이 프로토콜은 심박수, 동맥 혈압, 하대정맥 및 상대정맥 압력, 심장 리듬을 포함한 혈류역학 데이터를 지속적이고 장기적으로 수집할 수 있도록 대형 동물 무선 원격 측정 장치를 이식하는 수술 방법론을 설명합니다.
방법 논문
이 프로토콜은 심박수, 동맥 혈압, 하대정맥 및 상대정맥 압력, 심장 리듬을 포함한 혈류역학 데이터를 지속적이고 장기적으로 수집할 수 있도록 대형 동물 무선 원격 측정 장치를 이식하는 수술 방법론을 설명합니다.
폰탄 시술은 단심실 환자의 기대 수명을 획기적으로 향상시키지만, 그로 인한 순환은 만성적으로 높은 중심 정맥압과 심박출량 감소의 결과로 장기적으로 상당한 질병 부담을 유발한다는 것을 잘 알고 있습니다. 만성 폰탄 동물 모델은 이 작업과 관련된 후기 생리학적 결과를 연구하는 데 귀중한 자산이며 폰탄 실패를 완화하기 위해 설계된 미래 장치를 평가하는 데 필요한 도구입니다. 그러나 만성 폰탄 모델을 만들려는 이전의 시도는 낮은 생존율로 인해 방해를 받았습니다. 또한 효과적인 혈류역학 데이터 수집은 동물을 자유롭게 움직이는 데 상당한 문제를 제기합니다. 이를 위해 무선 이식형 원격 측정 시스템을 사용하면 심혈관 데이터의 실시간 및 장기 모니터링을 위한 새로운 솔루션이 제공됩니다. 이 프로토콜은 Fontan 생존 양 모델에 무선 원격 측정 장치를 외과적으로 이식하는 방법론을 설명하며, 심박수, 동맥 혈압 및 하대정맥(IVC) 및 상대정맥(SVC)의 국소 압력을 포함한 여러 혈역학적 매개변수의 지속적이고 지속적인 기록을 용이하게 합니다. 원격 측정 장치에는 경동맥과 내경정맥 또는 대퇴동맥과 정맥의 캐뉼레이션이 이식되어 상행 대동맥과 SVC 또는 복부 대동맥과 IVC에 각각 압력 감지 카테터를 배치했습니다. 무선 원격 측정 시스템을 사용하여 단일 단계 Fontan 작업 후 수술 후 면밀한 모니터링이 가능하여 동물 복지와 생존을 개선하는 데 기여했습니다.
1971년 폰탄(Fontan) 시술의 개발은 단심실1호 환자의 예후를 크게 개선했습니다. 이 수술의 목적은 전신 정맥과 폐정맥이 심장으로 돌아가는 것을 분리하여 전신 산소화를 증가시키고 전신 심실에 가해지는 부피 부하를 완화하는 것입니다. 도입 이후 수술 접근법에 많은 수정이 이루어졌습니다. 현재 우측 심장의 완전 우회술은 단계적 재건술을 통해 이루어지는 경우가 가장 많다 2,3. 일반적으로 첫 번째 단계는 생후첫 주4에 수행된다. 그런 다음 환자는 글렌(Glenn) 시술 또는 헤미폰탄(hemi-Fontan)으로 구성된 두 번째 단계를 거쳐 상대정맥(SVC)에서 폐동맥(PA)으로 혈류를 리디렉션합니다5. 그 다음에는 하대정맥(IVC)과 PA6 사이에 심장외 도관 또는 측면 터널을 만드는 폰탄 절차가 이어집니다. 폰탄(Fontan) 시술의 역사를 통틀어 이뤄진 것과 같은 외과적 발전은 동물 모델을 사용하지 않고는 달성될 수 없었을 것이다7.
폰탄(Fontan) 시술은 단심실 환자의 기대 수명을 획기적으로 향상시키지만, 폐하 펌프 없이 작동하는 순환은 만성적으로 상승한 중심정맥압(CVP)과 심박출량 감소의 결과로 장기적으로 상당한 질병 부담을 유발한다는 것을 잘 알고 있습니다 8,9,10,11,12 . 만성 폰탄(Fontan) 동물 모델은 이 수술과 관련된 후기 생리학적 결과를 연구하는 데 귀중한 자산이다13. 수술 후 혈역학적 변화를 포착하기 위해 CVP, 심박수 및 기타 활력 징후와 같은 심혈관 매개변수의 적극적인 데이터 수집은 병태생리학 개발의 포괄적인 평가에 필수적입니다. 또한, 동물 모델은 생체 내 폰탄 순환의 혈역학적 결점을 완화하도록 설계된 새로운 심실 보조 장치의 능력을 테스트하는 데 필요한 도구입니다 14,15,16,17,18,19.
그러나 효과적인 데이터 수집은 중요한 과제를 안고 있습니다. 침습적 카테터 기반 기술은 일시적인 특성, 관련 절차적 위험 및 장기간에 걸쳐 동물의 상태를 모니터링할 수 없다는 점에서 제한이 있습니다. 더욱이, 대형 동물 폰탄 모델을 만들려는 이전의 시도는 낮은 생존율로 인해 방해를 받았는데, 아마도 정상적인 심장이 폰탄 순환의 급격한 확립에 적응하지 못했기 때문일 것입니다 7,20. 이를 위해 무선 원격 측정 시스템의 사용은 자유롭게 움직이는 동물의 심혈관 데이터를 실시간으로 장기간 수집하기 위한 새로운 솔루션을 제공합니다21,22. 이러한 장치는 또한 수술 후 면밀한 모니터링을 가능하게 하여 동물 복지와 생존을 개선할 수 있습니다.
여기에서는 만성 폰탄 양(Fontan ovine) 모델에서 무선 원격 측정 시스템(23 )의 성공적인 이식 및 사용을 위한 방법론을 설명합니다. 이 기술은 지속적인 혈역학적 데이터 수집을 위한 강력하고 신뢰할 수 있는 수단을 제공하여 정맥압 및 기타 주요 생리학적 매개변수를 연구할 수 있게 했습니다. 전임상 모델에서 이 기술을 구현하는 것은 Fontan 생리학에 대한 이해를 증진하고 Fontan 환자의 장기적인 결과를 개선하기 위한 새로운 치료 전략을 개발하는 데 매우 중요합니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 실험 프로토콜은 Nationwide Children's Hospital Abigail Wexner Research Institute의 Institutional Animal Care and Use Committee(AR20-00121)에서 승인되었습니다. 모든 절차는 미국 국립보건원(National Institute of Health)의 실험실 동물 사용 및 관리 가이드(Guide for the Use and Care of Laboratory Animals)에 설명된 지침을 준수했습니다. 이 연구는 Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments 가이드라인을 따랐습니다. 체중 범위가 23-38kg이고 연령 범위가 2-12개월인 도싯 양은 수술 전 최소 1주일 동안 음식과 물을 무료로 이용할 수 있는 특정 병원체가 없는 환경에 수용되었습니다. 연구에 사용된 장비 및 시약은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 동물 준비
2. 텔레메트리 장치 준비
3. 방법 1 : 대퇴 동맥 및 정맥 캐뉼레이션
4. 방법 2 : 경동맥 및 내부 경정맥 캐뉼레이션
5. 회복
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
수술 결과
총 13마리의 양이 우심방에서 SVC와 IVC를 모두 분리하는 전체 동굴 연결, SVC에서 PA로 직접 종단 간 문합, IVC와 PA 사이에 심장 외 도관을 배치하는 등의 단일 단계 Fontan 수술을 받았습니다. 양은 평균 연령 13.3± 7.6개월에 이 절차를 거쳤습니다. 이 중 3마리의 양은 복부 대동맥과 IVC에 압력 감지 카테터를 삽입하여 무선 원격 측정 장치 이식을 받았습니다. 2마리의 양은 상행 대동맥과 SVC에 압력 감지 카테터를 배치하여 원격 측정 장치 이식을 받았습니다. 그리고 8마리의 양은 원격 측정 장치가 이식되지 않았습니다. 원격 측정 장치 이식 후 주요 수술 후 합병증을 경험한 동물은 없었습니다. 원격 측정 장치가 없는 양 8마리 중 7마리(87.5%)가 Fontan 수술 후 30일 이내에 사망한 반면, 원격 측정 장치가 있는 양 5마리 중 1마리(20.0%)만이 수술 후 기간 동안 사망했습니다(<...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
우리는 무선 원격 측정 장치를 양 모델에 이식하기 위한 두 가지 수술 방법을 개발했습니다. 이 장치는 5마리의 양에게 성공적으로 이식되어 심박수, 동맥 혈압, 복부 IVC 및 흉부 SVC의 국소 정맥압을 포함한 여러 심혈관 매개변수를 지속적이고 장기간 모니터링하고 기록했습니다. 모든 양들은 장치 이식 수술에서 큰 합병증 없이 살아남았고, 한 달 후 1단계 폰탄 수술을 받았습니다.
2019년, Van Puyvelde 등은 폰탄 실패의 만성적인 과정을 연구하기 위해 최초의 폰탄 양 생존 모델을 만들었다고 보고했습니다13. 그러나 동물의 3분의 2는 결국 수술 후 20주를 넘기지 못했다. 특히, 정상적인 심장을 가진 동물에서 급성 폰탄 순환을 확립하는 것은 매우 어려운데, 아마도 그 이유는 아마도 심장이 단심실 심장보다 이러한 특정 생리적 상태에 덜 적응하기 때문일 것입니다. 결과적...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 프로젝트는 캘리포니아 팔로알토에 있는 Additional Ventures Cures Collaborative의 자금 지원을 받았습니다.
Animal Research Core의 헌신적인 수의사 직원들에게 감사드립니다. 우리는 또한 연구 전반에 걸쳐 그녀의 귀중한 전문 지식과 세심한 보살핌에 대해 Mary Walker, DVM, MS에게 감사를 표하고 싶습니다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 0.9% 염화나트륨 용액 | 백스터 헬스케어 코퍼레이션 | 약학 | 수술 중 체액 소생술과 상처 세척 |
| 16 G 정맥 주사 카테터 | BD | 382259 | 수액 및 약물 투여를 위해 |
| 22 G 혈관 내 카테터 | BD | 381423 | 동맥 및 nbsp; 혈압 모니터링 |
| 70% 이소프로필 알코올 | 아스펜 베테랑 | 11795782 | 국소 세척액 |
| ACT 카트리지 | 애봇 진단 | 03P86-25 | 활성화 응고 시간 |
| 백하우스 수건 클램프 | 메드라인 | MDS1411111 | 멸균 드레이프를 부착하는 것; |
| 바나민 | 호스피라 제약스 | 약학 | 수술 후 통증 조절: 농도 50 mg/mL, 용량 2.2 mg/kg |
| 혈압 커프 | 로열 필립스 | 9.89803E+11 | 비침습적 혈압 모니터링 |
| 부피바카인 염산염 | 호스피라 제약스 | 약학 | 국소 마취: 농도 2.5 mg/mL, 용량 2.5 mg/kg |
| 부프레노르핀 | 호스피라 제약스 | 약학 | 수술 후 통증 조절: 농도 0.3 mg/mL, 용량 0.03 mg/kg |
| 카스트로비에호 바늘 홀더 | 메드라인 | MDS0750386 | 혈관 봉합 시 바늘 홀더 |
| 소작 클리너 패드 | 카디널 헬스 | 300-2SS | 청소하기 위해 소작 연필 끝 |
| 소작 연필 | 메드라인 | ESRK3002L | 전기소작술을 이용한 해부 |
| 세파졸린 | 호스피라 제약스 | 약학 | 항생제 예방 |
| 세타카인 | 세틸라이트 | 220 | 삽관을 위한 국소 마취 스프레이 |
| 클로라렙 | BD | 930825 | 국소 소독제 |
| 데바키 무외상 겸자 | 메드라인 | MDS1130630F | 조직 취급을 위해 |
| 디아제팜 | 호스피라 제약스 | 약학 | 진정제: 농도 5 mg/mL, 용량 0.5 mg/kg |
| ECG 유도 | 3M | 2570 | 심전도 모니터링 |
| 기관내관, 8-9 사이즈 | 코비디엔 | 86452, 86114, 또는 86454 | 기도를 확보하기 위해 |
| 하트만 정혈 겸자 | 메드라인 | MDS1221109 | 혈관을 집어넣고 작은 봉합사를 유지하기 위해 |
| 헤파린 | 호스피라 제약스 | 약학 | 항응고제: 1,000 USP 단위/mL |
| 압력 트랜스듀서 키트 | 에드워즈 라이프사이언스 | VSYPX12N | 동맥 및 nbsp; 혈압 모니터링 |
| 맥박 산소 측정기 설 클립 | 넬코르 | PO736 | 맥박 산소 측정을 위해 |
| 이소플루란 | 백스터 헬스케어 코퍼레이션 | 약학 | 마취제: 용량 1-3% |
| 칸트로비츠 겸자 (직각) | 메드라인 | MDS1243528 | 혈관 주변의 둔탁한 박리를 위해 |
| 케타민 | 호스피라 제약스 | 약학 | 진정제: 농도 100 mg/mL, 용량 4 mg/kg |
| 복강 절개 수술법 | 메드라인 | DYNJP3008 | 멸균 드레이프 |
| 윤활 젤리 | 메드라인 | MDS0322273Z | 기관내관 윤활제 |
| 메이요 헤가 바늘 홀더 | 메드라인 | MDS2418420F | 연부 조직을 봉합할 때 바늘 홀더 |
| 메이요 가위 | 메드라인 | MDS0816121 | 봉합사를 자르기 위해 |
| 메첸바움 곡선 가위 | 메드라인 | MDS3223226 | 선명한 해부를 위해 |
| 바늘과 주사기 | 카디널 헬스 | 309604 | 정맥 및 피하 약물 투여용으로는; |
| 옵틱스케어 | 아벤틱스 | OPX-4252 | 각막 윤활제 |
| 영구 손 실크 봉합 | 에티콘 | C016D | 혈관 결찰 및 텔레메트리 장치의 피하 부착을 위해 |
| 피지오텔 디지털 무선 텔레메트리 장치 | 데이터 사이언스 인터내셔널 | L21 모델 | 무선 텔레메트리 장치 이식 |
| 피어스 마이크로포셉 | 메드라인 | MDG384908 | 작은 바늘 취급 및 nbsp; |
| 플라스틱 지혈대와 봉합 덫 | 메드트로닉 | 79013 | 혈관 삽입 시 혈류 방지를 위해 |
| 압력백 | 케어퓨전 | 64-10029 | 동맥 혈압 모니터링을 위해 |
| Prolene 6-0 봉합사 | 에티콘 | 8307H | 용기 캐널을 위한 지갑 끈 스티치 |
| 프로포폴 | 프레제니우스 카비 | 약학 | 마취제: 농도 10 mg/mL, 용량 20-45 mg/kg/h |
| 메스 #10 블레이드 | 메드라인 | MDS15310 | 피부 절개를 위한 |
| 메스 #11 블레이드 | 메드라인 | CISION11CS | 혈관 절개를 위해 |
| 슈니트 편도 겸자 | 메드라인 | MDS5018719 | 피하 조직을 통한 둔탁한 박리를 위해 |
| 소프트캐리 들것 | 아스펜 위에 네 개의 깃발 | SSTR-4 | 동물 운송을 위해 |
| 멸균 일회용 수술실 수건 | 메드라인 | MDT2168201 | 멸균 드레이프 |
| 멸균 그릇 | LSL 인더스트리 | 5232 | 식염수 용액을 담기 위해 |
| 멸균 면 엑스레이 검출 가능한 거즈 스펀지 | 메드라인 | NON21430LF | 체액 흡수 |
| 구위관 | 요르겐슨 연구소 주식회사 | J0348R | 위 및 반추위 감압을 위해 |
| T-포트 | 메드라인 | DYNDTN0001 | 정맥 주사 카테터 튜빙 커넥터 |
| 소변 배출 백 | 코비디엔 | 3512 | 위액을 수집하기 위해 구강관에 연결됩니다 |
| 수의용 설세가 있는 트로카르 | 브레인트리 사이언티픽 주식회사 | 트로-스타이 7B-12 | 피하 조직을 통해 텔레메트리 와이어를 안내하기 위해 |
| 비크릴 2-0 봉합사 | 에티콘 | VCPB269H | 피하 연조직의 폐쇄 |
| 비크릴 3-0 봉합사 | 에티콘 | VCPB416H | 심부 진피층의 폐쇄 |
| 비크릴 4-0 봉합사 | 에티콘 | J494H | 피하층의 클로더 |
| 온열 담요 | 요르겐슨 연구소 주식회사 | J1034B | 동물의 체온을 유지하기 위해 |
| 바이틀랜더 견인기 | 텔레플렉스 메디컬 | 165358 | 상처 후퇴를 위해 |
| 얀카우어 전구 팁 흡입 | 메드라인 | DYND50138 | 멸균 폐기물 관리 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
이 JoVE 논문의 텍스트 또는 그림 재사용 허가 요청
허가 요청