Summary
本プロトコールは、左心疾患に起因する肺高血圧症のラットモデルにおいて上行大動脈バンディングを除去するための外科的処置を記載する。この技術は、肺循環および右心臓における逆リモデリングの内因性メカニズムを研究し、したがって、肺高血圧症および/または右心室機能障害を逆転させるための戦略を知らせる。
Abstract
左心疾患による肺高血圧症(PH-LHD)はPHの最も一般的な形態であるが、その病態生理は肺動脈性高血圧症(PAH)よりも特徴付けが乏しい。その結果、PH-LHDの治療または予防のための承認された治療介入が欠落している。PAH患者のPHを治療するために使用される薬物は、左側充填圧力の増加の存在下で肺血管抵抗(PVR)の低下および肺血流の増加が左心代償不全および肺水腫を引き起こす可能性があるため、PH-LHDの治療には推奨されない。LHD患者のPHを逆転させるための新しい戦略を開発する必要があります。PAHとは対照的に、PH-LHDは、左心不全時の肺循環への血液の鬱血によって引き起こされる機械的負荷の増加のために発症する。臨床的には、大動脈狭窄症患者における大動脈弁置換術による左心室(LV)の機械的アンロード、または末期心不全患者におけるLVアシストデバイスの移植は、肺動脈および右心室(RV)圧力だけでなくPVRも正常化し、したがって肺血管系における逆リモデリングの間接的な証拠を提供する。圧力過負荷による左心不全によるPH-LHDの確立されたラットモデルを用いて、その後のPHの開発とともに、この生理学的逆リモデリングプロセスの分子および細胞メカニズムを研究するためのモデルを開発する。具体的には、大動脈剥離手術を行い、LV心筋のリモデリングとそのアンロードを実施した。並行して、RV収縮期圧の完全な正常化およびRV肥大の有意だが不完全な逆転が検出可能であった。このモデルは、PH-LHDおよび他の形態のPHを治療するための治療戦略を開発することを目的として、肺循環およびRVにおける生理学的逆リモデリングのメカニズムを研究するための貴重なツールを提示する可能性がある。
Introduction
心不全は先進国における主要な死因であり、今後10年間で25%増加すると予想されています。肺循環における血圧の病理学的上昇である肺高血圧症(PH)は、末期心不全患者の約70%に影響を及ぼす。世界保健機関(WHO)は、PHを左心疾患による肺高血圧症(PH-LHD)1に分類しています。PH-LHDは、収縮期および/または拡張期左心室(LV)機能の障害によって開始され、肺循環2への血液の充填圧力の上昇および受動的な鬱血をもたらす。最初は可逆的であったが、PH−LHDは、肺循環のすべての区画、すなわち動脈、毛細血管、および静脈3、4における活発な肺血管リモデリングのために徐々に固定される。可逆的および固定されたPHの両方がRV後負荷を増加させ、最初は適応性心筋肥大を駆動するが、最終的にはRV拡張、運動低下、線維症、およびRV障害を漸進的に導く代償不全を引き起こす1、2、5、6。このように、PHは心不全患者の疾患進行を加速し、特に左心室補助装置(LVAD)の移植および/または心臓移植による外科的治療を受けている患者において死亡率を増加させる7,8,9。現在、肺血管リモデリングのプロセスを逆転させる治療法は存在しないため、適切なモデル系における基礎的な機構的研究が必要である。
重要なことに、臨床研究は、大動脈狭窄症患者の頻繁な合併症としてのPH-LHDが、大動脈弁置換術後の術後早期に急速に改善し得ることを示している10。同様に、ニトロプルシドで可逆的であった高い(>3ウッドユニット)術前肺血管抵抗(PVR)は、5年間の追跡調査で心臓移植後に持続的に正常化された11。同様に、LHD患者における可逆的および固定的PVRの両方の適切な減少およびRV機能の改善は、移植可能な拍動性および非拍動性補助心室装置12、13、14を用いて左心室をアンロードすることによって数ヶ月以内に実現され得る。現在、肺循環およびRV心筋における逆リモデリングを駆動する細胞および分子機構は不明である。しかし、彼らの理解は、PH-LHDおよび他の形態のPHにおける肺血管およびRVリモデリングを逆転させるために治療的に利用され得る生理学的経路に関する重要な洞察を提供する可能性がある。
PH-LHDの病態生理学的および分子的特徴を適切に複製する適切な前臨床モデルは、ラットにおける外科的大動脈バンディング(AoB)による圧力過負荷誘発うっ血性心不全における翻訳研究に使用することができる4、15、16。横大動脈狭窄(TAC)17のマウスモデルにおける圧力過負荷による同様の心不全と比較して、AoBラットにおける大動脈根の上の上の上行大動脈のバンディングは、バンディング部位が大動脈からの左頚動脈の流出の近位であるため、左頚動脈に高血圧を生じさせない。その結果、AoBはTAC18に特徴的であるように皮質に左側ニューロン損傷を引き起こさず、研究結果に影響を与える可能性がある。外科的に誘導されたPH-LHDの他のげっ歯類モデルと比較して、ラットモデル全般、特にAoBは、より堅牢で再現性があり、PH-LHD患者に対する肺循環特性のリモデリングを複製することが証明されている。同時に、周術期の致死率は低い19。AoBラットにおけるLV圧力の上昇およびLV機能不全は、PH−LHD発生を誘導し、RV圧力の上昇およびRVリモデリングをもたらす。このように、AoBラットモデルは、肺血管リモデリングの病態メカニズムを同定し、PH-LHD 4、15、20、21、22、23、24、25の潜在的な治療戦略をテストするために、私たちを含む独立したグループによる一連の先行研究において非常に有用であることが証明されています。
本研究では、AoBラットモデルを利用して、肺血管系およびRVにおける逆リモデリングのメカニズムを研究するために大動脈剥離の外科的手順を確立した。 回復。さらに、限られた数の以前の研究では、ラットのPH-LHDに対する大動脈デバンドの影響が調査され、大動脈デバンドが肺細動脈の内側肥大を逆転させ、プレプロエンドセリン1の発現を正常化し、肺血行動態を改善する可能性があることを示しており27,28、心不全ラットにおけるPHの可逆性の証拠を提供している。ここで、デバンド手術の技術的手順は、例えば、気管内挿管の代わりに気管切開を適用することによって、または鈍針26,27を有するポリプロピレン縫合糸の代わりに大動脈バンディングのために定義された内径のチタンクリップを使用することによって、最適化および標準化され、したがって、外科的処置のより良い制御、モデルの再現性の向上および生存率の改善を提供する。
科学的観点から、PH-LHDデバンドモデルの重要性は、心不全における心血管および肺表現型の可逆性を実証することにあるだけでなく、より重要なことに、将来の治療標的化の有望な候補として肺動脈における逆リモデリングを誘発および/または維持する分子ドライバーの同定にある。
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Protocol
すべての手順は、「実験動物の世話と使用のためのガイド」(実験動物資源研究所、第8版2011)に従って行われ、ドイツ国家保健社会問題局(Landesamt für Gesundheit undheit und Soziales (LaGeSO)、ベルリン、プロトコル番号)の地方政府の動物ケアおよび使用委員会によって承認されました。G0030/18)。まず、うっ血性心不全は、前述のように上行大動脈上に内径0.8mmのチタンクリップ(大動脈バンディング、AoB)を配置することによって、若年性Sprague-Dawleyラット〜100g体重(bw)(材料表参照)において外科的に誘発された29,30。AoB後の3週目に(図1)、大動脈からクリップを除去するためにデバンド(Deb)手術を行った。実施したAoBラットにおける外科的処置およびPH逆転の検証を図1に模式的に示している。
1.外科的準備
- 必要な手術器具(図2)をオートクレーブで滅菌します。
- ラットにカルプロフェン(5mg / kg bw)( 材料表を参照)を腹腔内(i.p.)注射し、手術の30分前に鎮痛を行う。
- ケタミン(87mg/kg bw)およびキシラジン(13mg/kg bw)のi.p.注射によってラットを麻酔する。
- 電気シェーバーを使用して動物の首筋と胸から髪を取り除きます。
- 手術中に目を保護するために眼軟膏を一滴塗布する。
- ラットを滅菌手術台の仰臥位に置く。動物の腹部と手足を粘着テープで慎重に固定します。
注:体温を維持するには、手術台の下に37°Cの加熱マットを置きます。目の乾燥を防ぐために、頭部の加熱を避けてください。 - 動物の皮膚をポビドンヨード/ヨードフォール溶液で消毒する。一次AoB手術の傷跡や縫合糸に注意し、手術野をドレープします。
- つま先をつまむことによって麻酔の適切な深さを確保しなさい。
注:麻酔の深さは、手術中に定期的に制御する必要があります。
2. 気管切開と機械換気
注:手術中は、非滅菌機器を扱った後に手袋を交換してください。
- 細かいはさみ(図2A)で、長さ7〜10mmの子宮頸部正中線切開を行います(図3A)。
- 一対の鈍い鉗子(図2B ')の助けを借りて、子宮頸部軟部組織を解剖して舌骨周囲筋を露出させる。正中線の筋肉を分割して気管を視覚化します。縫合糸を切断し、一次AoB手術から除去する。
- 角度の付いたNoyesスプリングハサミを使用して、2つの軟骨リングの間に約2mmの気管切開を行います(図2C、3B)。外径2mmの気管カニューレ(図2D)を気管に挿入し、4-0シルク縫合糸で固定します(図2E、3C)。
- 気管カニューレを機械式人工呼吸器(材料表を参照)に接続し、デッドスペースを最小限に抑えます(図3D-E)。周術期の肺換気は、8.5 mL/kg bwの一回換気量(Vt)で呼吸数90呼吸/分に保ちます。
3. 大動脈剥離
- 細かいはさみを使用して、2番目と3番目の肋骨の間に約20mmの長さの皮膚切開を行います(図3F)。
- 小型の外科用はさみ(図2F)の助けを借りて、筋肉を慎重に広げ、それらを層ごとに切断します(図3G)。第2および第3の肋骨の間の肋間腔に沿って10mmの側方切開を行う。
注:出血を避けるために、胸骨中央のラインに慎重に近づく必要があります。 - リブスプレッダー(図2G)を使用して、第2および第3のリブの間の肋間腔を拡大し、手術窓を作成する(図3H)。
- 鈍い鉗子(図2B,B ')の助けを借りて、胸腺を心臓と導管動脈から慎重に分離し、クリップで大動脈を視覚化します(図4A)。
- 鉗子の助けを借りてクリップを持ち、クリップの周りの結合組織を慎重に取り除いて露出させます。
注:大動脈を鉗子で保持または持ち上げることは避けてください、それは出血と致命的な結果をもたらす大動脈を傷つけるかもしれないので。 - ニードルホルダー(図2H)を使用して、クリップを開き(図4B)、胸腔から取り外します。
- 胸を閉じる前に、肺無気肺を開き、過度の膨張なしに適切な肺動員を確保し、9.5mL / kg bwのVtでさらに10分間機械的換気を続け、8.5mL / kg bwのWtに戻って肺を募集し、気胸の可能性を解決する。
- 4-0の絹を使用して単純な中断された縫合糸によって深部筋肉を閉じる。次に、上部の筋肉と皮膚を単純な連続縫合糸で接続します(図5A、B)。
4. 気管抜管
- 気管カニューレを換気装置から外します。自発呼吸が再び確立されるまでラットを注意深く観察する。切断時に動物が自発的に呼吸できない場合は、人工呼吸器を再接続し、さらに5分間換気を続けます。その後、この手順を繰り返します。
- 自発呼吸が再開されたら、気管からカニューレを取り出し、気管周辺の液体をスポンジポイントで洗浄します(図2I)( 材料表を参照)。
- 6-0プロリーンを用いて簡単な縫合糸で気管を閉じる(図2E'および 図5C)。次に、4-0シルクを用いて単純な中断縫合糸で舌骨下筋を閉じ(図5D)、皮膚を単純な連続縫合糸で接続する(図5E)。プロセス中に筋肉と皮膚をポビドンヨード/ヨードフォール溶液できれいにし、消毒します。
5. 術後ケア
- 外科的処置を完了した後、回復段階の間、動物を暖かく十分に酸素化しておくために、補助酸素と赤外線ランプを備えた回復ケージに動物を慎重に移動させる。酸素マスクをラットの鼻の近くに置きます。回復ケージごとに一度に1匹の動物だけを飼ってください。
- 動物が目を覚ましたら、水と食べ物が供給された通常のケージに慎重に移動してください。次の12時間の間、2時間間隔で手術動物の健康状態を制御します。
- 外科的処置を完了した後、カルプロフェン(5mg / kg bw)を1週間注射して毎日鎮痛を適用する。
- 細菌感染を避けるために、アモキシシリン(500mg / L)を飲料水中に術後1週間投与する。
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Representative Results
まず、大動脈デバンドの成功は、AoB動物においてデバンド処置の前後に行われる経胸部心エコー検査によって確認された(図6)。この目的のために、大動脈弓を、胸骨傍長軸(PLAX)Bモード図で評価した。AoB動物における上行大動脈上のクリップの位置およびDeb手術後のその不在を視覚化した(図6A、B)。次に、大動脈血流をパルス波ドップラーイメージングにより評価した(図6C-F)。クリップの前後に測定されたAoB動物のピーク血流速度は、それぞれ733.24 ± 17.39 mm/sおよび5215.08 ± 48.05 mm/s(n = 8匹)であり(図6C、E)、AoB部位全体に急勾配を示した。クリップ除去後、ピーク血流速度は、対応する大動脈位置でそれぞれ1093.79 ± 28.97 mm/sおよび2578.73 ± 42.27 mm/sであり、機能的デバンドに沿った勾配の顕著な減衰を示した(図6D、F)。大動脈デバンドによる左心不全の逆転をプローブするために、脳ナトリウム利尿ペプチド(BNP)の発現レベルを、心疾患31を評価するための臨床ルーチンパラメータである、LV心筋においてアクセスした。大動脈バンディング後3週目および5週目に、AoB動物は、偽手術対照と比較してBNPの有意な増加を示した。対照的に、5週目のDebラットは、偽動物に匹敵するレベルでBNPを発現し、大動脈デバンドによるLV障害の逆転を示す(図7A−C)。並行して、経胸部心エコー検査によるLV機能の評価は、AoBラットと比較してDeb動物におけるLV駆出率およびLV体積の増加を明らかにした(図7D−E)。Deb動物におけるLV駆出率は偽ラットに匹敵したが、DebラットにおけるLV体積は偽群で見られる値に完全に正規化できず、LV機能の逆転が不完全であることを示している。
Deb動物がPH−LHDにおける逆肺血管および右心室(RV)リモデリングを研究するための前臨床モデルとして役立つかどうかを調べるために、左心室収縮期圧(LVSP)、および右室収縮期圧(RVSP)をマイクロチップミラーカテーテルを用いて評価した。要するに、ラットを再びケタミン(87mg/kg bw)およびキシラジン(13mg/kg bw)で麻酔し、気管切開し、上記のように換気した。心臓カテーテル法は、AoB動物において血管経路を介した左心室の直接カテーテル挿入がAoB動物において大動脈バンドによって妨げられるように、それぞれ(第1)左心室および(第2)右心室の頂点を通る中央胸郭切開32後に行った。ケタミン/キシラジンの過剰摂取による安楽死後、心臓を切除し、中隔を含む左心室の重量(LV+S)または右心室(RV)の重量を体重(BW)に正規化した心室肥大を評価した。PH−LHDの確立されたモデルとしてのAoBラットによれば、AoB動物は、術後3週間で偽手術動物と比較して有意に増加したLVSPおよびRVSPならびにLVおよびRV肥大を示した(図8A−F)。AoB後3週目に行われたデバンド(Deb)手術は、AoB後3週目および5週目にDebを伴わないAoB動物と比較してLVSPおよびLV肥大の両方の有意な減少をもたらし、大動脈からのクリップ除去後のLV血行動態の正常化がLVリモデリングを逆転させたことを実証した(図8C、D)。3週目および5週目のAoBラットと比較して、Deb動物もRVSPおよびRV/BWの有意な減少を示し、PH-LHDの逆転に成功したことを実証した(図8E、F)。注目すべきことに、DebラットにおけるRVSPは、偽動物において測定された値に匹敵し、RV血行動態の完全な正常化を示した。対照的に、Deb動物におけるRV肥大はRV/BWで部分的にしか逆転せず、偽対照と比較して有意に増加したままであった(図8E、F)。
図1:AoBラットにおける外科的処置およびPH逆転の検証の概略図。 この回路図は、デバンド手術がPH-LHDを逆転させるかどうかを試験するために本研究で使用された異なる実験群を描いている。偽の、偽の操作コントロール。AoB、大動脈バンディング;デブ、デバンド。三角形は外科的介入の時点を示します:第0週の一次手術(偽またはAoB;赤)、第3週の二次手術(デブ;緑)。円は、PH-LHDがLVおよびRV圧力および肥大測定によってそれぞれ評価されたエンドポイント分析を示す。 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2:手術器具 (A)微細はさみ炭化タングステン。(B) モリアアイリス鉗子と(B')鋸歯状のグレフ鉗子。鉗子の先端が拡大表示されます。(C)いいえ、春のはさみ。(D)気管カニューレ。(E,E ́)4−0および6−0の縫合糸を、それぞれ有する。(F)微細はさみ炭化タングステン。(G)リブスプレッダー。(H)マシューニードルホルダー。(i)スポンジポイント組織。 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:気管切開術と開胸術。 画像は、気管切開のための外科的ステップを示す。(A)子宮頸部正中線切開。(b)2つの軟骨リング間の気管の切開。(c)気管カニューレを気管内に挿入し、縫合糸で固定する。(d)気管カニューレは、機械式人工呼吸器に接続されている。(E)画像は開胸術の外科的ステップを示す。(f)第2および第3の肋骨の間の皮膚切開。(G)筋肉の切断。(H)第2及び第3の肋骨を広げることによる胸部外科窓の作成。 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:インビボおよびエクスビボでの大動脈収縮クリップの可視化。(A)画像は、上行大動脈にチタン製のクリップを載せたAoBラットの胸腔を示しています。(B)画像は、エクスビボで開いたクリップと開いたクリップを示しています。アスタリスクは、ニードルホルダーがクリップを開くためにin vivoで圧縮するクリップの部分を示します。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5:創傷の閉鎖 画像は、上部胸部筋(A)および皮膚(B)を単純な連続縫合糸で閉じる様子を示している。気管(C)と舌骨下筋(D)は単純な縫合糸で閉じ、首(E)の皮膚は簡単な連続縫合糸で塞がれます。 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6:デバンド手術前後の大動脈血流(A-B)大動脈バンディング(AoB、左)およびデバンド手術後のラット(Deb、右)の経胸部心エコー検査による上行大動脈の可視化。矢印は、(A)に大動脈上のチタンクリップを示し、(B)に存在しない。(C、D)パルス波ドップラー心エコー画像は、AoBラット(C)のクリップ前の血流と、大動脈デバンド手術の1日前と1日後に撮影されたDebラット(D)の対応する大動脈セグメントの血流をそれぞれ示しています。(E,F)同様に、画像は、AoBラット(E)におけるクリップ後の大動脈セグメントおよびDbラット(F)における対応する大動脈セグメントにおける血流を、それぞれ大動脈剥離手術の1日前および1日後に撮影した。ターコイの縦線は、ピーク大動脈流速の測定値を示しています。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7:大動脈デバンドによる左心室機能の正常化 (a)代表的なウェスタンブロットは、大動脈バンディング後3週目(n=5)および対応する偽対照(n=5)におけるAoBラットの左心室(LV)における負荷対照としてのBNPおよびGAPDHのタンパク質レベルを示す。(b)代表的なウェスタンブロットは、大動脈バンディング後5週目のAoBラットの左心室(LV)におけるBNPおよびGAPDH(n=4)、5週目のDebラット(n=5)、および一次手術後の対応する時間(n=4)の偽対照におけるBNPおよびGAPDHを示す。(c) 箱ひげプロットおよびウィスカプロットは、一次手術後の対応する時間におけるGAPDHおよび偽コントロールに正規化されたBNP発現の定量化を示す。ボックスには、それぞれ中央値、25 パーセンタイル、および 75 パーセンタイルが表示されます。ウィスカは最小値と最大値を示します。統計分析のために、スチューデントのt検定33 を使用した。*p値<0.05です。(d)棒グラフ(平均±標準偏差)は、MモードおよびBモード画像からの心エコー検査によって測定された5週目におけるLV駆出率および体積を偽(n=4)、AoB(n=9)、およびDb(n=7)動物で示す。(e)代表的なMモード心エコー画像は、5週目における偽、AoB、およびDeb動物におけるLV分数短縮の変化を示す。統計解析のために、マン・ホイットニーU検定33 が用いられた。*p値<0.05です。 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8:心室血行動態が正常化され、大動脈剥離によって心肥大が逆転する 。 (A)大動脈バンディング(AoB)後3週間後のラットにおける左心室(LV)および右室(RV)血圧の代表的な測定値を、対応する偽対照と比較した。(b)代表的な画像は、偽対照と比較した大動脈バンディングの3週間後のAoBラットにおける心肥大を示す。(C-F)ボックスプロットおよびウィスカープロットは、左心室収縮期圧(LVSP; C)、LV肥大([LV+S]/BW; D)、右心室収縮期圧(RVSP; E)、およびRV肥大(RV/BW; F)術後3週間および5週間の偽およびAoB動物において、およびDebラットにおける(3週間および5週間のAoB群と比較して)パラメータを標準化した。ボックスには、それぞれ中央値、25 パーセンタイル、および 75 パーセンタイルが表示されます。ウィスカは最小値と最大値を示します。n=9〜12匹の動物を血行動態測定のために分析し、そして心臓重量を、1群当たりn=7〜12匹のラットで測定した。統計解析のためにはマン・ホイットニーU検定が用いられた。*p値<0.05です。 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。
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Discussion
ここでは、ラットAoBモデルにおける大動脈剥離の詳細な外科的手法が、PH-LHDの可逆性や、肺血管系やRVにおけるリバースリモデリングを駆動する細胞・分子機構の調査に利用できることが報告されている。幼若ラットにおける3週間の大動脈狭窄は、LV圧の増加、LV肥大、および付随的に増加したRV圧およびRV肥大として明らかなPH−LHDをもたらす。AoB後3週目の大動脈剥離は、LVをアンロードし、Deb後2週間以内にLV肥大を完全に逆転させることができた。並行して、大動脈剥離はまた、RV圧力の完全な正常化およびRV肥大の部分的な逆転を引き起こした。
したがって、本モデルは、連続流動特性を有する埋め込み型非拍動LVADによるLVの機械的アンロードが、心不全患者においてPHを逆転させることが以前に見出された臨床シナリオの重要な側面を模倣する34、35。レトロスペクティブ分析において、LVADサポートは、可逆的または固定されたpHのいずれかを有する心不全患者において肺動脈圧を同程度に低下させることが示され、固定PHは平均肺動脈圧>25mmHg、肺血管抵抗>2.5ウッドユニットおよび薬理学的治療にもかかわらず経肺勾配>12mmHgとして定義される35。重要なことに、これらの知見34,35は、左心室アンロードが受動的な肺鬱血および肺血管緊張の二次的変化を減少させるだけでなく、「生理学的」メカニズムによる、すなわち変化した血行動態への適応によって肺血管系の逆リモデリングを引き起こすという間接的な証拠を提供する。肺血管系における逆リモデリングを推進する細胞および分子プロセスの詳細なマルチオミクス分析は、心不全患者および潜在的にPAHを含む他の形態のPHを治療するための新規治療選択肢を特定するための新しい道を開く可能性がある。AoBラットにおけるデバンドの現在のモデルは、RVSPの完全な正常化がPHの効果的な逆転を確認し、したがって、罹患した肺血管系における恒常性プロセスを回復させる能力を有する経路を同定するための機構的研究を可能にするような分析のためのユニークな可能性を提供する。
同様の理論的根拠により、RV機能の逆リモデリングを駆動する細胞内および細胞間プロセスを研究するために、本モデルをさらに利用することができる。しかし、RV機能を改善するための治療法は臨床的に承認されていません36。このように、動物モデルにおけるRV心筋の逆リモデリングプロセスを研究する能力は、重大な知識ギャップと重大な医学的ニーズに対処するユニークな機会を提供する。
AoBラットにおける技術的に困難な大動脈剥離処置の成功は、外科的スキルおよび正確な周術期戦略に依存する。以下に概説する重要な外科的処置ステップは、過剰出血(1〜5)または不十分な呼吸(6)によって周術期の致死を引き起こす可能性がある重要な外科的処置ステップおよびこれらの合併症を回避するための推奨事項である。
(1)開胸術中は、乳房内動脈の損傷を避けるために、胸骨中央線をハサミで注意深く接近する必要があります。(2)心臓と導管動脈を視覚化するには、胸腺を動員し、頭蓋方向に慎重に再配置する必要があります。デバンド手術では、胸腺組織は、元のAoB手術からの術後の癒着 を介して 心臓および動脈に接続されることが多い。これらの癒着は、心血管構造への損傷を避けるために、一対の鈍い鉗子で慎重に分離されるべきである。(3)剥離手術では、クリップ付きの大動脈が結合組織に埋め込まれることが多い。この結合組織は、クリップを視覚化するために鈍い鉗子で穏やかに解剖する必要があります。ここで、手術前に行われる経胸部心エコー検査は、クリップが大動脈根の近く、上行大動脈の中央、または腕頭動脈の近くに位置するかどうかを識別することを可能にする、有用な準備ステップである。この知識は、手術中のクリップ割り当てのための貴重な時間を節約します。(4)クリップの向きは、最初の大動脈バンディング手術中に慎重に考慮しなければならない重要なステップです。大動脈デバンド中のクリップの最適な評価と迅速な開放を容易にするために、ニードルホルダーで圧縮する必要がある部分(図4B)は腹側に向ける必要があります。デバンド手術中のクリップの向きを変えることは可能ですが、大動脈が損傷する危険性があります。クリップの向きを変えるには、周囲の結合組織を慎重に取り除きながらクリップを鉗子で保持してから、クリップを動員して回す必要があります。鉗子で大動脈を保持することは避けるべきです。(5)デバンドのために、クリップは片手で鉗子で保持し、もう一方の手で針ホルダーで開く必要があります。大動脈は腹側に持ち上げる必要はありません。(6)剥離処置を完了した後、抜管されたPH-LHDラットは呼吸不全のかなりのリスクがあり、動物は麻酔下で手術後10〜20分以内に死亡することが一般的である。左肺の無気肺はこの期間の最も一般的な死因であり、胸部閉鎖前の長期の機械的換気は肺を動員し、手術後に十分な呼吸を保証するのに役立つ。
我々はまた、以前の研究26,27で行われた気管内挿管と比較して、気管切開術は外科的処置中の適切な換気のより良い制御を提供し、これは大動脈デバンド中に特に関連していることを示唆している。この概念は、次の理論的根拠に基づいています:(1)周術期肺換気のために私たちの研究室で日常的に行われている気管切開術は、周術期または術後の合併症のない簡単で安全な技術です。(2)気管切開術は、食道挿管または気管損傷のリスクを排除する。それは気管カニューレの正確な位置決めおよび固定を可能にし、外科的処置のすべてのステップの間にカニューレの絶え間ない視覚的制御を可能にする。(3)大動脈剥離時に、AoB動物はすでに心不全にあり、追加のストレスに対してより敏感である。その結果、気管内挿管に伴う潜在的なリスクが致死率の増加につながる可能性があります。(4)最後に、手術を受けた動物が人工呼吸器から離乳したが自発呼吸を発達させない場合、気管切開術は迅速な再挿管および人工呼吸器との再接続を可能にし、術後換気を延長する能力により命を救う可能性がある。
本研究は、ラットにおける最初の大動脈バンディングの3週間後に行われた大動脈デバンド技術を報告する。異なるPH段階での肺血管系とRVの逆リモデリングを比較することを目的とした研究のために、記載された手順はまた、大動脈バンディング後の後の時点で行われ得る。しかし、大動脈を取り囲む瘢痕および結合組織は時間とともにより豊富になり、手順をさらに複雑にし、追加のトラブルシューティングと改良を必要とするため、注意が必要です。同時に、報告されたプロトコルの基本原則は依然として適用されます。
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Disclosures
著者は宣言する利益相反を持っていません。すべての共著者は原稿の内容を見て同意しています。
Acknowledgments
この研究は、DZHK(ドイツ心臓血管研究センター)からCKおよびWMK、BMBF(ドイツ教育研究省)からVasBioの枠組みでCKに、WMKがVasBio、SYMPATH、およびPROVIDの枠組みでWMK、ドイツ研究財団(DFG)からWMK(SFB-TR84 A2、SFB-TR84 C9、 SFB 1449 B1、SFB 1470 A4、KU1218/9-1、および KU1218/11-1)。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amoxicillin | Ratiopharm | PC: 04150075615985 | Antibiotic |
| Anti-BNP antibody | Abcam | ab239510 | Western Blotting |
| Aquasonic 100 Ultrasound gel | Parker Laboratories | BT-025-0037L | Echocardiography consumables |
| Bepanthen | Bayer | 6029009.00.00 | Eye ointment |
| Carprosol (Carprofen) | CP-Pharma | 401808.00.00 | Analgesic |
| Clip holder | Weck stainless USA | 523140S | Surgical instruments |
| Fine scissors Tungsten carbide | Fine Science Tools | 14568-12 | Surgical scissors |
| Fine scissors Tungsten carbide | Fine Science Tools | 14568-09 | Surgical scissors |
| High-resolution imaging system | FUJIFILM VisualSonics, Amsterdam, Netherlands | VeVo 3100 | Echocardiography machine. Images were acquired with pulse-wave Doppler mode, M-mode and B-mode |
| Isoflurane | CP-Pharma | 400806.00.00 | Anesthetic |
| Ketamine | CP-Pharma | 401650.00.00 | Anesthetic |
| Mathieu needle holder | Fine Science Tools | 12010-14 | Surgical instruments |
| Mechanical ventilator (Rodent ventilator) | UGO Basile S.R.L. | 7025 | Volume controlled respirator |
| Metal clip | Hemoclip | 523735 | Surgical consumables |
| Microscope | Leica | M651 | Manual surgical microscope for microsurgical procedures |
| Millar Mikro-Tip pressure catheters | ADInstruments | SPR-671 | Hemodynamics assessment |
| Moria Iris forceps | Fine Science Tools | 11373-12 | Surgical forceps |
| Noyes spring scissors | Fine Science Tools | 15013-12 | Surgical scissors |
| Povidone iodine/iodophor solution | B/Braun | 16332M01 | Disinfection |
| PowerLab | ADInstruments | 4_35 | Hemodynamics assessment |
| Prolene Suture, 4-0 | Ethicon | EH7830 | Surgical consumables |
| Rib spreader (Alm selfretaining retractor blunt, 70 mm, 2 3/4″) | Austos | AE-BV010R | Surgical instruments |
| Serrated Graefe forceps | Fine Science Tools | 11052-10 | Surgical forceps |
| Silk Suture, 4-0 | Ethicon | K871 | Surgical consumables |
| Skin disinfiction solution (colored) | B/Braun | 19412M07 | Disinfection |
| Spectra 360 Elektrode gel | Parker Laboratories | TB-250-0241H | Echocardiography consumables |
| Sponge points tissue | Sugi | REF 30601 | Surgical consumables |
| Sprague-Dawley rat | Janvier Labs, Le Genest-Saint-Isle, France | Study animals | |
| Tracheal cannula | Outer diameter 2 mm | ||
| Xylazin | CP-Pharma | 401510.00.00 | Anesthetic |
References
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