本研究では、自家内乳静脈(IMV)を用いた三つの両血管冠動脈バイパス移植(CABG)豚モデルを成功裏に確立しました。ネイティブのLADおよびLCXは結紮されていなかったため、このモデルは理論上はネイティブの冠動脈流を保持し、将来の競争流関連静脈移植片の研究の技術的基盤を提供する可能性があります。
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本研究では、自家内乳静脈(IMV)を用いた三つの両血管冠動脈バイパス移植(CABG)豚モデルを成功裏に確立しました。ネイティブのLADおよびLCXは結紮されていなかったため、このモデルは理論上はネイティブの冠動脈流を保持し、将来の競争流関連静脈移植片の研究の技術的基盤を提供する可能性があります。
大伏在静脈は冠動脈バイパス移植(CABG)で最も一般的に使われる導管の一つです。しかし、高い長期失敗率が臨床効果を制限しています。血行動態因子が静脈移植片失敗(VGF)を引き起こすと考えられていますが、その正確な根本メカニズムは依然として不明です。現在、ラット共通頸動脈インターポジション静脈移植モデルがVGF研究の主要な動物モデルとして利用されています。しかし、ラットとヒトの間で心血管生理学や血行動態に大きな違いがあるため、研究成果の臨床応用は制限されています。豚は心血管の解剖学的構造と生理学が人間に非常に似ているため、心血管研究の理想的な動物モデルです。本研究では、自家左および右の内乳静脈(IMV)を用いて、3つの二重血管CABG豚モデルが確立され、1つは大動脈から左前降冠動脈(LAD)に吻合され、もう1つは大動脈から左環状冠動脈(LCX)への吻合が行われました。術中の超音波検査では代表動物のIMV移植片の両方に血流が確認され、術後CT血管造影(CTA)では大動脈からLADへのIMV移植片の通通性が明確に示されました。したがって、本研究は将来のVGF研究のために大型動物CABGモデルを確立するための技術的に実現可能なアプローチを示しています。
大伏在静脈は、その利用可能性、長さ、技術的な多様性から、冠動脈バイパス移植(CABG)において最も重要な導管源の一つであり続けています。しかし、大合在静脈移植片はCABG2から10年後に最大61%の失敗率を示します。これにより、再血行再形成の必要性が増し、入院死亡のリスクも高まります。近年、蓄積された証拠により、特に競合流や異常な壁せん断応力などの血行動態要因が後期移植片失敗の主な要因であることが示唆されています3,4,5。しかし、適切な動物モデルの不足が関連研究のボトルネックを生んでいます。現在、静脈移植片失敗(VGF)の前臨床研究の多くは、主に小動物、特にラット、マウス、ウサギに依存しています。これらのモデルは安価で技術的にも入手しやすいのに対し、大型動物の移植片モデルは比較的限られています。小動物静脈移植モデルを確立する最も一般的な方法は、総頸動脈を切断し、2つの切断部を自家下大静脈7,8,9で接続することです。しかし、小動物と人間の間で心拍数や血圧に大きな差があるため、小動物モデルから得られた結果は人間の病態生理学的メカニズムを完全に反映していない可能性があります。
豚は心臓の大きさ、冠動脈解剖学的特徴、手術の取り扱いが人間の心臓に非常に似ているため、心血管手術の理想的なモデルです。さらに、豚とヒトの冠動脈は解剖学的および血行動態的特徴において非常に類似しており、豚は静脈移植病の病理表現型を再現することが示されています13,14。したがって、豚モデルで静脈移植を用いたCABGを行うことは、VGFの研究において優れた動物モデルとなる可能性があります。
本研究では、バマ州ミニチュア豚モデルに両側自家内乳静脈(IMV)を用いて、3つのオンポンプ式二重血管CABGモデルを確立しました。1本のIMV移植片は大動脈から左前降冠動脈(LAD)へ、もう1本は大動脈から左環状冠動脈(LCX)へと移植されました。代表的なモデルの一つでは、術中の超音波検査で両方の静脈移植片の開通性が確認され、術後のCT型断層撮影(CTA)で大動脈からLADへのIMV移植片の開通性が示されました。特筆すべきは、このモデルでは標的となる自来冠動脈が結紮されなかったことです。したがって、このモデルは標的冠動脈における競合流が移植片の血行動態および移植片の失敗に与える影響を調査するのに最も適しています。しかし、本研究では標的冠動脈の競合流は直接測定されていません。したがって、本研究は主にモデル確立の技術的実現可能性を示しています。
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本研究の動物実験は、中国医学科学院扶外病院の動物ケア・利用委員会(IACUC)により承認されました(承認番号:0110-1-10-ZX(X)-07)。すべての手続きは動物福祉規則と倫理ガイドラインを厳格に遵守し、関連基準の遵守を確保しました。試薬および使用機器は 材料表に記載されています。このモデルを確立する目的は、競争フローがVGFに与える影響を調査するための潜在的なプラットフォームを提供することでした。したがって、冠動脈バイパス移植が完了した後、原生冠動脈は吻合部位の近位に結紮されませんでした。
すべての手順は、機関のバイオセーフティおよび動物福祉規則に従って実施してください。鋭利器、電気外科用器具、抗凝固血液、CPB回路、生物材料を適切な個人用防護具を使用して取り扱いましょう。電気外科ユニットを使用する前に十分な接地を確認してください。全身ヘパリン化後およびCPB開始前にACTを注意深く監視してください。CPBを開始する前に、すべてのカニューレおよび体外ラインを完全に抜き、空気塞栓のリスクを減らしてください。
1. CABGのための動物の準備
2. 麻酔とモニタリング
3. 外科的曝露
4. 2つの自家IMV導管の収穫
5. 心肺バイパス(CPB)の設置および開始
6. 大動脈クロスクランプおよび心麻痺性停止
7. IMVグラフトの遠位吻合
8. IMVグラフトの近位吻合
9. 再灌流、CPBからの離脱、そしてカナレーション除去
10. 止血と胸部閉鎖
11. 術後ケアとフォローアップ
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バマのミニチュア豚3頭、P1、P2、P3が二重血管CABG手術を受けました。3匹とも7日以上生き延びました。図1は、正中胸骨切開術、両側自律IMVの採取、主要血管露出のための心包切開術、CPBの設置、大動脈からの心麻痺溶液の投与、アイススラッシュによる心臓冷却、両側血管CABGのための遠位および近位吻合、CPBの離脱、グラフト通位の超音波評価、胸部閉鎖など、主要な外科的ステップを示しています。 および術後のCTAです。
1頭の代表動物に対して術中の超音波評価および術後CTAを実施しました。 図2A は、大動脈からLCXへの移植片および大動脈からLADへの移植片の両方で、術中の超音波検査で流量信号を検出でき、両移植片の即時の技術的開通性を支持していることを示しています。 図2B は術後1日目に実施されたCTAを示し、上行大動脈からLADへの移植片の通通性を確認しています。自然のLADおよびLCX流量...
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本研究では、両側自家IMVを用いて3つの二重血管CABG豚モデルが確立されました。2つのIMV移植片のうち、1本は大動脈からLCXへのバイパスの構築に、もう1本は大動脈からLADへのバイパスの建設に使われました。大位静脈はCABGの標準的な臨床静脈導管ですが、バマミニチュア豚の大便位静脈が短すぎて、大動脈からLADへのバイパスおよび大動脈からLCXへのバイパス構築に張力なく2つの自由移植片を提供できなかったため、IMVが選ばれました。モデル構築を成功させるためには、無外傷性IMV収穫、ヘパリン・パパベリン生理食塩水を用いた導管痙攣の予防、CPBの安定化、十分な心筋保護、遠位および近位吻合の慎重な構築、術後の集中モニタリングなど、いくつかの技術的ステップが不可欠です。このモデルの重要な特徴は、CABG後に先位吻合部位の近位に結紮されなかったネイティブLADとLCXです。したがって、このモデルは自然冠動脈の流れを保持し、移植片の流れと自然な冠動脈の流れが理論的に共存できる外科的環境を提供するよう設計されています。1頭の代表動物に対して術中の超音波評価および術後CTAを実施し...
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著者たちは利益相反を一切認めていない。
本研究は中国国家重点研究開発計画(2023YFF0724701)、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、江平ソンより)、中国医学科学院扶外病院中央高水準病院臨床研究資金、および小児のオルトトピック心臓移植のための異種多遺伝子編集ドナー豚心臓の前臨床研究の支援を受けました心不全(2025-GSP-ZD-4)、および中国医学科学院扶外病院心血管疾患国家重点研究所プロジェクト、オルトトピック心臓異種移植の長期生存のための薬物標的のスクリーニングと開発(2025-GSP-GG-42)。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 10度の大動脈クロスクランプ | Sinoview | CP40431-19 | CABG手術 |
| 45度の大動脈クロスクランプ | Sinoview | CP40044-18 | CABG手術 |
| Affinity Fusion酸素化システム | Medtronic | BB841 | 体外循環 |
| 麻酔機 | Mindray | A9 | 麻酔およびその他 |
| 動脈カニューレ | Medtronic | 18Fr | 体外循環 |
| アトラクリウム | Hengrui Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| 非外傷性フラット鉗子 | SureMed | GF04021-25 | CABG手術 |
| 非外傷性フラット鉗子 | SureMed | GF04016-25 | CABG手術 |
| バランスハンドル式ペンスタイルマイクロサージカル鉗子 | Sinoview | FC12010-21 | CABG手術 |
| バマミニチュアブタ | 中国科学院動物研究所、北方大動物研究施設 | - | 実験動物 |
| Belzer UWコールドストレージソリューション | Bridge to Life Ltd. | 1000 ml/bag | CABG手術 |
| ブラックハンドル極鋭シザーズ | Sinoview | SC35101-23UC | CABG手術 |
| 血液ガス分析器 | Ediagnosis | PT1000 | 麻酔およびその他 |
| Blunt Fill Needle | BD | 305180 | IMV移植片のフラッシュと拡張 |
| ボーンワックス | Ethicon | W31G | 止血 |
| 体外循環回路 | Medtronic | B-HL-159 | 体外循環 |
| 中心静脈カテーテル | Baihe Medical | - | 麻酔およびその他 |
| 湾曲鉗子 | SureMed | GC01002-12 | CABG手術 |
| 湾曲鉗子 | SureMed | GC01002-16 | CABG手術 |
| 使い捨て血液マイクロエムボラスフィルター | Sansin | FAF-2 | 体外循環 |
| 使い捨て血液リザーバーフィルター | Sansin | FCR300K | 体外循環 |
| 使い捨て性心停止薬投与システム | Medtronic | XP41 | 体外循環 |
| ドパミン | Jiuan Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| 電気外科ユニット | Medtronic | VLFT10FXGEN | CABG手術 |
| 気管内チューブ | Yaxin Medicine | YS-0000 | 麻酔およびその他 |
| エピネフリン | Jinyao Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| 細かい解剖鉗子 | SureMed | GC01090-20 | CABG手術 |
| ゴールドハンドル超鋭シザーズ | Sinoview | SC35001-23SC | CABG手術 |
| ハート・ランジマシン | LivaNova | S5 | 体外循環 |
| ヘパリン | North China Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| 氷バケツ | SureMed | GQ13018-00D | CABG手術 |
| 輸液ポンプ | Sino MDT | SN-C8 | 麻酔およびその他 |
| 内腔シャント | Medtronic | 31200 | CABG手術 |
| 静脈内カテーテル | KDL | 16G-26G | 麻酔およびその他 |
| イソフルラン | Lunan Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| イソプロテレノール | Harvest Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| ケタミン | Hikma Pharmaceuticals | 0143-9509-10 | 麻酔およびその他 |
| ラクテートリンガー液 | Kelun Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| 大皿 | SureMed | GQ13033-00D | CABG手術 |
| 喉頭鏡 | Hanfeiyl | TD-C-III | 麻酔およびその他 |
| リドカイン塩酸塩注射液 | Kelun Pharmaceutical co.,Ltd | H20057816 | CABG手術 |
| 注射用硫酸マグネシウム | Zdjt Pharmaceutical co.,Ltd | H20051792 | CABG手術 |
| 医療用電気胸骨鋸 | Jingdong xiji | HF-X01 | CABG手術 |
| 中皿 | SureMed | - | CABG手術 |
| 中サイズの胸骨反射器 | SureMed | GR04130-00 | CABG手術 |
| ミダゾラム | Hikma Pharmaceuticals | 0641-6220-10 | 麻酔およびその他 |
| 改良St. Thomas溶液 | 自家製 | - | 麻酔およびその他 |
| マルチパラメータモニター | Mindray | Benoversion N17 | 麻酔およびその他 |
| 帆船縫合用の針通し | SureMed | GR04074-00 | CABG手術 |
| ノルエピネフリン | Harvest Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| パパベリン塩酸塩 | Sigma-Aldrich | P3510 | IMV導管の保管 |
| 小児用胸骨反射器 | SureMed | GR04114-00 | CABG手術 |
| ペンスタイルマイクロサージカル針ホルダー | Sinoview | NH11300-21 | CABG手術 |
| 塩化カリウム注射液 | Kelun Pharmaceutical co.,Ltd | H42021164 | CABG手術 |
| プロポフォール | Hikma Pharmaceuticals | 0641-6194-10 | 麻酔およびその他 |
| プロタミン硫酸塩 | Youcare Pharmaceutical | - | 麻酔およびその他 |
| 帆船縫合イントロデューサー | SureMed | GR04074-00 | CABG手術 |
| Resano非外傷性マジック鉗子 | Sinoview | FC25501-23S | CABG手術 |
| 右角鉗子 | SureMed | GC01110-14 | CABG手術 |
| 右角鉗子 | SureMed | GC01089-18 | CABG手術 |
| 小皿 | SureMed | - | CABG手術 |
| 酢酸ナトリウムリンガー注射液 | Duo Rui Pharmaceutical co.,Ltd | H20163331 | CABG手術 |
| 炭酸ナトリウム注射液 | Kelun Pharmaceutical co.,Ltd | H20043739 | CABG手術 |
| St. Thomas溶液 | Pfizer Hospital US | 00409 |
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