정상 바마 돼지를 대상으로 한 경대동맥 접근법을 통한 판막하 구조 중재를 위한 외과적 방법
2026년 3월 13일
본 연구는 정상 Bama 돼지에서 경대동맥 접근법을 이용한 표적 조직 절단을 이용한 판막하 대동맥판막 구조 중재의 외과적 방법을 제시합니다.
이 연구는 임상적으로 중요한 조건에서 판막하 중재를 연구하기 위한 재현 가능한 경대동맥 수술 방법을 개발합니다. 이 프로토콜은 외과적 훈련, 조직학적 분석, 판막하 중재 전략 평가에 적용될 수 있습니다. 동물을 준비한 후, 흉골을 따라 흉골 상위 절적에서 흉골 돌기에서 약 2센티미터 아래 약 2센티미터까지 중앙선 절개를 합니다.
전기소작기를 사용하여 피부와 피하 조직을 절개하면서 절개 길이를 약 20센티미터로 유지합니다. 흉골 흉막근과 골막을 계속 분리하세요. 흉골 앞면을 완전히 노출하세요.
보조 인사의 도움을 받아 외측 조직을 부드럽게 젖혀 수술 부위를 깨끗하게 유지하세요. 흉골을 노출한 후, Lebsche 나이프를 상골 돌기 아래에 삽입하고 위로 당겨집니다. 작은 망치를 사용해 Lebsche 칼의 가장 가까운 끝을 조심스럽고 고르게 두드렸다.
흉골을 중앙선을 따라 점차 갈라지고, 흉강이 열릴 때까지 두개골 방향으로 진행합니다. 심막 편위나 손상을 방지하기 위해 과정 내내 지속적으로 위쪽으로 견인을 유지하세요. 흉골 절개가 완료된 후에는 피노키에토 갈비 견인기를 삽입합니다.
흉강을 양쪽으로 천천히 확장하여 수술 영역을 넓히되, 과도한 후퇴를 피하여 흉막 손상이나 갈비뼈 골절을 예방하세요. 양측에서 둔탁한 박리술을 시행하여 심막을 종격막 및 인접 결합 조직에서 분리합니다. 해부를 마친 후에는 심장을 직접 시각화하여 노출시킵니다.
대동맥, 폐동맥, 우심방부, 심장 꼭대기, 관상동을 포함한 주요 해부학적 구조를 명확히 식별합니다. 적절한 심장 노출이 이루어지면, 오른쪽 심방 부속기 기저에 주머니 끈 봉합을 삽입합니다. 봉합 루프 내에 작은 절개를 하고, 우심방 부속 축을 따라 경사적으로 정맥 배액 캐뉼라를 삽입하여 심폐 우회술을 위한 정맥 반환 경로를 설정합니다.
캐뉼라를 약 3에서 4센티미터 앞으로 밀어 끝이 오른쪽 심방 강 안으로 들어가게 하고, 실크 봉합사로 캐뉼라를 심방 부속물에 고정하여 미끄러짐이나 누출을 방지합니다. 관류 캐뉼라를 관상동으로 삽입하여 심마비 분배와 심근관류를 위한 유입 경로로 활용합니다. 정맥 회류 펌프를 작동시켜 부분 정맥 배액을 시작하세요.
동맥 펌프를 점차 열어 관류압을 60에서 80밀리미터 수은으로 유지하세요. 관상동을 통해 고칼륨 심마비를 냉각하여 심정지를 유도하고 정지 시간을 기록했습니다. 심장 표면에 미리 준비된 멸균 아이스 식염수 슬러시를 발라하여 심근 온도를 더욱 낮추고 대사 요구량을 줄이며 심근 보호를 강화합니다.
심정지와 저체온 보호 효과를 달성한 후, 상행 대동맥 앞벽에 약 1에서 1.5cm 길이의 횡절개를 합니다. 절개부를 대동맥판막 환각에서 약 1.5에서 2센티미터 위에 위치시키고, 대동맥의 장축에 수직으로 배치합니다. 왼쪽 등쪽과 복측에서 대동맥 절개에 두 개의 곡선 시트 훅을 삽입하고 절개를 부드럽게 옆으로 당겨 대동맥근을 열고 수술 영역을 확장합니다.
이제 대동맥 축을 따라 왼쪽 심실 방 쪽으로 작은 곡선 가위를 대동맥 절개를 통과시킵니다. 견인 봉합사를 사용해 목표 부위의 판막하 부위를 노출하세요. 직접 시각화 하에서는 가위를 수평으로 향하고 지정된 판막 하 구조물을 통제된 방식으로 절단합니다.
절제된 조직을 제거하여 조수에게 건네세요. 마지막으로 대동맥 절개부를 연속 흡수성 봉합사로 봉합합니다. 절개 한쪽 끝에서 시작하여 바늘을 고르게 간격을 맞춘 봉합으로 삽입과 매체를 순차적으로 통과시켜 완전한 방수 마감을 보장합니다.
대동맥 절개 폐쇄 후에는 심장 관류를 회복하고 자발적인 심장 박동을 관찰합니다. 폐쇄된 배액관 삽입 후에는 끊긴 스테인리스 스틸 와이어로 흉골을 닫고 흉벽을 정기적으로 층층 폐쇄합니다. 총 운영 시간은 약 2.5시간에서 3시간이었습니다.
심폐우회술은 약 60분에서 71분간 유지되었습니다. 심장 관류 회복 후, 안정적인 동동 리듬을 가진 모든 동물에서 자발적인 심장 박동이 관찰되었습니다. 수술 후 명백한 합병증이나 부작용은 관찰되지 않았습니다.
가장 큰 도전은 수술 접근로를 따라 손상을 피하면서 적절한 노출과 정확한 절제를 달성하는 것입니다. 중재 후에는 동물들은 심장 기능을 평가하기 위해 심초음파, CMR 및 기타 혈역학적 평가를 받을 수 있습니다. 향후 연구에서는 장기적인 기능적 결과를 탐구하고, 절제 전략을 최적화하며, 판막하 중재 효과의 기전을 조사할 수 있습니다.
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Overview
This study presents a reproducible surgical method for aortic subvalvular structure intervention via a transaortic approach in normal Bama miniature pigs. The technique enables controlled remodeling of subvalvular structures, providing a valuable model for investigating left ventricular outflow tract (LVOT) alterations and myocardial hypertrophy, which are key features of structural heart diseases such as hypertrophic cardiomyopathy (HCM).
Key Study Components
Area of Science
- Cardiac surgery
- Cardiovascular research
- Animal models
Background
- Subvalvular structure abnormalities can lead to LVOT alterations and myocardial hypertrophy.
- These anatomical changes are characteristic of diseases like hypertrophic cardiomyopathy.
- Reliable animal models are essential for studying surgical interventions and disease mechanisms.
- Bama miniature pigs are suitable for cardiovascular surgical research due to their anatomical similarities to humans.
Purpose of Study
- To establish and validate a surgical method for subvalvular structure intervention in pigs.
- To provide a stable and controllable model for studying LVOT and subvalvular remodeling.
- To create a technical platform for further histological and surgical research.
Methods Used
- Median sternotomy and anterior aortic wall incision under cardiopulmonary bypass (CPB).
- Hypothermic cardiac arrest for safe surgical manipulation.
- Direct visualization and targeted intervention of subvalvular structures.
- Postoperative assessment of tissue integrity and animal condition.
Main Results
- The surgical procedure was successfully performed in three healthy female Bama miniature pigs.
- Hemodynamic stability was maintained throughout the operation.
- No intraoperative mortality occurred, and animals remained in good condition.
- Post-surgical evaluation showed smooth cut surfaces and intact surrounding structures.
Conclusions
- The described method is highly reproducible and controllable.
- It provides a robust model for subvalvular structure intervention studies.
- This approach supports further research into surgical strategies and histological outcomes in structural heart disease.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
Subvalvular structure abnormalities are central to the pathogenesis of structural heart diseases, impacting left ventricular outflow tract (LVOT) function and myocardial remodeling. This reproducible transaortic surgical model in Bama pigs enables controlled intervention and mechanistic de-risking for preclinical evaluation of cardiac surgical strategies. The platform supports translational continuity from discovery-stage hypothesis testing to validation of intervention outcomes in a disease-relevant system.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of subvalvular anatomical contributions to LVOT alterations and hypertrophy.
- Supports functional validation of surgical targets in a physiologically relevant large-animal model.
- Facilitates mechanistic de-risking for cardiac intervention hypotheses.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized, reproducible surgical platform for evaluating intervention strategies.
- Enables quantitative assessment of tissue remodeling and procedural outcomes.
- Supports assay development for histological and functional readouts post-intervention.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant anatomy for translational biomarker and outcome studies.
- Bridges discovery-stage findings to preclinical validation of surgical and device-based interventions.
- Reduces translational risk by modeling human-like cardiac structure and response.
Pipeline & Workflow Integration
This surgical model integrates into the preclinical research continuum, supporting progression from early discovery through lead validation and translational assessment of cardiac interventions.
- Discovery Biology: Enables hypothesis testing on subvalvular contributions to LVOT pathology.
- Screening: Provides a reproducible system for evaluating intervention efficacy and safety.
- Analytics: Supports quantitative measurement of tissue remodeling and procedural success.
- Translational Research: Facilitates alignment with clinical anatomical features and endpoints.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable large-animal platform for iterative intervention strategy development.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation and mechanistic understanding of cardiac interventions.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible procedures for cross-study comparability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions for advancing surgical and device-based therapies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization of cardiac intervention programs.
Implementation Considerations
- Requires expertise in large-animal cardiac surgery and perioperative management.
- Demands access to cardiopulmonary bypass and advanced surgical instrumentation.
- Necessitates cross-team standardization for procedural reproducibility and data comparability.
- Adaptation may be needed for different animal models or disease states.
- Procedural complexity and resource requirements may limit throughput for large-scale studies.
