نموذج القوارض لعملية روس: زرع الطعم الشرياني الرئوي المتلازمين في وضع نظامي

تضيق الصمام الأبهري الخلقي هو مجموعة فرعية من أمراض القلب الخلقية التي تتميز بانسداد في الجهاز البطيني الأيسر حيث تقع الآفة على مستوى الصمامات. يؤثر التشوه على حوالي 0.04-0.38 لكل 1000 مولود ^حي1.

الخيارات المتاحة للتصحيح كثيرة ، ولكل منها مزاياها وعيوبها. بالنسبة للمرضى المناسبين لتصحيح ^{البطينين2}، قد يهدف النهج إلى إصلاح الصمام (بضع الصمام عن طريق الجلد أو الجراحي) أو ^{استبداله3}. ويفضل هذا الأخير عندما يعتبر الصمام الأبهري غير قابل للإنقاذ. ومع ذلك ، فإن الخيارات المتاحة محدودة للمرضى الأطفال. في الواقع ، لا يشار إلى الصمامات الاصطناعية الحيوية لاستبدال الأبهر لدى السكان الشباب بسبب تكلسها ^{المبكر4}. من ناحية أخرى ، يكون التنكس في الصمامات الميكانيكية أبطأ بكثير ، ولكن هذه تتطلب علاجا مضادا للتخثر مدى ^{الحياة5}. بالإضافة إلى ذلك ، يتمثل القيد الرئيسي لهذه الأطراف الاصطناعية في نقص إمكانات النمو ، مما يهيئ المرضى لإعادة التدخل الإضافي.

خيار علاجي مثير للاهتمام في الأطفال هو نقل الطعم الذاتي الرئوي إلى وضع الأبهر المسمى "عملية روس". في هذه الحالة ، يتم استبدال الصمام الرئوي بطعم متماثل (الشكل 1)⁶. يمكن أن يمثل هذا الإجراء أفضل خيار جراحي للأطفال لأن الطعم الذاتي الرئوي يحافظ على إمكانات نموه ولا يحمل مخاطر العلاج المضاد للتخثر مدى الحياة. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون إجراء روس ذا قيمة كبيرة أيضا لدى الشباب لتجنب الصمام الميكانيكي أو البيولوجي ، مع إمكانية أن يصبح أفضل حل جراحي.

النتائج بعد استبدال الصمام الأبهري بالطعم الذاتي الرئوي ممتازة، مع بقاء أكبر من 98٪ ونتائج جيدة على المدى ^{الطويل7}. تشير الدراسات الأدبية إلى أن 93٪ و 90٪ من التحرر من استبدال الطعم المثلي الرئوي في 4 و 12 سنة ، على التوالي ⁸.

القيد الرئيسي لهذا الإجراء هو ميل الطعم الذاتي إلى التمدد على المدى الطويل ، خاصة عند استخدامه كبديل جذر قائم بذاته. هذا يمكن أن يسبب عدم كفاءة الصمامات التي قد تتطلب إعادة التدخل. في الواقع ، تشير أطول دراسة متابعة أجريت حتى الآن إلى أن التحرر من إعادة التشغيل لاستبدال الطعم الذاتي بنسبة 88٪ في 10 سنوات و 75٪ في 20 ^عاما9.

تمثل إمكانية إعادة إنشاء عملية روس في بيئة تجريبية شرطا أساسيا للتحقيق في الآلية الأساسية للتكيف مع الطعم الذاتي الرئوي للضغوط الجهازية. وقد اقترحت عدة نماذج في الماضي. ومع ذلك ، عادة ما تقتصر هذه على التجارب خارج الجسم الحي أو النماذج الحيوانية داخل الجسم الحي مع كبيرة باهظة الثمن نسبيا. في هذه الدراسة ، سعينا إلى إنشاء نموذج القوارض لزرع طعم الشريان الرئوي (PAG) في وضع نظامي ، كجذر قائم بذاته.

تمت الموافقة على جميع الإجراءات من قبل لجنة رعاية الحيوانات بجامعة بادوفا (OPBA ، رقم البروتوكول رقم 55/2017) وأذنت بها وزارة الصحة الإيطالية (التصريح رقم 700/2018-PR) ، وفقا لتوجيه الاتحاد الأوروبي 2010/63/UE والقانون الإيطالي 26/2014 لرعاية واستخدام المختبر.

1. رعاية الحيوان والنموذج التجريبي

1. تأكد من الحصول على جميع فئران لويس من شركة واحدة (جدول المواد). الحفاظ على الفئران في المرافق التقليدية مع حرية الوصول إلى الطعام والماء.
2. تأكد من أن وزن الفئران يتراوح بين 320-400 غرام للمجموعة المتلقية و 200-250 غرام للمجموعة المانحة.

2. بروتوكول ما قبل الجراحة

ملاحظة: يجب إجراء جميع العمليات في ظل ظروف نظيفة. استخدم ذكور وإناث فئران لويس البالغة كمتلقين ومتبرعين أيضا من أجل إجراء عملية زرع syngeneic.

1. قم بإجراء حقن داخل الصفاق من الترامادول (5 مجم / كجم) قبل 15 دقيقة من الجراحة.
2. إعطاء جرعة واحدة من الجنتاميسين العضلي (5 مغ / كغ) مباشرة قبل الجراحة.
3. لتحريض التخدير ، قم بتوفير 4٪ sevoflurane في 1 لتر / دقيقة من الأكسجين إلى غرفة بولي (ميثيل ميثاكريلات) حيث يتم وضع الحيوان. لصيانة التخدير ، استخدم 2.0-2.5٪ sevoflurane في 1 لتر / دقيقة من الأكسجين طوال العملية.
4. حلق الحيوان على طول خط الوسط بعرض 2 سم من القص إلى 1 سم فوق المنطقة التناسلية باستخدام ماكينة حلاقة. ثم ، تعقيم الجلد بمحلول اليود.
5. من أجل منع الحيوان من البلل ومنع تشتت الحرارة أثناء الجراحة ، قم بتغطية الحيوان بفيلم بلاستيكي شفاف.
6. تقييم مستوى التخدير قبل إجراء الإجراء من خلال تقييم عدم وجود استجابة لحافز ضار.

3. تشغيل المتبرع

1. تحضير الحيوان والقلب:
   1. ضع الحيوان المخدر على صينية فلين مع الجانب الذيلي الذي يواجه الجراح. قم بإجراء شق العانة من حوالي 5-6 سم ، وسحب اللوحات العضلية الجلدية جانبيا.
   2. إدارة حجم 1 مل من محلول ملحي عند 4 درجات مئوية تحتوي على 500 وحدة دولية من الهيبارين من خلال الوريد الأجوف البطني.
   3. بعد 1 دقيقة ، اقطع الحجاب الحاجز من اليسار إلى اليمين وقم بإجراء بضع الصدر الأمامي لفضح القلب.
   4. قم بتبريد القلب النابض عن طريق تنقيط محلول ملحي عند 4 درجات مئوية.
   5. قم بإجراء استئصال التمعج واستئصال الغدة الصعترية من أجل الحصول على رؤية كاملة لقوس الأبهر. إزالة الأنسجة الدهنية المتبقية المحيطة بالشريان الأورطي.
   6. قطع في القوس ، فوق أصل الشريان المرشح مباشرة ؛ قطع هذا الأخير ، أيضا.
   7. قطع الوريد الأجوف السفلي الصدري (IVC) وأدخل قنية 22 غرام لبث القلب مع 20-25 مل من محلول ملحي عند 4 درجات مئوية ، وممارسة ضغط خفيف. توقف عن التروية عندما يتوقف القلب عن النبض ويصبح التدفق من الشريان الأورطي واضحا.
2. PAG explant:
   ملاحظة: الحصاد الدقيق والمعالجة الدقيقة ل PAG إلزاميان لتحقيق الزرع الأمثل في المتلقي. لا تلمسها مباشرة بالأدوات ، بل استخدم مسحات القطن.
   1. إجراء دراسة بالموجات فوق الصوتية لتقييم قطر PA في موضعه الأصلي.
   2. أدخل كماشة صغيرة تحت الجدار الخلفي للوعاء وقطع الأخير باستخدام مقص صغير أقرب ما يمكن إلى تشعبه لزيادة طول PAG.
   3. أمسك PA برفق باستخدام الملقط الصغير ذو الرؤوس الحلقية وافصله عن البطين الأيمن باستخدام مقص الزنبرك الصغير. حصاد PAG ، بما في ذلك بعض عضلات البطين الأيمن.
3. إعداد PAG:
   1. ضع PAG على شاش مبلل بمحلول ملحي بارد على طاولة التشغيل وافحص الوعاء تحت مجهر التشغيل.
   2. قطع أي الأنسجة المحيطة وفيرة، وترك 1 ملم فقط من العضلات البطينية. اضبط طول السفينة على 5 مم.

4. زرع طعم الشريان الرئوي (PAG)

1. إعداد الحيوان المتلقي:
   1. ضع الحيوان المخدر على صينية فلين مع الجانب الذيلي الذي يواجه الجراح.
   2. قم بإجراء شق طولي متوسط واستخدم اثنين من السحبين الصغار للحفاظ على البطن مفتوحا.
   3. استخراج الأمعاء مع مسحتين من القطن وتغطيتها بشاش منقوع بمحلول ملحي 39 درجة مئوية مما يسمح بتصور المنطقة خلف الصفاق مع التعرض للشريان الأورطي البطني تحت الكلوي (AA).
      ملاحظة: أثناء الجراحة ، من المهم ترطيب الأمعاء في بعض الأحيان باستخدام حقنة تحتوي على محلول ملحي 39 درجة مئوية لمنع انخفاض حرارة الجسم ، وهي حالة حرجة شائعة في القوارض.
   4. تجريد الصفاق الجداري الخلفي بين الشرايين الكلوية والتشعب الحرقفي باستخدام مسحتين من القطن وإزالة الأنسجة الدهنية حول AA اللعابية. اترك جزءا صغيرا فقط من الدهون فوق AA ، لتسهيل التعامل معها على السفينة.
   5. افصل AA عن IVC. لتنفيذ هذا الإجراء ، أولا ، قم بتمرير ملقط منحني خلف جدار الأبهر الخلفي واستخدمه لفتح ممر بين AA و IVC. ثم ، استخدم خياطة حريرية 2-0 لإنشاء حلقة حول AA ، من أجل رفع السفينة وفصل AA عن IVC. قم بربط أي شريان قطني ناشئ عن AA الرقيق بخياطة حريرية 6/0 وقسمه.
   6. قم بتدوير الحيوان 90 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة، مع وضع الرأس على الجانب الأيسر للمشغل. يقع AA الآن أفقيا في المجال المجهري.
   7. استخدم مشبكين Yasargil لتثبيت AA اللعينية ووضعها على مسافة 1.5 سم من بعضها البعض. انقل AA عند نقطة الوسط بين المقطعين.
   8. قم بري طرفي الأوعية بالهيبارين (1 UI / mL) في محلول ملحي لإزالة أي جلطات. إزالة أي حطام مغامر من السفن.
2. زرع PAG:
   1. ضع PAG بين الطرفين ، مع نهاية البطين نحو الجزء القحفي من الحيوان.
   2. استخدم خياطة البولي بروبيلين 10-0 لأداء غرزتين مفردتين بارزتين تربطان PG ب AA. نفذ الإجراء على طرفي PAG عن طريق وضع الخيط على الجانبين المتقابلين من محيط الوعاء.
   3. قم بإجراء مفاغرة من طرف إلى طرف بين PAG و AA ، بدءا من النهاية البعيدة. استخدم أحد طرفي الخيط البارز البعيد للمفاغرة الخلفية باستخدام تسلسل من المتلقي إلى الطعم من الداخل إلى الخارج لإجراء خياطة جارية من حوالي ست غرز.
   4. بمجرد وصول الخيط إلى المعلم القريب ، قم بإجراء نصف وصلة مزدوجة تكملها عقدة مربعة باستخدام الخيط وأحد طرفي الخياطة البارزة القريبة. ضع ملقط البعوض المطاطي على الغرز لتوفير الجر.
   5. أداء نفس المفاغرة على الجدار الأمامي. استمر في الإجراء بأكمله على الطرف القريب من PAG. انتبه بشكل خاص عند إجراء المفاغرة القريبة لتجنب تضمين أي نشرة في خط الخياطة.
   6. حرر المشبك البعيد أولا للسماح بملء PAG بالدم الرجعي (تدفق الضغط المنخفض) من أجل التحقق من المفاغرة. إصلاح أي تسرب للدم مع خياطة واحدة. بمجرد تقييم المفاغرة البعيدة ، قم بإجراء نفس الإجراء على الطرف القريب.
3. المراحل النهائية من العملية على المستلم:
   1. قم بتقييم مدى ملاءمة PAG وقم بتطبيق شريطين من إسفنجة الجيلاتين على خطوط الخياطة على جانبي PAG (إذا لزم الأمر). مارس ضغطا لطيفا لبضع ثوان باستخدام مسحتين من القطن للمساعدة في الإرقاء.
   2. نقل الأمعاء إلى تجويف البطن وإغلاق الجدران مع خياطة 4/0 البولي بروبلين قيد التشغيل.

5. الإجراء الذي تديره الشام

1. إجراء إعداد مماثل للحيوان كما هو موضح سابقا للفئران المتلقية.
2. قطع AA تحت الكلوي ، في منتصف الطريق بين أصل الشرايين الكلوية والحرقفية.
3. إعادة تقريب طرفي AA باستخدام مفاغرة من طرف إلى طرف ، كما هو موضح سابقا. قم بإزالة المقطعين وإجراء إرقاء دقيق.
4. إعادة وضع الأمعاء وإغلاق جدار البطن في طبقات ، كما هو الحال بالنسبة للحيوانات المتلقية.

6. الرعاية والمتابعة بعد العملية الجراحية

1. إدارة محلول ملحي دافئ (5 مل) في الأنسجة تحت الجلد من ظهر الحيوان للترطيب. ضع الفئران تحت مصباح التدفئة وراقبها بصريا حتى الاستيقاظ ، والتي تستغرق عادة ما تصل إلى 5 دقائق بعد إيقاف التخدير. ضع الحيوان في قفص عند درجة حرارة الغرفة من 22-24 درجة مئوية ، مع إمكانية الوصول الفوري وغير المقيد إلى الطعام والماء.
2. إدارة الترامادول العضلي (5 ملغ / كغم) لتسكين ما بعد الجراحة مرتين يوميا لأول 48 ساعة بعد الجراحة. بعد ذلك ، راقب الحالة الصحية للمتلقي ووزن الجسم يوميا ، على أساس منتظم.
3. المتابعة: أثناء المتابعة ، قم بإجراء دراسات الموجات فوق الصوتية المتسلسل في أسبوع واحد وشهر واحد وشهرين لتقييم وظيفة PAG. خلال هذه الدراسات ، قم بقياس قطر الوعاء ، وذروة السرعة الانقباضية (PSV) ، والسرعة الانبساطية النهائية. قم بقياس هذه المعلمات داخل PAG وعلى مستوى AA القريب والبعيد.
4. القتل الرحيم للحيوانات بعد شهرين من المتابعة عن طريق تطبيق _CO2 لبضع دقائق ، ثم زرع PAG ، والتي ستخضع للتحليل النسيجي المرضي.

تم تضمين ما مجموعه 39 من فئران لويس البالغة في هذه الدراسة: تم استخدام 17 حيوانا كمتبرعين ب PAG ، و 17 حيوانا كمتلقين و 5 تعمل بشكل صوري (مجموعة ضابطة) (الجدول 1). وكان ذكور الفئران 22 (56 في المائة) والإناث 17 (44 في المائة)؛ وقد استخدمت هذه الأخيرة فقط في مجموعة المانحين.

لم يحدث أي حدث مميت أثناء العملية مع البقاء على قيد الحياة بنسبة 100٪. أثناء المتابعة ، كان لحيوانين من مجموعة الزرع نتيجة قاتلة ، في 12 و 51 يوما ، على التوالي ؛ كان معدل البقاء على قيد الحياة في نهاية الدراسة 91٪ (الجدول 1).

وكان متوسط وزن الفئران 387 غراما (النطاق الربيعي، IQR، 358-394 غراما) للمجموعة المتلقية و 328 غراما (IQR=304-337 غراما) للمجموعة المانحة. في أسبوع واحد بعد الجراحة ، كان متوسط الوزن 363 جم (IQR = 350-376 جم) مع انخفاض بنسبة 6٪ مقارنة بالوزن قبل الجراحة. استعادت الحيوانات وزنها خلال الشهر الأول من المتابعة (متوسط 387 جم ، IQR 369-392 جم) ، مع وزن نهائي عند شهرين من 397 جم (IQR = 391-402 جم) (الشكل 2).

كان متوسط وقت المتابعة 62.5 يوما (IQR = 60-68 يوما) في مجموعة الزرع و 62 يوما (IQR = 61-67 يوما) في المجموعة التي تعمل بشكل صوري (p = 0.68).

كان متوسط قطر PA قبل الجراحة في موضعه الأصلي 3.20 مم (IQR = 3.18-3.23 مم). كان متوسط قطر PAG 4.03 مم (IQR = 3.74-4.13 مم) في أسبوع واحد ، و 4.07 مم (IQR = 3.80-4.28 مم) في شهر واحد ، و 4.27 مم (IQR = 3.90-4.35 مم) في شهرين (الشكل 3A). كانت هذه زيادة بنسبة 25.9٪ و 27.2٪ و 33.5٪ مقارنة بالقطر في الموقع الأصلي ، على التوالي. كانت الزيادة في القطر مختلفة اختلافا كبيرا عند مقارنة القيمة في الوضع الأصلي والقيمة في أسبوع واحد (p = 0.003) ، في حين لم يتم العثور على زيادة كبيرة خلال الدراسات التالية. كان قطر الشريان الأورطي في المجموعة التي تديرها الشام 1.41 مم (IQR = 1.35-1.62 مم) في أسبوع واحد و 1.41 مم (IQR = 1.29-1.70 مم) في شهرين. وكان متوسط PSV على مستوى PAG 220.07 مم/ثانية (IQR=210.43-246.41 مم/ثانية) في أسبوع واحد، و430.88 ملم/ثانية (IQR=375.28-495.56 ملم/ثانية) في شهر واحد، و373.68 ملم/ثانية (IQR=305.78-429.81 ملم/ثانية) في شهرين. وعند مقارنتها بالمجموعة التي تعمل بالصور، وجد فرق دلالي في PSV في أسبوع واحد (متوسط 419.12 مم/ثانية، IQR=408.42-561.32 مم/ثانية؛ p<0.001)، في حين لم يتم العثور على فرق في نهاية الدراسة (392.92 مم/ثانية، IQR=305.89-514.27 مم/ثانية؛ p=0.5) (الشكل 3B).

في نهاية الدراسة ، لم يظهر التحليل النسيجي أي علامات على تجلط الدم البطاني ولم يكن تكلس الجدار مهما في معظم الحالات (الشكل 4).

الشكل 1: صورة تمثيلية لعملية روس. تظهر الصورة مراحل عملية روس. (أ) الصمام الأبهري واستئصال الجذر؛ (ب) نقل الطعم الذاتي للشريان الرئوي في وضع الأبهر؛ (ج) استبدال الطعم الذاتي للشريان الرئوي بطعم متماثل. ج: الصمام الأبهري والجذر. ح: الطعم المثلي. P: الصمام الرئوي والجذر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: المسار الزمني لوزن الجسم في مجموعة الزرع. يوضح الرسم البياني المسار على مدار وقت وزن الفئران في مجموعة الزرع. يتم التعبير عن القيم كنطاق متوسط وربع سنوي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: تباين القطر وذروة السرعة الانقباضية في طعم الشريان الرئوي. توضح الرسوم البيانية تباين القطر (A) وذروة السرعة الانقباضية (B) داخل طعم الشريان الرئوي أثناء التقييمات فوق الصوتية المتسلسلة. يتم التعبير عن القيم كنطاق متوسط وربع سنوي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: التقييم المجهري ل PAG. تظهر الصورة PAG بعد الزرع (A). (ب) التقييم الشعاعي؛ (ج) صبغة الهيماتوكسيلين والإيوسين، التكبير الأصلي 12.5x. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1: خصائص الدراسة ونتائجها. *يتم التعبير عن القيم كنطاق متوسط وربع سنوي.

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.