Summary
このプロトコルでは、新規豚静脈バイパス移植は、心肺バイパスなしで左胸壁の小さな切開を通して行われました。術後病理検査を行い,内膜肥厚を認めた.
Abstract
静脈移植片疾患(VGD)は、冠状動脈バイパスグラフト(CABG)障害の主な原因です。CABG-VGDの大型動物モデルは、疾患メカニズムの解明と治療戦略の開発に必要です。
手術を行うには、第3肋間腔から心腔に入り、内乳腺静脈を慎重に解剖し、通常の生理食塩水に浸します。その後、右主冠状動脈の虚血の治療が行われます。標的血管を切開し、シャントプラグを配置し、移植静脈の遠位端を吻合する。上行大動脈は部分的に塞がれており、移植静脈の近位端は穿孔後に吻合されています。移植静脈の開存性をチェックし、近位右冠状動脈を結紮します。
CABG手術は、血管移植片として使用するために左内乳静脈を採取するためにミニブタで行われます。血清生化学的検査は、手術後の動物の生理学的状態を評価するために使用されます。超音波検査は、移植血管の近位、中端、および遠位端が塞がれていないことを示しています。手術モデルでは、CABG手術後の組織学的検査で移植片内の乱流が観察され、移植片には内膜過形成に伴う静脈グラフト狭窄が観察されます。ここでの研究は、再現性のあるCABG誘発VGDモデルを確立するための詳細な外科的処置を提供します。
Introduction
冠状動脈性心臓病の死亡率は近年大幅に減少していますが、米国の中年成人の半数は毎年虚血性心臓関連の症状を発症し、高齢者の3分の1は冠状動脈性心臓病で死亡しています1。冠動脈バイパス術(CABG)は、心筋虚血を改善するための効果的な外科的モダリティであり、さらに重要なことに、多血管冠動脈疾患の治療のためのかけがえのない外科的モダリティです2。しかし、血管移植片は時間が経つにつれて、炎症、内膜過形成、進行性アテローム性動脈硬化症を発症し、静脈移植片の失敗や静脈移植片疾患(VGD)3につながることが知られています。CABG後の患者では、再狭窄が発生した場合、場合によっては罹患血管のみを置換することができます2。高齢の患者と併存疾患の追加により、冠状動脈バイパス移植のやり直しは非常に困難になります。移植された血管に関連する病理学的問題を遅らせるか制御することは、解決されるべき緊急の問題である。CABG-VGDの大型動物モデルは、疾患メカニズムの解明と治療戦略の開発に必要です。研究者らは、マウス4、ラット5、ウサギ6、ブタ7などの小動物および大型動物で動物VGDモデルを確立することに成功しました。小動物と比較して、ブタなどの大型動物は人間と同様の解剖学的構造と生理学的特性を持ち、寿命が長くなります8,9。したがって、大型動物は、静脈移植片疾患の長期的な病理学的変化の調査および薬物またはデバイスの前臨床試験により適しています。私たちと私たちの共同研究チームは、ブタ心不全モデルを確立するために外科的技術を首尾よく適用し、このモデル10の心臓病理学的変化を説明しました。
CABG手術は臨床現場で標準化されていますが、VGD動物モデルの確立に適用される場合、種間の違い、動物の機器と施設の取得、動物の外科手術、動物の給餌と看護は研究者にとって大きな課題です。臨床診療と同様に、VGD動物モデルを確立するために使用されるCABG手術のアプローチには、正中胸骨切開術11および左外側開胸術12が含まれます。正中線胸骨切開術はより一般的に使用されます13,14。ただし、このアプローチは人間と動物の両方にとって高いリスクがあります。Thankamらによって報告された研究では、モデリングに使用された6頭のブタのうち2頭が手術中に死亡した15。モデル死亡率が高いと、研究コストが増加し、結果の精度に影響します。ある研究では、ブタ11において左胸壁切開がCABG誘発性VGDを確立するために実行可能であることが以前に示されました。ここでは、この研究は、再現可能な手術を確立するための段階的なプロトコルを説明することを目的としています ミニブタのCABG誘発VGDモデルと、このモデルの表現型を評価する。実験プロトコルは、心臓手術チームと麻酔チームによって共同で設計されました。左第3肋間腔に対する外科的アプローチは、手術前の実験室内の他のミニブタの死体に従って決定され、麻酔法はセンター16で用いた方法に従って行われた。血液生化学検査、超音波検査、組織検査を行い、動物モデルを評価した。
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Protocol
実験動物の世話と使用の手順は、広東省実験動物監視研究所の施設動物管理および使用委員会によって承認されました。すべての実験は、実験動物の世話と使用のためのガイド(第8版、2011年、国立研究評議会、米国)に従って実施されました。外科的処置を 図1に示す。
1.動物の術前準備
- 体重30〜35 kgの生後3ヶ月のオスのミニブタ10匹を、偽群(n = 5)とVGD群(n = 5)にランダムに分けます。
- ボディマス指数(BMI)を使用して、ブタの術前および術後の健康状態を評価します。BMIを次のように計算します。
BMI = 体重 (キログラム) /(体長 [cm] × 体長 [cm])
注:体長は豚の鼻から尾の付け根まで測定されます。 - 麻酔後の誤嚥を避けるために、手術前に動物を12時間絶食させます。麻酔器、ガス、麻酔薬、麻酔パイプライン、特別な喉頭鏡、手術器具、肋骨保持具、縫合糸、甲状腺開創器、外科用鉗子などの麻酔器具と手術器具を準備します。手術に使用するすべての器具を滅菌します。
2.手術のための動物の準備
- 動物の体重を量り、麻酔薬の量を計算します。2 mg / kgの1:1チレタミンとゾラゼパム、0.2 mg / kgジアゼパム、および0.02 mg / kgアトロピンを含む麻酔薬混合物を筋肉内投与します17。.術中の痛みを和らげるためにフェンタニル(50 mg / kg)を使用してください30。
- 適切な麻酔面が達成されていることを確認し、留置静脈カテーテル(20G)を辺縁耳静脈に挿入して、耳へのアクセスを確立します。豚を手術台に移し、仰臥位に置きます。手足を包帯で固定し、滅菌ドレープで頭を上げます。
注:麻酔の状態は、眼球の中枢固定、縮瞳、瞳孔反射の喪失、および疼痛反射の喪失によって監視されました。 心拍数と血圧はベースラインよりも低いレベルに維持されました。外科医は、麻痺下でHR、BP、およびその他のパラメーターを監視し、HRがベースラインより>20%増加した場合は麻酔薬の投与量を増やす必要があります。 - 獣医用喉頭鏡を使用して喉頭蓋と声門を露出させます。7.0-7.5Frチューブで気管挿管を行い、麻酔呼吸回路に接続します。
注意: 人工呼吸器は、潮汐量280mL、吸気/呼気圧比1:2、呼吸数20回/分、および呼気終末陽圧(5cmH2O)の連続陽圧換気に使用されます。 - 外科的処置中に筋肉を弛緩させるために臭化ベクロニウム(0.1 mg / kg)を静脈内注射し、2%イソフルランを使用して呼吸数16〜20 bpm、一回換気量10 mL / kgで麻酔を維持します。
注:ベクロニウムは、特に誘導薬とイソフルランの投与量が推奨の下限にあるため、麻痺した動物の麻酔の適切な深さを確保するために投与されます。. - 麻酔下での乾燥を防ぐために、豚の目に獣医軟膏を使用してください。電気毛布を使用して、豚の体温を38°C±5°Cに維持します。
- 心電図を使用して、心拍数、血中酸素濃度、および体温を監視します。
3.外科的処置
- 左胸壁を剃り、0.7%ヨウ素と75%アルコールを交互に3回投与して、左下顎角、臍帯、左後腋窩線、右腋窩前部までの手術領域を無菌的に準備します。手術領域の周りに滅菌外科用ドレープを置きます。
- 左肋間腔3位に電動ナイフで7〜10cmの横切開を行い、皮下組織を層ごとに分離します(図2A)。骨ハサミで3番目の肋骨の5〜6 cmのセグメントを取り除き、3番目の肋骨と胸骨関節を露出させた後、リトラクターで内乳静脈を露出させます(図2B)。
- 胸骨の左側にある左内乳動脈と一緒に内乳静脈を見つけます。血管鉗子で内乳腺静脈の鈍的解剖を行います。
- 電気ナイフで左内乳腺静脈の枝を電気凝固することによって止血を行う。止血が不完全な場合は、止血のために綿糸結紮を使用してください。収穫中に静脈の両端に結睭を付けてマークを付けます(図2C)。
- ヘパリンナトリウム溶液2 mLと生理食塩水98 mLを加えて、ヘパリン生理食塩水を調製します。静脈を除去した後、前処理のためにヘパリン正常生理食塩水を静脈に注入する(図2D)。次に、静脈を通常の生理食塩水に入れ、バックアップのために保管します。
- 上記と同様の切開を行い、偽グループの内乳腺静脈を取り除きます。心膜を開き、偽グループの胸壁を閉じます。冠状動脈バイパス移植なしの病理学的制御のために偽群の内乳静脈を使用する。
- 心膜を電動ナイフで~7cm切開し、右冠動脈幹を露出させます。心膜を吊り下げ、1-0の外科用縫合糸で同側側の皮膚に縫い付けます(図2E)。右冠状動脈幹を周囲の組織から分離します(図2E)。
- 大動脈近くの孤立した右冠状動脈の近位端の下のブロッキングバンドをワイヤーフックでバイパスし、ブロッキングバンドを締めて弛緩させることにより、2分間の虚血と5分間の再灌流の3サイクルで心筋を治療します(図2F)。虚血/再灌流プレコンディショニング中に心電図モニターを使用して心臓の電気的活動を監視します(図2G)。
注:右冠状動脈が塞がれると、心電図は心拍数の増加とSTセグメントの上昇を示します。 - バンドを締めて、右冠状動脈血流を遮断します。血管を覆っている心外膜を切断します。冠状動脈壁を露出させ、血管の前壁の中心に対して手術刃の先端で縦方向に切断する。
- 内腔を切断した後、ハサミで切開を拡大し、冠状動脈シャントを配置します。シャントの一端をコイルで涙を通して遠位冠状動脈に挿入します。冠状動脈の血液を中空の冠状動脈シャントにシャントして、明確な手術野を確保します(図2H)。
- 7-0ポリプロピレン縫合糸を使用して、内乳静脈と右冠状動脈幹の間でエンドツーエンドの連続縫合を行います(図2I)。上行大動脈の中央で、上行大動脈の左前外側壁を半閉塞クランプで閉塞する。
- 外科用ブレードを使用して、外膜が切断された大動脈壁を小さな切開を行い、パンチのヘッドエンドにあるスライドシャフトのヘッドエンドをこの切開部から大動脈腔に挿入し、スライドシャフトを外側に収縮させ、その上の円形ナイフが動脈壁の一部を切り取ります。パンチで切り出したティッシュブロックの直径は約3mmです(図2J)。
- シャントを引き出します。6-0ポリプロピレン縫合糸を使用して、内乳静脈と大動脈壁の間でエンドツーエンドの連続縫合を行います(図2K)。半閉塞clを開きますamp。
- 超音波を使用して、吻合部位に近位の右冠状動脈幹のバイパス流を記録します。心電図を使用して心臓の電気的活動を監視します(図2L)。
- 一時的なドレナージチューブ(Fr:16)を胸腔に埋め込み、血液と体液を排出できるようにします。綿1-0本の糸で心膜切開部を縫い、胸部を1層ずつ(内側から外側へ:胸膜層、筋肉層、皮下組織層、皮層)閉じ、各層にペニシリン(約0.5g)粉末をのせます。1-0の綿糸を使用して皮膚切開部を縫った後、ドレナージチューブを取り外します。
4.術後のケア
- 動物が自発呼吸に戻った後、気管内チューブを取り外します。麻酔科医は、動物のバイタル(例:.、呼吸数、心拍数、酸素飽和度など)を評価し、動物が目覚めて自発的な活動に戻った後にECGを取り除く必要があります。.動物を給餌室に送り返し、偽の動物を飼育室の別の囲いに入れます。電気毛布で動物を暖かく保ちます。手術後1時間ごとに動物を観察します(少なくとも4回)。
- 手術の翌日に動物に餌をやる。アスピリン(200mg)を1日2回7日間動物飼料に加え、術後血栓症を予防し、創傷痛を軽減します。
注:誤嚥を防ぐために、手術当日に動物に餌を与えることは避けてください。 - 術後感染を防ぐために、ペニシリンを1日1回、7日間連続して筋肉内注射して動物に投与します(14,000単位/kg)。
5. 超音波検査
- CABG手術後、滅菌超音波プローブスリーブを使用して高周波リニアアレイプローブを包みます。静脈移植片の表面にプローブを置きます。
- 2次元超音波モードでグラフトの輪郭を表示し、カラードップラーモードに移行してグラフト内の血流を検出します。
6.静脈移植組織採取
- 生化学的検査のために耳静脈の静脈回路から10mLの血液サンプルを収集します。(表1)。血液サンプルを1,000 x g で5分間遠心分離し、自動生化学分析装置で生化学検査を行います。
- 前述のように動物を麻酔します。麻酔深度を確認したら、耳辺縁静脈または前肢静脈から10%塩化カリウム0.5mL/kg体重を注入します。その後、電動ナイフで胸骨正中切開を10cm行い、術後30日目に静脈移植片を採取します。手順2.2のように体位を固定し、滅菌してドレープを配置した後、胸骨の正中切開を行って胸骨を分割します。分離中は、主血管と心臓を避け、移植された血管を層ごとに分離します。
- 心臓につながる大きな血管をすばやく切断し、心臓と上行大動脈をアイスチップの上に置き、移植血管ブリッジ、接続された大動脈、および右冠状動脈を取り除きます。すべてのサンプルを4°Cの生理食塩水ですすいでください。
- 約3〜4 cmの大きさの移植血管全体を取り、それを4〜5等分し、凍結保存チューブに移します。チューブを液体窒素にすばやく入れて急速凍結し、-80°Cの超低温冷凍庫に移動して保管します。
- 分析のために、グラフトを氷冷した0.9%生理食塩水ですすぎ、4%パラホルムアルデヒド溶液に固定します。組織ブロックサイズと固定液の比率を1:10に維持し、組織を12時間以上固定します。
- 切片をヘマトキシリン水溶液50mLで3分間染色する。50 mLの0.5%塩酸エタノールと50 mLの0.2%アンモニア水でそれぞれ10秒間洗浄して、切片を分離します。
- 流水で1時間すすぎ、蒸留水で3分間浸してきれいにします。70%エタノールと90%エタノールでそれぞれ10分間脱水します。50 mLの0.5%アルコールエオジン染色溶液に2〜3分間入れます。
- 染色した切片を純粋なエタノールで10分間脱水し、次に純粋なキシレンに10分間浸してサンプルを透明にします。透明な部分を中性接着剤で滴下し、カバーガラスで覆います。40倍の倍率で光学顕微鏡下で病理切片を観察します。
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Representative Results
BMIおよび血清生化学的指標
偽群とVGD群のBMIは有意差はなかった(偽群とVGD群、22.05 kg/cm 2 ± 0.46 kg/cm 2 対 21.14 kg/cm 2 ± 0.39 kg/cm 2、p = 0.46)。血清生化学的結果を表1に記載する。群間の統計的に有意な変化は、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST、偽対VGD、25.25 IU / L±1.88 IU / L対31.5 IU / L±2.58 IU / L)、血清ビリルビン(偽対VGD、2.5 μmol / L ± 0.47 μmol / L対4.5 μmol / L±0.14 μmol / L)、総ビリルビン(偽対VGD、0.025 μmol / L±0.14 μmol / L対0.92 μmol / L±0.33 μmol / L)、 クレアチニン(偽対VGD、92.75 μmol / L±4.15 μmol / L対141.75 μmol / L±12.65 μmol / L)。
超音波検査
偽群(n = 5)およびVGD群(n = 5)のすべての動物が生き残った。CABGの外科的処置を 図1に示す。平均手術時間は105分±25分(範囲:90-160分)であり,平均術中出血量は85mL±35mL(範囲:50-200mL)であった。作業時間の影響は、主にオペレーターの習熟度の人間からブタへの移行であり、特別な意味はありません。切開吻合後から気管抜管までの平均持続時間は17分±5分(範囲:15-30分)であった。超音波検査では、移植血管の血液供給は正常な冠動脈と比較して部分的な逆流を示し、全体的な血流方向は概ね正常でした(図3)。気胸、タンポナーデ、感染症、またはその他の重篤な合併症は術後に観察されませんでした。術後1カ月で、偽群とVGD群の間に体重やBMIに有意差は認められなかった。
超音波検査は、グラフト血管の近位端(図3A、B)、血管腔(図3C、D)、および遠位端(図3E、F)で実施されました。逆行性の流れは、移植血管の近位端と遠位端で観察されました。しかし、血液溢血は観察されなかった。
静脈の病理学的変化
すべての静脈移植片は長さによって3つのセグメントに均等に分割され、評価のために各セグメントから1つのセクションが選択され、冠状動脈狭窄症の修正プラウディリット分類に従って分類されました18。閉塞度の結果は3切片の平均値とした。具体的な分類は次の通りであった:グレードI = 0ポイント、再狭窄なしで正常。グレードII = 1点、軽度の狭窄<30%;グレードIII = 2点、狭窄は30%から50%の間。グレードIV = 3点、50%から90%の間の重度の狭窄。グレードV = 4点、小全閉塞>90%;グレードVI = 5ポイント、全閉塞、静脈移植片への血流なし。定量化された結果を評価するために、冠状動脈狭窄症の修正プラウディリット分類を採用しました。偽群の結果は0.00±0.00で血管閉塞がないことを示し、CABG群の結果は3.12±1.22であった。したがって、差は2つのグループ間で有意でした(p < 0.05、 表2)。
顕微鏡下では、偽群では、内膜、中膜、および静脈移植片の静脈壁は正常に見えた。VGD群では、静脈移植片の内膜と中膜がCABG手術の30日後に有意に肥厚した。チュニカインティマは、チュニカメディアから曖昧に区別されていました。中膜の弾性層が消失した(図4)。静脈移植片の内腔は過形成組織で満たされていました(図4)。血管径に有意な変化は認められなかった。
図1:手順の概要。 (A-C)術前:ミニブタの体重を量り、除細動器と人工呼吸器の性能を確認し、換気チューブを接続します。(D-F)麻酔:ミニブタに麻酔の筋肉内注射を行い、ミニブタを手術台に固定し、気管挿管のために気道を完全に露出させ、人工呼吸器を接続し、吸入麻酔を使用して麻酔を維持します。(G-I)手術中:ミニブタの心機能の術前超音波評価を行い、左胸壁切開を通して冠状動脈バイパス移植を完了します。(J-L)術後:創傷を吻合し、術後のケアとミニブタの給餌に注意を払う。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図2:外科的処置。 (A)胸壁を切断する、(B)内乳腺静脈を隔離する、(C)内乳腺静脈を除去する、(D)ヘパリンプレコンディショニングを行う、(E)心膜を懸濁する、(F)心筋虚血再灌流を行う、(G)ECG変化を監視する、(H)冠状動脈血流をブロックする、(I)移植血管の近位端を吻合する、(J)遠位冠動脈吻合部位、(K)冠状動脈遠位位の吻合、(L)完全冠状動脈バイパス移植。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図3:超音波検査。冠状動脈バイパス移植の完了後、移植血管の血流開存性を超音波によって評価する。(A,C,E)正常な冠状動脈血流画像。連続的な血流信号は、移植された血管の(B)近位、(D)中端、および(F)遠位端に見られます。この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
図4:組織学的分析。 (A)正常な内乳腺静脈病理部は明瞭な血管階層を認め,管腔狭窄を認めなかった.(B,C)冠状動脈移植の30日後の内乳静脈の病理は、血管の内膜が様々な程度に肥厚し、内腔が明らかに狭くなっていることを示した。 この図の拡大版を表示するには、ここをクリックしてください。
| 指標 | 偽グループ (n=5) | グラフトグループ(n = 5) |
| ALT (IU/L) | 46 ±5.11 | 47.75±7.88 |
| AST (IU/L) | 25.25 ±1.88 | 31.5±2.58※ |
| 総タンパク質(IU / L) | 63.12 ±.138 | 60.17±1.91 |
| アルブミン (IU/L) | 32.25 ±.77 | 23.77±5.61 |
| グロブリン (g/L) | 30.87 ±.136 | 36.4±6.03 |
| 血清ビリルビン(μmol/L) | 2.5 ±0.47 | 4.5±0.14※ |
| 総ビリルビン(μmol/L) | ±0.025 ±0.14 | 0.92±0.33※ |
| アルカリホスファターゼ(IU/L) | 103 ±19.3 | 104±16.04 |
| グルコサミン(ミリモル/L) | 4.44±0.36 | 5.96±0.42 |
| 尿素窒素(ミリモル/リットル) | 2.46±0.17 | 2.89±0.65 |
| 血清クレアチニンμmol/L | 92.75±4.15 | 141.75±12.65※ |
| 総コレステロール(ミリモル/ L) | 2.37±0.12 | 2.16±0.06 |
| トリグリセリド (ミリモル/L) | ±0.48 ±0.10 | 0.25±0.05 |
| 高密度リポタンパク質 mmol / L | 1.05 ±.07 | 1.03±0.07 |
| 超低密度リポタンパク質(ミリモル/L) | 1.43 ±0.06 | 1.29±0.04 |
| 乳酸デヒドロゲナーゼ (ミリモル/L) | 384.75 ±26.8 | 478.25±49.58※ |
表 1.血清生化学的指標。 解析には統計解析ソフトを用いた。データは平均値±標準誤差(n=5)で表した。測定データの比較は、スチューデントの t検定によって分析されました。0.05未満のp値は統計的有意性を示した。*p < 0.05、CABG対偽。
| 誇らしげな分類 | ||||||
| サンプルのS.番号 | CABG手術直後のスコア | CABG手術後30日をスコア | ||||
| 1 | 0, 0, 0 | 2, 2, 2 | ||||
| 2 | 0, 0, 0 | 1, 2, 2 | ||||
| 3 | 0, 0, 0 | 2, 3, 2 | ||||
| 4 | 0, 0, 0 | 3, 2, 2 | ||||
| 5 | 0, 0, 0 | 2, 1, 2 | ||||
表 2.術後30日目の手術直後および術後30日目のグラフト閉塞度の統計結果。 修正されたプラウディリット分類尺度を血管閉塞度に使用しました:グレードI = 0ポイント、再狭窄なしで正常。グレードII = 1点、軽度の狭窄<30%;グレードIII = 2点、狭窄は30%から50%の間。グレードIV = 3点、50%から90%の間の重度の狭窄。グレードV = 4点、小全閉塞>90%;グレードVI = 5ポイント、全閉塞、静脈移植片への血流なし。データには、長さによって3つのセクションに均等に分割された5つの静脈移植片の結果が含まれます。
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Discussion
本研究では、CABG誘発VGDモデルを開発する際の動物選択、器具の準備、外科的処置、および術後評価のプロトコルについて詳細に説明しました。CABG手術前後の静脈グラフトの超音波検査と術後30日目に移植片の組織学的検査を施行した.CABG手術前は内乳腺静脈の血流は正常であったが,内乳静脈移植片では逆行性流が認められた.偽手術群と比較して、手術群の動物の肝臓および腎機能はある程度損傷していた。冠動脈移植片疾患の発生を考慮すると、心筋収縮性の弱化は末梢組織の灌流が不十分であった。静脈移植はCABG手術の30日後に内膜肥大と血管リモデリングを認めた(図4)。血管周辺の線維性変化は創傷治癒に関連しており、線維芽細胞増殖は創傷治癒の早い段階で1日目から3日目に起こり19、活性型I型コラーゲンとフィブロネクチンの産生は4日目から6日目に起こり、細胞質α-SMアクチンフィブリル凝集は7日目から14日目に起こる19。ストレス線維は筋線維芽細胞の形成を意味し、これは創傷収縮と一致する20。血管周囲線維症が手術成績に影響するかどうかは不明である。
ここでは、静脈移植片疾患モデルを確立するためにミニブタを選択した。ラットなどの小動物はVGD21の病理学的メカニズムを研究するために使用されてきましたが、ブタはサイズ、解剖学、生理学が人間と類似しているため、ヒトの心臓病の病因の研究やデバイス開発のツールとしてより適しています22。内乳腺静脈も臨床的に移植片として選択されることが多い。2つの独立したグループからの臨床研究では、内乳静脈移植は静脈移植病変の発生率が高いという特徴があり、私たちの研究でも同じ病理学的変化が観察されました(図4)23,24。臨床診療と同様に、動物手術における適切な外科的アプローチの選択は、手術の成功にとって重要です。ここでは、ホカムの左開胸術11を参照しました。左開胸術は術野を明瞭に露出させることができ,切開部周辺の解剖学的構造は識別しやすく,出血量も少なかった。また、中央開胸術と比較して、外側開胸術は胸骨の鋸引きを必要としないため、外科的ストレスを軽減することができます。
麻酔は手術モデルの成功に不可欠です。この研究では、プロトコルはKotaniらから修正され、麻酔導入としてケタミンとジアゼパムの組み合わせが使用され、維持麻酔としてイソフルラン吸入が使用されました25。さらに、研究グループは、静脈内薬物が維持麻酔にも適していることを示しました26。ブタの気管内挿管は、動物外科チームにとって難しいかもしれません。人間の気道と比較して、ブタの気管解剖学的構造は声門の露出を困難にします27。ここでは、声門をよりよく露出させるために、ブタの上顎を押し下げてブタの声門を露出させました(図1D)。一方、直接喉頭鏡検査または光ファイバー気管支鏡検査の使用は、気管内挿管における声門を視覚化するのに役立ちます28。
静脈移植片疾患の病理学的状態は、主に3つの段階に分けられる:1)急性期(1ヶ月以内)血栓症;2)亜急性期(1〜12ヶ月)内膜過形成;3)移植片狭窄および閉塞の原因であるアテローム性動脈硬化症の後期段階(12ヶ月以上)の形成29。VGDの急性期の変化のほとんどは手術要因に関連しており、後期に形成されるアテローム性動脈硬化症は不可逆的です。亜急性子宮内膜肥厚の研究は、VGDの病因、治療、および予防にとって非常に重要です。選択された移植血管が大伏在静脈の垂直血管とは異なることも重要です。内乳腺静脈は通常、静水圧が低く、移植後の病理学的変化は大伏在静脈よりも速い。私たちのモデルでは、移植された血管の内腔を閉塞する典型的な内膜肥大が手術後30日目の組織学的検査で見られ、他の臨床研究でも同様の病理学的変化が観察されています23,24。ミニブタの内乳腺静脈を選択したモデリング結果は、表現型が安定しており、モデリング時間が短く、VGDの病理学的変化の減少の程度が高く、追跡研究の発展に資する。
モデルにはいくつかの制限もあります。大型動物のモデリングプロセスにおけるいくつかの細かい操作、動物のバイタルサインの術中モニタリング、および術後の蘇生はすべて、特定の実務経験を必要とし、専門の外科医と麻酔科医がトレーニングを指導し、動物の偶発的な死亡を大幅に減らす必要があります。大型動物の手術には、特定の実験施設、専門的な人員配置、十分な財政的支援が必要であり、小規模な研究所にとってはより大きな負担になる可能性があります。
結論として、専門家の指導の下で、設備の整った研究所は、VGDの治療にとって非常に重要なこのミニブタVGDモデルを確立することにより、VGDの病理学的変化をさらに研究することができます。
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Disclosures
著者は開示する利益相反を持っていません。
Acknowledgments
著者らは、技術サポート、動物の世話、およびサンプル収集について広東省実験動物監視研究所に感謝します。彼らはまた、超音波検査の技術サポートのために深センミンドレイバイオメディカルエレクトロニクス株式会社に感謝します。この作業は、中国の広東省科学技術プログラム、および済南大学中央大学基礎科学研究事業費プロジェクト(2017A020215076、2008A08003、および21621409)の支援を受けました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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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