Vi demonstrerer hvordan man etablerer en murinmodell av lungerotimplantasjon i den synkende aorta for å simulere Ross-prosedyren. Denne modellen muliggjør mellomlang/langsiktig evaluering av pulmonal autograft-ombygging i en systemisk posisjon, som representerer grunnlaget for å utvikle terapeutiske strategier for å fremme tilpasningen.
Ross-operasjonen for aortaventilsykdom har fått ny interesse på grunn av sine fremragende langsiktige resultater. Likevel, når ansatt som frittstående roterstatning, beskrives mulig utvidelse av lunge autograft og påfølgende aortaregurgitasjon. Flere dyremodeller er foreslått. Imidlertid er disse vanligvis begrenset til ex-vivo-modeller eller in-vivo-eksperimenter med relativt dyre store dyremodeller. I denne studien forsøkte vi å etablere en gnagermodell av lungearteriegraft (PAG) implantasjon i en systemisk posisjon. Totalt 39 voksne Lewis rotter ble inkludert. Umiddelbart etter eutanasi ble lungeroten høstet fra et donordyr (n = 17). Syngeneiske mottaker (n=17) og sham-opererte (n=5) rotter ble bedøvet og ventilert. I mottakergruppen ble PAG implantert med en ende-til-ende anastomose i infra-nyre abdominal aorta posisjon. Sham-opererte rotter gjennomgikk bare transeksjon og re-anastomose av aorta. Dyr ble fulgt med serielle ultralydstudier i to måneder og post-mortem histologisk analyse. Median PAG-diameter i opprinnelig posisjon var 3,20 mm (IQR = 3,18-3,23). Ved oppfølging var median diameter på PAG 4,03 mm (IQR = 3,74-4,13) ved 1 uke, 4,07 mm (IQR = 3,80-4,28) ved 1 måned og 4,27 mm (IQR = 3,90-4,35) ved 2 måneder (s<0,01). Høyeste systoliske hastighet var 220,07 mm/s (IQR=210,43-246,41) ved 1 uke, 430,88 mm/s (IQR=375,28-495,56) ved 1 måned, og 373,68 mm/s (IQR=305,78-429,81) ved 2 måneder (p = 0,02) og var ikke forskjellig fra den sham-opererte gruppen på slutten av eksperimentet (p = 0,5). Histologisk analyse viste ingen tegn på endoteltrombose. Denne studien viste at gnagermodeller kan tillate evaluering av den langsiktige tilpasningen av lungeroten til et høytrykkssystem. En systemisk plassert syngeneisk PAG-implantasjon representerer en enkel og gjennomførbar plattform for utvikling og evaluering av nye kirurgiske teknikker og legemiddelbehandlinger for å forbedre resultatene av Ross-operasjonen ytterligere.
Medfødt aortaventilstenose er en undergruppe av medfødt hjertesykdom preget av en hindring av venstre ventrikulære kanal der lesjonen ligger på valvulært nivå. Misdannelse påvirker ca. 0,04-0,38 per 1000 levendefødte1.
De tilgjengelige alternativene for korreksjonen er mange, hver med sine egne fordeler og ulemper. For pasienter som er egnet for en biventrikulær korreksjon2, kan tilnærmingen være rettet mot ventilreparasjon (perkutan eller kirurgisk valvulotomi) eller erstatning3. Sistnevnte foretrekkes når aortaventilen anses som usalvasjerbar; De tilgjengelige alternativene er imidlertid begrenset for pediatriske pasienter. Faktisk er bioprosthetiske ventiler ikke indikert for aorta erstatning i den unge befolkningen på grunn av deres tidlige forkalkning4. På den annen side er degenerasjon i mekaniske ventiler betydelig langsommere, men disse krever livslang antikoagulantbehandling5. I tillegg er den store begrensningen av disse protesene representert av mangelen på vekstpotensial, noe som predisponerer pasientene for ytterligere gjenintervensjoner.
Et interessant terapeutisk alternativ i den pediatriske befolkningen er overføringen av lunge autograft til aortaposisjonen kalt “Ross operasjon”. I dette tilfellet erstattes lungeventilen med en homograft (figur 1)6. Denne prosedyren kan muligens representere det beste kirurgiske valget for barn fordi lunge autograften bevarer vekstpotensialet og ikke bærer risikoen for livslang antikoagulantbehandling. Videre kan Ross-prosedyren være av stor verdi også hos unge voksne for å unngå en mekanisk eller biologisk ventil, med potensial til å bli den beste kirurgiske løsningen.
Resultater etter aortaventilutskifting med lunge autograft er utmerket, med overlevelse større enn 98% og gode langsiktige resultater7. Litteraturstudier rapporterer 93% og 90% frihet fra å erstatte lunge homograft på henholdsvis 4 og 12 år, henholdsvis8.
Den største begrensningen i denne prosedyren er tendensen til at autograften utvider seg på lang sikt, spesielt når den brukes som en frittstående roterstatning. Dette kan føre til valvulær inkompetanse som kan kreve en ny intervensjon. Faktisk rapporterer den lengste oppfølgingsstudien som er utført så langt frihet fra reoperering for autograftering på 88% på 10 år og 75% ved 20 år9.
Muligheten for å gjenskape en Ross-operasjon i eksperimentell setting representerer en grunnleggende forutsetning for å undersøke den underliggende mekanismen for lunge autograft tilpasning til systemisk trykk. Flere modeller har blitt foreslått tidligere. Imidlertid er disse vanligvis begrenset til ex-vivo eksperimenter eller in-vivo dyremodeller med relativt dyre store dyr. I denne studien forsøkte vi å etablere en gnagermodell av lungearteriegraft (PAG) implantasjon i en systemisk posisjon, som frittstående rot.
Aortaventilutskifting med autolog lungerot (Ross-operasjon) representerer et attraktivt alternativ for medfødt aortaventilstenosereparasjon på grunn av den gunstige profilen og potensiell vekst av autograft10. Den største begrensningen i denne prosedyren er den potensielle dilatasjonen av den aortaiske neoventilen, som predisponerer for utviklingen av langsiktig oppblåsthet. Muligheten for å karakterisere modifikasjonene på lungearterien etter eksponering for systemisk trykk kan representere…
The authors have nothing to disclose.
Studien ble finansiert av det integrerte budsjettet for tverretatlig forskning (BIRD) 2019.
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 |