この記事では、子豚に左心室補助装置(LVAD)を埋め込むためのプロトコルを紹介します。このモデルは、子どもにおけるLVADの埋め込みを研究し、LVAD治療における心室逆再構築のメカニズムを明らかにする強力な方法を示しています。
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方法論記事
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この記事では、子豚に左心室補助装置(LVAD)を埋め込むためのプロトコルを紹介します。このモデルは、子どもにおけるLVADの埋め込みを研究し、LVAD治療における心室逆再構築のメカニズムを明らかにする強力な方法を示しています。
小児左心室補助装置(LVAD)埋め込みモデルが確立され、小児LVADの支持をシミュレートし、心臓逆再構築のメカニズムを研究しました。心不全(HF)は世界的に広く見られる心血管疾患です。LVADの移植はHF治療に不可欠な方法です。しかし、既存の小児LVAD移植モデルは未発達であり、特に小児においてはLVAD治療による心室逆再構築のメカニズムは不明でしたが、標的となる可能性のある研究は多く行われています。したがって、特に子どもにおいてそのメカニズムを調べる必要があります。良いモデルは、新しい小児LVADの機能を検証し、その主要メカニズムを明らかにするための基盤となります。私たちは、小児LVADの安全性と有効性を仮定できる若年型ランドレース豚のLVAD移植モデルを確立しました。LVADを埋め込みた後、LVADポンプは1か月以上にわたり安定した途切れのない血流を維持しました。さらに、生命兆候は血行動態を含め安定しており、理想的な正常範囲内だった。このモデルは、LVAD埋め込み後の臨床患者の血行動態状態を正確に再現します。LVAD埋め込み後の連続的な変化を追跡するために使用できます。同時に、小児LVAD移植の反応性や安全性を開示するためにも利用されます。このプロトコルは、小児LVAD移植研究のための統一モデルを構築するための簡単かつ標準的な一般プロセスです。
LVAD療法は心不全患者の生存率を向上させ、心臓移植への架け橋として機能します。LVADは成人で数十年にわたり使用されており、逆心筋リモデリングを促進することで心機能の回復に寄与すると考えられています。過去の研究は成人のLVAD移植患者に焦点を当てていました。2.しかし、LVAD治療における詳細な逆分子メカニズムは、子ども3において依然として明確ではありませんでした。したがって、逆再モデルをもたらすLVAD治療機構研究の良いモデルが必要です。マウスモデルは心血管疾患の薬剤評価やデバイス開発に広く使われていますが、マウスの免疫系、心筋収縮力、血行動態、代謝は人間とはかなり異なります。さらに、マウスの安静時心拍数は1分間に500〜600回に達し、これは人間の6〜10倍に相当します。心室補助装置を埋め込むには速すぎます。さらに、マウスの左心室と血管の大きさは非常に小さいです。十分に細く、柔軟で生体適合性があり、十分な流量と低い抵抗を保証できるパイプを設計・埋め込むことは非常に困難です。したがって、人間をより代表する動物モデルの開発が必要です。循環系の観点からは、豚は人間と非常によく似ており、人間の循環系疾患や器具移植研究の良いモデル動物となり得ます。また、豚のモデルは心室補助装置の前臨床的トランスレーショナル研究にも広く用いられています。当プロトコルは若いランドレース豚における新しい小児LVAD移植モデルを確立しました。
さらに、小児心不全(PHF)は10万人あたり0.87〜7.4人に影響を及ぼします。心臓移植(HT)はHF治療のゴールドスタンダードですが、すぐにドナー心臓を得られない子どももいます。そのため、HFの子どもの生命維持には小児LVADの埋め込みが必要です。小児科ではLVADの使用が増加していますが、これらの患者は複雑で、房室ブロック7の治療が必要になることもあります。さらに、HF児童に適した小児LVADは存在せず、過去の臨床結果では大出血、脳卒中率、感染、腎機能障害の発生率が成人より高かったことが示されました8。過去の短期臨床試験では、小児用LVADの使用が虚血性脳卒中や重度の不整脈などの問題を引き起こしており、これらは小児LVADのさらなる最適化が必要であることを示しています。したがって、子どものLVAD移植モデルを構築する必要があります。これは新しいLVAD試験や逆リモデリング機構の研究において重要なモデルとなり得ます。若いランドレース豚は比較的小型で、心重は約100gで、子どもとほぼ同程度です。これらは、子ども向けに特別に設計された埋め込み型心室補助装置の安全性と有効性を評価するために使用できます。したがって、若いランドレースは小児LVAD移植研究に適した株です。
本記事では、若いランドレースのLVAD移植モデルを提供しました。LVAD逆再構築機構のメカニズムを明らかにし、小児LVAD移植の安全性と有効性を評価するのに適したモデルとなり得ます。
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豚を対象としたすべての処置は、中国医学科学院福外病院の施設動物ケア・利用委員会(IACUC)によって承認されています(倫理承認番号:0109-1-35-ZX(X)-5)。すべての実験はARRIVEガイドラインに従って行われました。実験動物である3か月齢の雄の幼体陸性豚(30〜35kg)は、環境に適応しストレス軽減のために、事前にフワイ病院動物センターの実験施設に収容・隔離されました。動物は術前検査を行い、手術前の健康状態を確認し、異常な行動特徴、異常な症状、または兆候があれば実験から除外されました。実験動物は断食され、心臓移植および検査前の飲酒は動物実験センターの通常の手順に従って禁止されていました。
1. 実験動物の術前管理および準備
2. LVADの埋め込み
3. 術後ケア
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小児のLVAD移植モデルを確立するために、このプロトコルを3か月齢の若いランドレース(体重33.8kg)オスに適用し、手術後4週間で体重が2.6kg増加しました。ランドレース豚は通常、約1歳で性的成熟に達します。つまり、完全に若い豚です。図1Aが示すように、私たちはプロトコルに従ってLVADの埋め込み手術を完了しました。術前12誘導心電図(ECG)の結果が示すように、手術前の心電図は正常でした(図1B)。術前心エコー検査では、左右心室ともに正常な心機能が認められ、LVEFおよびLVFSはそれぞれ62%と26%となっています(図1C、図2A、B)。術前の血液検査および生化学的検査で豚はすべて正常であることが示されました(
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若いランドレースのLVAD移植モデルは、逆再モデルをもたらすLVADの詳細なメカニズムを研究する方法を提供しました。LVAD埋め込み後の心筋の連続的な動的変化を異なる時期に明らかにするために用いられます。さらに、同じ動物の心筋変化を追跡するための心筋生検も利用可能であり、動物の使用を減らす可能性があります。さらに、生後3か月の若いランドレースは子どもと同じ年齢であり、これは子どものLVAD移植の優れたモデルです。このモデルは小児LVAD研究における重要なギャップを埋めています。このモデルは少なくとも3つの側面で使用可能です:(1) LVADの機構研究による心室逆再構築;(2) 小児の心臓反応性とLVAD移植の安全性;(3) LVAD関連治療のための新しい器具または薬剤評価。
このプロトコルにはいくつかの重要なステップがありました。まず、これは子どものLVAD移植研究のためのものなので、豚の品種と年齢が不可欠です。生後3か月の若いランドレース豚は比較的小型で、心重は約100gで、子どもとほぼ同じです。次に、サイズと出...
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著者は利益相反を申告する必要はありません。
本研究は中国国家自然科学基金(82125004;江平・宋氏より)の後援を受け、小児特異的植込み型心室補助装置の大型動物実験の評価および臨床的突破口の前臨床確認および小児末期心不全の診断・治療規範の確立(2023YFC2706204)の支援を受けました。中国科学技術部国家重点研究開発プログラムの前沿バイオテクノロジー重点プロジェクト(2023YFC3404300、江平宋へ)、中国科学技術部特別プロジェクト(心血管疾病国家重点研究所、扶衛病院、中国医学科学院支援、2024GZZD-03、江平宋へ)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 10度大動脈クロスクランプ | シノビュー | CP40431-19 | 大動脈閉塞 |
| 10度大動脈クロスクランプ | シノビュー | CP40431-19 | 大動脈閉塞 |
| 30度アーチ枝血管クランプ | シノビュー | CP40432-19 | |
| 45度大動脈クロスクランプ | シノビュー | CP40044-18 | |
| ACT-Kカートリッジ | アボット | 03P74-25 | ACTモニタリング |
| ACT-LR試験管 | メドトロニック | 809 | ACTモニタリング |
| アフィニティ融合酸素システム | メドトロニック | BB841 | 心肺バイパス |
| 麻酔装置 | マインドレイ | A9 | 麻酔およびその他の治療 |
| アチカルリング(縫製カフス) | コー・ハート | - | 埋め込み部品。心臓の頂点に縫合し、心臓へのポンプ接続の支えと密閉を図っています。 |
| 動脈カニューレ | メドトロニック | 18Fr | 心肺バイパス |
| アトラクリウム | 恒瑞製薬 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| 外傷性平らな鉗子 | SureMed | GF04021-25 | |
| 外傷性平らな鉗子 | SureMed | GF04021-25 | |
| バランスハンドル型ペン式マイクロサージカルピンセット | シノビュー | FC12010-21 | |
| 幼鳥ランドレース豚 | 中国科学院動物学研究所、北方大型動物研究施設 | - | 実験動物 |
| 血液ガス分析装置 | 電子診断 | PT1000 | 麻酔およびその他の治療 |
| ケーブルプラー | コー・ハート | - | 外科的補助品だ。手術中に経皮的ケーブルを体から引き抜くために使用されました。 |
| 心肺バイパス回路 | メドトロニック | B-HL-159 | 心肺バイパス |
| 中心静脈カテーテル | 百和医療 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| チャージャーベース | コー・ハート | - | 外部部品。バッテリーを充電します。 |
| CoaguChek XS PTテストストリップ | ロッシュ | 4015630936854 (ワン) | INR監視 |
| 通信アダプター | コー・ハート | - | オプションの外部部品で、再利用可能。モニターとコントローラー間の通信接続を可能にします。 |
| コネクタプロテクター | コー・ハート | - | 外部部品。経皮ケーブルとコントローラーケーブルの接続を強化し、コネクターの回転や緩みを防ぐために使用されます。 |
| コネクターシールスリーブ | コー・ハート | - | 外科的補助品だ。手術中にケーブルプラーと経皮的ケーブルを接続し、シールの完全性を確保するために使用されます。 |
| コントローラー | コー・ハート | - | 外部部品。ポンプの動作に接続・監視し、異常に対する警報機能を提供します。 |
| コアリングナイフ | コー・ハート | - | 外科的補助品だ。手術中に心臓頂点に開口部を作るために使用されました。 |
| 湾曲型鉗子 | SureMed | GC01002-16 | |
| 湾曲型鉗子 | SureMed | GC01002-12 | |
| 湾曲型鉗子 | SureMed | GC01002-16 | |
| 使い捨て血液マイクロ塞栓フィルター | サンシン | FAF-2 | 心肺バイパス |
| 使い捨て血液貯留フィルター | サンシン | FCR300K | 心肺バイパス |
| 使い捨て心筋麻痺投与システム | メドトロニック | XP41 | 心肺バイパス |
| ドーパミン | 九安製薬 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| 気管内チューブ | 雅新薬 | YS-0000 | 麻酔およびその他の治療 |
| エピネフリン | 金耀製薬 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| 細かい解離鉗子 | SureMed | GC01090-20 | |
| 細かい解離鉗子 | SureMed | GC01090-20 | |
| 心肺機械 | リヴァノヴァ | シーズン5 | 心肺バイパス |
| ヘパリン | 北華製薬 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| アイスバケツ | SureMed | GQ13018-00D | |
| アイスバケツ | SureMed | GQ13018-00D | |
| 注入ポンプ | シノMDT | SN-C8 | 麻酔およびその他の治療 |
| INRatio PT/INRテストストリップ | ヘモセンス | 参考文献:0100071 | INR監視 |
| 静脈内カテーテル | KDL | 16G-26G | 麻酔およびその他の治療 |
| イソフルラン | 魯南製薬 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| イソプロテレノール | ハーベスト・ファーマシューティカル | - | 麻酔およびその他の治療 |
| 乳酸リンガー溶液 | ケルン製薬 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| 大きな盆地 | SureMed | GQ13033-00D | |
| 大きな盆地 | SureMed | GQ13033-00D | |
| 喉頭鏡 | ハンフェイル | TD-C-III | 麻酔およびその他の治療 |
| 塩酸リドカイン注射 | ケルン製薬株式会社 | H20057816 | |
| 硫酸マグネシウム注射 | Zdjt製薬株式会社 | H20051792 | |
| 医療用電気胸鋸 | 景東西集 | HF-X01 | |
| 医療用胸骨ノコギリ、電動胸骨ノコギリ | 景東西集 | HF-X01 | |
| 中型胸骨リトラクター | SureMed | GR04130-00 | |
| 修正セントトーマスソリューション | 自力で成り上がった | - | 麻酔およびその他の治療 |
| モニター/コンピューター | コー・ハート | - | オプションの外部部品で、再利用可能。コントローラーと心室補助ポンプに接続してセットアップと操作を行います。 |
| マルチパラメータモニター | マインドレイ | ベノヴァリエーション N17 | 麻酔およびその他の治療 |
| バッグストリング縫合用のニードルパッサー | SureMed | GR04074-00 | |
| ノルエピネフリン | ハーベスト・ファーマシューティカル | - | 麻酔およびその他の治療 |
| 流出カニューレ | コー・ハート | - | 埋め込み部品。人工船に固定接続し、保護を提供します。 |
| PCL ACTテストカートリッジ | 計測ラボ | 257 | |
| 小児胸骨リトラクター | SureMed | GR04114-00 | |
| 塩化カリウム注入 | ケルン製薬株式会社 | H42021164 | |
| 電源アダプター | コー・ハート | - | 外部部品。左心室支援システムへの電源接続を提供します。 |
| プロタミン硫酸塩 | ユーケア製薬 | - | |
| ポースストリング縫合イントロデューサー | SureMed | GR04074-00 | |
| 充電式リチウムバッテリーパック | コー・ハート | - | 外部部品。左心室補助システム(LVAS)に電力を供給します。 |
| レサノ外傷性マジックピンセット | シノビュー | FC25501-23 | |
| 直角鉗子 | SureMed | GC01110-14 | |
| 直角鉗子 | SureMed | GC01089-18 | |
| 直角クランプ | SureMed | GC01110-14 | |
| 直角クランプ | SureMed | GC01089-18 | |
| 小さな盆地 | SureMed | - | |
| 重炭酸ナトリウム注入 | ケルン製薬株式会社 | H20043739 | |
| 乳酸ナトリウムリンガー注射 | 浙江天瑞製薬 | H20033783 | |
| 胸骨リトラクター(中サイズ) | SureMed | GR04130-00 | |
| ストレートピンセット | SureMed | GC01001-12 | |
| ストレートピンセット | SureMed | GC01001-16 | |
| ストレートピンセット | SureMed | GC01001-12 | |
| ストレートピンセット | SureMed | GC01001-16 | |
| 縫合 5-0 プロリーン BB | エティコン | - | |
| 縫合 プロリーン・ブルーム 4-0 SH 36 | エティコン | - | |
| 縫合 2-0 プロリーン・ブルー M SH | エティコン | - | |
| 縫合 BB 4-0 プロリーン | エティコン | - | |
| 温度プローブ | 3歳 | - | 麻酔およびその他の治療 |
| テトラスパン 6% | B. ブラウン | L6511(エコバッグ) | |
| 扁桃ピンセット | SureMed | GC09009-20D | |
| タングステンカーバイドリングハンドルニードルホルダー | SureMed | GN01013-22K | |
| タングステンカーバイドリングハンドルニードルホルダー | SureMed | GN01013-22K | |
| タングステンカーバイドリングハンドルニードルホルダー | SureMed | GN01010-22K | |
| 静脈カニューレ | メドトロニック | 28フラン、32フラン | 心肺バイパス |
| 人工呼吸器 | マインドレイ | SV300 | 麻酔およびその他の治療 |
| 心室補助ポンプ | コー・ハート | - | 一種の磁気浮遊遠心ポンプだ。埋め込み部品。心臓に埋め込まれて血行を助ける。 |
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