로스 수술의 설치류 모델: 전신 위치에 있는 합성 폐 동맥 이식 이식
Summary
우리는 로스 절차를 시뮬레이션하기 위해 내림차순 대동맥에 폐 뿌리 이식의 뮤린 모델을 설정하는 방법을 보여줍니다. 이 모델은 전신 위치에서 폐 자동 이식 리모델링의 중장기 평가를 가능하게 하며, 이는 적응을 촉진하기 위한 치료 전략 개발의 기초를 나타냅니다.
Abstract
대동맥 판막 질환에 대한 로스 수술은 뛰어난 장기 결과로 인해 새로운 관심을 회복했습니다. 그럼에도 불구하고, 독립형 뿌리 교체로 사용될 때, 폐 자동 이식 및 후속 대동맥 역류의 가능한 팽창이 설명된다. 여러 동물 모델이 제안되었습니다. 그러나, 이들은 일반적으로 상대적으로 비싼 큰 동물 모형을 가진 전 생체 내 모형 또는 생체 내 실험으로 제한됩니다. 이 연구에서는, 우리는 전신 위치에 폐 동맥 이식 (PAG) 이식의 설치류 모형을 설치하기 위하여 노력했습니다. 총 39 명의 성인 루이스 쥐가 포함되었습니다. 안락사 직후, 폐 뿌리는 기증자 동물 (n =17)에서 수확되었다. Syngeneic 받는 사람 (n=17) 및 가짜 조작 (n=5) 쥐 진정 및 환기 되었다. 수령군에서 PAG는 적외선 복강구대동맥의 종단 간 해부학으로 이식되었다. 샴 조작 쥐는 대동맥의 횡부와 재해부학를 겪었습니다. 동물은 2 달 동안 연쇄 초음파 연구와 사후 조직학 분석으로 뒤따랐습니다. 기본 위치의 중간 PAG 직경은 3.20mm(IQR=3.18-3.23)였다. 후속 조치시 PAG의 평균 직경은 1주에 4.03mm(IQR=3.74-4.13), 1개월 4.07mm(IQR=3.80-4.28), 2개월(p<0.01)에서 4.27mm(IQR=3.90-4.35)였다. 피크 수축기 속도는 1주에 220.07mm/s(IQR=210.43-246.41)였습니다. 430.88 mm/s(IQR=375.28-495.56) 1개월, 2개월(p=0.02)에서 373.68 mm/s(IQR=305.78-429.81)가 실험(p=0.02)의 샴 작동 그룹과 다르지 않았다. 조직학적 분석은 내피 혈전증의 흔적을 나타내지 않았다. 이 연구는 설치류 모델이 고압 시스템에 폐 뿌리의 장기 적응의 평가를 허용 할 수 있음을 보여 주었다. 체계적으로 배치된 회진 PAG 이식은 로스 수술의 결과를 더욱 개선하기 위해 새로운 수술 기술 및 약물 치료법의 개발 및 평가를 위한 간단하고 실행 가능한 플랫폼을 나타냅니다.
Introduction
선천성 대동맥 판막 협착증은 병변이 valvular 수준에 있는 좌심실 관의 방해를 특징으로 하는 선천성 심장병의 하위 그룹입니다. 기형은 1000의 살아있는 출생 1 당 대략 0.04-0.38에 영향을 미칩니다.
보정에 사용할 수있는 옵션은 많은, 각각 자신의 장점과 단점. 심실 교정에 적합한 환자의 경우2, 접근법은 밸브 수리(경피 또는 외과적 valvulotomy) 또는 그 대체3을 목표로 할 수 있다. 대동맥 판막이 회수할 수 없는 것으로 간주될 때 후자는 바람직합니다. 그러나, 유효한 선택권은 소아 환자를 위해 제한됩니다. 실제로, 생체 보철판은 초기 석회화4때문에 젊은 인구에 있는 대동맥 대체를 위해 표시되지 않습니다. 한편, 기계식 밸브의 변성은 상당히 느리지만 평생 항응고제 요법5가 필요합니다. 추가에서, 이 보철물의 중요한 한계는 추가 재내정간섭에 환자를 걸리기 쉬운 성장 잠재력의 부족에 의해 표현됩니다.
소아 인구에서 흥미로운 치료 옵션은 “Ross 수술”이라는 대동맥 위치로 폐 자가 이식을 전달하는 것입니다. 이 경우 폐 판막은 동종 이식으로 대체됩니다(그림 1)6. 이 절차는 폐 자가 이식이 성장 잠재력을 보존하고 평생 항응고제 치료의 위험을 수행하지 않기 때문에 아마도 어린이를위한 최선의 수술 선택을 나타낼 수 있습니다. 또한, 로스 절차는 또한 최고의 수술 솔루션이 될 수있는 잠재력을 갖는, 기계적 또는 생물학적 밸브를 피하기 위해 젊은 성인에서 큰 가치가있을 수 있습니다.
폐 자동 이식과 대동맥 판막 교체 후 결과는 우수한, 생존보다 큰 98% 좋은 장기 결과7. 문학 연구는 보고 93% 그리고 90% 폐 균종 교체에서 자유 4 그리고 12 년, 각각8.
이 절차의 주요 제한은 특히 독립형 루트 대체로 사용되는 경우 장기적으로 팽창하는 자동 이식의 경향입니다. 이것은 재개입을 요구할 수 있는 용감한 무능을 일으키는 원인이 될 수 있습니다. 실제로, 지금까지 수행 된 가장 긴 후속 연구는 10 년 에서 88 %와 20 년 에서 75 %의 자동 이식 교체를위한 재작업에서 자유를보고합니다.
실험 적인 환경에서 Ross 작업을 다시 만들 가능성은 전신 압력에 대한 폐 자동 이식 적응의 기본 메커니즘을 조사하기위한 기본 전제 조건입니다. 여러 모델이 과거에 제안되었습니다. 그러나, 이들은 일반적으로 상대적으로 비싼 큰 동물을 가진 전 생체 내 실험 또는 생체 내 동물 모형으로 제한됩니다. 이 연구에서는, 우리는 독립형 뿌리로, 전신 위치에 폐 동맥 이식 (PAG) 이식의 설치류 모형을 설치하기 위하여 노력했습니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
자가 폐 뿌리 (Ross 작동)를 가진 대동맥 판막 교체는 자동 이식10의 유리한 프로파일 및 잠재적 인 성장으로 인해 선천성 대동맥 판막 협착 수리를위한 매력적인 옵션을 나타냅니다. 이 절차의 주요 제한은 장기 역류의 개발에 걸리기 쉬운 대동맥 네오 밸브의 잠재적 확장입니다. 전신 압력에 노출 된 후 폐 동맥에 대한 수정을 특성화 할 가능성은 폐 자동 이식 실패의 원인을 이해…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 연구는 2019년 부서 간 연구(BIRD)를 위한 통합 예산에 의해 지원되었습니다.
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 |
Referências
- 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).
