Summary
Мы демонстрируем, как установить мышиную модель имплантации легочного корня в нисходящую аорту для имитации процедуры Росса. Данная модель позволяет проводить среднесрочную/долгосрочную оценку ремоделирования легочного аутотрансплантата в системном положении, представляя собой основу для разработки терапевтических стратегий содействия его адаптации.
Abstract
Операция Росса по поводу заболевания аортального клапана вновь обрела новый интерес благодаря своим выдающимся долгосрочным результатам. Тем не менее, при использовании в качестве автономной замены корня описывается возможное расширение легочного аутотрансплантата и последующая аортальная регургитация. Было предложено несколько моделей на животных. Однако они обычно ограничиваются моделями ex-vivo или экспериментами in vivo с относительно дорогими моделями крупных животных. В этом исследовании мы стремились установить грызунную модель имплантации трансплантата легочной артерии (PAG) в системном положении. В общей сложности было включено 39 взрослых крыс Льюиса. Сразу после эвтаназии легочный корень был собран у животного-донора (n=17). Сингенных реципиентов (n=17) и фиктивных (n=5) крыс седировали и вентилировали. В группе реципиентов ПАГ имплантировали со сквозным анастомозом в инфра-почечном абдоминальном положении аорты. Крысы с фиктивной операцией подвергались только трансекции и повторному анастомозу аорты. За животными наблюдали серийные ультразвуковые исследования в течение двух месяцев и посмертный гистологический анализ. Медианный диаметр PAG в исходном положении составил 3,20 мм (IQR=3,18-3,23). При последующем наблюдении медианный диаметр PAG составлял 4,03 мм (IQR = 3,74-4,13) через 1 неделю, 4,07 мм (IQR = 3,80-4,28) через 1 месяц и 4,27 мм (IQR = 3,90-4,35) через 2 месяца (p<0,01). Пиковая систолическая скорость составляла 220,07 мм/с (IQR=210,43-246,41) на 1 неделе, 430,88 мм/с (IQR=375,28-495,56) на 1 месяц и 373,68 мм/с (IQR=305,78-429,81) на 2 месяца (p=0,02) и не отличалась от фиктивной группы в конце эксперимента (p=0,5). Гистологический анализ не показал никаких признаков эндотелиального тромбоза. Это исследование показало, что модели грызунов могут позволить оценить долгосрочную адаптацию легочного корня к системе высокого давления. Системно размещенная сингенная имплантация ПАГ представляет собой простую и осуществимую платформу для разработки и оценки новых хирургических методов и медикаментозной терапии для дальнейшего улучшения результатов операции Росса.
Introduction
Врожденный стеноз аортального клапана – это подгруппа врожденных пороков сердца, характеризующаяся обструкцией левого желудочкового тракта, в которой поражение расположено на клапанном уровне. Порок развития поражает примерно 0,04-0,38 на 1000 живорождений1.
Доступных вариантов коррекции много, каждый со своими преимуществами и недостатками. Для пациентов, подходящих для бивентрикулярной коррекции2, подход может быть направлен на восстановление клапана (чрескожная или хирургическая вальвулотомия) или его замену3. Последнее предпочтительно, когда аортальный клапан считается неспасительным; однако доступные варианты ограничены для педиатрических пациентов. Действительно, биопротезные клапаны не показаны для замены аорты у молодого населения из-за их ранней кальцификации4. С другой стороны, дегенерация в механических клапанах происходит значительно медленнее, но они требуют пожизненной антикоагулянтной терапии5. Кроме того, основным ограничением этих протезов является отсутствие потенциала роста, что предрасполагает пациентов к дополнительным реинтервенциям.
Интересным терапевтическим вариантом в педиатрической популяции является перевод легочного аутотрансплантата в положение аорты под названием «операция Росса». В этом случае легочный клапан затем заменяют гомотрансплантатом (рисунок 1)6. Эта процедура может представлять собой лучший хирургический выбор для детей, потому что легочный аутотрансплантат сохраняет свой потенциал роста и не несет рисков пожизненной антикоагулянтной терапии. Кроме того, процедура Росса может иметь большое значение также для молодых людей, чтобы избежать механического или биологического клапана, имея потенциал стать лучшим хирургическим решением.
Результаты после замены аортального клапана легочным аутотрансплантатом превосходны, с выживаемостью более 98% и хорошими долгосрочными результатами7. Литературные исследования сообщают о 93% и 90% свободе от замены легочного гомотрансплантата в 4 и 12 лет соответственно8.
Основным ограничением этой процедуры является тенденция аутотрансплантата расширяться в долгосрочной перспективе, особенно при использовании в качестве отдельно стоящей замены корня. Это может привести к некомпетентности клапанов, которая может потребовать повторного вмешательства. Действительно, самое длинное последующее исследование, проведенное до сих пор, сообщает о свободе от повторной операции для замены аутотрансплантата 88% через 10 лет и 75% через 20 лет9.
Возможность воссоздания операции Росса в экспериментальных условиях представляет собой фундаментальную предпосылку для исследования основного механизма адаптации легочного аутотрансплантата к системным давлениям. В прошлом было предложено несколько моделей. Однако они обычно ограничиваются экспериментами ex-vivo или моделями in vivo на животных с относительно дорогими крупными животными. В этом исследовании мы стремились установить грызунную модель имплантации трансплантата легочной артерии (PAG) в системном положении, как отдельно стоящий корень.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Все процедуры были одобрены Комитетом по уходу за животными Падуанского университета (OPBA, протокол No 55/2017) и одобрены Министерством здравоохранения Италии (разрешение No 700/2018-PR) в соответствии с Директивой Европейского союза 2010/63/UE и итальянским законом 26/2014 об уходе и использовании лабораторных животных.
1. Уход за животными и экспериментальная модель
- Убедитесь, что все крысы Льюиса получены от одной компании (Таблица материалов). Содержание крыс в обычных помещениях со свободным доступом к пище и воде.
- Убедитесь, что вес крыс колеблется в пределах 320-400 г для группы реципиентов и 200-250 г для донорской группы.
2. Предоперационный протокол
ПРИМЕЧАНИЕ: Все операции должны выполняться в чистых условиях. Используйте самцов и самок взрослых крыс Льюиса в качестве реципиентов и доноров, а также для выполнения сингенной трансплантации.
- Выполните внутрибрюшинную инъекцию трамадола (5 мг/кг) за 15 мин до операции.
- Вводят однократную дозу внутримышечного гентамицина (5 мг/кг) непосредственно перед операцией.
- Для индукции анестезии подайте 4% севофлурана в 1 л/мин кислорода в полиметакрилатную камеру, где помещается животное. Для поддержания анестезии используйте 2,0-2,5% севофлурана в 1 л/мин кислорода на протяжении всей процедуры.
- Бритье животного по средней линии на 2 см шириной от грудины до 1 см над областью гениталий бритвой. Затем стерилизовать кожу раствором йода.
- Чтобы животное не намокло и предотвратить рассеивание тепла во время операции, накройте животное прозрачной пластиковой пленкой.
- Оцените уровень анестезии перед выполнением процедуры, оценив отсутствие ответа на вредный раздражитель.
3. Донорская операция
- Препарат для животных и сердца:
- Поместите обезболенное животное на пробковый лоток каудальной стороной лицом к хирургу. Выполните ксифо-лобковый разрез размером около 5-6 см и втяните два мышечно-кожных лоскута сбоку.
- Вводят объем 1 мл физиологического раствора при 4 °C, содержащего 500 МЕ гепарина, через полую брюшную вену.
- Через 1 мин разрезают диафрагму слева направо и выполняют переднюю торакотомию для обнажения сердца.
- Охладите бьющееся сердце, капая солевым раствором при 4 °C.
- Выполните перикардиэктомию и тимэктомию, чтобы получить полное представление о дуге аорты. Удалите оставшиеся жировые ткани, окружающие аорту.
- Разрезать у дуги, чуть выше начала безымянной артерии; отрежьте и последний.
- Разрезать полую грудную нижнюю вену (IVC) и вставить канюлю 22 Г, чтобы наполнить сердце 20-25 мл физиологического раствора при 4 °C, оказывая легкое давление. Прекратите перфузию, когда сердце перестанет биться и поток из аорты станет прозрачным.
- PAG explant:
ПРИМЕЧАНИЕ: Точный сбор урожая и деликатное обращение с PAG является обязательным для достижения оптимальной имплантации реципиенту. Не прикасайтесь к нему непосредственно инструментами, вместо этого используйте ватные палочки.- Выполните ультразвуковое исследование для оценки диаметра ПА в исходном положении.
- Вставьте микрощепку под заднюю стенку сосуда и разрежьте последний с помощью микроножек как можно ближе к его бифуркации, чтобы максимизировать длину PAG.
- Аккуратно удерживайте ПА с помощью микрощипцов с кольцевыми наконечниками и отделите его от правого желудочка ножницами микропрусор. Соберите PAG, включая некоторые мышцы правого желудочка.
- Подготовка ПАГ:
- Поместите ПАГ на марлю, смоченную холодным физиологическим раствором, на операционный стол и осмотрите сосуд под операционным микроскопом.
- Отрежьте любую обильную окружающую ткань, оставив только 1 мм желудочковой мышцы. Установите длину сосуда на уровне 5 мм.
4. Имплантация трансплантата легочной артерии (PAG)
- Подготовка животного-реципиента:
- Поместите обезболенное животное на пробковый лоток каудальной стороной лицом к хирургу.
- Выполните срединный продольный разрез и используйте два мини-ретрактора, чтобы держать живот открытым.
- Экстрагируйте кишечник двумя ватными тампонами и накройте их марлей, пропитанной физиологическим раствором 39 °C, что позволяет визуализировать забрюшинную область с экспозицией инфра-почечной брюшной аорты (АА).
ПРИМЕЧАНИЕ: Во время операции важно время от времени увлажнять кишечник с помощью шприца, содержащего физиологический раствор 39 ° C, чтобы предотвратить гипотермию, критическое состояние, распространенное у грызунов. - Протрите заднюю теменную брюшину между двумя почечными артериями и подвздошной бифуркацией с помощью двух валопчатых тампонов и удалите жировую ткань вокруг инфраренальной АА. Оставьте только небольшую часть жира над АА, чтобы облегчить обработку на судне.
- Отделите AA от IVC. Чтобы выполнить эту процедуру, сначала пройдите изогнутые щипцы за задней стенкой аорты и используйте его, чтобы открыть проход между АА и IVC. Затем используйте шелковый шов 2-0, чтобы создать петлю вокруг АА, чтобы поднять сосуд и отделить АА от IVC. Обжигните любую поясничную артерию, возникающую из инфраренальной АА, шелковым швом 6/0 и разделите ее.
- Поверните животное на 90° против часовой стрелки, положив голову на левую сторону оператора. АА теперь лежал горизонтально в микроскопическом поле.
- Используйте два зажима Yasargil, чтобы зажать инфраренальную АА и разместить их на расстоянии 1,5 см друг от друга. Переведите AA в среднюю точку между двумя клипами.
- Орошайте два конца сосудов гепарином (1 UI/мл) в физиологическом растворе для удаления сгустков. Удалите любой случайный мусор с сосудов.
- Имплантация ПАГ:
- Поместите PAG между двумя концами, с желудочковым концом к черепной части животного.
- Используйте полипропиленовый шов 10-0 для выполнения двух знаковых одиночных стежков, соединяющих PG с AA. Выполните процедуру на обоих концах ПАГ, наложив шов на противоположные стороны окружности сосуда.
- Выполняйте сквозной анастомоз между ПАГ и АА, начиная с дистального конца. Используйте один из двух концов дистального шва для заднего анастомоза, используя последовательность реципиент-трансплантат out-in-in-out, чтобы выполнить бегущий шов из примерно шести швов.
- Как только шов достигнет проксимального ориентира, выполните двойную половинчатую сцепку, завершенную квадратным узлом, используя шов и один из двух концов проксимального ориентировочного шва. Нанесите резиновые москитные щипцы на швы, чтобы обеспечить сцепление.
- Выполняют тот же анастомоз на передней стенке. Проведите всю процедуру на проксимальном конце ПАГ. Обратите особое внимание при выполнении проксимального анастомоза, чтобы избежать включения любого листочка в линию шва.
- Сначала отпустите дистальный зажим, чтобы PAG был заполнен ретроградной кровью (поток низкого давления), чтобы проверить анастомоз. Устраните любую утечку крови одним швом. После того, как дистальный анастомоз оценен, выполните ту же процедуру на проксимальном конце.
- Заключительные этапы операции на реципиенте:
- Оцените проходимость ПАГ и нанесите две полоски желатиновой губки на шовные линии с обеих сторон ПАГ (при необходимости). Мягкое давление в течение нескольких секунд с помощью двух ватных тампонов, чтобы помочь гемостазу.
- Переместите кишечник в брюшную полость и закройте стенки 4/0 полипропиленовым шовом.
5. Фиктивная процедура
- Выполните идентичную подготовку животного, как это было ранее показано для крыс-реципиентов.
- Отрежьте инфра-почечную АА, промежуточную между почечной и подвздошной артериями.
- Повторное приближение двух концов АА с помощью сквозного анастомоза, как описано ранее. Удалите два зажима и выполните точную процедуру гемостаза.
- Репозиционировать кишечник и закрыть брюшную стенку слоями, как у животных-реципиентов.
6. Послеоперационный уход и последующее наблюдение
- Введите теплый физиологический раствор (5 мл) в подкожную клетчатку спины животного для гидратации. Поместите крысу под нагревательную лампу и визуально следите за ней до пробуждения, которое обычно занимает до 5 минут после прекращения анестезии. Поместите животное в клетку при комнатной температуре 22-24 °C, с немедленным и неограниченным доступом к пище и воде.
- Вводят внутримышечно трамадол (5 мг/кг) для послеоперационной анальгезии два раза в день в течение первых 48 ч после операции. После этого ежедневно контролируйте состояние здоровья и массу тела реципиента.
- Последующее наблюдение: Во время наблюдения выполняйте сериальные ультразвуковые исследования через одну неделю, один месяц и два месяца для оценки функции ПАГ. Во время этих исследований измерьте диаметр сосуда, пиковую систолическую скорость (PSV) и конечную диастолическую скорость. Измеряют эти параметры внутри ПАГ и на уровне проксимального и дистального АА.
- Усыпляют животных после двух месяцев наблюдения путем применения CO2 в течение нескольких минут, а затем эксплантируют PAG, который будет проходить гистопатологический анализ.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
В общей сложности 39 взрослых крыс Льюиса были включены в это исследование: 17 животных использовались в качестве доноров PAG, 17 животных в качестве реципиентов и 5 в качестве фиктивных (контрольная группа) (таблица 1). Самцов крыс было 22 (56%), а самок 17 (44%); последние использовались только в донорской группе.
Во время операции не произошло ни одного смертельного события со 100% выживаемостью. Во время наблюдения у двух животных группы трансплантации исход исходил через 12 и 51 день соответственно; выживаемость в конце исследования составила 91% (табл. 1).
Медианный вес крыс составил 387 г (межквартильный диапазон, IQR, 358-394 г) для группы реципиентов и 328 г (IQR=304-337 г) для донорской группы. Через неделю после операции медиана веса составила 363 г (IQR = 350-376 г) со снижением на 6% по сравнению с предоперационным весом. Животные восстановили свой вес в течение первого месяца наблюдения (медиана 387 г, IQR 369-392 г), с конечной массой через два месяца 397 г (IQR = 391-402 г) (рисунок 2).
Медиана времени наблюдения составила 62,5 дня (МКР=60-68 дней) в группе трансплантации и 62 дня (МКР=61-67 дней) в группе с фиктивной операцией (р=0,68).
Предоперационный медианный диаметр ПА в исходном положении составлял 3,20 мм (IQR=3,18-3,23 мм). Средний диаметр PAG составлял 4,03 мм (IQR= 3,74-4,13 мм) за одну неделю, 4,07 мм (IQR = 3,80-4,28 мм) за один месяц и 4,27 мм (IQR = 3,90-4,35 мм) за два месяца (рисунок 3A). Это на 25,9%, 27,2% и 33,5% больше по сравнению с диаметром в родном положении соответственно. Увеличение диаметра значительно отличалось при сравнении значения в исходном положении и значения за одну неделю (p = 0,003), в то время как в ходе следующих исследований не было обнаружено значительного увеличения. Диаметр аорты в фиктивной группе составлял 1,41 мм (IQR=1,35-1,62 мм) за одну неделю и 1,41 мм (IQR=1,29-1,70 мм) за два месяца. Медиана ПСВ на уровне PAG составила 220,07 мм/с (IQR=210,43-246,41 мм/с) за одну неделю, 430,88 мм/с (IQR=375,28-495,56 мм/с) за один месяц и 373,68 мм/с (IQR=305,78-429,81 мм/с) за два месяца. По сравнению с фиктивной группой существенная разница в ПСВ была обнаружена через одну неделю (медиана 419,12 мм/ с, IQR = 408,42-561,32 мм / с; p<0,001), в то время как в конце исследования не было обнаружено никакой разницы (392,92 мм / с, IQR = 305,89-514,27 мм / с; p = 0,5) (рисунок 3B).
В конце исследования гистологический анализ не показал признаков эндотелиального тромбоза и кальцификация стенок не была значимой в большинстве случаев (рисунок 4).
Рисунок 1: Репрезентативное изображение операции Росса. На фото показаны этапы операции Росса. а) аортальный клапан и корневой эксплант; (B) транспозиция ауттрансплантата легочной артерии в положении аорты; (C) Замена аутотрансплантата легочной артерии гомотрансплантатом. А: аортальный клапан и корень; H: гомотрансплантат; P: легочный клапан и корень. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2: Временной ход массы тела в группе трансплантации. График показывает ход за время веса крысы в группе трансплантации. Значения выражаются в виде медианного и межквартильного диапазона. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3: Изменение диаметра и пиковой систолической скорости в трансплантате легочной артерии. Графики показывают изменение диаметра (A) и пиковой систолической скорости (B) внутри трансплантата легочной артерии во время сериальных ультрасонографических оценок. Значения выражаются в виде медианного и межквартильного диапазона. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 4: Микроскопическая оценка ПАГ. На изображении показан PAG после эксплантата (A). B) рентгенографическая оценка; (C) Гематоксилин и Эозин пятно, первоначальное увеличение 12,5x. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
| ПЕРЕМЕННАЯ | ПЕРЕСАЖИВАТЬ | ДОНОРОВ | ФИКТИВНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ | ИТОГ |
| Количество событий | 17 | 17 | 5 | 39 |
| Смертельные случаи во время операции | 0 | // | 0 | 0 |
| Фатальные события во время наблюдения (%) | 2 | // | 0 | 2 (91) |
| Вес при операции* | 387 (358-394) | 327,5 (303-337) | 389 (321-404) |
Таблица 1: Характеристики и результаты исследования. *Значения выражаются в виде медианного и межквартильного диапазона.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Замена аортального клапана аутологичным легочным корнем (операция Росса) представляет собой привлекательный вариант для восстановления врожденного стеноза аортального клапана благодаря благоприятному профилю и потенциальному росту аутотрансплантата10. Основным ограничением этой процедуры является потенциальная дилатация аортального неоклапана, что предрасполагает к развитию длительной регургитации. Возможность охарактеризовать модификации легочной артерии после воздействия системных давлений может стать основой для понимания причин недостаточности легочного аутотрансплантата. По этой причине мы разработали экспериментальную модель имплантации сингенного ПАГ в системном положении в модели грызунов
Описанная хирургическая техника безопасна, эффективна и воспроизводима. Небольшой размер животных, которые были использованы, упрощает хирургическое и послеоперационное ведение. Это позволило получить полезную модель с ограниченными материалами и затратами на животных. Крысы Льюиса были выбраны потому, что, как инбредный штамм, эти крысы изогенны, причем более 99% их аллелей фиксированы. Таким образом, они являются подходящей моделью для изучения трансплантации легочных клапанов между животными. Мы решили установить двухмесячную конечную точку для исследования, потому что литературные данные указывают на соотношение 1:11 между днями человека и крысы11. Таким образом, мы можем предположить, что наше время последующего наблюдения будет соответствовать примерно пяти годам, что позволит нам оценить адаптацию ПАГ в среднесрочно-долгосрочном периоде.
Наши первоначальные результаты показали быстрое увеличение диаметра PAG и снижение PVS, измеренного на его уровне в течение первой недели после имплантации. Впоследствии наблюдалось частичное плато увеличения диаметра. Мы можем предположить, что снижение ПСВ, наблюдаемое в краткосрочном периоде, может быть связано с увеличением диаметра ПАГ, вызывая замедление кровотока в сам ПАГ.
Дальнейшие исследования, направленные на индацирование модификации PAG в системном положении после более коротких последующих конечных точек, помогут прояснить эволюцию этой адаптации с течением времени. Возможное будущее развитие этой модели с использованием различных стратегий для модуляции дезадаптации ПАГ может предотвратить ее дилатацию и, таким образом, улучшить результаты после вмешательства Росса. Эти стратегии могут быть фармакологическим лечением, таким как контроль давления (т.е. с использованием ингибиторов АПФ или блокаторов рецепторов ангиотензина II), антиоксидантная терапия или механическое сдерживание дилатации ПАГ с внешним подкреплением (как недавно предложили некоторые авторы12).
Некоторые критические шаги в процедуре должны выполняться с особым вниманием. Во-первых, крайне важно включить правильное количество мышц правого желудочка при сборе легочной артерии. На самом деле, когда сохраняется слишком много мышечной ткани, риск утечки анастомоза увеличивается, в то время как недостаточное количество мышц может предрасполагать к повреждению листочков клапана. При выполнении проксимального сквозного анастомоза между ПА и АА особое внимание следует не включать листочки клапана, чтобы избежать влияния на их диапазон движения. Наконец, адекватный гемостаз имеет основополагающее значение для предотвращения чрезмерной кровопотери, которая может поставить под угрозу послеоперационное течение.
Снижение веса до 6% считается приемлемым во время последующего наблюдения. Тем не менее, животные должны восстановить свой первоначальный вес в течение первого месяца наблюдения и продолжать увеличивать свой вес впоследствии. Если неспособность достичь начального веса связана с признаками восходящей тенденции, также можно считать индекс благополучия животных. С другой стороны, любое снижение веса более чем на 6% и любая неспособность достичь начального веса в течение одного месяца с тенденцией к снижению должны вызывать опасения по поводу потенциально плохих условий содержания животных.
Основным техническим предложением для исследователей, приближающихся к этой модели, является использование непрерывного наложения швов для выполнения сквозного анастомоза. В то время как учебники по микрохирургии предлагают использовать отдельные швы для этого вида анастомоза, мы предпочитаем непрерывное ушивание, потому что оно лучше подтягивает легочный корень. В дополнение к этому, мы заметили, что таким образом легче уменьшить потенциальное несоответствие с аортой реципиента, которая все еще присутствует, несмотря на использование более мелкого животного для сбора легочных корней.
Другие животные модели для изучения перегрузки давления легочных корней уже были описаны в современной литературе. Они обычно включают полосы ПА13. Несмотря на эффективное увеличение давления вверх по течению, эти модели не полностью воспроизводят процедуру Росса. Фактически, первым ограничением является высокая вариабельность перегрузки давлением, которая зависит от того, насколько плотна повязка по сравнению с диаметром ПА. По этим причинам перегрузка легких не всегда может отражать фактическое системное давление. Сохранение легочного корня в его родном положении представляет собой второе ограничение моделей полос ПА. При процедуре Росса ПА теряет все сосудистые и нервные связи, что может повлиять на его дальнейшую адаптацию к системным давлениям.
Научное сообщество также уже описало некоторые животные модели гетеротопной транспозиции ПА в системном положении. Однако все эти модели предполагают использование крупных животных, таких как ягнята или овцы14,15. Эти животные, несомненно, могли бы упростить в некоторых аспектах хирургическую процедуру, предоставив возможность выполнить фактическую процедуру Росса. Тем не менее, потребность в сердечно-легочном шунтировании, а также потребность в большем количестве людей, участвующих в хирургическом и послеоперационном лечении, значительно увеличивает затраты, тем самым ограничивая использование этой модели в больших масштабах. Кроме того, модели мелких животных, такие как крысы, позволили бы выполнять многочисленные казуистические модели, тем самым уменьшая изменчивость и обеспечивая различную конечную точку времени, а также возможность сравнивать несколько групп.
Хотя она дает возможность оценить модификацию корня ПА до системных давлений, как в работе Росса, эта модель имеет некоторые ограничения. Основным ограничением является невозможность выполнения реальной операции Росса с отслойкой коронарных артерий и реимплантацией. Однако для наших целей это было лишь незначительным ограничением, поскольку исследование было сосредоточено на легочной стенке. Давление в инфраренальной брюшной аорте отличается от давления в восходящей аорте, что ограничивает сравнение с работой Росса в отношении движения створок клапана; однако, опять же, наше основное внимание было сосредоточено на корне PA как первичном движении отказа PAG. Кроме того, использование грызунов может иметь некоторые ограничения, связанные с другой шкалой системного давления по сравнению с крупными животными. Однако эта разница пропорциональна давлению, которому подвергается родной корень.
В заключение, текущее исследование показало, что системно размещенная сингенная имплантация PAG в модели грызунов представляет собой простую и осуществимую платформу для разработки и оценки новых хирургических методов и лекарственной терапии для дальнейшего улучшения результатов операции Росса.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать.
Acknowledgments
Исследование финансировалось из интегрированного бюджета межведомственных исследований (BIRD) 2019.
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).
