حلقة شرياني (AV) في نموذج الحيوانات الصغيرة لدراسة الأوعية الدموية وهندسة الأنسجة أوعية دموية

الهدف العام من هذا النهج الجراحي المجهري هو إنشاء حلقة شريانية وريدية لهندسة أنسجة وعائية ومترجمة ومحورية، وتحليل التوعي الدموي داخل الجسم الحي وفي بيئة معزولة ومحددة الخصائص. وبواسطة هذه الطريقة، يمكننا استخدام أجسامنا كمفاعلات حيوية حية لإنتاج أنواع مختلفة من الأنسجة الوعائية المحورية المصممة وفقاً لمتطلبات كل مريض على حدة. وتكمن الميزة الرئيسية لهذه التقنية في إمكانية نقل النسيج الناتج مع وصوله الوعائي وربطه بالأوعية المحلية في جهة المستقبل لضمان التزويد الفوري بالأكسجين والمواد المغذية.

بالإضافة إلى دراسات هندسة الأنسجة، يمكن لهذه الطريقة أن توفر رؤية متعمقة في عمليات تضيق الأوعية الدموية في الكائن الحي. كما يمكن تطبيقها في الحالات المرضية، مثل تكوين الأوعية الدموية في السرطان. وبشكل عام، سيواجه الأشخاص الجدد في هذه الطريقة صعوبات بسبب التعقيد العالي للجراحة، مثل المفاغرة المجهرية للأوعية التي يقل قطرها عن مليمتر واحد.

لقد خطرت لنا الفكرة الأولى لهذه الطريقة عندما واجهنا حالات سريرية تعاني من عيوب نسيجية كبيرة، والتي تطلبت زرع أنسجة وعائية ذات سويقة، مما تسبب في فقدان ملحوظ في حركة جهة المتبرع. بعد التأكد من التخدير المناسب، يتم وزن الجرذ لحساب جرعات الدواء. ثم، يتم وضع مرهم للعين لمنع الجفاف أثناء التخدير.

بعد إعطاء الأدوية المسكنة والمضادات الحيوية، ضع الجرذ فوق وسادة تدفئة وقم بإعطائه الإيزوفلوران بشكل مستمر. بعد ذلك، تأكد مجددًا من مستوى التخدير باستخدام اختبار قرصة إصبع القدم. وإذا أمكن، استخدم أيضًا قياس التأكسج النبضي للتحقق من مستوى تخدير الجرذ.

ابدأ بحلق الجوانب الداخلية للأطراف الخلفية. ثم قم بتطهير المنطقة الجراحية باستخدام عمليات فرك متبادلة من betadine والكحول. بعد ذلك، باعد بين الأطراف الخلفية وثبتها باستخدام شريط لاصق.

وأخيراً، ضع الجرذ تحت مجهر جراحي وقم بتغطيته بالستائر الجراحية. باشر بإجراء الجراحة باستخدام الإجراءات التعقيمية. افتح الجلد في منتصف الفخذ الأيسر بعمل شق طولي من أعلى الركبة وصولاً إلى منطقة الأربية باستخدام المشرط.

بعد ذلك، وباستخدام مقصات التشريح وملاقط دقيقة، يتم قص الأنسجة تحت الجلد واللفافة في طبقات يبلغ طولها حوالي ثلاثة سنتيمترات. توقف عند ظهور الحزمة الوعائية الفخذية من الشريان الحوضي في المنطقة الإربية وصولاً إلى الركبة. بعد ذلك، وباستخدام مقصات أنسجة البطن وملاقط دقيقة، يتم فصل الأوعية وإزالة أنسجة البطن.

قم بتخثير الفروع الجانبية باستخدام التخثير الكهربائي حسب الحاجة. بمجرد الانتهاء، غطِّ منطقة الجراحة بكمادة مبللة وكرر الإجراء على الجانب الأيمن من الجرذ. الآن، وبعد إتمام الإجراء الأول بشكل متماثل، ابدأ في حصاد الطعم الوريدي.

أولاً، قم بربط الوريد الفخذي الأيمن باستخدام التخثير الكهربائي عند الطرفين القريب والبعيد للحصول على رقعة بطول يتراوح بين 1 إلى 1.5 سنتيمتر تقريبًا. بعد ذلك، قم بإزالة الرقعة الوريدية باستخدام ملاقط دقيقة. ولتوسيع فتحة الرقعة الوريدية، استخدم موسع الأوعية.

بعد ذلك، قم بشطف طعم الوريد بمحلول heparin باستخدام كانيولا ري. انقل الطعم الذي تم شطفه إلى الفخذ الأيسر وقم بتغطية المنطقة في الجانب الأيمن بكمادة رطبة. بعد ذلك، قم بربط الوريد الفخذي في الجانب الأيسر تقريبًا عند المنطقة الإربية باستخدام مشبك أوعية دقيقة.

بعد ذلك، قم بتخثير الوريد الفخذي قاصياً عند الركبة العلوية قبل التفرع. وبالنسبة للمفاغرة، قم بتوصيل الطرف الداني للطعم الوريدي مع الطرف الداني للوريد باستخدام تقنية الطرف إلى الطرف بخيط جراحي 11-0. ابدأ بوضع أول غرزتين عند موضعي الساعة 12 والساعة 6.

بعد ذلك، ضع غرزتين إلى ثلاث غرز إضافية بين هذه النقاط في الجانب الأمامي. ثم ضع غرزتين إلى ثلاث غرز أخرى في الجانب الخلفي. وتعد عملية مفاغرة الأوعية الحلقية الخطوة الأكثر أهمية في هذا البروتوكول.

من المهم التأكد من إجراء الغرز بدقة قدر الإمكان لتقليل مخاطر انسداد الأوعية الدموية ذات العروة. بعد ذلك، يتم ربط الشريان الفخذي باستخدام مشبك أوعية دقيقة واستخدام التخثير الإلكتروني، وبطريقة مماثلة لعملية ربط الوريد الفخذي. وقبل المتابعة، تأكد من أن الأوعية ذات العروة غير ملتوية.

بعد ذلك، قم بإجراء مفاغرة الطرف القاصي من الطعم الوريدي مع الطرف الداني للشريان، باستخدام تقنية الخياطة ذاتها التي تم توضيحها سابقاً. بعد المفاغرة الثانية، أعطِ 25 iu من heparan عن طريق الوريد. الآن، تحقق جيداً من أن الأوعية العروية ليست ملتوية ثم قم بإزالة الملاقط.

راقب الحلقة لمدة خمس دقائق تقريبًا، مع التحقق من عدم وجود تسرب وضمان النفاذية. في حالة وجود نفاذية، ستتمدد الحلقة ويكون نبض الشريان مرئيًا. وأثناء المراقبة، قم بتقطير papaverine على الأوعية لمنع التشنجات الوعائية.

بعد ذلك، قم بملء غرفة الزرع مسبقاً بالنصف الأول من خليط المصفوفة، بنحو نصف مليلتر. ثم، قم بتضمين الحلقة داخل غرفة الزرع. أغلق مدخل الغرفة بجلطتين من الفبرين واملأ الغرفة بالنصف الثاني من خليط المصفوفة، ليصل الحجم الإجمالي إلى مليلتر واحد.

الآن، قم بتثبيت الغرفة على الفخذ، وأغلق الغرفة بغطائها، ثم ثبّت الغطاء باستخدام غرزة جراحية غير قابلة للامتصاص بمقاس 6-0. بعد ذلك، قم بتثبيت غرفة الزرع بالفخذ باستخدام غرزة إضافية غير قابلة للامتصاص بمقاس 6-0. أوقف أي نزيف باستخدام التخثير الكهربائي.

أخيراً، أغلق الجلد باستخدام غرز قابلة للامتصاص بقياس 4-0 وقم بتغطية الجرح برذاذ الألمنيوم. ولأغراض هندسة أنسجة العظام، تم زرع عدد من بدائل العظام المختلفة في نموذج الحلقة الشريانية الوريدية (A-V loop) في الجرذان (حيوانات صغيرة). وقد تمت ملاحظة التوعي الدموي باستخدام التصوير المقطعي المحوسب الدقيق ثلاثي الأبعاد (3D micro computer tomography).

أدى التوعي المسبق لمصفوفة عظمية إسفنجية بقرية مُعالجة لمدة ستة أسابيع إلى بقاء متفوق للخلايا العظمية المحقونة. تم حصاد العروات وتقطيعها وصبغها في نقاط زمنية مختلفة بعد الزرع. على سبيل المثال، أظهر صبغ H and E أن استخدام بديل عظمي من هيدروكسي أباتيت وبيتا ثلاثي فوسفات الكالسيوم مع خلايا جذعية ميزنكيمية قد أدى إلى تكوين العديد من الوصلات الوعائية خلال ستة أسابيع.

بمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن إجراؤها في غضون خمس إلى ست ساعات، إذا نُفذت بشكل صحيح. وباتباع هذا الإجراء، يمكن زرع مجموعة واسعة من العوامل الخلوية المختلفة أو مضاداتها لدراسة نطاق واسع من الحالات. كما تنجح هذه التقنية في نموذج الحلقة الوريدية للأغنام في الحيوانات الكبيرة.

وبذلك، سيتيح هذا النموذج للباحثين إنتاج أنسجة وعائية بكميات كبيرة ذات صلة سريرياً. وقد يوفر هذا النموذج فرصة لدراسة التوعي في ظل ظروف مرضية؛ فعلى سبيل المثال، يمكن استقصاء تأثيرات مختلف عوامل النمو والخلايا أثناء تكوين الشبكة الوعائية للأورام