Die Tierversuche in dieser Studie wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) des Fuwai Hospital, Chinesische Akademie der Medizinischen Wissenschaften, genehmigt (Genehmigungsnummer 0110-1-10-ZX(X)-07). Alle Verfahren wurden in strikter Übereinstimmung mit Tierschutzvorschriften und ethischen Richtlinien durchgeführt, um die Einhaltung der relevanten Standards sicherzustellen. Die Reagenzien und die verwendeten Geräte sind in der Materialtabelle aufgeführt. Ziel der Etablierung dieses Modells war es, eine potenzielle Plattform zur Untersuchung der Auswirkungen des Wettbewerbsflusses auf VGF zu bieten. Daher wurden nach Abschluss der koronaren Bypass-Transplantation die nativen Koronararterien nicht proximal zu den anastomotischen Stellen ligiert.
Führen Sie alle Verfahren gemäß institutionellen Vorschriften zur Biosicherheit und zum Tierschutz durch. Behandeln Sie scharfe Gegenstände, elektrochirurgische Geräte, gerinnungshemmendes Blut, CPB-Schaltkreise und biologische Materialien mit geeigneter persönlicher Schutzausrüstung. Überprüfen Sie eine ausreichende Erdung, bevor Sie die elektrochirurgische Einheit verwenden. Überwachen Sie die ACT sorgfältig nach der systemischen Heparinisierung und vor Beginn der CPB-Behandlung. Stellen Sie sicher, dass alle Kanülen und extrakorporalen Leinen vor Beginn der CPB vollständig entlüftet werden, um das Risiko einer Luftembolie zu verringern.
1. Vorbereitung von Tieren auf CABG
- Verwenden Sie gesunde männliche Bama-Miniaturschweine, typischerweise 35–40 kg und 10–12 Monate alt, und lassen Sie sie sich eine Woche vor der Operation an das Wohnumfeld gewöhnen.
- Durchführung einer Basisuntersuchung, einschließlich Körpergewichtsmessung, vollständigem Blutbild, Serumbiochemie, Echokardiographie und CTA.
2. Anästhesie und Überwachung
- Futter 8–12 Stunden und Wasser 2–4 Stunden vor der Narkose zurückhalten.
- Anästhesie wird durch intramuskuläre Injektion von Ketamin (10 mg/kg) und Midazolam (1 mg/kg) (nach institutionell genehmigtem Protokoll) induziert.
- Halten Sie die Anästhesie mit inhaliertem Isofluran (2 %–3 %) sowie einer Infusion von Dexmedetomidin (1 μg/kg/h) und Propofol (1–2 mg/kg/h) aufrecht.
- Bestätigen Sie eine ausreichende Narkose, indem Sie den entspannten Kiefertonus und das Fehlen einer Schmerzreaktion auf das Zehenkneifen überprüfen.
- Machen Sie einen 4–6 cm langen Schnitt am Hals, um die Vena Jugularis und die Halsschlagader freizulegen.
- Venenzugang über die Jugularvene wird mit einem 5-F-Dreifach-Lumen-zentralvenösen Katheter für die Überwachung des zentralvenösen Drucks (CVP) und die Verabreichung von Medikamenten hergestellt.
- Herstellen Sie den Zugang zur Halsschlagader mit einem 20-G-Arterienkatheter zur Echtzeitüberwachung von Blutdruck und hämodynamischen Parametern.
- Stellen Sie Zugang zur Oberschenkelarterie mit einem 20-G-Arterienkatheter zur Überwachung des Blutdrucks und der Sauerstoffsättigung in den unteren Extremitäten her.
- Führen Sie eine orotracheale Intubation mit einem 6,5–8 mm langen Endotrachealrohr durch. Überprüfen Sie, dass der Luftstrom ungehindert ist und 100 % Sauerstoff bereitstellen.
- Machen Sie einen 2–3 cm großen Schnitt im Unterbauch, um die Blasenwand freizulegen. Die Blase wird mit feinen Nähten an den Rändern des Schnitts befestigt und dann eine Blasenfistel gebildet. Führe einen 10 °F Foley-Katheter in die Blase, pumpe den Ballon mit 5 ml sterilem Wasser auf und ziehe den Katheter vorsichtig, bis der Ballon an der Blasenwand ruht. Schließen Sie den Harnkatheter an einen Sammelbeutel für den Urinabfluss und die Überwachung an.
HINWEIS: Da die Harnröhre bei männlichen Schweinen lang und gebogen ist, ist es schwierig, den Harnkatheter einzuführen. Daher muss eine Blasenfistel geschaffen werden, um den Urin für die frühe postoperative Überwachung des Urinausstoßes abzuleiten. Der Katheter sollte so früh wie möglich entfernt werden, vorzugsweise innerhalb von 24–48 Stunden nach der Operation, sobald das Schwein wach, hämodynamisch stabil ist und keine kontinuierliche Urinüberwachung mehr benötigt.
- Überwachen Sie kontinuierlich das Elektrokardiogramm, invasiven arteriellen Druck,SpO2, Endtidal-CO2, Temperatur und Urinausscheidung.
3. Chirurgische Exposition
- Setzen Sie das Schwein in die Rückenlage.
- Rasieren und desinfizieren Sie den gesamten vorderen Brustkorb und den oberen Bauch mit Povidon-Jod. Dann drapiert man den Operationsbereich.
- Machen Sie mit einer elektrochirurgischen Einheit (ESU) einen Mittellinienschnitt vom mittleren Zervikalbereich bis unterhalb des Xiphoid-Prozesses.
- Führen Sie eine mediane Sternotomie entlang der Mittellinie vom Xiphoide-Prozess aufwärts mit einer Brustbeinsäge durch. Kauterisiere die sternalen Schnittkanten mit einer ESU und trage Knochenwachs auf die Knochenmarkhöhle auf, um eine Hämostase zu erreichen.
- Halten Sie die Brust mit einem sternalen Retraktor offen.
4. Ernte von zwei autologen IMV-Leitungen
- Verabreichen Sie 300 U/kg Heparin zur systemischen Antikoagulation zur Verhinderung von Thrombosen während des Eingriffs.
- Sezieren Sie das umliegende Gewebe des IMV mit einer ESU. Schneiden Sie die Seitenzweige mit einer Schere durch und erzielen Sie mit der ESU eine Hämostase.
- Klemme das distale Ende des linken IMV mit einer hämostatischen Klemme ab. Mache mit einem Skalpell einen Schnitt direkt nahe der Klemme. Führen Sie eine stumpfe Spülnadel durch den Schnitt und sichern Sie sie mit einer 5-0 nicht absorbierbaren Polypropylennaht. Nach der Ligatur wird das distale Ende des linken IMV vollständig durchquert.
- Stellen Sie sicher, dass das entnommene Adernrohr eine ausreichende Länge hat (ca. 7–8 cm). Klemme das proximale Ende des linken IMV mit einer hämostatischen Klemme ab. Schneide das IMV distal zur Klemmstelle durch und ligiere das proximale Ende mit einer 5-0 nicht absorbierbaren Polypropylennaht. Ein erfolgreich geerntetes IMV sollte 7–8 cm lang sein, frei von offensichtlichen Krampmen oder Verdrehungen und ohne sichtbare Seitenzweigblutung.
HINWEIS: Der IMV hat eine dünne Wand und ist anfällig für Krämpfe. Direktes Greifen, übermäßiger Trakt und Hochdruckdehnung sollten vermieden werden. Der Kanal sollte wann immer möglich vom umgebenden Gewebe behandelt und nach der Ernte sofort in eiskalten Heparin-Paverin-Kochsalzlösung aufbewahrt werden.
- Setzen Sie das linke IMV in eiskalte Heparin-Papaverin-Kochsalzlösung (30 mg Paverin und 2.500 U Heparin gelöst in 500 ml Kochsalzlösung).
- Ernten Sie das richtige IMV mit demselben Verfahren.
5. Einrichtung und Einleitung des kardiopulmonalen Bypass (CPB)
- Öffnen Sie das Perikard längs und hängen Sie es mit Traktionsnähten auf.
- Stellen Sie eine aktivierte Gerinnungszeit (ACT) > 480 Sekunden sicher.
- Setzen Sie zwei konzentrische Nähte mit 5-0 nicht absorbierbaren Polypropylennähten an. Stellen Sie eine zentrale arterielle Kanüle mit einer 18 F Arterienkanüle her. Nach gründlicher Entlüftung verbinden Sie die arterielle Kanüle mit der arteriellen Leitung des kardiopulmonalen Bypass-Kreislaufs.
- Venenkanüle mit einer 24-F-Venenkanüle im rechten Vorhof herstellen und sie mit der Venenlinie verbinden.
- Initiiere CPB. Langsam den arteriellen Zufluss etablieren, gefolgt von venösem Abfluss. Erhöhen Sie den Pumpendurchfluss in den nächsten Minuten entsprechend dem systemischen arteriellen Druck, dem venösen Rücklauf, dem Reservoirstand und den globalen Perfusionsparametern.
HINWEIS: Da Bama-Miniaturschweine ein relativ kleines Blutvolumen haben, sollte der CPB-Kreislauf ausreichend mit 2 L laktierter Ringer-Lösung und 500 mg Methylprednisolon vorbereitet werden. Bei übermäßiger Hämodilution kann eine Bluttransfusion bei Bedarf in Betracht gezogen werden.
6. Aortenkreuzklemmung und kardioplegischer Stillstand
- Setzen Sie eine antegrade Kardioplei-Kanüle in die Aortenwurzel durch eine Purkennaht. Verbinden Sie die Kardioplegiekanüle mit der Kardiopleinie.
- Kreuzklemmen Sie die aufsteigende Aorta an einer Position zwischen der Arterienkanüle und der Kardioplegie-Zugangsstelle.
- Herzstillstand mit 4 °C kaltmodifizierter St.-Thomas-Lösung (10–15 mL/kg) induzieren. Tragen Sie Eisschlamm auf die Herzoberfläche auf, um eine schnelle Kühlung und Myokardschutz zu gewährleisten.
HINWEIS: Die St.-Thomas-Lösung wurde gemäß Pfizer Hospital US Plegisol, NDC 00409-7969-05, hergestellt: Jede 100 ml enthielt Natriumchlorid 643 mg, Kaliumchlorid 119,3 mg, Magnesiumchloridhexahydrat 325,3 mg und Calciumchloriddihydrat 17,6 mg in Wasser zur Injektion, wobei unmittelbar vor der Anwendung 10 ml 8,4 % Natriumbicarbonat zu jedem 1.000 ml hinzugefügt wurden.
7. Distale Anastomose von IMV-Transplantaten
- Injizieren Sie 4 °C Heparin-Papaverin-Kochsalzlösung (wie in Schritt 4.5 beschrieben) durch eine stumpfe Spülnadel in das Transplantat, um auf Leckage zu prüfen, schneiden Sie das freie Ende ab und setzen Sie das 8-0 Nicht absorbierbare Polypropylennaht.
- Öffne die LCX mit einer mikrochirurgischen Schere. Setzen Sie einen intraluminalen Shunt ein.
- Mit einem 8-0 nicht absorbierbare Polypropylen-Naht, führen Sie eine End-to-Side-Anastomose zwischen einem Ende des IMV-Transplantats und dem LCX mit einer Fallschirmnahttechnik durch.
- Entfernen Sie den Shunt. Injizieren Sie heparinisiertes autologes Blut in das IMV-Transplantat, um das Gefäß zu dehnen, um eingeschlossene Luft auszustoßen und auf Austritt an den anastomotischen Stellen und Seitenästen zu prüfen. Nach der Injektion von heparinisiertem autologem Blut sollte sich das Transplantat glatt ausbreiten, ohne fokale Verengung, Verdrehung, Austritt aus den Seitenästen oder distale Anastomose. Schließen Sie die Anastomose zwischen dem IMV-Transplantat und dem LCX ab.
HINWEIS: Das heparinisierte autolog Blut wird direkt aus dem CPB-Kreislauf gewonnen. Das Gesamtvolumen des heparinisierten autologen Blutes sollte mindestens 50 ml betragen, und das genaue Volumen für jede Injektion sollte entsprechend der Dehnung des Transplantats und dem Leckage von den Transplantaten oder Anastomotikstellen angepasst werden.
- Verwenden Sie dieselbe Methode, um ein Ende des anderen IMV-Transplantats vollständig an die Seite des LAD zu anastomosieren.
8. Proximale Anastomose der IMV-Transplantate
- Entfernen Sie die Kardioplegie-Kanüle. Mach an dieser Stelle eine Öffnung mit einem 3,5-mm-Loch.
- Injizieren Sie Raumtemperatur-Heparin-Paverin-Normalsalzlösung (mit den Anteilen von Heparin, Papaverin und normaler Kochsalzlösung wie in Schritt 4.5 beschrieben) in das IMV-Transplantat, das mit einer stumpfen Spülnadel an den LAD anastomosiert ist. Nachdem das IMV-Transplantat aufgebläht ist, klemmen Sie es teilweise ab und schneiden Sie das Ende, das mit der stumpfen Spülnadel verbunden ist, durch. Schneiden Sie das freie Ende weiter mit einer Gewebeschere.
HINWEIS: Vermeiden Sie in diesem Schritt die Verwendung von 4 °C Heparin-Pavaverin-Kochsalzlösung, um Transplantatkrämpfe zu reduzieren. Das spezifische Injektionsvolumen von Heparin-Paverin-Normalsalzlösung sollte durch die benötigte Menge bestimmt werden, um die Dehnung des IMV-Transplantats aufrechtzuerhalten.
- Schneiden Sie ein Segment des arteriellen Katheters ab und verbinden Sie es mit dem linken ventrikulären Ventrikel. Nach dem Anschluss wird der arterielle Katheter durch die gestanzte Öffnung in die Aorta eingeführt.
- Verarbeiten Sie das IMV-Transplantat, das an die LCX anastomosiert ist, wie in Schritt 8.2 beschrieben.
- Schaffen Sie eine Öffnung auf der linken Seite der Aortenwurzel mit einem 3,5 mm Loch.
- Führen Sie eine End-to-Side-Anastomose des freien Endes des IMV-Transplantats durch, anastomosiert an die LCX bis zur Öffnung auf der linken Seite der Aortenwurzel, und lassen Sie die Anastomose unvollständig.
- Führen Sie den linken Herzventilkatheter durch diese anastomotische Öffnung in die Aortenwurzel ein.
- Führen Sie eine End-to-Side-Anastomose des freien Endes des IMV-Transplantats durch, distal an das LAD an die andere Öffnung in der Aortenwurzel anastomosiert.
- Entfernen Sie den linken Herzventilatorkatheter. Klemmen Sie beide IMV-Transplantate mit mikrochirurgischen hämostatischen Klammern. Schließen Sie die Anastomosen beider IMV-Transplantate an der Aorta ab.
HINWEIS: Vor der Reperfusion sollten beide IMV-Transplantate ohne Spannung oder Knick liegen, und die proximalen und distalen Anastomosen sollten keine offensichtliche Leckage zeigen.
9. Reperfusion, Absetzen von CPB und Dekanülierung
- Lösen Sie die Aorten-Kreuzklemme und refizieren Sie das Herz.
- Setzt einen weiteren 8:0 nicht absorbierbare Polypropylennähte an den anastomotischen Stellen oder entlang der IMV-Transplantate bei Bedarf zur Hämostase.
- Vom CPB absetzen, sobald das Schwein hämodynamisch stabil ist und das Herz wieder ausreichend funktioniert.
- Decannulieren Sie die Aorta und das rechte Vorhof und sichern Sie die Hämostase an allen Kanülstellen.
- Nach der Trennung vom CPB werden beide Transplantate mittels intraoperativer Ultraschall gemäß dem institutionellen Standardprotokoll begutachtet. Verwenden Sie Farb-Doppler-Bildgebung, um Blutflusssignale in den Aorta-zu-LAD- und Aorta-zu-LCX-Transplantaten zu identifizieren und die Lage des Transplantats, die Flussrichtung und die qualitative Öffnung zu dokumentieren. Wenn verfügbar, führen Sie Transitzeit-Flussmessung (TTFM) zur quantitativen Graft-Flow-Bewertung durch.
10. Hämostase und Brustverschluss
- Erreichen Sie eine akribische Hämostase an proximalen Aortenanastomosen, distalen koronaren Anastomosen, Erhebungsbetten der internen Mammarvene, Aorten- und Vorhofkanulationsstellen sowie an den Rändern der Sternotomie.
- Führen Sie zwei Drainagerohre ein.
- Approximieren Sie das Brustbein erneut und schließen Muskeln, Faszien, subkutanes Gewebe und Haut in Schichten.
- Bringen Sie das Schwein in eine überwachte postoperative Erholung.
11. Postoperative Versorgung und Nachsorge
- Halten Sie die Wärmeunterstützung kontinuierlich mit Heizpads oder Warmluftdecken aufrecht, um die Körperkerntemperatur des Schweins bei 37,0–38,5 °C zu halten.
- Erfassen Sie täglich die Flüssigkeitsaufnahme und -abgabe des Schweinemodells, das Bewusstseinsniveau, die Herzfrequenz, den arteriellen Blutdruck, den zentralvenösen Druck, die vollständige Blutwertzahl und die Blutgasergebnisse.
- Mechanische Belüftungsunterstützung mit 100 % Sauerstoff in der frühen postoperativen Phase bereitstellen, um einen stabilen Gasaustausch zu gewährleisten und eine durch Hypoxie induzierte pulmonale Vasokonstriktion zu verhindern. Entwöhnen Sie das Tier vom Beatmungsgerät und entfernen Sie den Endotrachealschlauch, sobald das Schwein wieder zu starkem, regelmäßigem spontanem Atmen zurückkehrt, einen schützenden Schluckreflex zeigt und zufriedenstellende arterielle Blutgasergebnisse erzielt.
- Postoperative antimikrobielle Prophylaxe: Nach der Operation werden alle 8–12 Stunden für 48–72 Stunden Cefuroxim-Natrium (3–5 mg/kg) verabreicht. Untersuchen Sie die Tiere täglich auf Anzeichen einer Infektion. Untersuchen Sie täglich den Sternotomie-Schnitt und die Drainagerohrstellen auf abnormale Exsudat- oder Abszessbildung.
- Beurteilen Sie alle 2–4 Stunden die Schmerzanzeichen des Tieres mit Standardskalen für Schweineverhaltensschmerzen. Achten Sie auf häufige Anzeichen von Schmerzen nach der Sternotomie, darunter Lautäußerung, gekrümmte Haltung, Bewegungsunfähigkeit, Zähneknirschen oder soziale Isolation. Verabreichen Sie je nach Verhalten des Tieres Opioide oder nichtsteroidale entzündungshemmende Medikamente (NSAIDs), um eine angemessene Schmerzlinderung und eine reibungslose Genesung zu gewährleisten.
- Passen Sie die vasoaktiven Medikamente (z. B. Dopamin, Adrenalin) und die Flüssigkeitsunterstützung umgehend an, um einen stabilen arteriellen Blutdruck (>70 mmHg) aufrechtzuerhalten.
- Beurteile die postoperative Graft-Patency per CTA am postoperativen Tag 1 und postoperativen Tag 28 gemäß dem institutionellen Standardbildgebenden.