary Shunt | AXIUS | OF-1500, OF-2500, OF-3000 | The product temporarily blocks the coronary artery during arteriotomy to reduce the amount of bleeding in the surgical field and provide blood flow to the distal end during anastomosis. The Axius shunt plug is not an implant and should be removed prior to completion of the anastomosis. |
| Defibrillator | MEDIANA | Mediana D500 | |
| Diazepam | Nanguo pharmaceutical Co. LTD, Guangdong, China | H37023039 | Narcotic inducer |
| Disposable manual electric knife | Covidien, America | E2516H | |
| Electric negative pressure suction machine | Shanghai Baojia Medical Instrument Co, Ltd | YX932D | |
| Esmolol | Guangzhou Wanzheng Pharmaceutical Co. LTD | H20055990 | Emergency drugs |
| Ice machine | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Lidocaine | Chengdu First Pharmaceutical Co. LTD | H51021662 | Emergency drugs |
| Luxtec headlight system | Luxtec, America | AX-1375-BIF | Used for lighting fine parts during operation |
| Medical operation magnifier (glasses) | Germany Lista co, LTD | SuperVu Galilean 3.5× | Used for fine site operation during operation |
| Multi-function high-frequency electrotome | Shanghai Hutong Electronics Co, Ltd | GD350-B | |
| Nitrogen canister | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Nonabsorbable surgical suture (polypropylene suture) | Johnson & Johnson, America | 6-0, 7-0 | Used to suture blood vessels. |
| Nonabsorbable suture (cotton thread) | Covidien, America | 1-0 | Used for skin and muscle tissue tugging |
| Open heart surgery instrument kit | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., LTD | ||
| Propofol injection | Xi 'an Libang Pharmaceutical Co. LTD | H19990282 | Anesthetic sedative |
| Refrigerator | Local suppliers, Guangzhou, China | ||
| Respiratory anesthesia machine for animal | Shenzhen Reward Life Technology Co, Ltd, China | R620-S1 | |
| Semi-occlusion clamp | Xinhua Surgical Instrument Co., Ltd. | ZL1701RB | Temporarily cut off the aortic flow |
| vecuronium bromide | Richter, Hungary | JX20090127 | Muscle relaxant |
| Veterinary ultrasound system | Royal Philips, Netherlands | CX50 | |
| Zoletil | Virbac, France | Zoletil 50 | Animal narcotic |
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