השתלת מכשיר טלמטריה אלחוטי במודל Fontan Ovine לניטור המודינמי רציף וארוך טווח
2 במאי 2025
פרוטוקול זה מתאר את המתודולוגיה הכירורגית להשתלת מכשיר טלמטריה אלחוטי לבעלי חיים גדולים כדי לאפשר איסוף רציף וארוך טווח של נתונים המודינמיים, כולל דופק, לחץ דם עורקי, לחץ וריד נבוב נמוך וגבוה וקצב לב.
לכן המעבדה שלנו מבצעת מחקר תרגומי קליני המתמקד במחלות לב מולדות, ופיתחנו מספר מודלים גדולים של בעלי חיים כדי להעריך את הביצועים של שתלי כלי דם מהונדסים רקמות, כמו גם לחקור את השינויים הפיזיולוגיים המאוחרים הקשורים למחזור הפונטן. תנועה חופשית של בעלי חיים גדולים, ניטור המודינמי צמוד לאחר הניתוח, כמו גם איסוף נתונים לטווח ארוך, בניגוד לבני אדם, יכולים להציב אתגרים משמעותיים. בעזרת הפרוטוקול שלנו, אנו מסוגלים להשיג נתונים המודינמיים לטווח ארוך ובזמן אמת, המאפשרים לנו לחקור את השינויים הפיזיולוגיים המאוחרים, כמו גם ליזום טיפולים מכווני מטרה בבעלי החיים שלנו, ובסופו של דבר לשפר את הישרדותם.
[קריין] מקם את הכבשה בדקוביטוס הצדדי הימני על שולחן הניתוחים ואבטח את הטיית הגפה הקדמית השמאלית באמצעות קשר החלקה כדי לחשוף את החזה. בצע חתך עור אורכי של חמישה סנטימטרים מעל עורק הצוואר השמאלי ווריד הצוואר הפנימי, כשבעה סנטימטרים מהגולגולת לכניסת בית החזה. בעזרת צריבה חשמלית, נתחו את השומן התת עורי, רקמת החיבור ושריר הפלטיזמה כדי לחשוף את כלי הצוואר. בעזרת שילוב של דיסקציה קהה וחדה, נקה את רקמת החיבור בצורה היקפית מעורק הצוואר השמאלי ווריד הצוואר הפנימי. כעת, העבירו עניבת משי 2-O כפולה עם לולאה סביב שני הכלים, פרוקסימלי ודיסטלי לאתר הקנולציה לקשירת כלי דם זמנית. לאחר מכן בצע חתך אורכי של שישה סנטימטרים בבסיס הצוואר השמאלי בין עצם השכמה לעמוד השדרה הצווארי. באמצעות שילוב של צריבה חשמלית ודיסקציה קהה, נתחו את השומן התת עורי ורקמת החיבור ליצירת כיס של שישה על ארבעה סנטימטרים המשתרע לכיוון עמוד השדרה. לאחר מכן הכנס את מכשיר הטלמטריה לכיס התת עורי, ואבטח אותו במקומו באמצעות תפר משי 2-0. מנהרה את אנטנת מכשיר הטלמטריה מתחת לרקמה התת עורית, ואבטח אותה במקומה באמצעות תפר משי 2-0. כעת, בצע חתכי עור נגדיים של סנטימטר אחד בבסיס הצוואר, החזה השמאלי התחתון והחזה הימני העליון, למיקום מובילי האלקטרוקרדיוגרמה. מנהרה תת עורית כדי לחבר את החתכים הללו לכיס גוף המכשיר, ולהנחות את המוליכים למיקומם המיועד. הנח את האלקטרודה החיובית של אלקטרוקרדיוגרמה ברקמה התת עורית משמאל לעצם החזה התחתונה, הסר את צינור הסיליקון, ועוטף את קצה חוט הפלדה שמתחת. הנח את האלקטרודה השלילית ברקמה התת עורית מימין לעצם החזה העליונה. הכן את צנתרי הלחץ באמצעות ג'ל לפני הקנולציה. צור תעלה תת עורית מכיס המכשיר הצדדי לחתך הצוואר המדיאלי והשחיל את שני צנתרי הלחץ באמצעות תפר פוליפרופילן 6-O, הנח תפר חוט ארנק סביב אתר הקנולציה בשני כלי הדם, ואבטח אותו עם חוסם עורקים מפלסטיק. לאחר מכן, הדק את חוסמי העורקים המשי הפרוקסימליים והדיסטליים 2-O סביב עורק הצוואר, חתך בזהירות לתוך הכלי במרכז תפר חוט הארנק באמצעות אזמל להב מספר 11, והרחיב מעט עם קצה המוסטט מעוקל. הכנס את צנתר הלחץ לתעלת הלחץ של החדר השמאלי לתוך אבי העורקים העולה של בית החזה. שחרר את חוסם העורקים המשי הפרוקסימלי כדי לאפשר מעבר צנתר, ולאחר מכן הדק את תפר חוט הארנק סביב הקטטר. חזור על השלבים הקודמים כדי לשרוף את וריד הצוואר הפנימי השמאלי באמצעות קטטר הלחץ לתעלת לחץ הדם, ולקדם אותו לתוך הווריד הנבוב העליון של בית החזה. אשר את מיקום קצות הצנתר בווריד הנבוב העליון של בית החזה ובאבי העורקים היורד באמצעות פלואורוסקופיה. לבסוף, העריכו מחדש את שריר הפלטיזמה באמצעות תפר נספג 2-O. יש לסגור את העור באמצעות תפרים עוריים עמוקים באמצעות תפרים נספגים 3-O, ואזור תת-עורי עם תפרים נספגים 4-O. השתלת מכשיר טלמטריה אלחוטי אפשרה ניטור רציף של מספר פרמטרים קרדיווסקולריים, כולל דופק, לחץ עורקי ולחץ וריד נבוב תחתון או וריד נבוב עליון. לדוגמה, מגמות המודינמיות בכבשה אחת לאחר הליך הפונטן הראו שיא בקצב הלב בסביבות היום השלישי, בעוד שלחץ הווריד הנבוב התחתון הראה עלייה קלה אך מתמשכת בלחץ מרגע הניתוח ועד ליום ה-21 שלאחר הניתוח. שינויים בלחצים הוורידיים נצפו מרגע לרגע, אם כי נראה כי המגמות הכלליות הראו עלייה חריפה הן בלחץ הווריד הנבוב התחתון בבטן והן בלחץ הווריד הנבוב העליון של בית החזה לאחר התבססות זרימת הפונטן. מדידות לחץ פולשניות של הווריד הנבוב העליון של בית החזה הראו ערכים ממוצעים שנעו בין שניים לארבעה מילימטרים של כספית, התואמים באופן הדוק לקריאות מכשיר הטלמטריה, שהיו בממוצע כ-1.1 מילימטר כספית. לחץ הווריד הנבוב התחתון בבטן היה גבוה יותר באופן עקבי במהלך השכיבה, וירד משמעותית בכל פעם שהכבשים עברו למצב עמידה.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מתאר את המתודולוגיה הכירורגית להשתלת התקן טלמטריה אלחוטי בבעלי חיים גדולים, כדי לאפשר איסוף רציף וארוך טווח של נתוני המודינמיקה, כולל קצב הלב, לחץ דם עורקי, לחצים בווריד הנבוב התחתון והעליון, ומקצב הלב.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום מדעי
- מדעי המוח
- פיזיולוגיה קרדיווסקולרית
- מתודולוגיה כירורגית
רקע
- מכשירי טלמטריה אלחוטיים חיוניים לניטור פרמטרים פיזיולוגיים.
- איסוף נתונים רציף משפר את ההבנה של שינויים המודינמיים.
- מודלים של בעלי חיים גדולים מספקים תובנות רלוונטיות הניתנות ליישום לבריאות האדם.
- מדידה מדויקת של פרמטרים קרדיווסקולריים היא קריטית למחקר.
מטרת המחקר
- ביסוס שיטה מהימנה לניטור המודינמי לטווח ארוך.
- העמקת ההבנה של הדינמיקה הקרדיווסקולרית בבעלי חיים גדולים.
- סיוע למחקרים הדורשים נתונים פיזיולוגיים רציפים.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- השתלה כירורגית של התקני טלמטריה בבעלי חיים גדולים.
- ניטור של קצב הלב ולחץ דם.
- איסוף נתונים מלחצי הווריד הרחב התחתון והעליון (inferior and superior vena cava).
- ניתוח של קצב הלב לאורך תקופות זמן ממושכות.
תוצאות עיקריות
- השתלה מוצלחת של התקני טלמטריה במודלים של בעלי חיים גדולים.
- איסוף רציף של נתונים המודינמיים הוכיח את ההיתכנות.
- הנתונים הראו שונות בפרמטרים קרדיווסקולריים לאורך זמן.
- המתודולוגיה הוכחה כיעילה לניטור ארוך טווח.
מסקנות
- הפרוטוקול מספק גישה מהימנה לניטור המודינמי.
- איסוף נתונים לטווח ארוך אפשרי באמצעות טלמטריה אלחוטית.
- מתודולוגיה זו יכולה לקדם מחקר קרדיווסקולרי בבעלי חיים גדולים.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
ניטור המודינמי רציף ובזמן אמת במודלים של Fontan בבעלי חיים גדולים נותן מענה לפער קריטי במחקר קרדיווסקולרי תרגומי, בכך שהוא מאפשר הערכה לונגיטודית מדויקת של התקדמות המחלה והשפעות ההתערבויות. השתלת טלמטריה אלחוטית תומכת בביטחון ניבוי בהערכה פרה-קלינית של טיפולים באמצעות מכשירים המכוונים לתפקוד מחזורי כרוני לקוי. יכולת זו משפרת את קבלת ההחלטות לגבי תיקי פיתוח על ידי אספקת נתונים פיזיולוגיים חסונים להפחתת סיכונים מכניסטיים ותיקוף מטרות בפיתוח מכשירים קרדיווסקולריים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר בחינה קפדנית של פתופיזיולוגיה קרדיווסקולרית במודלים של בעלי חיים גדולים הרלוונטיים למחלה.
- תומך בתיקוף תפקודי של מטרות טיפוליות על ידי אספקת נתונים רציפים של לחץ וקצב לב.
- מסייע בהפחתת סיכונים מכניסטיים באמצעות ניטור בזמן אמת של השפעות ההתערבות על ההמודינמיקה.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק נקודות קצה פיזיולוגיות מתוקפות לצורך סריקה פרה-קלינית של התערבויות מכשירניות או פרמקולוגיות.
- מאפשר מדידה כמותית הדירה של לחצים עורקיים וורידיים בנבדקים הנעים באופן חופשי.
- תומך בסטנדרטיזציה של בדיקות באמצעות שילוב זרמי נתונים של טלמטריה אלחוטית בניתוחים המשלימים (downstream analytics).
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מיישב בין מודלים פרה-קליניים לבין מחלה בבני אדם באמצעות לכידת מגמות המודינמיות כרוניות לאחר פרוצדורת פונטאן (Fontan).
- מאפשר קבלת החלטות לגבי קידום מבוססות התאמה לסיכון, על בסיס נתונים פיזיולוגיים אורך.
- משפר את הרצף התרגומי על ידי תמיכה בהערכה של טיפול מכוון-מטרה בסביבה רלוונטית קלינית.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד (Pipeline)
פרוטוקול טלמטריה אלחוטי זה משתלב ברצף של תגליות פרה-קליניות עד לשלב התיקוף, ומגשר בין מחקרים מכניסטיים מוקדמים לבין הערכה תרגומית של מכשירים במחקר ופיתוח קרדיו-וסקולרי.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת השערות לגבי הסתגלות מחזורית כרונית והשפעת התקן בפיזיולוגיה של פונטן (Fontan).
- סריקה: מספקת פלטיים המודינמיים כמותיים הניתנים לשחזור לצורך הערכה השוואתית של התערבויות.
- אנליטיקה: מאפשרת לכידת נתונים אורךית ברזולוציה גבוהה לצורך ניתוח סטטיסטי חסון של נקודות קצה קרדיווסקולריות.
- מחקר תרגומי: מספקת רציפות מממצאי מודלים של בעלי חיים לפיתוח התקנים קליניים על ידי שיקוף אתגרים המודינמיים אנושיים.
- שימוש חוזר ארגוני: מבססת פלטפורמה לשימוש חוזר להערכה שוטפת של התקנים וטיפולים קרדיווסקולריים במודלים של בעלי חיים גדולים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מכניסטית בתיקוף של התקנים קרדיווסקולריים.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה של ניטור פיזיולוגי ארוך טווח ושיפור השחזוריות בין מחקרים.
- ערך אסטרטגי: מספק בסיס להחלטות go/no-go באמצעות נתונים חסונים בזמן אמת, מה שמשפר את יעילות ההון ומפחית סיכונים בשלבים מאוחרים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף של מועמדים להתקנים מותאם לסיכון, בהתבסס על תוצאות פיזיולוגיות מתוקפות.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות כירורגית בגישה כלי דם ובשתילת מכשירים בבעלי חיים גדולים.
- נדרשת גישה למערכות טלמטריה אלחוטיות ולתשתית אנליטית תואמת.
- נדרש תיקינון בין-צוותי של פרוטוקולים לאיסוף נתונים ופירושם.
- ייתכן שיידרש ביצוע התאמות עבור מודלים שונים של בעלי חיים או עבור התוויות קרדיו-וסקולריות שונות.
- יש לנהל את רווחת בעלי החיים ואת תחזוקת המכשירים לטווח ארוך כדי להבטיח את שלמות הנתונים.
