本文介绍了一种在猪非体外循环冠状动脉旁路移植术（OPCAB）模型中使用的新型非阻塞性冠状动脉吻合连接器。这种易于使用的冠状动脉连接器具有促进微创 OPCAB 手术的内在潜力。
本文内容
摘要
摘要
为了简化并促进跳动心脏（即， 非体外循环下微创冠状动脉旁路移植术中，基于准分子激光辅助非阻断吻合技术，研发了一种新型冠状动脉吻合连接器——Trinity Clip。该Trinity Clip连接器可实现移植物与冠状动脉之间简化、无需缝合且非阻断的连接，同时通过准分子激光导管激光穿孔形成吻合口。因此，由于实现了完全非阻断的吻合构建，避免了冠状动脉预处理（即， 无需进行阻断或分流，与传统吻合技术相比，简化了非体外循环下的旁路手术流程。在将其应用于临床冠状动脉旁路移植术之前，将通过一项长期的猪非体外循环冠状动脉旁路移植（OPCAB）实验研究，评估这种新型连接器的安全性和质量。本文描述了如何在猪OPCAB模型中利用多种技术手段评估冠状动脉吻合的质量，并对代表性结果进行总结和可视化展示。
引言
非体外循环冠状动脉旁路移植术（OPCAB）手术可潜在降低冠状动脉旁路移植术中使用体外循环所相关的发病率（例如，血栓栓塞并发症、液体潴留过多、输血需求以及免疫系统激活），并可能使那些在体外循环和主动脉操作相关并发症方面处于高风险的患者获益1。微创冠状动脉旁路移植术（例如，胸腔镜或机器人辅助手术）可减小切口尺寸，从而缩短患者恢复时间、减少住院时间及降低发病率2。尽管这些技术对（部分）需要冠状动脉血运重建的患者具有潜在益处，但其临床应用尚未广泛开展。其中一个原因是，冠状动脉旁路移植术采用非体外循环的微创方法在技术上极具挑战性。
为了简化并促进跳动心脏（即， 非体外循环下微创冠状动脉旁路移植术中开发了一种新的冠状动脉吻合连接器：Trinity Clip3,4，基于准分子激光辅助的非阻断性吻合术（ELANA）技术5-9连接器可实现移植物与冠状动脉之间简化、无需缝合且非阻塞性的连接，同时采用准分子激光导管激光穿孔形成吻合口。因此，由于完全非阻塞性吻合结构的建立，冠状动脉条件调控（即， 闭合、结扎或分流等操作并非必需，与传统吻合技术不同，从而简化了旁路手术过程。
既往关于早期原型ELANA冠状动脉连接器的研究表明，该装置在急性兔模型中对相对较粗的动脉（内径[ID] 2.4毫米[mm]）具有可行性5。此外，在猪开胸正中切口非体外循环冠状动脉旁路移植（OPCAB）模型中，长期观察发现吻合口愈合良好，且内膜增生极轻微6,7。
最近，冠状动脉吻合技术进一步改进，更有利于临床应用。连接器和准分子激光导管的设计改进使得构建过程更简化、更快速。即， 无需缝合的移植物固定）应用于临床相关的细径冠状动脉（内径1.4–1.6 mm）。在将其应用于临床冠状动脉旁路移植术之前，将根据本文所述方案，在猪开胸正中切口非体外循环冠状动脉旁路（OPCAB）模型中，对这种新型连接器的长期安全性与质量（随访6个月）进行评估。
本方案描述了我们的实验性猪非体外循环冠状动脉旁路移植（OPCAB）模型，并详细介绍了冠状动脉吻合手术的操作过程。此外，还阐述了术中、术后及死后评估吻合口的方法选择，这些评估对于判断吻合质量具有至关重要的意义。本文的代表性结果部分总结了一项在非临床研究之前开展的猪OPCAB模型的预试验研究结果（n = 3头猪，随访时间为5小时）。
方案
注意：动物护理和使用遵循国家研究委员会实验动物资源研究所编制的《实验动物护理和使用指南》中的规定，给予人道护理。乌得勒支大学动物实验委员会已批准本实验方案。
1. 冠状动脉吻合术操作
注意：激光开启时，务必佩戴激光防护眼镜。
- Trinity Clip的安装
- 打开连接器的上叉部分3 (图1）与动脉瘤夹施加器（图4A）并插入灌注移植物的管腔内，方向朝向远端（图5A）。确保叉子的全长均位于管腔内。随后，松开施用器。
- 用无创血管夹近端阻断乳内动脉，并用肝素化生理盐水仔细冲洗移植物管腔。随后插入激光导管4 (图2）通过移植物远端的游离端，经血管内插入连接器，并用外部固定夹固定图3).
- 通过导管对移植物施加真空负压（将真空管一端连接导管，另一端连接真空泵以实现负压），启动激光并利用激光穿孔移植物 a vue，形成一个0.8 mm × 2.0 mm的吻合口。激光照射后立即解除负压吸引。目视检查动脉壁是否已完全切除。
- 移除激光穿孔的移植物碎片（即，“瓣膜”），该瓣膜连接至导管的真空通道，并使导管固定在移植物上以及连接器上图5B).
- 移植物与受体的非阻塞性连接
- 使用 VasCo 施用器打开连接器的下叉部分（图4B）并插入灌注冠状动脉的管腔内，方向朝向远端（图5C）。确保叉子的全长均位于管腔内。随后，松开施用器。
- 激光穿刺动脉术
- 对冠状动脉壁施加真空负压吸引，随后在完全正常的冠状动脉血流条件下进行激光穿孔，形成一个0.8 mm × 2.0 mm的开口。在操作过程中不得对导管施加外力。
- 使用动脉瘤夹钳移除固定夹，随后撤出导管。检查激光穿孔瓣膜是否附着在导管的真空通道上，并停止真空吸引。图5D).
- 皮瓣取下后，用临时夹夹闭移植物的远端例如，回形夹）。若确认存在功能性旁路（即， 成功获取皮瓣并确保足够的旁路血流后，使用血管夹永久结扎移植物的远端图5E).
- 若出现皮瓣取回失败（即， 不完全激光切开的瓣膜仍部分连接于冠状动脉壁时），撤回连接器，用缝线（8-0 Prolene）闭合部分激光切开的冠状动脉，并重新进行吻合，从步骤1.1.2开始。
2. 动物、麻醉与安乐死
- 动物与麻醉
- 使用雌性（例如， 荷兰兰德瑞斯猪（70-90 千克 [kg]）并饲喂正常饮食。
- 术前3天开始，每日口服320毫克（mg）乙酰水杨酸和75毫克（mg）氯吡格雷。该抗凝方案持续至试验终止。
- 给予芬太尼 25 微克（µg) 经皮给药，持续3天：25 µ克 术前24小时及25 µ术后第1天给予g，用于术后镇痛。
- 麻醉诱导时，肌肉注射氯胺酮（10 mg/kg）、咪达唑仑（0.5 mg/kg）和阿托品（0.04 mg/kg）。
- 随后，给予硫喷妥钠（4 mg/kg）、咪达唑仑（0.5 mg/kg）、枸橼酸舒芬太尼（6 µg/kg）以及通过静脉注射1,000/100 mg阿莫西林-克拉维酸（抗生素预防）。
- 用氧和空气的混合气体（体积比1:1）进行插管并通气。
- 使用眼膏后闭合眼睛，以防止眼部脱水。
- 随后以静脉持续输注方式给予咪达唑仑（0.7 mg/kg/hr）和枸橼酸舒芬太尼（6 µg/kg/小时）、泮库溴铵（0.1 mg/kg/小时）和生理盐水（300 ml/小时）。通过静脉通路输注500 ml羟乙基淀粉溶液（内含300 mg胺碘酮）开始治疗。
- 在股动脉中置入动脉导管，用于有创动脉血压监测和动脉血采样。
注意：在该压力监测通路未正常工作前，不得开始任何手术操作。若动物麻醉不充分，可通过心率和血压升高来判断是否存在疼痛。一旦发现心率和血压升高，应增加咪达唑仑和枸橼酸舒芬太尼的给药量。 - 静脉注射美托洛尔（剂量范围 5-20 mg），以降低心脏的机械兴奋性，直至心率降至约 50-70 次/分钟。
- 在手术过程中通过尿道插入导尿管至膀胱。
- 恢复
- 如果引流管（见步骤 3.9-3.11） 被移除。
- 如果动物清醒且拔管后已恢复足够的意识以维持充分呼吸，则将其放回笼中 (即， 动物饲养区）。在此时间点之前，不得让动物无人看管。
- 使用安全稳固的装置将一个0.5升（L）的氧气面罩放置在鼻部前方。
- 在动物完全康复之前，不得将其放回与其他动物共同生活的环境中。
- 术后第1天开始，口服速诺（氨苄西林-克拉维酸；250 mg/20 kg），每日两次，作为抗生素预防；术后第1天和第2天每日肌内注射美洛昔康（0.4 mg/kg），用于术后镇痛。
- 安乐死
- 通过25,000 I.U.肝素充分肝素化（使活化凝血时间[ACT]至少达到对照值的4倍），以防止死后血液凝固。
- 使用戊巴比妥钠（200 mg/kg）经静脉注射处死动物，并在开始尸体解剖检查（本方案第6部分）前确认动物死亡。
3. 手术
注意：手术需在标准手术室内进行，室内应配备所有常规器械和设备（至少包括血压监护仪、心电图仪和脉搏血氧饱和度仪）。需准备并灭菌标准开胸器械包、内乳动脉（ITA）牵开器、显微外科器械包以及实验专用器械。建议使用手术放大镜和头戴式手术照明灯。
- 通过胸骨切开术打开胸腔。用手指钝性分离胸骨处的心包膜。随后，从剑突开始至胸骨柄，用锯子或凿子（配合锤子使用）切开或劈开胸骨。使用骨蜡封闭胸骨骨髓腔以防止渗漏。
- 从第二肋骨至膈肌水平游离左侧（或右侧）内乳动脉，进行部分肝素化处理（ACT 至少为对照值的 2.5 倍），于远端夹闭并解剖离断内乳动脉。
- 使用组织稳定器在预定位置固定并显露靶冠状动脉（外径[OD] 1.6–1.9 mm，用卡尺测量；或内径[ID] 1.4–1.6 mm，用心外膜超声[ECUS]测量）。游离靶冠状动脉，去除松散的外膜周围组织，并用罂粟碱浸泡的纱布覆盖靶冠状动脉。
- 准备对冠状动脉进行永久性结扎 ± 在吻合口近端2.0-3.0 cm处，通过广泛侧方游离冠状动脉，使血管夹能够完全结扎冠状动脉（参见第3.7节）。
- 解剖ITA的目标区域， ± 在距离远端游离端 2.0–3.0 cm 处，去除外膜周围组织，并测量管径（外径 2.0–4.0 mm）。
- 使用Trinity Clip按前述方法构建吻合口，或者 alternatively 采用手工缝合方式构建吻合口，并使用分流管以尽量减少心肌缺血。
- 用3个中号血管夹在近端结扎冠状动脉。确保无侧支被阻塞，且结扎完全闭塞血管，防止竞争性血流。
注意：通过在冠状动脉上放置临时无创结扎夹来调节并设定移植物血流，同时维持具有代表性的平均动脉血压和心脏的生理位置；为建立低流量旁路，应在冠状动脉较远端充分结扎，而为增加移植物血流，应相对在冠状动脉较近端结扎10. - 关闭胸腔后，用心包补片覆盖吻合口，以防止对吻合口产生不受控制的牵拉。
- 放置纵隔和/或胸膜引流管，并连接至负压吸引系统。
- 关闭胸腔。
- 一旦引流管不再有液体排出，即应拔除引流管。
4. 术中检查
- 术中一般数据
- 使用卡尺（外径）或血管内超声（内径；参见第3.3节）记录内乳动脉（ITA）和冠状动脉的目标尺寸、吻合构建时间（分钟或秒）、任何吻合口渗漏情况（分类：例如，直接止血、渗血或快速渗漏5,6），并注明是否需要额外缝线以实现止血。
- Transit Time 流量测量（TTFM）
- 记录平均流量、流量曲线、舒张期充盈百分比以及脉动指数（PI），并结合平均动脉压进行分析。
注：现代TTFM设备可自动计算这些参数。 - 将Transit Time流量探头置于远端移植血管的游离段上，使用水性凝胶以改善探头接触。选用不同尺寸的探头，避免对移植血管造成扭曲或压迫。
- 在适当的全身血压条件下，分别于组织稳定器释放前和释放后、心脏处于生理位置时，以及关胸前再次进行测量。
- 通过（最大流量－最小流量）/ 平均流量计算PI值。PI是评估吻合口质量的指标之一11,12。
- 记录平均流量、流量曲线、舒张期充盈百分比以及脉动指数（PI），并结合平均动脉压进行分析。
- 可选：峰值充血流量反应
- 在平均动脉压为90 mm Hg时，夹闭移植血管30秒，随后测量组织稳定器释放后约±30分钟内的峰值充血流量反应6。
- 通过将平均峰值移植血管流量除以90 mmHg下的平均基线流量，计算冠状动脉峰值充血流量反应（即，吻合口血流储备）。
- 10分钟后重复测量一次。
- 可选：心外膜超声
- 将ECUS探头置于吻合口处，使用水性凝胶以改善探头接触。在组织稳定器固定心脏的情况下，获取ITA-LAD吻合口的横断面和纵断面图像。
- 使用ECUS系统记录吻合口的宽度、长度和高度，并评估吻合口几何形态及冠状动脉流出道的质量13。若发现狭窄（例如，后壁或侧壁捕获所致），应修正吻合口。
注：金属物体（例如，止血夹或吻合连接器）会影响成像质量。
- 可选：术中冠状动脉造影
- 通过标准冠状动脉造影显示旁路血管通畅情况。经髂动脉插入导管。根据FitzGibbon标准对通畅性进行分级。
5. 随访检查
- 冠状动脉造影
- 通过标准冠状动脉造影观察旁路血管，并根据FitzGibbon标准评估其通畅程度。
- 可选：血流传输时间测量
- 沿肋骨弯曲方向，在背腹中线做腋下切口。必要时，部分切除第二或第三肋骨，并游离近端ITA。
- 通过渡越时间血流测量法测量并记录移植物血流（参见第4.2节）。
- 可选：血流储备分数与冠状动脉血流储备
- 注射冠状动脉内硝酸甘油（200 µg）以防止痉挛。
- 同时测量冠状动脉内压力和血流速度。记录压力和血流数据，并结合主动脉压力和心电图信号。
- 根据吻合口远端（冠状动脉）、近端（LITA）以及回旋支冠状动脉（Cx；对照冠状动脉）的（连续3次）测量值计算血流储备分数（FFR）。在基线状态及通过冠状动脉内注射腺苷（60 μg）诱发的最大充血状态下进行测量。 µg）。
- 以最大充血期血流速度与基线血流速度的比值计算冠状动脉血流储备（CFR）14.
- 可选：光学相干断层扫描
- 使用频域光学相干断层扫描（OCT）系统对旁路进行成像，自动回撤速度为20 mm/sec，并通过手动注射持续注入造影剂以维持冲洗。
- 记录内膜增生情况及旁路血管的尺寸（即， 冠状动脉和大隐静脉分别在吻合口远端和近端1.0 cm处的参考管腔面积，以及吻合口开口面积7,15.
6. 尸检
- 组织块取出、固定与大体检查
- 为尽量降低损伤旁路的风险，摘除心脏 整块包括胸骨和肋骨，并标记内乳动脉近端起始部分以供灌注福尔马林。
注意：开放性开胸手术数天后，心脏会通过结缔组织粘连完全附着于胸骨。此时进行胸骨切开术可能损伤旁路，因此不建议实施。 - 通过灌注固定使旁路血管保持其生理形态，以便后续进行准确的组织学解读。在通风柜中用4%甲醛溶液灌注ITA ± 90 mm Hg
- 放置一个装有福尔马林（1 L）的瓶子 ± 比心脏高1米。
- 连接一根管子（例如， 在瓶子与近端ITA之间连接标准输液系统的硅胶管或类似装置。
- 通过ITA及吻合口向心脏灌注甲醛溶液，持续约60分钟，直至所有甲醛溶液完全注入。
- 然后，使用刀片、剪刀和镊子仔细切除旁路。在吻合口处保留部分纤维蛋白/瘢痕组织、心肌、近端内乳动脉和冠状动脉以及远端冠状动脉。
- 固定吻合口及乳内动脉（ITA）的参考部位± 吻合口近端1 cm处）以及LAD的一段参考部位（± 吻合口下游1 cm处，4%甲醛中过夜固定。
- 沿下壁纵向切开冠状动脉，使用10倍或20倍放大倍率检查吻合口。将刻度尺置于吻合口旁，垂直拍摄吻合口以记录其开口的宽度和长度。随后，通过数字方式测量吻合口的宽度和长度。
- 为尽量降低损伤旁路的风险，摘除心脏 整块包括胸骨和肋骨，并标记内乳动脉近端起始部分以供灌注福尔马林。
- 组织学分析
- 将吻合口及对照部位包埋于塑料（甲基丙烯酸甲酯）中。
- 从吻合口下游5 mm处开始，至上游5 mm处为止，用金刚石锯在横断面（或纵断面）进行切片，并用苏木精和伊红染色。
- 记录并评估血管壁贴合情况、吻合区域、血栓形成、内膜增生以及血液暴露的非内膜表面16 （BENIS；连接器表面和激光边缘的管腔内暴露[即， 移植物和冠状动脉的中层及外膜表面）、急性和慢性炎性细胞反应（多形核细胞、巨噬细胞和异物巨细胞）以及组织损伤6.
- 使用软件包进行测量。
- 可选：扫描电子显微镜
- 在灌注固定后（见第6.1.2节），将吻合口固定于用0.1 M纯化磷酸盐缓冲液配制的2%戊二醛溶液中。
- 将吻合部位置于1%缓冲的四氧化锇溶液中固定1小时，以完成固定。
- 固定后，将吻合口依次浸入梯度浓度（50%、70%、90%和100%）的乙醇以及液态CO₂中进行脱水2 通过临界点干燥法。
- 随后，使用锋利的手术刀在吻合部位切开冠状动脉的后壁和内乳动脉的上壁。
- 将样本固定在扫描样品台中，并通过溅射处理覆盖一层薄铂，以提高图像质量。
- 然后评估血管内吻合面（即， 使用扫描电子显微镜评估内皮细胞和/或血小板覆盖情况6.
结果
在开展大规模长期临床前安全性研究以评估新型Trinity Clip的可行性之前，我们进行了一项预试验。在该预试验中，由一名研究者（D.S.）在猪非体外循环冠状动脉旁路移植（OPCAB）模型中使用该连接器完成了3例左乳内动脉至左前降支（LITA-to-LAD）的吻合术（每只动物n=1）。计划进行5小时的随访观察。
冠状动脉吻合连接器实现了完全非阻断、无缝合且快速的吻合构建（平均耗时 3.4 ± 0.4 分钟）。所有吻合口均实现完全止血，瓣膜回收率达到 100%。手术数据如表 1所示，表明该冠状动脉吻合连接器在猪的非体外循环冠状动脉旁路移植（OPCAB）模型中具有可行性。随访期间测得的血流曲线形态正常，收缩期峰值极小，搏动指数（PI）低于 5，且以舒张期为主的移植物充盈（舒张期充盈率 [DF] 为 80%），如图 6所示，提示冠状动脉移植物通畅。在 30 秒移植物阻断后，平均峰值充血血流反应为 5.6 ± 0.5，表明冠状动脉血流储备充足。术后 5 小时的宏观检查显示吻合口通畅，未见管腔内血栓形成，如图 8A所示。图 7展示了术后 5 周随访时的血管造影示例，而图 8B 和 C展示了死后宏观及组织学检查的示例，两者均清晰显示术后 5 周时吻合口已重塑并保持完全通畅（为该临床前研究的初步结果）。此外，既往研究中使用前代 ELANA 冠状动脉吻合连接器的光学相干断层扫描（OCT）和扫描电镜（SEM）图像示例6,7分别显示，术后 6 个月吻合口通畅，无内膜增生狭窄，且内皮覆盖完整（图 9）。
| 吻合口数量 (n) | 3 |
| 内乳动脉 (mm, 外径) | 3.2 ± 0.2 |
| 前降支 (mm, 外径) | 1.8 ± 0.0 |
| 吻合构建时间 (min) | 3.4 ± 0.4 * |
| 皮瓣获取率 (%) | 100 (3/3) |
| 完全止血率 (%) | 100 (3/3) |
| 额外缝合针数 | 0 |
| 移植物基础血流 (ml/min) | 20 ± 3 |
| 移植物在 t=5 hr 时的血流 (ml/min) | 18 ± 5 |
| 最大充血血流反应 (峰值/基础血流) | 5.6 ± 0.5 |
表 1：预试验的手术数据。 数据以均值 ± 标准差或 %（n）表示。
*包括：连接器的安装、移植物与冠状动脉的连接、激光打孔的动脉切开术以及远端移植物的结扎。
图 1：Trinity Clip。 (A) 冠状动脉吻合连接器的动画图像，侧视图。该连接器由钛制成，适用于内径（ID）在 1.4 至 1.6 mm 之间的靶向冠状动脉。连接器组成如下：1：一个弹簧，可通过将施用器插入弹簧的任一轴管中（见星号处，施用器未显示），使两个叉臂依次单独开合（左下和右下面板）。此外，该弹簧还提供对两个叉臂的主动压缩力。2 和 3：两个叉臂，每个叉臂带有两个尖锐针脚，并连接至弹簧（1）；上叉臂（2，红色）将插入血管移植物中，下叉臂（3，蓝色）将插入冠状动脉中。4：一个血管外环带（厚度为针脚的两倍；在上方面板中以透明方式显示），沿叉臂全长紧邻其侧，从而提供额外的侧向压缩力。该环带连接在弹簧上，位于两个叉臂的锚定点之间。当下叉臂（3，蓝色；右下面板）打开时，上叉臂（2，红色）仍保持对环带（4）的压缩（对移植物的压缩）。放大局部图（左上）显示较长的上叉臂尖端（2，红色）位于血管外环带前端（4）的凹槽内。(B) 连接器的动画图像，斜顶视图。上叉臂处于打开状态（施用器未显示）。
图 2：椭圆形激光导管。 椭圆形激光导管用于在血管移植物和冠状动脉上进行激光穿孔以形成动脉切口。请注意，激光导管并不用于吻合口的焊接或封闭。(A) 外环（1；最宽部分）有助于将导管定位并稳定在吻合连接器内，同时提供安全性（即，防止激光导管滑过连接器而损伤冠状动脉的下壁）。真空通道（2）位于中心，周围环绕着激光纤维（3）。(B) 激光导管尖端的俯视图，可见一排2根激光纤维。
图 3：固定夹具。 一种外部临时固定夹具用于将激光导管固定并稳定在安装好的吻合连接器中，确保在构建吻合口期间导管保持正确的垂直位置。（A） 侧视图（左）和下视图（右）。弹簧（1）对壳体（2）（用于固定导管）和杆件（3）（用于卡住连接器）施加作用力。（B） 箭头指向导管，该导管由固定夹具垂直固定，并与连接器和移植物（未示出）形成稳定的复合结构。
图 4：施用器。（A）标准动脉瘤夹施用器通过弹簧的下部施用杆控制上叉（见下文小节），此外还可控制固定夹。（B）一种原型VasCo施用器通过弹簧的上部施用杆控制下叉（见下文小节）。
图 5: 使用Trinity Clip系统进行冠状动脉吻合术 （A） 冠状动脉吻合连接器的安装：使用一种施用器（未显示）将连接器的上叉插入灌注移植物的管腔内，并朝向远端。注意：松开施用器后，连接器会闭合，并通过两个叉与血管外环带主动压迫移植物，使其固定。 (B) 固定并用激光打孔的移植物。将激光导管通过移植物远端的自由端经血管内插入连接器，并用外部固定夹垂直固定。对移植物进行激光打孔。箭头指向移植物上被激光打下的碎片（即， “瓣” (C移植物与冠状动脉的非闭合性连接：使用一种施用器（未示出）插入下叉。下叉穿刺冠状动脉壁，并完全插入到灌注冠状动脉的管腔内，方向朝向远端。在插入过程中，上叉保持对移植物在血管外环上的压迫，确保在此操作期间移植物的正确固定，同时固定夹确保激光导管处于正确的垂直位置。 (D) 冠状动脉激光穿孔术：连接器闭合并压迫血管壁两侧（即， 在两个管腔内叉形结构与血管外带之间固定移植物和冠状动脉。固定导管垂直作用于冠状动脉壁，通过激光穿孔冠状动脉壁。随后移除固定夹，并撤回导管，同时带出获取的瓣膜组织（见箭头）。 (E) 最终吻合。在移植物远端放置一个结扎用血管夹。注意：完整的连接器保持原位 原位 吻合构建后不予移除。
图 6：使用 Trinity Clip 辅助与传统手工缝合的左乳内动脉（LITA）至左前降支动脉（LAD）吻合术的术中 Transit Time 流量测定结果。 两种方法——辅助吻合（A）与手工缝合（B）——的 LITA-LAD 旁路移植均显示出正常的理想血流曲线，压力指数（PI）低于 5，以舒张期为主导的移植物充盈（舒张期充盈率 [DF] 80%），收缩期峰值极小，提示冠状动脉移植物通畅。
图 7：Trinity Clip 辅助左乳内动脉（LITA）至左前降支动脉（LAD）吻合的五周冠状动脉造影（一项临床前研究示例）。 (A) 侧位观。在 LITA 的远端（1）和原位 LAD 的近端（2）放置结扎用的血管夹。连接器（3）仅在侧位可见。注意，连接器的分叉部分及血管外带被非放射显影物质覆盖。LITA 的远端未被造影剂充盈，提示由内膜增生重塑所致的血流重塑。 (B) 正位观。
图 8：Trinity Clip 辅助的左乳内动脉（LITA）至左前降支动脉（LAD）吻合口的愈合与重塑：宏观与组织学观察。 (A) 随访 5 小时时从 LAD 内部观察的宏观图像。可见通畅的吻合口，未见管腔内血栓形成。连接器的下叉位于管腔内，未夹持或损伤冠状动脉的侧壁或下壁。在两叉之间可见 LITA 和 LAD 血管壁上微小且锐利的激光切割边缘（0.1 mm），两血管壁精确对齐贴合，外膜组织无重叠。(B) 随访 5 周时从 LAD 内部观察的宏观图像（为临床前研究中的一个示例）。可见通畅的吻合口，管腔内的叉状结构和激光切缘完全被一层组织覆盖，吻合口未发生狭窄。(C) 随访 5 周时吻合口中部的组织学横切面（放大 12.5 倍；为临床前研究中的一个示例）。可见新生内膜（N-I）对连接器原本暴露于管腔内的叉状结构（1）实现了平滑覆盖。放大区域（40 倍放大）显示激光切缘已回缩并重塑。在叉状结构与血管外环带之间可见动脉壁受压，但无不良重塑现象（例如，糜烂、脱位或假性动脉瘤形成）。此外，下壁未受影响，未见内膜增生反应（此类反应可能提示[激光]损伤），亦未发现过度的炎性细胞浸润（此类反应可能由异物植入引发）。LITA 的远端盲端（“盲袋”）被机化血栓填充，并由新生内膜组织覆盖，使吻合口趋于平滑（未显示）。最后，连接器的弹簧部分已完全整合于 LITA 与 LAD 之间的血管外区域，未对邻近动脉壁造成糜烂或损伤（未显示）。注意：冠状动脉下壁的中断是由于在检查前沿纵轴切开冠状动脉所致。左下角提供比例尺（1 mm）。
图 9：右胸廓内动脉（RITA）至右冠状动脉（RCA）吻合口的血管内光学相干断层成像（OCT）图像示例，以及左胸廓内动脉（LITA）至左前降支动脉（LAD）吻合口的扫描电子显微镜（SEM）图像示例。两者均使用前代ELANA冠状动脉连接器构建6,7。 （A） 术后6个月随访时的OCT横断面图像，显示吻合口中部7。注：OCT导丝在管腔中可见。横向直线表示最小吻合口宽度（= 2.2 mm）。C = 连接器；RITA = 右胸廓内动脉；RCA = 右冠状动脉。（B） 术后6个月随访时连接器分叉处的高倍SEM图像（放大2,080倍），显示内皮层完全覆盖6,7。
讨论
本文介绍了一种新型冠状动脉吻合连接器——Trinity Clip，以及如何在猪的非体外循环旁路模型中评估此类新装置。文中提出了多种技术，用于评估由新型连接器辅助完成或传统方法构建的吻合口质量，包括术中、术后及死后评估方法。在将冠状动脉吻合连接器应用于临床之前，至关重要的是对其辅助下吻合口的质量与安全性，以及短期和长期的愈合与重塑过程进行全面评价。
目前，临床上仅有一种冠状动脉吻合连接器被使用17,18，其他多种设备在实验或临床研究中表现出不良结果，或其开发者未能将产品推向市场19-21。与其他促进冠状动脉吻合的方法相比，Trinity Clip 具有若干引人注目的特点。首先，由于血管壁实现了非阻断式连接，因此无需进行冠状动脉预处理（即套扎或分流），可在无血视野下完成吻合操作，且不受时间限制，从而减少了对冠状动脉的机械操作。其次，操作过程相对简单直接，无需在冠状动脉上另行切口，也无需额外缝合以实现止血。第三，该连接器为低轮廓装置，且不依赖复杂的器械释放系统，因此在心脏难以到达或位置较远的区域进行旁路构建时不会造成干扰，从而有望拓展经微创途径实现血运重建的可能性。
关于促进吻合的生物学行为，仍有一些重要问题尚未解答。激光打孔在内乳动脉（ITA）和前降支（LAD）上制作动脉切口会产生哪些影响？血液暴露的非内膜表面（即， 叉状结构的材料以及中层和外膜激光边缘）是否可能因长期过度的内膜增生形成，而对小直径靶血管产生潜在局限性？为回答这些问题，将采用本文所述的猪模型开展一项临床前研究，以评估长期通畅性，以及内膜增生形成所导致的吻合口潜在狭窄相关的愈合与重塑效应。此外，在该临床前研究中，将对辅助吻合的通畅性、愈合和重塑情况与对照组传统手工缝合吻合进行比较。猪模型适用于上述研究问题，因其心脏及冠状动脉的生理和解剖结构与人类相似，且具有较快的愈合反应。例如， 内膜增生形成），其中在猪模型中6个月的随访时间相当于支架置入后人类冠状动脉1.5-3年的随访时间22然而，年轻健康猪的动脉并无病变且具有顺应性，与心胸外科临床实践中所遇到的人类病变血管不同。因此，在进入临床应用之前，该连接器的可行性和安全性还将在人类动脉粥样硬化尸体模型中进行评估。此外，猪普遍存在高凝倾向。23因此，为了评估小口径冠状动脉上的辅助吻合效果，猪模型具有相当大的挑战性。鉴于此，本方案中所描述的抗血小板治疗（75 mg 氯吡格雷和 320 mg 乙酰水杨酸）是合理的。此外，该抗血小板治疗方案也是为了应对吻合部位暴露于血液的非内膜表面（BENIS）。在我们之前的研究中，我们发现前代冠状动脉连接器的吻合非内膜表面在10天后已完全内皮化。6,7使用该连接器时，临床中抗血小板治疗的作用应依据内皮化速率来确定。一旦非内膜表面完成内皮化，抗血小板治疗方案可能可予以减量。
准分子激光是一种接触式激光，只有在激光与组织实现完全、直接且环周接触的情况下，才能成功对血管壁进行激光穿孔。因此，吻合口构建过程中最关键的步骤是将激光导管准确放置于移植物和冠状动脉的血管壁上。该步骤需要进行训练。 离体 尸体模型（例如， 猪心脏）以尽量缩短学习曲线。以下列举了可能导致激光瓣膜回收失败的情况，需予以注意：1）冠状动脉吻合连接器旨在将移植物与冠状动脉相连接，其次作为激光操作平台。该连接器可暴露血管壁（即， 平整的组织表面（无凸起），并使导管与血管壁保持垂直。如果连接器位置不当（例如， 不完全插入、后壁或侧壁捕获、血管壁内或外膜定位），血管壁的呈现状态不理想（即， 无平坦表面）。因此，若发生位置不当，应在到达不可逆点之前始终重新调整连接器位置（即， 动脉切开术）。2) 固定夹的设计目的是在吻合过程中使激光导管保持垂直于连接器。然而，该固定夹并非用于抵抗较大的反作用力，因此术者在操作过程中必须用手支撑激光导管。若支撑不足，导管可能发生移位。3) 为确保激光与组织之间的最佳接触，必须将冠状动脉壁侧壁方向的疏松外膜周围组织充分游离。务必确保激光作用面仅包含冠状动脉壁本身，即从内膜至外膜的完整管壁结构，避免将任何外膜周围组织卷入连接器内。
如果不幸吻合构建失败，应撤回夹子（仅打开下叉），然后用修复缝线（8-0 Prolene）闭合冠状动脉病变部位（长度约±2 mm）。猪通常对缺血性应激较为敏感，因此在阻断冠状动脉进行缺损修复前，建议实施缺血预处理。随后可在第一目标位置远端重新建立新的吻合口。移植物仍由连接器的上叉固定，因此在导管重新定位并固定后，可直接将连接器插入冠状动脉。
最重要的吻合口评估技术包括冠状动脉造影（临床金标准）和组织学检查（实验金标准，常与冠状动脉造影联合使用）。然而，术中通过血流渡时测定（TTFM）对吻合口质量进行评估也极具信息价值。TTFM快速、无创、实时且操作简便，且正确解读结果可减少技术性但肉眼不可见的错误发生。11,12,24-26现代TTFM设备可自动实时计算并显示平均血流、血流曲线和搏动指数（PI）以及许多其他参数。PI的计算公式为（最大血流－最小血流）/ 平均血流，是评估吻合口质量的指标，而平均血流本身并非可靠的评估指标。低平均血流（<15 ml/min）且具有良好的PI（<5）在靶冠状动脉较小且侧支循环适中的情况下，通过完美的吻合可获得良好的舒张期血流曲线，而良好的平均血流（>15 ml/min），伴有异常的舒张期充盈模式和高阻力指数（PI）>5）提示吻合口不完善或移植物失效（即， 扭转、受压或移植物扭曲）。此时应考虑重新进行吻合。因此，对吻合质量的良好评估应结合血流曲线形态、搏动指数（PI）、平均血流量以及患者的临床状况进行综合判断。然而，文献报道的TTFM（术中流量测量）的特异性和敏感性并不一致，因此其诊断准确性仍存在争议。此外，PI的临界值是基于临床经验而非临床研究确定的，具有经验性。我们目前在临床前动物研究中使用的TTFM设备具备心外膜超声成像功能。若在血流测量后仍对吻合质量存有疑问，实时心外膜超声图像可为吻合口的进一步评估提供重要帮助，从而提高诊断准确性27-31.
一种替代TTF测量的实验方法是峰值充血血流反应32, 即， 冠状动脉血流储备，即在移植物闭塞30秒后所测得的峰值充血血流与基础血流的比值。峰值充血血流反应应 >4 进行远端吻合。如果吻合目标位于冠状动脉近端，峰值充血血流反应可能略低，且应 >36血流反应缺失提示可能存在吻合技术错误或移植物功能障碍。此时应参考TTF测量结果和患者临床状况，并考虑重新探查吻合口。需注意，血流储备绝对值受动脉压影响（因此应始终在相同的平均动脉压下进行双次测量），且缺血预处理可能对最大充血血流反应产生负面影响。此外，最大充血血流反应尚未被确立为有效方法，目前尚无明确的绝对阈值标准。本研究中的阈值系基于实验经验所选定。
最后，本方案中描述的吻合技术是一种实验性吻合技术，旨在并有望应用于临床微创环境。目前，本文所示技术所使用的材料尚未定型，也非市售产品，而是处于原型阶段的器械。该技术仍存在优化空间。例如，多功能施用器和柔性激光导管），相关信息将很快填写。这项新技术具有 intriguing 的潜力，将通过本方案在临床前研究中进行充分评估。
披露
作者声明不存在任何竞争性经济利益。C.A.F. Tulleken 在荷兰乌得勒支的 AMJ b.v. 拥有股份。D. Stecher、G. Bronkers、J.O.T. Noest、C.A.F. Tulleken 和 M.P. Buijsrogge 已登记为关于 ELANA 技术的专利共同发明人，但未获得经济利益。
致谢
本研究由乌得勒支大学医学中心、Vascular Connect b.v. 公司和 EuroTransBio（项目 ELANA Keyhole，编号 ETB110014）提供资助。Medistim 公司提供了 VeriQ C 控制台，超声和血流探头以优惠价格计费。 我们感谢 Evelyn Velema、Marlijn Jansen、Joyce Visser、Grace Croft、Martijn van Nieuwburg、Cees Verlaan、 Rik Mansvelt Beck、Sander van Thoor、André van Dieren 以及乌得勒支大学中央动物实验设施同事们的建设性贡献。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| Trinity Clip | Vascular Connect b.v.，荷兰乌得勒支 | 初始原型与专有设计 | |
| 准分子激光系统 CVX-300 | Spectranetics Corp.，科罗拉多斯普林斯，科罗拉多州 | ||
| 椭圆形激光导管 | Vascular Connect b.v.，荷兰乌得勒支 | 初始原型与专有设计 | |
| 硅胶延长管（真空管） | Medela，Baar，瑞士 | ||
| Medela Dominant 50 泵（真空泵） | Medela，Baar，瑞士 | ||
| 固定夹 | Vascular Connect b.v.，荷兰乌得勒支 | 初始原型与专有设计 | |
| 标准动脉瘤夹夹持器 | Peter Lazic，GmbH，德国图特林根 | ||
| VasCo 施用器 | Vascular Connect b.v.，荷兰乌得勒支 | 初始原型与专有设计 | |
| 微血管Acland夹 B-3V | S&T Marketing Ltd，瑞士诺伊豪森 | ||
| Yasargil型动脉瘤夹，弯曲型，9 mm | Scanlan International, Inc, Saint Paul, Minn | ||
| Weck Hemoclip | Teleflex Medical，美国北卡罗来纳州研究三角园 | ||
| Hemochron Signature Elite | 美国新泽西州爱迪生国际技术动力公司（ITC） | ||
| Hemochron Jr. 激活凝血时间 Plus（ACT+）（试剂盒） | 美国新泽西州爱迪生国际泰克迪恩公司（ITC） | ||
| 动脉切开分流术 | 美敦力公司，明尼阿波利斯，明尼苏达州 | ||
| 章鱼进化AS（心脏组织稳定器） | 美敦力公司，明尼阿波利斯，明尼苏达州 | ||
| [页眉] | |||
| VeriQ C（经颅多普勒血流监测与心外膜超声） | Medi-Stim ASA，挪威奥斯陆 | ||
| Allura Xper FD20 | 飞利浦，荷兰埃因霍温 | ||
| Combowire | Volcano Corporation，加利福尼亚州圣地亚哥，美国 | ||
| ComboMap 系统 | Volcano Corporation，美国加利福尼亚州圣地亚哥 | ||
| C7 Dragonfly（频域光学相干断层扫描（OCT）系统） | LightLab Imaging, Inc.，美国马萨诸塞州韦斯特福德 | ||
| AnalySiS（软件包） | Soft-Imaging Software GmbH, Mü德国 nster | ||
| 飞利浦 XL30LAB（扫描电子显微镜） | FEI 欧洲，荷兰埃因霍温 |
参考文献
- Halkos, M. E., Puskas, J. D. Off-pump coronary surgery: where do we stand in 2010. Curr Opin Cardiol. 25, 583-588 (2010).
- Lapierre, H., Chan, V., Sohmer, B., Mesana, T. G., Ruel, M. Minimally invasive coronary artery bypass grafting via a small thoracotomy versus off-pump: a case-matched study. Eur J Cardiothorac Surg. 40, 804-810 (2011).
- Blood vessel connectors and methods for blood vessel connection. US patent. , WO2012NL50747 20121026 (2013).
- Van Thoor, A. C. E., Stecher, D., Keizer, D. M. Catheter apparatus and method. US patent. , WO2013NL50142 20130305 (1995).
- Stecher, D., et al. A new nonocclusive laser-assisted coronary anastomotic connector in a rabbit model. J Thorac Cardiovasc Surg. 145, 1124-1129 (2013).
- Stecher, D., et al. The nonocclusive laser-assisted coronary anastomotic connector in an off-pump porcine bypass model. J Thorac Cardiovasc Surg. 147, 1390-1397 (2014).
- Stecher, D., et al. Six-Month Healing of the Nonocclusive Coronary Anastomotic Connector in an Off-Pump Porcine Bypass Model. Innovations (Phila). 9, 130-136 (2014).
- Tulleken, C. A., Verdaasdonk, R. M., Berendsen, W., Mali, W. P. Use of the excimer laser in high-flow bypass surgery of the brain). J Neurosurg. 78, 477-480 (1993).
- Doormaal, T. P., et al. Patency, flow, endothelialization of the sutureless Excimer Laser Assisted Non-occlusive Anastomosis (ELANA) technique in a pig model. J Neurosurg. 115, 1221-1230 (2011).
- Buijsrogge, M. P., Grundeman, P. F., Verlaan, C. W., Borst, C. Unconventional vessel wall apposition in off-pump porcine coronary artery bypass grafting: low versus high graft flow. J Thorac Cardiovasc Surg. 123, 341-347 (2002).
- Walpoth, B. H., et al. Transit-time flow measurement for detection of early graft failure during myocardial revascularization. Ann Thrac Surg. 66, 1097-1100 (1998).
- Ancona, G., Karamanoukian, H. L., Salerno, T. A., Schmid, S., Bergsland, J. Flow measurement in coronary surgery. Heart Surg Forum. 2, 121-124 (1999).
- Lovstakken, L., et al. Blood flow imaging: a new two-dimensional ultrasound modality for enhanced intraoperative visualization of blood flow patterns in coronary anastomoses. J Am Soc Echocardiogr. 21, 969-975 (2008).
- Koudstaal, S., et al. Assessment of coronary microvascular resistance in the chronic infarcted pig heart. J Cell Mol Med. 17, 1128-1135 (2013).
- Agostoni, P., Stella, P. R. Optical coherence tomography: new (near-infrared) light on stent implantation. Heart. 95, 1895-1896 (2009).
- Scheltes, J. S., van Andel, C. J., Pistecky, P. V., Borst, C. Coronary anastomotic devices: blood-exposed non-intimal surface and coronary wall stress. J Thorac Cardiovasc Surg. 126, 191-199 (2003).
- Balkhy, H. H., Wann, L. S., Arnsdorf, S. Early patency evaluation of new distal anastomotic device in internal mammary artery grafts using computed tomography angiography. Innovations. 5, 109-113 (2010).
- Matschke, K. E., et al. The Cardica C-Port System: clinical and angiographic evaluation of a new device for automated, compliant distal anastomoses in coronary artery bypass grafting surgery--a multicenter prospective clinical trial. J Thorac Cardiovasc Surg. 130, 1645-1652 (2005).
- Suyker, W. J., et al. Stapled coronary anastomosis with minimal intraluminal artifact: The S2 Anastomotic System in the off-pump porcine model. J Thorac Cardiovasc Surg. 127, 498-503 (2004).
- Carrel, T., et al. Clinical and angiographic results after mechanical connection for distal anastomosis in coronary surgery. J Thorac Cardiovasc Surg. 127, 1632-1640 (2004).
- Filsoufi, F., et al. Automated distal coronary bypass with a novel magnetic coupler (MVP system). J Thorac Cardiovasc Surg. 127, 185-192 (2004).
- Fischell, T. A., Virmani, R. Intracoronary brachytherapy in the porcine model: a different animal. Circulation. 104, 2388-2390 (2001).
- Kostering, H., Mast, W. P., Kaethner, T., Nebendahl, K., Holtz, W. H. Blood coagulation studies in domestic pigs (Hanover breed) and minipigs (Goettingen breed). Lab Anim. 17, 346-349 (1983).
- Ancona, G., et al. Graft revision after transit time flow measurement in off-pump coronary artery bypass grafting. Eur J Cardiothorac Surg. 17, 287-293 (2000).
- Di Giammarco, G., et al. Predictive value of intraoperative transit-time flow measurement for short-term graft patency in coronary surgery. J Thorac Cardiovasc Surg. 132, 468-474 (2006).
- Kieser, T. M., Rose, S., Kowalewski, R., Belenkie, I. Transit-time flow predicts outcomes in coronary artery bypass graft patients: a series of 1000 consecutive arterial grafts. Eur J Cardiothorac Surg. 38, 155-162 (2010).
- Haaverstad, R., et al. Intraoperative color Doppler ultrasound assessment of LIMA-to-LAD anastomoses in off-pump coronary artery bypass grafting. Ann Thorac Surg. 74, 1390-1394 (2002).
- Klein, P., Meijer, R., Eikelaar, J. H., Grundeman, P. F., Borst, C. Epicardial ultrasound in off-pump coronary artery bypass grafting: potential aid in intraoperative coronary diagnostics. Ann Thorac Surg. 73, 809-812 (2002).
- Dessing, T. C., et al. Geometry assessment of coronary artery anastomoses with construction errors by epicardial ultrasound. Eur J Cardiothorac Surg. 26, 257-261 (2004).
- Budde, R. P., Meijer, R., Dessing, T. C., Borst, C., Grundeman, P. F. Detection of construction errors in ex vivo coronary artery anastomoses by 13-MHz epicardial ultrasonography. J Thorac Cardiovasc Surg. 129, 1078-1083 (2005).
- Di Giammarco, G., et al. Intraoperative graft verification in coronary surgery: increased diagnostic accuracy adding high-resolution epicardial ultrasonography to transit-time flow measurement. Eur J Cardiothorac Surg. , (2013).
- Pijls, N. H. J., et al. Coronaire fysiologie en myocardischemie. Cardiologie. 2, 169-170 (2008).
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