이 프로토콜은 Fontan 양 모델에서 문맥 압력의 지속적이고 장기적인 수집을 가능하게 하기 위해 압력 감지 카테터 배치를 위한 문맥 캐뉼라 삽입을 포함하는 무선 원격 측정 장치의 이식을 위한 수술 방법론을 설명합니다.
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이 프로토콜은 Fontan 양 모델에서 문맥 압력의 지속적이고 장기적인 수집을 가능하게 하기 위해 압력 감지 카테터 배치를 위한 문맥 캐뉼라 삽입을 포함하는 무선 원격 측정 장치의 이식을 위한 수술 방법론을 설명합니다.
폰탄 순환은 비박동성 폐 혈류와 만성 전신 정맥 울혈을 특징으로 하며, 이는 폰탄 관련 간 질환(FALD)을 포함한 여러 후기 합병증과 관련이 있습니다. 만성 동물 모델은 이러한 질병 과정의 기초가 되는 병태생리학을 연구하는 데 유용한 도구입니다. 그러나 자유롭게 움직이는 대형 동물로부터 혈역학 데이터를 얻는 데는 몇 가지 과제가 있습니다. 무선 이식형 원격 측정 시스템을 사용하면 간 순환에서 실시간으로 압력 측정값을 얻을 수 있는 새로운 수단을 제공할 수 있습니다. 다음 프로토콜은 Fontan 양 모델에서 문맥 캐뉼라 삽입을 통한 무선 원격 측정 장치 이식을 위한 수술 방법론을 설명하여 문맥압의 지속적이고 장기적인 수집을 가능하게 하고 Fontan 환자의 만성 간 질환과 관련된 혈역학적 변화에 대한 향후 조사를 용이하게 합니다.
단심실은 심실강의 해부학적 또는 기능적 손실을 초래하는 다양한 심장 기형을 포괄하는 광범위한 용어입니다. 이러한 선천적 결함은 가장 복잡한 심장 문제 중 일부를 나타내며 완화를 위해 여러 번의 수술이 필요한 경우가 많습니다. 폰탄 시술은 중재를 위한 일반적인 선택이며 일반적으로 일련의 단계적 수술에서 절정에 달하는 수술입니다 1,2,3. 이 절차의 개발로 기대 수명이 크게 향상되었습니다4. 예를 들어, 폰탄 완화를 받는 환자의 80-90%는 현재 성인이 될 때까지 생존합니다 5,6. 결과적으로, 단심실 생리학 환자의 후기 병원 이용률이 증가했습니다 7,8.
전체 생존에 대한 Fontan 절차의 이점에도 불구하고 비박동성 폐 혈류 및 만성 전신 정맥 울혈을 특징으로 하는 결과 순환은 상당한 이환율과 관련이 있습니다 9,10,11,12,13. 울혈성 간병증으로 인해 발생하는 폰탄 관련 간 질환(FALD)은 수술 후 발생하는 가장 일반적으로 설명되는 전신 장애 중 하나로, 장기 추적 관찰 동안 환자의 약 1/3에 영향을 미칩니다 13,14,15,16. 심장 간경변증의 발병은 환자의 하위 집합에서 궁극적인 간 이식을 필요로 할 수 있습니다17. 또한 간세포 암종의 위험 증가와도 관련이 있습니다18,19. 따라서 FALD는 Fontan 환자의 결과를 개선하기 위해 노력하는 연구자들 사이에서 중요한 연구 분야입니다.
이를 위해 Fontan 동물 모델은 이러한 합병증의 기저에 있는 후기 생리학적 변화를 연구하는 데 유용한 도구입니다20,21. 그러나 장기간의 혈역학적 데이터 수집은 대형 동물을 자유롭게 움직이는 데 심각한 어려움을 안겨줍니다. 침습적 카테터 기반 기술은 일시적인 특성과 관련 절차적 위험으로 인해 제한됩니다. 더욱이, 우리의 경험에 따르면 우리는 Fontan 순환의 재구성된 맥관 구조를 탐색할 때 문맥 시스템에 대한 접근이 특히 어려울 수 있음을 발견했습니다. 대안적으로, 4차원 위상차 자기공명영상(MRI)은 간 내 혈역학을 평가하는 비침습적 수단으로 활용되었습니다22. 그러나 이 과정은 비용이 많이 들고 동물 모델에 사용할 때 진정제가 필요합니다. 또한 MRI 영상은 혈관 내압에 대한 정보를 제공할 수 없습니다. 만성 Fontan 동물 모델의 수술 후 평가에서 이러한 문제는 데이터 수집에 대한 새로운 접근 방식의 개발을 요구합니다.
이 논문에서는 Fontan 양 모델에서 문맥 압력을 모니터링하기 위한 무선 원격 측정 시스템의 성공적인 이식 및 사용을 위한 방법론을 설명합니다. 이 기술은 문맥 순환에서 장기적인 혈역학 데이터를 얻을 수 있는 비용 효율적이고 쉽게 접근할 수 있는 수단을 제공합니다. 전임상 모델에서 이 기술을 적용하면 폰탄 간 병태생리학을 연구하고 FALD의 치료 또는 예방을 목표로 하는 새로운 치료 전략을 식별하는 데 유용할 수 있습니다.
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이 실험 프로토콜은 전국 어린이 병원 Abigail Wexner 연구소(AR20-00121)의 기관 동물 관리 및 사용 위원회의 승인을 받았습니다. 모든 절차는 국립 보건원(National Institute of Health)의 실험 동물 사용 및 관리 가이드에 설명된 지침을 준수했습니다. 이 연구는 동물 연구: 생체 내 실험 보고 지침을 따랐습니다. 생후 3-13개월, 체중 24.5-40.5kg의 도싯양은 수술 최소 일주일 전에 병원균이 없는 환경에 사육되었으며, 이때 수술 허가를 위해 수의사의 평가를 받았습니다. 연구에 사용된 장비 및 시약은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 마취 및 수술 전 설정
2. 문맥 노출
3. 장치 포켓 생성
4. 문맥 캐뉼라 삽입
5. 절차의 종료 및 종료
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수술 결과
총 6마리의 양이 문맥 캐뉼라 삽입과 함께 무선 원격 측정 장치 이식을 받았습니다(표 1). 장치 이식과 관련된 주요 수술 후 합병증을 경험한 동물은 없었습니다. 6마리의 양 모두 우심방에서 SVC와 하대정맥(IVC)을 모두 분리하는 전체 대정맥폐 연결, SVC에서 폐동맥(PA)에 대한 직접 종단 간 문합, IVC와 PA 사이에 심외 도관을 배치하는 1단계 폰탄 시술을 받았습니다21.
문맥 압력 측정
무선 원격 측정 장치 임플란트는 문맥 압력을 지속적으로 기록하여 문맥 시스템 내의 혈역학적 추세를 식별할 수 있게 했습니다. 특히, 압력 측정의 빈번한 변화가 분 단위로 관찰되었으며, 양의 활동 수준과 위치로 인해 약간의 변동이 있었습니다. 예를 들어, 양이 누운 상태에서 복부에 누워 있을 때 압력이 더 높은 것으로 나타났습니다(...
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우리는 만성 Fontan 양 모델에서 문맥 압력의 지속적이고 장기적인 수집을 용이하게 하기 위해 무선 원격 측정 장치를 이식하기 위한 새로운 수술 방법을 개발했습니다. 이 장치는 큰 합병증 없이 6마리의 양에게 성공적으로 이식되었습니다. 이 기술을 사용하여 수집된 데이터는 간 순환 내의 국소적인 혈역학적 변화와 FALD 발병 사이의 연관성을 연구하는 향후 연구에 정보를 제공할 수 있습니다.
동물 모델은 Fontan 수술 후 말기 합병증의 발생에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있지만 이러한 모델을 만드는 것은 매우 어렵습니다20,21. 결과적으로 대형 동물 Fontan 모델에 대한 경험이 제한되어 있으며 이 주제에 대한 기존 문헌이 부족합니다. 우리가 아는 한, 생체 내 폰탄 동물의 간 순환 내에서 ...
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저자는 공개할 이해 상충이 없습니다.
동물 연구 핵심의 헌신적인 수의사 직원에게 감사의 말씀을 전합니다. 우리는 또한 연구 전반에 걸쳐 귀중한 전문 지식과 세심한 보살핌을 해준 Mary Walker, DVM, MS에게 감사를 표하고 싶습니다. 이 프로젝트는 Additional Ventures Cures Collaborative(캘리포니아주 팔로알토), The Brett Boyer Foundation(캘리포니아주 라구나 비치) 및 American Heart Association(캘리포니아주 오클랜드)의 자금 지원을 받았습니다.
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