このプロトコルは、胎内・胎児ラムモデルを用いて、バルーンを用いた左心房流出制限を用いて低形成左心症候群様生理を誘導し、継続的な血行動態モニタリングと洗練された左心房バルーン移植技術を用いる。
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このプロトコルは、胎内・胎児ラムモデルを用いて、バルーンを用いた左心房流出制限を用いて低形成左心症候群様生理を誘導し、継続的な血行動態モニタリングと洗練された左心房バルーン移植技術を用いる。
左心低形成症候群(HLHS)は、左心室(LV)、僧帽弁、大動脈弁、上行大動脈の発達不良を特徴とする重度の先天性心疾患です。「フローなし、成長なし」理論に基づき、このプロトコルは子宮内でのLV成長を抑制するために僧帽弁流入を制限する再現可能な胎児羊モデルを記述しています 。 妊娠約120日目に母体開腹術と子宮切開術が行われ、その後胎児左開胸術が行われます。バルーンカテーテルを左心房(LA)に挿入し、手術時にしぼませ、術後約3日目から膨らませて僧帽間流を制限し、母体回復後のフロープローブで確認されるまで昇行大動脈の順行性血流が著しく減少または消滅するまで膨らませます。胎児頸動脈圧と上行大動脈フロープローブによって血行動態の変化が継続的に監視されます。胎児は最大3週間維持され、解剖が行われます。重要なステップには、もろい胎児における大動脈フロープローブおよびLAバルーンの無外傷性挿入と固定、子宮閉鎖前後の羊水流出の綿密な予防が含まれます。このモデルはHLHSのメカニズムの調査、画像バイオマーカーの検証、出生前または周産期の治療介入の評価、予防戦略の策定の指導のプラットフォームを提供します。
左心機能低下症(HLHS)は、左心構造および大動脈の発達不良を特徴とする重度の先天性心疾患の一形態です。小左心室(LV)は全身灌流を支えないため、循環は右心室に依存し、単一脳室の生理構造が生じます。したがって、HLHSは通常、一連の段階的な開心術を必要とします。
HLHSの病因は多因子的であり、遺伝的要因2,3および胚性機械的血流の変化(3,4,5,6,7,8)が疾患発生の主な要因とされています。近年、LVの成長を促進するために血流を修飾することを目的とした胎児介入が注目を集めており、大型動物HLHSモデルが機構的理解を深め、治療戦略の開発を支援するために重要な必要性が浮き彫りになっています。
胎児の羊は慢性的な器具や手術に耐えられ、出生時の体型が人間の新生児とほぼ同じであるため、先天性心疾患のモデル化に頻繁に用いられます11。豚モデルは心血管研究で広く用いられ、遺伝学的・解剖学的には人間の心臓により近いものの、体外ケーブルが必要な場合、外部のケーブルに引っ張られたり絡まったりする可能性があるため、管理が困難です。そのため、慢性的な外部ケーブルや圧力モニタリングカテーテルを必要とする研究では、羊や牛が好まれることが多いです。これらの反芻動物は一般的に豚よりも穏やかで、限られた環境下でも管理しやすいです。
現在、HLHS表現型を再現しようとする大型動物の試みは主に子宮胎児の子羊モデルで用いられています。羊の心臓は人間の心臓に非常によく似ており、四つの部屋構造、房室弁および半月の弁構造、そして類似した冠動脈のパターンを持っています。HLHSの最初の胎児用子羊モデルは1970年代にFishmanらによって報告され、さらに40年以上後に追加のモデルが開発されました。胎児の子羊7、8、13において僧帽弁流入閉塞を誘発し、左室低形成を起こすためにいくつかの手法が用いられています。胎児卵巣孔の閉塞はステント7、ラチナコイルを8号弁8の上に置いた白金コイルによる閉塞、左心房(LA)内にバルーンカテーテルを挿入・膨張して僧帽弁13の流入を遮断するなどがあります.しかし、術後評価項目までの生存率は比較的低く、42%8.13から58%の範囲であり、より安全で侵襲の少ないアプローチの必要性を強調しています。
ここで説明するモデルは、左心房バルーンの膨張を用いて僧帽弁の流入を遮断し、HLHS様生理学を誘導し、LVのアンロードを逆転させることを目的とした介入を検証する有望な実験的アプローチを示しています。しかし、他の胎児子羊モデルと同様に、比較的低い生存率は依然として大きな制約となっています。したがって、より侵襲性の低い技術に向けたさらなる外科的洗練が必要です。本研究は、慢性胎児子羊におけるLAバルーン移植の安全性と実現可能性を向上させる方法論を説明しています。主な焦点は手術の実現可能性と安全性にあります。長期的なアウトカムデータは限られていますが、このモデルは低室発達障害のメカニズムの調査や治療戦略の策定に役立つ可能性があります。
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この実験プロトコルは、ナショナルワイド小児病院のアビゲイル・ウェクスナー研究所の施設動物ケア・利用委員会(AR24-00184)によって承認されました。すべての処置は、国立衛生研究所(NIH)の実験動物ケア・利用ガイドのガイドラインに従って行われました。この研究はARRIVEガイドライン(動物研究: In vivo の報告)に準拠しました。実験)。ドーセットの妊娠中の羊(65〜79kg、妊娠117〜120日)は、手術の少なくとも1週間前から特定の病原体のない環境で飼育され、食物と水に自由にアクセスさせられました。本研究で使用される機器は 材料表に記載されています。
人道的評価基準:
ラインメンテナンスによる合併症。
胎児に挿入されたカテーテルとフロープローブケーブルは、雌羊の子宮と脇腹を通って外部に排出され、体外で固定されます。これらの外出した線は血栓症やねじれによって閉塞したり、動物の動きによってずれてしまうことがあります。その結果、感染症や大出血などの合併症が起こることがあります。合併症の兆候としては、サンプリング中の血液戻り不良、持続的なモニタリングミス、ラインを通じた注射の困難、ラインのずれ、そして大量出血が含まれます。感染や出血の兆候がなければ、閉塞した線が残ることがあります。ライン除去後に制御不能な出血があった場合や、閉塞したラインに関連する明らかな感染の兆候がある場合、雌羊と胎児は安楽死されます。
早産です。
早産は妊娠のどの段階でも起こり得、胎児心臓介入後に起こりやすいです。初期の兆候には外陰部の腫れや弛緩が含まれます。羊膜嚢の出現は、破裂後30分以内に出産が間近であることを示します。早産の兆候が見られた場合は、雌羊と胎児は安楽死させられ、実験を終了して解剖に進みます。
胎児死。
胎児死亡は妊娠のどの段階でも起こり得ます。特に胎児心臓介入後はそうです。胎児死亡はしばしば早産につながりますが、雌羊の全身感染を引き起こすこともあります。もし雌羊に明確な陣痛進行の兆候が見られたり、胎児が生存不可能と判断された場合、末期処置が行われ、雌羊と胎児は安楽死されます。
胎児死亡後の難産を伴う中絶。
もし一方の胎児が亡くなり、共双胎が生存した場合、亡くなった胎児を保持することは難産の有無にかかわらず中絶リスクを高める可能性があります。これは雌羊のバイタルサインの変化や興奮として現れることがあります。難産が起きた場合、雌羊と胎児は安楽死させられ、実験を終了して解剖に進みます。
大量の母体出血です。
妊娠中の雌羊は子宮内または腹部の切開による合併症として出血を経験することがあります。症状には膣出血、倦怠感、持続的なバイタル異常が含まれます。重度の出血は血腫の形成やショックを引き起こすことがあります。出血で生理的平均動脈圧の維持が困難であったり、介入しても頻脈が持続し心血管崩壊の兆候が見られた場合は、安楽死が行われます。
風船の損傷や移動。
バルーンの損傷や置き換位は、左室の流入を効果的に閉塞しない原因となることがあります。胎児の血行動態が安定していれば、損傷による単純なバルーンの萎縮は臨床的症状を示さないことがあります。椎間関節の内側の位置で脱位が起こると、胸腔内出血や胎児死亡を引き起こすことがあります。胎児死亡に至るほどの出血が起きた場合、雌羊と胎児は安楽死されます。
手術部位の裂開や創傷感染。
手術部位の裂開は通常、手術後5〜8日以内に起こり、感染、組織壊死、または内臓ヘルニアを伴うことがあります。創傷感染は術後数週間以内に発生することがあります。介入が可能であれば、治療が提供されます。もし症状が生命を脅かすものになった場合は、安楽死が検討されます。
1. 動物の調理
2. 雌羊の開腹手術および子宮切開術、胎児の開胸術
3. バルーン移植法1:左心房(LA)内(GA110より年長の胎児)
4. バルーン移植法2:左心房(LA)外側(GA110未満の胎児)
5. 子宮切開および開腹術の閉鎖にケーブルとカテーテルの外部化
6. 回復
7. 慢性的な住宅と評価
8. 検死
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手術結果
双子を妊娠した母羊は合計3頭で開腹手術と子宮切開術を受けました。3頭の胎児(各母羊から1頭ずつ)がバルーン移植を受け、共双子が対照群を務めました。これらの手術は、妊娠週数119±1.4日、母体体重73±4.2kgで実施されました。
3体の実験胎児はいずれも、手術および急性回復期に手術合併症なしで少なくとも1週間生存しました。いかなる胎児においても基礎心エコー検査では既往心異常は検出されませんでした。バルーン膨張は術後約3日目に開始され、上記のプロトコルに従い無菌30%グリセリンを用いて徐々に増加しました。胎児血行動態が安定している限り、前行上行大動脈血流が減少または消滅するまで、インフレーションは継続されました。
2体の胎児では、バルーンが左心房(LA)内に移植され、これらの動物は術後8日目(POD)とPOD11まで生存しました。残った胎児では、バルーンをLAの...
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左心房(LA)にバルーンを挿入した僧帽弁流閉塞の胎児子羊モデルは以前に記載されています。しかし、重要な制約は僧帽弁流入制限の短期間でした。より長い期間の左心室(LV)流入制限は、より顕著なHLHS様変化を引き起こすと示唆されています8,13。したがって、LAバルーンは妊娠初期の早期に着床する必要があります。しかし、若い胎児は組織がより脆弱で、体のサイズも著しく小さく(120日で約2.5kg、妊娠100日時の1kg)、より簡単で安全かつ侵襲の少ない技術が必要です。
本研究は、HLHS様生理を誘発する胎児僧帽弁流閉塞モデルを構築するために、LAバルーン移植の洗練された外科的アプローチを示している。この方法を用いた以前の報告では、LAバルーンの埋め込みが最も...
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著者たちは競合する金銭的利害関係を一切主張していない。
この研究は追加ベンチャーズ単心室研究基金#1284695(PI:小野原)の支援を受けました
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 0 Ti-Cron 縫合 | コロビディエン | 88863374-62 | 羊の右側にポーチを固定するため |
| 1 ポリソーブ縫合 | コロビディエン | CL-932 | 子宮のポースストリング縫合と子宮閉鎖 |
| 16G静脈内カテーテル | BD | 382259 | 点滴および薬物投与のために |
| 2-0 パーマハンドシルク(針なし) | エティコン | A185H | 血管結紮および胎児の血管の圧力カテーテルの固定のために |
| 2-0シルク縫合 | デメテック | SK262026B0P | 胎児の皮膚にカテーテルとケーブルを固定し、胎児の肋骨と皮膚を閉じる |
| 22 G血管内カテーテル | BD | 381423 | 動脈血圧モニタリング用 |
| 3-0シルク縫合糸 | エティコン | K832H | 胎児の皮膚にカテーテルとケーブルを固定するために |
| 3-0 ヴィクリルプラス | エティコン | VCP944H | 雌羊の開腹閉鎖 |
| 4-0シルク縫合 | コロビディエン | GS-64-M | 胎児の心膜のステイ縫合 |
| 6mmフロープローブ | トランソニック・システム社(ADInstruments) | 6PSS | 血流測定のために |
| 6-0プロリーン縫合糸 | エティコン | 8805H | 胎児左心房の財布紐縫合 |
| 7-0プロリーン縫合 | エティコン | 8702H | 胎児左心房のパースストリング縫合と胎児組織からの出血を止めるためのもの |
| 70%イソトピルアルコホル | アスペン・ベテッド | 11795782 | 局所洗浄液 |
| Acuson Acunav 超音波カテーテル | ジョンソン&ジョンソン | IPX8 | 胎児経食道心エコー検査を行う心内エコープローブ |
| アンピシリン | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 抗生物質の予防 |
| アトロピン | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 胎児の骨頭分部の予防のために |
| バブコック組織鉗子 | NIFTY医療用品 | 1100-FCP-03 | 子宮の壁を支えるために |
| バルーンカテーテル | 手作り | 胎児左心室への血流を遮断するために | |
| ブラントフィル針 18G | メドライン | SYR110021Z | V8 PVCチューブを点滴カテーテルや男性間コネーターに接続するために |
| ブラント針 25G | SAIインフュージョンテクノロジーズ | B25-50 | ギルソンPVCチューブを点滴カテーテルやオス-オスコネーターに接続するために |
| 血圧計 | ロイヤル・ピリプス | 989803000000 | 非侵襲的血圧モニタリング |
| ブプレノルフィン | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 術後の痛み管理:濃度0.3 mg/mL、投与量 0.03 mg/kg |
| 焼灼鉛筆 | メドライン | ESRK3002L | 電気焼灼による切断と解剖 |
| セファゾリン | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 抗生物質の予防 |
| センチュリオン・ヘプロック注入サイトアダプター | メドライン | HL50LT100 | 圧力ラインのキャップや注射や採血のためです |
| クロラプレップ | BD | 930825 | 局所消毒薬 |
| シプロフロキサシン | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 抗生物質の予防 |
| クーリーブルドッグの船のクランプ | NAZMED SMS SDN BHD | SMS-05-7237 | 胎児左心房のクランプ用 |
| DELTA-CALトランスデューサーシミュレータおよびテスター | 付属品 | MLA6595 | 圧力トランスデューサーシミュレーター/テスター |
| 心電図リード | 3歳 | 2570 | 心電図モニタリング |
| 気管内チューブ、サイズ8〜9 | コロビディエン | 86452、86114、または86454 | 気道を確保するため |
| 流量測定ユニット | トランソニック・システム社(ADInstruments) | TS420 | 血流測定のために |
| ギルソンポンプ | ギルソン。インク | F155006 | 胎児に対して少量の液体を正確に連続的に注入するため |
| ヘパリン | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 抗凝固剤:1,000 USP単位/mL |
| イソフルラン | バクスター・ヘルスケア・コーポレーション | 薬学 | 麻酔薬:用量1〜5% |
| ポーチ付きの開腹手術 | メドライン | AAMI PB70 | 無菌ドレープ |
| M/Mアダプター | メドライン | DYNJADAPMM | 圧力カテーテル用男性用アダプター |
| 口胃管 | ヨルゲンセン研究所株式会社 | J0348R | 胃とルーメンの減圧のために |
| プラスチック製閉塞チューブクランプ(止血鉗) | カーディナル・ヘルス | X0029XO5ET | 圧力カテーテルおよびバルーンカテーテルのチューブクランプ用 |
| 塩化カリウム | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 拡張期の胎児心臓停止 |
| PowerLabシステム(計器インターフェース、クアッドブリッジAMP) | 付属品 | FE224、PLCF1/4 | 血圧、血流、心拍数の記録 |
| プローブカバーキット | メドライン | DYNJE5930 | 心エコープローブの無菌カバー |
| プロポフォール | フレゼニウス・カビ | 薬学 | 麻酔:濃度10 mg/mL、投与量 20-45 mg/kg/hr |
| パルスオキシメーター 舌クリップ | ネルコア | PO736 | パルスオキシメトリーモニタリング用 |
| ギルソンポンプ用のPVCチューブ(オレンジ/グリーン) | ギルソン。インク | F117933 | ギルソンポンプチューブのために |
| 新生児用の肋骨スプレッダー | サージカル・リパブリック | 550-020-030 | 胎児開胸術のために |
| メス#10ブレード | バード・パーカー | 371610 | 雌羊の皮膚切開 |
| ペントバルビタールナトリウム | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 雌羊の安楽死のために |
| トンネル装置(金属製丸管) | エバービルト | 該当なし | 母羊の脇腹へのケーブルとカテーテルの外部化 |
| へその紐テープ | マッケソン | 894782 | 解剖時に臍帯を結紮すること |
| V8 PVCチューブ(マイクロ医療用チューブ) | サイエンティフィック・コモディティズ社 | BB31785-V/8 | 胎児の圧力モニタリングのための液体充填カテーテル |
| ベクロニウム | ホスピラ・ファーマシューティカルズ | 薬学 | 手術中の胎児の動きを防ぐために |
| 静脈ピック | フィッシャー・サイエンティフィック | 50-19506098 | 圧力管を容器に挿入するために |
| 船舶ループ | メドライン | DYNJVL03 | 上行大動脈と主肺動脈を保持するために |
| 暖かい毛布 | ヨルゲンセン研究所株式会社 | J1034B | 動物の体温を維持するために |
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