2023年9月15日
本研究介绍了一种由于进行性冠状动脉狭窄导致慢性心肌缺血的猪外科模型,该模型在无心肌梗死的情况下引起心脏功能受损。缺血发生后,动物接受非体外循环冠状动脉旁路移植术,并在心外膜放置富含干细胞来源外泌体的胶原贴片作为辅助治疗。该辅助疗法可改善心肌功能和恢复。
本手术操作的总体目标是建立一种冠状动脉血运重建的外科模型,采用左乳内动脉至前降支旁路移植术(LIMA-to-LAD bypass),并联合使用富含外泌体的胶原补片作为辅助手段,以展示心脏功能的生理学改善。我们的体内模型为单支血管模型,不包含任何合并症,因此不能代表接受多支血管病变治疗患者的典型临床情况。然而,尽管存在这一局限性,该模型始终能够产生可靠的结果,并保持较低的死亡率。
我们开发了一种在冠状动脉旁路移植术(CABG)期间使用的具有临床相关性的辅助疗法,并旨在阐明慢性心肌缺血中心肌功能改善的细胞机制。缺血组织的完全恢复似乎依赖于线粒体功能的恢复以及炎症的减轻,这代表了一个新的研究领域。首先,将麻醉并插管的动物仰卧位放置,并用无菌毛巾覆盖。
使用单极电凝器做一个20厘米长的切口,从胸骨切迹开始,远端延伸至剑突,并逐层切开肌肉、皮下脂肪和结缔组织,直至胸骨。随后使用摆动锯行胸骨中劈开术。为有效暴露纵隔,使用专用的胸腔牵开器。
使用单极电凝或梅岑鲍姆剪刀分离粘连组织。随后通过游离胸骨旁的肌肉和脂肪暴露左乳内动脉(LIMA)。接着,抬起左侧胸骨边缘以获得最佳视野,开始左乳内动脉的游离。
轻柔牵拉胸廓内动脉(LIMA)的外膜,暴露其动脉和静脉分支。使用电凝钩进行钝性分离,将血管从胸壁小心分离。在分支上使用Hem-o-lok夹夹闭,并电凝分支的胸壁侧。
然后,在左乳内动脉(LIMA)分叉点前方剪断远端并切断血管。用一根可自由打结的2.0丝线缝合结扎远端。完成近端吻合口准备后,通过让移植物短暂出血,手动评估血流质量。
现在,使用无创血管夹夹闭左内乳动脉桥的远端,以防止出血。使用硅胶牵开带和固定在胸骨牵开器上的组织稳定器来稳定左前降支(LAD)动脉。在狭窄部位远端的左前降支动脉上使用11号刀片做动脉切口,并用虹膜剪剪开并延长切口。
在左前降支动脉中放置合适尺寸的冠状动脉分流管。采用非体外循环旁路技术,使用7-0不可吸收连续缝线完成左乳内动脉至左前降支的吻合。取3毫米外泌体悬液,用配备18号针头的5毫升注射器进行混匀。
然后,将该悬液缓慢地移取 1.5 毫升,均匀加至置于中等大小培养皿中的两块可吸收胶原海绵上。为靶向心脏冬眠区域,将外泌体海绵倒置并贴附于前间隔区域的心外膜表面,该区域位于左前降支动脉(LAD)的供血范围内。仔细调整两块海绵的位置,使其完全覆盖心脏冬眠区域。
在每块胶原海绵上使用聚乳酸羟基乙酸共聚物网片以确保充分覆盖,并用细的7-0间断缝线将网片缝合至心外膜。在胸骨切口下缘附近另做一穿刺切口,将胸腔引流管小心放置于心脏前表面。使用不可吸收缝线以八字缝合法固定胸骨。
按照标准操作,分别使用 2.0 和 3.0 可吸收缝线缝合肌肉层和皮肤层。通过胸腔引流管排空胸腔后,使用荷包缝合法封闭伤口。伤口关闭后,拔除胸腔引流管。
静息状态下,比较四组动物的舒张末期容积校正后的峰值充盈率。在低剂量多巴酚丁胺输注时,冬眠心肌组的峰值充盈率下降。冠状动脉旁路移植术组有所改善,而冠状动脉旁路移植术联合间充质干细胞治疗组则显示出显著升高。
MRI 分析显示,冠状动脉旁路移植联合间充质干细胞组在静息状态下未改变局部收缩功能。然而,在应激状态下,与单纯冠状动脉旁路移植组相比,该组的局部收缩功能表现出显著改善。
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本研究介绍了一种由于进行性冠状动脉狭窄导致慢性心肌缺血的猪外科模型,该模型在无心肌梗死的情况下引起心脏功能受损。该模型旨在通过在冠状动脉旁路移植术中使用富含外泌体的胶原贴片,展示心脏功能的生理学改善。
慢性心肌缺血仍然是一个重大的转化医学挑战,因为标准的血运重建通常无法完全恢复冬眠心肌的心脏功能。该猪模型能够在临床相关的外科手术流程中,对辅助性再生疗法(如富含外泌体的胶原蛋白补片)进行严格评估。该方法可支持对下一代心脏修复策略在临床前研究管线中的机制性风险降低和预测性信心提升。
该模型连接了心脏再生治疗的早期发现与临床前验证,支持在临床转化之前进行先导化合物的鉴定和作用机制的风险评估。