Eine chirurgische Methode zur Intervention der subvalvularen Struktur durch einen transaortischen Ansatz bei normalen Bama-Schweinen
13. März 2026
Diese Studie präsentiert eine chirurgische Methode für eine subvalvulare Aortenklappenstruktur-Intervention mit gezieltem Gewebeschnitt im transaortischen Ansatz bei normalen Bama-Schweinen.
Diese Studie entwickelt eine reproduzierbare transaortische chirurgische Methode zur Untersuchung subvalvulärer Interventionen unter klinisch relevanten Bedingungen. Dieses Protokoll kann auf chirurgische Ausbildung, histologische Analyse und Bewertung subvalvulärer Interventionsstrategien angewendet werden. Nach der Vorbereitung des Tieres wird ein Mittellinienschnitt entlang des Brustbeins gemacht, der sich von der suprasternalen Kerbe bis etwa zwei Zentimeter unterhalb des Xiphoideusvorsatzes erstreckt.
Mit einem Elektrokauterisationsgerät wird die Haut und das subkutane Gewebe eingeschnitten, wobei eine Schnittlänge von etwa 20 Zentimetern beibehalten wird. Weiterhin die Muskeln pectoralis major und das Periost des Brustbeins trennen. Die vordere Oberfläche des Brustbeins vollständig freizulegen.
Ziehe die Seitengewebe mit Hilfe eines Assistenten vorsichtig zurück, um ein freies Operationsfeld zu erhalten. Nachdem das Brustbein freigelegt wurde, führe ein Lebsche-Messer unter den Xiphoid-Prozess ein und führe den Aufwärtstrakt an. Mit einem kleinen Hammer klopfen Sie vorsichtig und gleichmäßig auf das proximale Ende des Lebsche-Messers.
Das Brustbein wird allmählich entlang der Mittellinie geteilt und Schädel vorangetrieben, bis die Brusthöhle geöffnet ist. Halten Sie während des gesamten Vorgangs kontinuierlichen Aufwärtstraktion aufrecht, um Abweichungen oder Verletzungen des Perikards zu vermeiden. Nach Abschluss der Brustbeinteilung setzen Sie einen Finochietto-Rippenretraktor ein.
Langsam wird die Brusthöhle beidseitig erweitert, um das Operationsfeld zu vergrößern, wobei übermäßige Rückziehung vermieden wird, um Pleuraverletzungen oder Rippenbrüche zu vermeiden. Führen Sie eine stumpfe Dissektion beidseitig durch, um das Perikard von der mediastinalen Pleura und dem angrenzenden Bindegewebe zu trennen. Nach Abschluss der Dissektion wird das Herz in direkter Visualisierung freigelegt.
Bestätigen Sie die eindeutige Identifikation wichtiger anatomischer Strukturen, einschließlich Aorta, Lungenarterie, rechter Vorhof, Herzapex und Koronarsinus. Sobald eine ausreichende kardiale Exposition erreicht ist, setzen Sie eine Taschennaht an der Basis des rechten Vorhofanhängsels. Machen Sie einen kleinen Schnitt in der Nahtschleife und führen Sie eine venöse Drainagekanüle schräg nach unten entlang der Achse des rechten Vorhofanhängsels ein, um den venösen Rücklaufweg für den kardiopulmonalen Bypass zu etablieren.
Schieben Sie die Kanüle etwa drei bis vier Zentimeter vor, um sicherzustellen, dass ihre Spitze in die rechte Vorhofhöhle eintritt, und befestigen Sie die Kanüle mit Seidennähten am Vorhofanhängsel, um Rutschen oder Auslaufen zu verhindern. Führen Sie eine Perfusionskanüle durch den rechten Vorhofanhängsel in den Koronarsinus ein, um als Zuflussweg für die Kardioplegie und Myokardperfusion zu dienen. Aktivieren Sie die venöse Rücklaufpumpe, um einen partiellen venösen Abfluss einzuleiten.
Öffnen Sie die Arterienpumpe schrittweise, um den Perfusionsdruck bei 60 bis 80 Millimetern Quecksilber aufrechtzuerhalten. Infizieren Sie abgekühlte Kardiopleigie mit hohem Kaliumgehalt über die Koronarsinus, um einen Herzstillstand auszulösen, und dokumentieren Sie die Stillstandszeit. Tragen Sie vorbereitetes, steriles Eissalz-Schlamm auf die Herzoberfläche auf, um die Herztemperatur weiter zu senken, den Stoffwechselbedarf zu senken und den Myokardschutz zu verbessern.
Nach Erreichen eines kardioplegischen Stillstands und Unterkühlungsschutzes wird ein Querschnitt von etwa ein bis 1,5 Zentimeter Länge an der Vorderwand der aufsteigenden Aorta gemacht. Positioniere den Schnitt etwa 1,5 bis zwei Zentimeter oberhalb des Aortenklappen-Annulus und richte ihn senkrecht zur Längsachse der Aorta aus. Setzen Sie zwei gebogene Lochhaken von der linken dorsalen und ventralen Seite in den Aortenschnitt ein und ziehen Sie den Schnitt vorsichtig seitlich zurück, um die Aortenwurzel zu öffnen und das Operationsfeld zu erweitern.
Führen Sie nun kleine gebogene Schere durch den Aortenschnitt entlang der Aorta-Achse in Richtung der linken Ventrikelkammer. Verwenden Sie die Traktionsnaht, um die Zielsubvalvularregion freizulegen. Bei direkter Visualisierung richtet man die Schere horizontal aus und schneidet die vorgesehenen subvalvularen Strukturen kontrolliert durch.
Entfernen Sie das entfernte Gewebe und geben Sie es dem Assistenten. Schließen Sie schließlich den Aortenschnitt mit kontinuierlich absorbierbaren Nähten. Beginnen Sie an einem Ende des Schnitts und führen Sie die Nadel nacheinander durch die Intima und das Medium mit gleichmäßig verteilten Stichen, um einen vollständigen wasserdichten Verschluss zu gewährleisten.
Nach dem Verschluss des Aortenschnitts wird die Herzdurchströmung wiederhergestellt und ein spontanes Herzschlag beobachtet. Nach der Platzierung der geschlossenen Drainagerohre wird das Brustbein mit unterbrochenen Edelstahldrähten geschlossen und die Thoraxwand routinemäßig geschichtet geschlossen. Die gesamte Betriebszeit betrug etwa 2,5 bis drei Stunden.
Der kardiopulmonale Bypass wurde etwa 60 bis 71 Minuten aufrechterhalten. Nach der Wiederherstellung der Herzperfusion wurde bei allen Tieren mit stabilem Sinusrhythmus ein spontaner Herzschlag beobachtet. Nach dem Eingriff wurden keine offensichtlichen Komplikationen oder unerwünschten Ereignisse festgestellt.
Die größte Herausforderung besteht darin, eine ausreichende Exposition und präzise Resektion zu erreichen, während Schäden entlang des chirurgischen Zugangswegs vermieden werden. Nach dem Eingriff können Tiere sich einer Echokardiographie, CMR und anderen hämodynamischen Untersuchungen unterziehen, um die Herzfunktion zu bewerten. Zukünftige Studien können langfristige funktionelle Ergebnisse untersuchen, Resektionsstrategien optimieren und Mechanismen untersuchen, die den subvalvularen Interventionseffekten zugrunde liegen.
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Overview
This study presents a reproducible surgical method for aortic subvalvular structure intervention via a transaortic approach in normal Bama miniature pigs. The technique enables controlled remodeling of subvalvular structures, providing a valuable model for investigating left ventricular outflow tract (LVOT) alterations and myocardial hypertrophy, which are key features of structural heart diseases such as hypertrophic cardiomyopathy (HCM).
Key Study Components
Area of Science
- Cardiac surgery
- Cardiovascular research
- Animal models
Background
- Subvalvular structure abnormalities can lead to LVOT alterations and myocardial hypertrophy.
- These anatomical changes are characteristic of diseases like hypertrophic cardiomyopathy.
- Reliable animal models are essential for studying surgical interventions and disease mechanisms.
- Bama miniature pigs are suitable for cardiovascular surgical research due to their anatomical similarities to humans.
Purpose of Study
- To establish and validate a surgical method for subvalvular structure intervention in pigs.
- To provide a stable and controllable model for studying LVOT and subvalvular remodeling.
- To create a technical platform for further histological and surgical research.
Methods Used
- Median sternotomy and anterior aortic wall incision under cardiopulmonary bypass (CPB).
- Hypothermic cardiac arrest for safe surgical manipulation.
- Direct visualization and targeted intervention of subvalvular structures.
- Postoperative assessment of tissue integrity and animal condition.
Main Results
- The surgical procedure was successfully performed in three healthy female Bama miniature pigs.
- Hemodynamic stability was maintained throughout the operation.
- No intraoperative mortality occurred, and animals remained in good condition.
- Post-surgical evaluation showed smooth cut surfaces and intact surrounding structures.
Conclusions
- The described method is highly reproducible and controllable.
- It provides a robust model for subvalvular structure intervention studies.
- This approach supports further research into surgical strategies and histological outcomes in structural heart disease.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
Subvalvular structure abnormalities are central to the pathogenesis of structural heart diseases, impacting left ventricular outflow tract (LVOT) function and myocardial remodeling. This reproducible transaortic surgical model in Bama pigs enables controlled intervention and mechanistic de-risking for preclinical evaluation of cardiac surgical strategies. The platform supports translational continuity from discovery-stage hypothesis testing to validation of intervention outcomes in a disease-relevant system.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of subvalvular anatomical contributions to LVOT alterations and hypertrophy.
- Supports functional validation of surgical targets in a physiologically relevant large-animal model.
- Facilitates mechanistic de-risking for cardiac intervention hypotheses.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized, reproducible surgical platform for evaluating intervention strategies.
- Enables quantitative assessment of tissue remodeling and procedural outcomes.
- Supports assay development for histological and functional readouts post-intervention.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant anatomy for translational biomarker and outcome studies.
- Bridges discovery-stage findings to preclinical validation of surgical and device-based interventions.
- Reduces translational risk by modeling human-like cardiac structure and response.
Pipeline & Workflow Integration
This surgical model integrates into the preclinical research continuum, supporting progression from early discovery through lead validation and translational assessment of cardiac interventions.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing on subvalvular contributions to LVOT pathology.
- Screening: Provides a reproducible system for evaluating intervention efficacy and safety.
- Analytics: Supports quantitative measurement of tissue remodeling and procedural success.
- Translational Research: Facilitates alignment with clinical anatomical features and endpoints.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable large-animal platform for iterative intervention strategy development.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation and mechanistic understanding of cardiac interventions.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible procedures for cross-study comparability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for advancing surgical and device-based therapies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of cardiac intervention programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in large-animal cardiac surgery and perioperative management.
- Demands access to cardiopulmonary bypass and advanced surgical instrumentation.
- Necessitates cross-team standardization for procedural reproducibility and data comparability.
- Adaptation may be needed for different animal models or disease states.
- Procedural complexity and resource requirements may limit throughput for large-scale studies.
