रॉस ऑपरेशन का एक कृंतक मॉडल: एक प्रणालीगत स्थिति में Syngeneic फुफ्फुसीय धमनी ग्राफ्ट आरोपण
Summary
हम प्रदर्शित करते हैं कि रॉस प्रक्रिया का अनुकरण करने के लिए अवरोही महाधमनी में फुफ्फुसीय जड़ आरोपण के एक मुरीन मॉडल को कैसे स्थापित किया जाए। यह मॉडल एक प्रणालीगत स्थिति में फुफ्फुसीय ऑटोग्राफ्ट रीमॉडलिंग के मध्यम / दीर्घकालिक मूल्यांकन को सक्षम बनाता है, जो इसके अनुकूलन को बढ़ावा देने के लिए चिकित्सीय रणनीतियों को विकसित करने के आधार का प्रतिनिधित्व करता है।
Abstract
महाधमनी वाल्व रोग के लिए रॉस ऑपरेशन ने अपने उत्कृष्ट दीर्घकालिक परिणामों के कारण नई रुचि हासिल कर ली है। फिर भी, जब फ्रीस्टैंडिंग रूट प्रतिस्थापन के रूप में नियोजित किया जाता है, तो फुफ्फुसीय ऑटोग्राफ्ट और बाद के महाधमनी पुनरुत्थान के संभावित फैलाव का वर्णन किया जाता है। कई पशु मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं। हालांकि, ये आमतौर पर अपेक्षाकृत महंगे बड़े पशु मॉडल के साथ पूर्व-विवो मॉडल या इन-विवो प्रयोगों तक सीमित होते हैं। इस अध्ययन में, हमने एक प्रणालीगत स्थिति में फुफ्फुसीय धमनी ग्राफ्ट (पीएजी) आरोपण के एक कृंतक मॉडल को स्थापित करने की मांग की। कुल 39 वयस्क लुईस चूहों को शामिल किया गया था। इच्छामृत्यु के तुरंत बाद, फुफ्फुसीय जड़ को एक दाता जानवर (एन = 17) से काटा गया था। Syngeneic प्राप्तकर्ता (n = 17) और शाम संचालित (n = 5) चूहों को बेहोश और हवादार किया गया था। प्राप्तकर्ता समूह में, पीएजी को इन्फ्रा-वृक्क पेट महाधमनी स्थिति में एक एंड-टू-एंड एनास्टोमोसिस के साथ प्रत्यारोपित किया गया था। शाम-संचालित चूहों ने महाधमनी के केवल ट्रांससेक्शन और पुन: एनास्टोमोसिस से गुजरना पड़ा। जानवरों को दो महीने के लिए सीरियल अल्ट्रासाउंड अध्ययन और पोस्टमार्टम हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण के साथ पीछा किया गया था। मूल स्थिति में औसत पीएजी व्यास 3.20 मिमी (IQR = 3.18-3.23) था। अनुवर्ती पर, पीएजी का औसत व्यास 1 सप्ताह में 4.03 मिमी (IQR = 3.74-4.13), 1 महीने में 4.07 मिमी (IQR = 3.80-4.28) और 4.27 मिमी (IQR = 3.90-4.35) 2 महीने (p<0.01) पर था। पीक सिस्टोलिक वेग 1 सप्ताह में 220.07 मिमी / सेकंड (IQR = 210.43-246.41) था, 430.88 मिमी / सेकंड (IQR = 375.28-495.56) 1 महीने में, और 373.68 मिमी / सेकंड (IQR = 305.78-429.81) 2 महीने (p = 0.02) पर और 373.68 मिमी / सेकंड (IQR = 305.78-429.81) 2 महीने (p = 0.02) पर था। हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण ने एंडोथेलियल थ्रोम्बोसिस का कोई संकेत नहीं दिखाया। इस अध्ययन से पता चला है कि कृंतक मॉडल एक उच्च दबाव प्रणाली के लिए फुफ्फुसीय जड़ के दीर्घकालिक अनुकूलन के मूल्यांकन के लिए अनुमति दे सकते हैं। एक व्यवस्थित रूप से रखा syngeneic पीएजी आरोपण रॉस ऑपरेशन के परिणामों को और बेहतर बनाने के लिए उपन्यास सर्जिकल तकनीकों और दवा उपचारों के विकास और मूल्यांकन के लिए एक सरल और व्यवहार्य मंच का प्रतिनिधित्व करता है।
Introduction
जन्मजात महाधमनी वाल्व स्टेनोसिस जन्मजात हृदय रोग का एक उपसमूह है जो बाएं वेंट्रिकुलर पथ की बाधा की विशेषता है जिसमें घाव वाल्वुलर स्तर पर स्थित होता है। कुरूपता लगभग 0.04-0.38 प्रति 1000 जीवित जन्मों को प्रभावित करती है।
सुधार के लिए उपलब्ध विकल्प कई हैं, जिनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं। एक biventricular सुधार 2 के लिए उपयुक्त रोगियों के लिए, दृष्टिकोण वाल्व मरम्मत (percutaneous या सर्जिकल valvulotomy) या इसके प्रतिस्थापन 3 के उद्देश्य से किया जा सकता है। उत्तरार्द्ध को पसंद किया जाता है जब महाधमनी वाल्व को अपरिवर्तनीय माना जाता है; हालांकि, बाल चिकित्सा रोगियों के लिए उपलब्ध विकल्प सीमित हैं। दरअसल, बायोप्रोस्थेटिक वाल्व को उनके शुरुआती कैल्सीफिकेशन 4 के कारण युवा आबादी में महाधमनी प्रतिस्थापन के लिए संकेत नहीं दिया जाता है। दूसरी ओर, यांत्रिक वाल्वों में अध: पतन काफी धीमा है, लेकिन इन्हें आजीवन एंटीकोआगुलेंट थेरेपी 5 की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इन कृत्रिम अंगों की प्रमुख सीमा को विकास क्षमता की कमी से दर्शाया जाता है, जो रोगियों को अतिरिक्त पुनरावृत्ति के लिए पूर्वनिर्धारित करता है।
बाल चिकित्सा आबादी में एक दिलचस्प चिकित्सीय विकल्प फुफ्फुसीय ऑटोग्राफ्ट का “रॉस ऑपरेशन” नामक महाधमनी स्थिति में स्थानांतरण है। इस मामले में, फुफ्फुसीय वाल्व को तब एक होमोग्राफ्ट (चित्रा 1) 6 के साथ बदल दिया जाता है। यह प्रक्रिया संभवतः बच्चों के लिए सबसे अच्छी सर्जिकल पसंद का प्रतिनिधित्व कर सकती है क्योंकि फुफ्फुसीय ऑटोग्राफ्ट अपनी विकास क्षमता को संरक्षित करता है और आजीवन एंटीकोआगुलेंट थेरेपी के जोखिमों को नहीं ले जाता है। इसके अलावा, रॉस प्रक्रिया एक यांत्रिक या जैविक वाल्व से बचने के लिए युवा वयस्कों में भी बहुत मूल्यवान हो सकती है, जिसमें सबसे अच्छा सर्जिकल समाधान बनने की क्षमता होती है।
फुफ्फुसीय ऑटोग्राफ्ट के साथ महाधमनी वाल्व प्रतिस्थापन के बाद परिणाम उत्कृष्ट हैं, जिसमें 98% से अधिक जीवित रहने और अच्छे दीर्घकालिक परिणाम हैं। साहित्य अध्ययन क्रमशः 4 और 12 साल में फुफ्फुसीय होमोग्राफ्ट को बदलने से 93% और 90% स्वतंत्रता की रिपोर्ट करते हैं।
इस प्रक्रिया की प्रमुख सीमा लंबी अवधि में फैलाने के लिए ऑटोग्राफ्ट की प्रवृत्ति है, खासकर जब एक फ्रीस्टैंडिंग रूट प्रतिस्थापन के रूप में नियोजित किया जाता है। यह वाल्वुलर अक्षमता का कारण बन सकता है जिसके लिए एक पुनरावृत्ति की आवश्यकता हो सकती है। दरअसल, अब तक किए गए सबसे लंबे समय तक अनुवर्ती अध्ययन 10 साल में 88% और 20 साल में 75% के ऑटोग्राफ्ट प्रतिस्थापन के लिए पुन: संचालन से स्वतंत्रता की रिपोर्ट करता है।
एक प्रयोगात्मक सेटिंग में रॉस ऑपरेशन को फिर से बनाने की संभावना प्रणालीगत दबावों के लिए फुफ्फुसीय ऑटोग्राफ्ट अनुकूलन के अंतर्निहित तंत्र की जांच करने के लिए एक मौलिक शर्त का प्रतिनिधित्व करती है। अतीत में कई मॉडल प्रस्तावित किए गए हैं। हालांकि, ये आमतौर पर अपेक्षाकृत महंगे बड़े जानवरों के साथ पूर्व-विवो प्रयोगों या इन-विवो पशु मॉडल तक सीमित होते हैं। इस अध्ययन में, हमने एक प्रणालीगत स्थिति में फुफ्फुसीय धमनी ग्राफ्ट (पीएजी) आरोपण के एक कृंतक मॉडल को स्थापित करने की मांग की, फ्रीस्टैंडिंग रूट के रूप में।
Protocol
Representative Results
Discussion
ऑटोलॉगस पल्मोनरी रूट (रॉस ऑपरेशन) के साथ महाधमनी वाल्व प्रतिस्थापन अनुकूल प्रोफ़ाइल और ऑटोग्राफ्ट 10 के संभावित विकास के कारण जन्मजात महाधमनी वाल्व स्टेनोसिस मरम्मत के लिए एक आकर्षक विकल्प क…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
अध्ययन को अंतर-विभागीय अनुसंधान (बर्ड) 2019 के लिए एकीकृत बजट द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
Materials
| 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 | 7.5×7.5 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).
