Questo protocollo sperimentale è stato approvato dal Comitato per la Cura e l'Uso Istituzionale degli Animali dell'Abigail Wexner Research Institute presso il Nationwide Children's Hospital (AR24-00184). Tutte le procedure seguivano le linee guida della Guida dei National Institutes of Health per la Cura e l'Uso degli Animali da Laboratorio. Questo studio ha rispettato le linee guida ARRIVE (Ricerca sugli Animali: Segnalazione di In Vivo. Esperimenti). Le pecore gravide di Dorset (65–79 kg, 117–120 giorni di gestazione) sono state alloggiate in un ambiente specifico privo di patogeni, con libero accesso a cibo e acqua per almeno 1 settimana prima dell'intervento. Le attrezzature utilizzate in questo studio sono elencate nella Tabella dei Materiali.
Criteri umani per l'endpoint:
Complicazioni dovute alla manutenzione della linea.
I cateteri e il cavo della sonda di flusso inseriti nel feto vengono esternalizzati attraverso l'utero e il fianco della pecora e fissati all'esterno del corpo. Queste linee esternalizzate possono diventare occluse a causa di trombosi o pieghe, oppure possono essere spostate dal movimento degli animali. Le complicazioni conseguenti possono includere infezioni o sanguinamenti importanti. I segni di complicazioni includono la mancanza di ritorno del sangue durante il campionamento, errori persistenti di monitoraggio, incapacità di iniettare attraverso la linea, dislocamento della linea e sanguinamenti importanti. Le linee occluse possono rimanere in posizione se non ci sono segni di infezione o sanguinamento. In caso di sanguinamento incontrollato dopo la rimozione della linea, o segni evidenti di infezione legati a una linea occlusa, la pecora e i feti saranno soppressi.
Parto prematuro.
Il travaglio pretermine può verificarsi in qualsiasi fase della gravidanza ed è più probabile dopo un intervento cardiaco fetale. I primi segni includono gonfiore della vulva e rilassamento. La comparsa del sacco amniotico indica un parto imminente, che di solito avviene entro 30 minuti dalla rottura. Se vengono osservati segni di travaglio prematuro, la pecora e il feto saranno soppressi per interrompere l'esperimento e procedere con la necropsia.
Morte fetale.
La morte fetale può verificarsi in qualsiasi fase della gravidanza, in particolare dopo un intervento cardiaco fetale. Sebbene la morte fetale spesso porti a un travaglio prematuro, può anche causare infezioni sistemiche nella pecora. Se la pecora mostra chiari segni di progressione del travaglio o se il feto viene ritenuto non vitale, verrà eseguita una procedura terminale e la pecora e i feti saranno soppressi.
Aborto con distocia dopo la morte fetale.
Se un feto muore mentre un co-gemello sopravvive, la ritenzione del feto deceduto può aumentare il rischio di aborto con o senza distocia. Questo può manifestarsi come cambiamenti nei parametri vitali o agitazione nella pecora. Se si verifica la distocia, la pecora e il feto saranno soppressi per interrompere l'esperimento e procedere con la necropsia.
Sanguinamento materno massiccio.
Una pecora incinta può sperimentare un'emorragia come complicanza dell'incisione uterina o addominale. I segni includono sanguinamento vaginale, letargia e anomalie persistenti dei parametri vitali. Un'emorragia grave può causare la formazione di un ematoma o uno shock. Se la perdita di sangue impedisce il mantenimento della pressione arteriosa fisiologica media, o se la tachicardia persiste nonostante l'intervento, e si osservano segni di imminente collasso cardiovascolare, verrà eseguita l'eutanasia.
Danni o migrazione da palloncini.
Il danno o lo spostamento del palloncino possono causare un'inefficace occlusione dell'afflusso del ventre. La semplice deflazione con palloncino dovuta a danni potrebbe non produrre segni clinici se l'emodinamica fetale rimane stabile. Se si verifica lo spostamento nella configurazione interna LA, possono verificarsi sanguinamenti intratoracici e morte fetale. In caso di sanguinamento significativo che porta alla morte fetale, la pecora e i feti saranno soppressi.
Deiscenza del sito chirurgico e/o infezione della ferita.
La deiscenza del sito chirurgico si verifica tipicamente 5–8 giorni dopo l'intervento e può manifestarsi con infezione, necrosi tissutale o ernia degli organi interni. Le infezioni delle ferite possono verificarsi entro alcune settimane dopo l'intervento. Se l'intervento è fattibile, verrà fornito il trattamento; Se la condizione dovesse diventare letale, si prenderà in considerazione l'eutanasia.
1. Preparazione degli animali
- Raccogli sangue dalla vena giugulare della pecora per confermare la negatività della febbre Q all'arrivo.
- Acclimatare le pecore a un piatto per un monitoraggio continuo post-operatorio.
- Valuta la pecora dal team veterinario una settimana prima dell'intervento. Animali sani in rapido durante la notte prima dell'anestesia.
- Somministrare diazepam (0,5 mg/kg) e ketamina (4 mg/kg) tramite la vena giugulare interna per la sedazione.
- Intubare la pecora con un tubo endotracheale a un solo lumen di 8–9 mm e avviare l'anestesia con isoflurano (1%–5%). Mantenere l'anestesia con isoflurano (1%–5% di ossigeno) o un'infusione continua di propofolo (a partire da 30 mg/kg/h; intervallo: 20–45 mg/kg/h).
- Inserire un sondino orogastrico per decomprimere lo stomaco e il rume.
- Inserire un catetere venoso a un solo lumen (16–18G) nella vena cefalica o giugulare per la somministrazione di liquidi, l'infusione di propofol e la somministrazione di farmaci secondo necessità.
- Inserire una linea arteriosa (22–24G) nell'arteria auricolare, femorale o radiale per un monitoraggio continuo della pressione sanguigna e un campionamento di sangue.
- Rasi tutta l'area addominale, estendendosi fino alle regioni dorsale e inguinale. Prepara il sito chirurgico utilizzando clorexidina, povidone-iodio o alcol.
- Trasferite la pecora nella sala operatoria. Posiziona l'animale in posizione supina su un lettino operatorio e posiziona un dispositivo riscaldante sotto la pecora per prevenire l'ipotermia. Fissa tutti gli arti.
- Applicare monitor non invasivi, tra cui un bracciale per la pressione sull'arto anteriore destro, un pulsossimetro sull'orecchio o sulla lingua, e elettrocardiogrammi per monitorare la pressione sanguigna materna, la saturazione di ossigeno e la frequenza cardiaca.
- Somministrare cefazolina (50 mg/kg) per profilassi antibiotica prima dell'incisione. Ripeti ogni 4 ore durante la procedura se necessario.
2. Laparotomia e isterotomia della pecora e toracotomia del feto
- Esegui una laparotomia della linea mediana per esporre l'utero. Palpare l'utero e contare il numero di feti.
- Esteriorizza delicatamente l'utero. Seleziona un sito di isterotomia di circa 10–15 cm, a seconda della dimensione fetale.
- Inserire una sutura a cordone (1 sutura intrecciata assorbibile) prima di eseguire l'isterotomia per controllare la perdita di liquido amniotico. Apri la parete uterina strato dopo strato usando l'elettrocauterizzazione.
- Posizionare quattro pinze Babcock lungo l'incisione uterina per fissare tutti gli strati e prevenire la perdita di liquido amniotico. Assicurati che la membrana amniotica (lo strato più interno) sia inclusa.
- Applicare una sutura continua e ripetuta lungo il bordo dell'incisione utilizzando seta 2-0 per mantenere l'apposizione della membrana amniotica alla parete uterina.
- Esternalizzare delicatamente la testa fetale e fissare la sutura a cordone uterina con un emostato (Figura 1A). Copri il viso fetale con un copricapo di plastica personalizzato con un'apertura per la sonda dell'ecocardiografia intracardiaca (ICE) per mantenere l'umidità.
- Stabilizza la testa fetale usando garze per mantenere una posizione supina.
- Inserire una sonda ICE nell'esofago fetale tramite la bocca ed eseguire l'ecocardiografia transesofagea (TEE) (Figura 1A).
- Acquisire misurazioni ecocardiografiche di base.
NOTA: La valutazione ecocardiografica di base include una valutazione qualitativa dell'anatomia cardiaca e della contrattibilità ventricolare, nonché misurazioni quantitative della dimensione della camera ventricolare e della funzione sistolica quando la qualità dell'immagine è sufficiente.
- Somministrare una combinazione di farmaci intramuscolari contenente un analgesico, un anticolinergico e un agente bloccante neuromuscolare (fentanyl 20 μg/kg, atropina 20 μg/kg e vecuronio 20 μg/kg) nella coscia fetale per ridurre il movimento durante l'intervento.
- Fai un'incisione al collo ed esponi la vena giugulare e l'arteria carotide.
- Inserire un catetere pieno di liquido nell'arteria carotide per il monitoraggio della pressione arteriosa e un altro nella vena giugulare per il monitoraggio della pressione venosa centrale (Figura 1B).
NOTA: Legato le estremità distali dei vasi e fissare i cateteri con due suture di seta 2-0.
- Chiudi l'incisione del collo usando suture di seta 2-0 mentre esternalizzi i cateteri.
- Allinea le due linee di pressione con un'ulteriore linea amniotica e fissale lungo il collo fetale usando suture di seta 3-0.
- Espone la parte superiore del corpo fetale rilasciando la sutura del cordone uterino. Posizionare suture di sstay all'altezza xifoide e dorsale per assicurare la posizione.
- Fissa la testa e gli arti anteriori del feto usando garze per posizionare il feto nella posizione del decubito laterale destro.
- Esegui una toracotomia fetale al quarto spazio intercostale e apri la gabbia toracica usando un divaricatore per le costole.
- Apri il pericardio e sospendilo con suture di seta 4-0 per esporre l'atrio sinistro (LA) e l'arteria polmonare (PA).
- Dissezionare l'arteria polmonare e l'aorta ascendente e circondare ciascuna con anelli vasali.
- Fai passare il cavo di una sonda di flusso da 6 mm attraverso il secondo spazio intercostale e posizionalo attorno all'aorta ascendente.
- Confermare una qualità adeguata del segnale collegando la sonda all'unità di misurazione del flusso.
3. Metodo di impianto con palloncino 1: all'interno dell'atrio sinistro (LA) (feti più vecchi di GA110)
- Clampare l'atrio sinistro (LA) leggermente sopra la scanalatura atrioventricolare usando una piccola pinza per vasi inclinata (Figura 2A).
- Posiziona una sutura a corda a borsa (sutura in polipropilene 6-0) sull'appendice LA e fissala con un laccio emostatico.
- Incisci la parete LA all'interno della sutura a cordone con forbici sottili. Conferma che l'apertura sia sufficiente per l'inserimento del palloncino.
- Inserire il catetere a palloncino su misura nel LA. Fissare il catetere usando la sutura a cordone della borsa precedentemente posizionata e rinforzare la fissazione con due ulteriori suture di seta 4-0 (Figura 2B).
NOTA: Il diametro del palloncino è di circa 1,5 cm a 5 mL e 2,7 cm a 10 mL di glicerina. Sebbene il palloncino sia stato testato in laboratorio per tollerare l'inflazione fino a 17 mL, circa 10 mL sono stati utilizzati come limite massimo pratico per l'ingrossamento in vivo. Inflazione perché volumi maggiori possono indicare una cattiva disposizione o perdita e possono aumentare il rischio di compressione eccessiva o lesioni tissutali.
- Eseguire l'ecocardiografia transesofagea (TEE) per confermare il corretto posizionamento del palloncino. Conferma che il palloncino si trovi sul piano mitrale e non rimanga all'interno dell'appendice. Gonfiare temporaneamente il palloncino per confermare l'ostruzione funzionale tramite riduzione dell'afflusso mitrale sulla TEE e riduzione o scomparsa del flusso aortico ascendente antegrado sulla sonda di flusso, poi sgonfiarlo.
- Chiudi la gabbia toracica in modo rilassato usando tre punti di seta 2-0. Evita di comprimere il catetere a palloncino.
- Esternalizzare il catetere a palloncino dalla cavità toracica nello stesso piano sottocutaneo del cavo della sonda di flusso e indirizzare entrambi alla pelle dorsale.
- Fissa entrambi i cavi alla pelle dorsale in almeno due punti usando suture di seta 2-0 (ancorare la pelle, legare un cavo, legare il secondo cavo e ri-ancorare la pelle).
4. Metodo di impianto con palloncino 2: all'esterno dell'atrio sinistro (LA) (feti più giovani di GA110)
- Rilasciare la sospensione pericardica attorno al LA e valutare la relazione tra il pericardio e la parete LA (Figura 3).
- Posizionare due suture di polipropilene 6-0 sul catetere a palloncino (una alla punta e una alla base). Ancorare queste suture al pericardio nelle posizioni corrispondenti.
NOTA: Posizionare il palloncino sulla faccia superiore della LA quando il pericardio è chiuso.
- Chiudi il pericardio in modo rilassato usando suture di seta 2-0.
- Regolare la posizione del palloncino sotto la guida TEE per ottenere una compressione LA adeguata. Assicurati che il palloncino gonfiato comprima il LA dall'aspetto caudale anziché da quello posteriore. Gonfia temporaneamente il palloncino per confermare l'effetto emodinamico, poi sgonfialo.
NOTA: La compressione adeguata è definita qualitativamente come riduzione visibile della dimensione LA e dell'afflusso mitrale su TEE senza compressione delle strutture adiacenti, e funzionalmente come riduzione o scomparsa del flusso aortico ascendente antegrado sulla sonda di flusso.
- Chiudi la gabbia toracica in modo rilassato usando tre punti di seta 2-0. Evita di comprimere il catetere a palloncino.
- Esternalizzare il catetere a palloncino dalla cavità toracica nello stesso piano sottocutaneo del cavo della sonda di flusso e indirizzare entrambi alla pelle dorsale.
- Fissa entrambi i cavi alla pelle dorsale in almeno due punti usando suture di seta 2-0 (ancorare la pelle, legare un cavo, legare il secondo cavo e ri-ancorare la pelle).
5. Chiusura di isterotomia e laparotomia con esternalizzazione di cavi e cateteri
- Riporta delicatamente il feto nell'utero. Conserva quanta più liquidità amniotica e quante più placente possibile.
- Rimuovi la sutura a cordone e la sutura 2-0 in seta ripetuta. Rimuovere tutte le suture residue dall'incisione uterina.
- Chiudere l'utero utilizzando suture intrecciate assorbibili in tre strati continui: materasso orizzontale, sutura over-over-over e sutura di copertura continua.
NOTA: Esternalizzare le tre linee di pressione, il cavo della sonda di flusso e il catetere a palloncino tra gli strati di sutura (Figura 4).
- Somministrare antibiotici (ampicillina 500–1000 mg e ciprofloxacina 2 mg) nel sacco amniotico tramite catetere a pressione amniotica per ridurre il rischio di infezione intra-amniotica dopo isterotomia, toracotomia fetale e esteralizzazione cronica di catetere/cavo.
- Riportare l'utero nella cavità addominale.
- Posizionare una sutura a cordone nella fascia addominale 2–3 cm a destra della linea alba e far passare i cavi attraverso l'apertura.
- Regola la lunghezza del cavo all'interno dell'addome e fissa la sutura a cordone della borsa sulla fascia. Consentire una leggera mobilità dei cavi; Non stringere troppo.
- Inserire un dispositivo di tunneling su misura nel tessuto sottocutaneo del fianco destro della pecora e avanzare verso la regione dorsale per circa 50–60 cm.
- Identifica il sito di uscita. Fai una piccola incisione cutanea all'estremità distale del dispositivo di tunneling e rimuovi il nucleo interno.
- Fai passare due tubi in PVC aggiuntivi attraverso il dispositivo di tunneling. Collega le tre linee di pressione e il catetere a palloncino a un singolo tubo in PVC, poi tirali attraverso il tunnel.
- Collega il cavo della sonda di flusso al secondo tubo in PVC ed esternalizzalo attraverso il tunnel.
- Rimuovi il dispositivo di tunneling dal fianco.
- Chiudi la laparotomia in tre strati: fascia, tessuto sottocutaneo e pelle utilizzando suture appropriate.
- Chiudi parzialmente il punto di uscita del cavo usando una sutura 3-0 poliglactin 910.
- Fissa una tasca di stoccaggio sul fianco destro della pecora usando punti di sutura in poliestere intrecciato a 0 punte. Posizionare la sacca a 2–3 cm dorsale rispetto al punto di uscita del cavo per minimizzare l'attrito. Il tempo operativo totale è tipicamente di 4–4,5 ore dall'incisione cutanea alla chiusura.
6. Recupero
- Interrompere l'anestesia e rimuovere il tubo orogastrico. Estuba la pecora dopo aver confermato la respirazione spontanea.
NOTA: L'estubazione si verifica tipicamente dopo segni di eccitazione, tra cui movimento del collo, battimenti di palpebre, tono della mascella e masticazione.
- Rimuovere la linea arteriosa dalla pecora.
- Trasferire la pecora in un'area isolata di recupero. Assisti l'animale a stare in posizione stesora fino a quando non può stare in piedi e camminare in modo indipendente.
- Somministrare buprenorfina intramuscolare (0,015–0,05 mg/kg) ogni 8–12 ore per l'analgesia post-operatoria. Somministrare meloxicam (0,3–1 mg/kg) secondo necessità, seguendo le indicazioni veterinarie.
- Monitora attentamente la pecora in un recinto individuale per i primi 3 giorni del periodo di recupero acuto.
7. Abitazione cronica e valutazione
- Sistemate la pecora in un supporto personalizzato progettato per consentire un monitoraggio emodinamico continuo minimizzando allo stress.
- Collega i cateteri esternalizzati ai sistemi di monitoraggio. Misurare continuamente la pressione aortica fetale, la pressione venosa centrale, la pressione del liquido amniotico e il flusso aortico.
- Ottenere campioni di gas ematico fetale dal catetere arterioso quando si osservano valori emodinamici anomali.
- Iniziare l'inflazione del palloncino all'incirca al terzo giorno postoperatorio usando glicerina sterile al 30%. Aumenta il volume del palloncino di 1 mL/giorno. Dopo ogni incremento di 0,5 mL, monitorare la risposta emodinamica fetale per almeno 5–10 minuti per garantire stabilità, inclusa l'assenza di bradicardia o di una pressione arteriosa media inferiore a 30 mm Hg. Continuare l'inflazione fino a quando il flusso aortico ascendente antegrado non sarà ridotto a zero.
- Se il flusso antegradeo zero non viene raggiunto con 10 mL di gonfio del palloncino, si sospetta perdita o cattiva disposizione del palloncino, invece di continuare a gonfiare verso la capacità massima del palloncino testata in laboratorio. Sgonfia il palloncino e valuta eventuali perdite o spostamenti utilizzando ispezione con catetere o ecografia.
8. Necropsia
- Scollega i cateteri di monitoraggio e il cavo della sonda di flusso e conservali nella tasca esterna.
- Sedate e intubate la pecora. Mantieni l'anestesia e inserisci un sondino orogastrico e cateteri vascolari seguendo lo stesso protocollo dell'intervento iniziale.
- Trasferite la pecora nella sala operatoria. Posiziona l'animale supino su un lettino chirurgico e piazza un dispositivo riscaldante sotto la pecora. Fissa tutti gli arti.
- Applicare monitor non invasivi come descritto nella procedura iniziale.
- Ricollega i cateteri di pressione e la sonda di flusso al sistema di monitoraggio.
- Riapri la laparotomia precedente e l'incisione uterina. Esteriorizza il feto sperimentale.
- Stabilizza la testa fetale usando garze per mantenere una posizione supina.
- Inserire una sonda di ecocardiografia intracardiaca (ICE) nell'esofago fetale tramite la bocca ed eseguire l'ecocardiografia transesofagea (TEE).
- Acquisire immagini della posizione del palloncino e raccogliere dati ecocardiografici, di flusso e di pressione. Sgonfia il palloncino e ripeti le misurazioni.
- Somministrare eparina (10.000 U) al feto. Legare il cordone ombelicale e iniettare cloruro di potassio saturo nella vena ombelicale per arrestare il cuore in diatolo.
- Rimuovi il feto sperimentale. Riaprire la cavità toracica e valutare la posizione, la migrazione e le evidenze di infezione.
- Estrai il cuore, misura il peso cardiaco e raccogli campioni di tessuto miocardico.
- Ripeti i passaggi 8.6–8.12 per il feto di controllo.
- Eutanasia la pecora usando pentobarbital sodico mentre è sotto anestesia.