Dit protocol maakt de in vivo kwantificering van veneuze compliantie en rekbaarheid mogelijk met behulp van katheterisatie en 3D-angiografie als overlevingsprocedure, waardoor een verscheidenheid aan mogelijke toepassingen mogelijk is.
Methodenartikel
Kwantificering van inferieure Vena Cava-compliantie en rekbaarheid in een in vivo schapenmodel met behulp van 3D-angiografie
* These authors contributed equally
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Synthetische vasculaire transplantaten overwinnen enkele uitdagingen van allotransplantaten, autotransplantaten en xenotransplantaten, maar zijn vaak stijver en minder meegaand dan het oorspronkelijke vat waarin ze worden geïmplanteerd. Conformiteitsafstemming met het oorspronkelijke vat komt naar voren als een belangrijke eigenschap voor het succes van transplantaten. De huidige gouden standaard voor het beoordelen van de conformiteit van het schip omvat de excisie van het schip en ex vivo biaxiale mechanische tests. We ontwikkelden een in vivo methode om veneuze compliantie en rekbaarheid te beoordelen die beter de natuurlijke fysiologie weerspiegelt en rekening houdt met de impact van een drukverandering veroorzaakt door stromend bloed en door eventuele aanwezige morfologische veranderingen.
Deze methode is ontworpen als een overlevingsprocedure, die longitudinale studies vergemakkelijkt en tegelijkertijd de noodzaak van diergebruik mogelijk vermindert. Onze methode omvat het injecteren van een bolus met zoutoplossing van 20 ml/kg zoutoplossing in het veneuze vaatstelsel, gevolgd door het maken van 3D-angiogrammen voor en na de bolus om door de bolus geïnduceerde veranderingen te observeren, gelijktijdig met intravasculaire drukmetingen in doelregio's. We zijn dan in staat om de omtrek en de dwarsdoorsnede van het vat voor en na de bolus te meten.
Met deze gegevens en de intravasculaire druk zijn we in staat om de compliantie en rekbaarheid met specifieke vergelijkingen te berekenen. Deze methode werd gebruikt om de compliantie en uitrekbaarheid van de inferieure vena cava bij inheemse niet-geopereerde schapen te vergelijken met de leiding van schapen die waren geïmplanteerd met een langdurig geëxpandeerd polytetrafluorethyleen (PTFE) transplantaat. Het oorspronkelijke vat bleek op alle gemeten locaties meer meegaand en rekbaar te zijn dan het PTFE-transplantaat. We concluderen dat deze methode veilig in vivo metingen van de compliantie en rekbaarheid van de ader biedt.
Inleiding
Patiënten met kritieke hartafwijkingen hebben reconstructieve chirurgie nodig. De meeste reconstructieve operaties vereisen het gebruik van prothetische materialen, waaronder vasculaire transplantaten. Mogelijke leidingen om deze ruimte te overbruggen zijn onder meer synthetische of biologische materialen. Aanvankelijk werden homotransplantaten gebruikt als het Fontan-kanaal, maar sindsdien zijn ze verlaten vanwege een hoge incidentie van verkalking en acute fase-incidenten1. Momenteel worden synthetische vasculaire transplantaten gebruikt die zijn afgeleid van anorganische polymeren. Er blijft een uitdaging dat deze transplantaten minder meegaand zijn dan het oorspronkelijke vat waarin ze zijn geïmplanteerd en langdurige complicaties hebben, zoals stenose, occlusie en verkalking 1,2,3,4,5.
De structuur van synthetische vasculaire transplantaten leent zich voor mechanische treksterkte, wat leidt tot hun steevast lagere compliantie in vergelijking met natuurlijk weefsel2. Vasculaire compliantie, die de verandering in volume van het vat definieert ten opzichte van een verandering in druk, dient als een indicator van het reactievermogen van een vat op mechanische belastingen. Het verschil tussen het transplantaatmateriaal en de eigenschappen van de natuurlijke bloedvaten zorgt voor een discrepantie in de naleving, waarvan is aangetoond dat het de bloedstroompatronen verstoort, wat resulteert in gebieden met recirculatie en stroomscheiding 2,6,7,8,9. Dit fenomeen verandert de schuifspanning op de endotheelwand en intimale hyperplasie 2,7,8,9. Dergelijke reacties kunnen leiden tot transplantaatgerelateerde complicaties, waardoor transplantaatvervanging of herinterventie noodzakelijk is6.
Aangezien vasculaire compliantie een sleutelrol speelt bij het bepalen van transplantaatresultaten, is de nauwkeurige meting van deze eigenschap essentieel. De huidige gouden standaard voor het meten van vasculaire compliantie is ex vivo buisvormig biaxiaal mechanisch testen. Deze methode omvat het wegsnijden van een transplantaat of vat van belang, het verbinden met latexbuizen en het onder druk zetten om het omtrekgedrag van stress-rek bij verschillende drukken te beoordelen. De conformiteit wordt bepaald door de druk te vergelijken met een meting van de binnendiameter10. Ex vivo-methoden hebben echter enkele nadelen. Bij het evalueren van de functionaliteit van geïmplanteerde transplantaten met behulp van de ex vivo-methode , zijn het opofferen van de dieren en het explanten van de transplantaten noodzakelijk, waardoor het onmogelijk wordt om langdurige onderzoeken uit te voeren. Daarom hebben we een in vivo meetprotocol voor naleving ontwikkeld.
Onze groep richt zich op het ontwikkelen van weefsel-gemanipuleerde vasculaire transplantaten (TEVG's) voor gebruik in de Fontan-chirurgie om het aangeboren hartafwijking, hypoplastisch linkerhartsyndroom (HLHS), te verbeteren. Recente ontwikkelingen op het gebied van aangeboren hartchirurgie hebben de postoperatieve resultaten verbeterd, wat heeft geleid tot een langere levensverwachting. Dit maakt de eigenschappen en het succes van de geïmplanteerde vasculaire buis op de lange termijn steeds belangrijker. Momenteel bestaat er geen diermodel van HLHS, dus evalueren we onze transplantaten in een versneld interpositietransplantaatmodel voor grote dieren inferieure vena cava (IVC). Hoewel dit model niet probeert de stroom van de Fontan-circulatie te creëren, recapituleert het effectief de unieke hemodynamische omstandigheden. Ons recente gebruik van dit in vivo protocol toonde significante verschillen in graft-compliantie tussen onze TEVG en conventionele geëxpandeerde polytetrafluorethyleen (PTFE) transplantaten11. Omdat deze eerdere studie zich niet richtte op methodologie, hebben we aanvullende experimenten uitgevoerd die deze nieuwe in vivo methode beschrijven.
We implanteerden het synthetische transplantaat dat momenteel dient als de standaardbehandeling, bestaande uit geëxpandeerd polytetrafluorethyleen (PTFE), bij proefdieren met Dorset-schapen en vergeleken het met de inheemse IVC bij chirurgisch naïeve controledieren. Dit protocol werd uitgevoerd op de PTFE-groep 5-7 jaar na implantatie van een PTFE-leiding en niet-geopereerde controledieren van verschillende leeftijden. Daarom zullen we in de volgende paragrafen die het protocol en de representatieve resultaten beschrijven, af en toe verwijzen naar het interessegebied als bijvoorbeeld het midden van het transplantaat (midgraft) van het IVC-interpositietransplantaat.
Dit protocol stelt ons in staat om de in vivo conformiteit van de PTFE-leiding, waarvan bekend is dat deze op lange termijn niet-conform is, te analyseren met de native ader. We hebben ervoor gekozen om het klinische standaardmateriaal, PTFE, te vergelijken met de native niet-geopereerde ader. We hebben gekozen voor een tijdstip op lange termijn omdat bekend is dat de PTFE-leiding niet-conform blijft en vatbaar is voor verkalking, waardoor de conformiteit verder afneemt11. We hebben ervoor gekozen om alle vergelijkingen in vivo uit te voeren, omdat systemische hemodynamische veranderingen nauwkeurig worden weerspiegeld in metingen die zijn verkregen via in vivo methoden. Uit deze vergelijking bleek dat dit protocol in staat is om de niet-conformiteit van PTFE te bevestigen en op een veilige en reproduceerbare manier metingen van in vivo veneuze compliantie te verkrijgen. Deze methode is met succes geïmplementeerd in een gepubliceerde studie om statistisch significante verschillen aan te tonen tussen PTFE-leidingen en weefselgemanipuleerde vasculaire transplantaten (TEVG's) in vivo11.
Het algemene doel van dit protocol is het berekenen van de compliantie en rekbaarheid van de thoracale IVC in een schapenmodel voor grote dieren met behulp van in vivo metingen van een overlevingsprocedure. Daartoe hebben we de veranderingen in omtrek en dwarsdoorsnede van thoracale IVC naar een vloeistofbolus gevisualiseerd en gemeten. We maten tegelijkertijd de intravasculaire drukverandering en gebruikten deze metingen om de compliantie en rekbaarheid te berekenen. Het gebruik van 3D-angiografiebeeldvorming biedt ons meerdere voordelen, waaronder de mogelijkheid om de weergave van het beeld na het vastleggen aan te passen om ervoor te zorgen dat onze metingen worden gedaan vanaf een dwarsdoorsnede van de ader, en om ons in staat te stellen meerdere locaties langs het schip te meten. De drie interessegebieden in deze studie waren het midgraft-gebied, evenals de twee aangrenzende anastomose-plaatsen van het PTFE-transplantaat en de vergelijkbare gebieden in de oorspronkelijke IVC. Door in vivo experimenten uit te voeren, zijn er voordelen bij het evalueren van de functionaliteit van transplantaten binnen de werkelijke bloedstroom en omgeven door weefsels en organen. Aangenomen wordt dat de metingen die met deze methode worden verkregen, de werkelijke functionaliteit van de transplantaten in een levend organisme weerspiegelen.
Het protocol is verdeeld in zes hoofdsecties, waaronder voorbereiding van de schapen vóór de procedure, katheterisatie, verzameling van baseline pre-bolusgegevens, verzameling van onderzoeksgegevens, herstel van dieren en gegevensanalyse. In het gedeelte over de voorbereiding van dieren bespreken we sedatie, het starten van anesthesie en de plaatsing van bewakingsapparatuur die wordt gebruikt tijdens de katheterisatieprocedure. In het tweede deel leggen we het proces uit van het plaatsen van de twee katheterhulzen die nodig zijn voor het verzamelen van gegevens. Voor dit protocol worden beide omhulsels in de rechter interne halsader (IJV) geplaatst, zodat twee multitrack-katheters in het bloedvat kunnen worden ingebracht. De ene zal in het interessegebied worden geplaatst om de drukverandering te registreren, en de andere zal lager in de ader worden geplaatst voor contrastinjectie. Nadat de katheters zijn geplaatst, wordt ter vergelijking een baseline pre-bolus 3D-angiograaf genomen. Het verzamelen van onderzoeksgegevens begint met het voorbereiden van de bolus met zoutoplossing in een zaksysteem onder druk voor toediening, het verstrekken van de zoutoplossing met het registreren van intravasculaire druk en het nemen van de 3D-angiograaf na de bolus. Vervolgens beschrijven we het proces om het herstel van de schapen na het protocol te vergemakkelijken. Ten slotte bespreken we de methode om de juiste beelden en dwarsdoorsnedemetingen te verkrijgen voor analyse en statistische vergelijking.
Protocol
Het onderzoeksprotocol werd goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee van het Abigail Wexner Research Institute (AR22-0004) van het Nationwide Children's Hospital. Alle dieren kregen humane zorg in overeenstemming met de Gids voor de verzorging en het gebruik van proefdieren, gepubliceerd door de National Institutes of Health.
1. Voorbereiding van dieren
- Laat een veterinair team de schapen 1 week voorafgaand aan de katheterisatie evalueren, inclusief een lichamelijk onderzoek en analyse van vitale functies, om ervoor te zorgen dat het dier veilig onder narcose kan komen.
- Vast het dier 's nachts, of tot 12 uur voorafgaand aan de procedure, om het risico op aspiratie van de maaginhoud bij inductie van de anesthesie te beperken.
- Druk op de aan-knop op het bedieningspaneel om de C-boog en het 3D-angiografiesysteem in te schakelen (Figuur 1A). Wacht tot het systeem volledig is geladen.
NOTITIE: Zorg ervoor dat de fluoroscopie is gepauzeerd totdat deze klaar is om te fotograferen en dat al het personeel beschermend lood draagt. - Bereid gehepariniseerde zoutoplossing voor op gebruik in de procedure door 1 ml heparine (concentratie van 1.000 USP-eenheden/ml) toe te voegen aan 1.000 ml 0,9% zoutoplossing.
- Scheer de linkerkant van de nek en schrob met alcohol. Dien sedatie toe door een combinatie van ketamine (4 mg/kg), butorfanol (0,1 mg/kg) en diazepam (0,5 mg/kg) in de linker halsader te injecteren.
- Leg het verdoofde schaap op een ziekenhuisbed en plaats het in sternale ligplaats voor intubatie. Intuberen met een endotracheale (ET) tube van 9-14 mm, gebaseerd op de grootte van het schaap, door de tong en epiglottis in te drukken met een laryngoscoop en de ET-tube in de luchtpijp in te brengen.
- Plaats het schaap in een rechte zijligging. Bevestig de ET-slang aan een ventilator en ventileer mechanisch met 100% zuurstof bij 1-3 l/min.
- Handhaaf de anesthesie met 1-3% geïnhaleerde isofluraan. Stel de ademhalingsfrequentie in op 15-30 ademhalingen/min en eindig het ademvolume op 8-10 ml/kg.
- Plaats standaard bewakingsapparatuur, waaronder een bloeddrukmanchet op het rechter voorbeen, een oorclip om de zuurstofverzadiging op het rechteroor te controleren, een temperatuursonde in de slokdarm en een CO2 -monitor aan het einde van het getij op de ET-buis. Scheer de wol vanaf het staartaspect van elke hoef tussen de wolfsklauwen en de hiel. Plaats de elektrocardiogram (ECG) knooppunten en zet de ECG-knooppunten vast met tape.
- Smeer beide ogen door oogheelkundige zalf aan te brengen en breng een maagsonde in om de gas- en voedselafvoer te garanderen.
- Breng een IV-lijn tot stand in de linker IJV voor de toediening van propofol infusie met constante snelheid (CRI) (20-40 mg∙kg-1∙h-1), onderhoudsvloeistoffen (10 ml∙kg-1∙h-1) en de zoutoplossing bolus.
- Plaats het schaap in de linker zijligging. Scheer de rechterkant van de nek om toegang te krijgen tot de katheterisatieplaats (Figuur 2A). Veeg het gebied af met chloorhexidine-scrub en alcohol.
- Koppel de bewakingsapparatuur en het beademingsapparaat los en verplaats het schaap naar de katheterisatielaboratoriumtafel. Plaats het dier opnieuw in een linker zijwaartse ligpositie (Figuur 3A).
- Sluit opnieuw aan op het beademingsapparaat en de bewakingsapparatuur (ECG-kabels, temperatuursonde, bloeddrukmanchet, pulsoximeter).
- Handhaaf de anesthesie tijdens de procedure door toediening van geïnhaleerde isofluraan 1-3% met 100%O2 en/of propofol CRI (20-40 mg∙kg-1∙h-1).
OPMERKING: Beoordeel het anesthesievlak door de beweging van het dier, de reactie op pijnlijke prikkels, de ademhalingsfrequentie, de polsslag en de bloeddruk te meten. Breng indien nodig aanpassingen aan in de sedatie, bijvoorbeeld door een bolus van 5-10 ml propofol te gebruiken om een dieper anesthesiegebied te induceren. - Meet de breedte van het schaap in het gebied van het hart met behulp van grote schuifmaten. Deel de breedte door 2 om de drukopnemer in te stellen.
- Reinig de operatieplaats aseptisch en drapeer deze op een steriele manier (Figuur 2B,C).
2. Katheterisatie
- Verplaats de C-boog van de geparkeerde positie naar de kist van het schaap en til de tafel indien nodig op. Druk op de knoppen 7 en 3 op het bedieningspaneel en houd vervolgens de Start-knop ingedrukt om de voorgeprogrammeerde instellingen te gebruiken om de tafel en de C-boog aan de linkerkant van de tafel automatisch te positioneren (Figuur 1A).
- Toegang tot de juiste IJV met behulp van een 21 G micro-priknaald en 10 cc Luer Slip-spuit; toegang krijgen tot de IJV in craniale/caudale richting door de huid terwijl u de zuiger van de spuit naar achteren trekt. Zorg ervoor dat bloed wordt opgezogen om te bevestigen dat de naald in het bloedvat zit (Figuur 2A, B).
- Koppel de spuit voorzichtig los terwijl u de naald stevig vasthoudt.
- Steek een roestvrijstalen (SS) draadgeleider van 0.018 inch ongeveer halverwege door de naald in het vat. Verwijder de naald van over de RVS draad.
- Plaats een 5-French (Fr) dilatator over de RVS-draad en in het vat. Verwijder het binnenste stuk van de dilatator en RVS draad. Voer een voerdraad van 0.038 inch door de dilatator ongeveer halverwege in het vat en verwijder de dilatator.
- Gebruik een scalpel met 11 mesjes om de huid boven de ader waar de draad binnenkomt door te snijden. Voer een 9-Fr huls over de voerdraad en in het vat. Verwijder het binnenste mantelgedeelte en de voerdraad.
- Controleer de juiste plaatsing van de huls door bloed op te zuigen en vervolgens de huls te spoelen met gehepariniseerde zoutoplossing.
- Herhaal stap 2.2-2.7 zodat er twee 9-Fr omhulsels in de rechter IJV zitten.
- Dien 150 E/kg heparine toe via het infuus om stolling te voorkomen.
- Gebruik het voetpedaal om fluoroscopie te starten (Figuur 1B). Steek een Judkins Right (JR)-katheter door de huls en volg de thoracale IVC over het middenrif in de abdominale IVC.
- Rijg een Rosen-draad door de JR-katheter totdat deze de abdominale IVC bereikt en de punt uit de JR-katheter komt. Terwijl u de Rosen-draad op zijn plaats houdt, verwijdert u voorzichtig de JR-katheter.
- Herhaal stap 2.10-2.11 met het tweede hulsje.
- Rijg een 7-Fr Multitrack-katheter over elke Rosen-draad.
- Plaats onder begeleiding van fluoroscopie één multitrack angiografische katheter in de abdominale IVC voor contrastinjectie.
- Plaats met behulp van fluoroscopie een andere multitrack angiografische katheter in het specifieke interessegebied (bijv. het midden van het transplantaat) voor drukmeting (Figuur 2C).
Figuur 1: Bedieningspaneel. (A) Bedieningspaneel 3D-angiografiesysteem (B) Fluoroscopie voetpedalen Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
Figuur 2: Katheterisatie bij dieren. (A) De belangrijkste operatieplaats, voorbereid op katheterisatie. (B) Techniek om de rechter interne halsader te visualiseren (zwarte pijlen). (C) Twee multitrack angiografische katheters worden via de rechter interne halsader geplaatst (blauwe pijl: drukmeting in het transplantaat; rode pijl: contrastinjectie in abdominale IVC; witte pijl: stijve draden). Afkorting: IVC = inferieure vena cava. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
3. Verzamelen van de voorgegevens
- Sluit de multitrack gecentreerd in het interessegebied aan op de drukopnemer met behulp van een driewegkraan. Met de kraan open naar de multitrack, trekt u deze terug met een spuit van 10 ml totdat de luchtbellen zijn verwijderd en er bloed te zien is.
- Met de spuit van 10 ml ondersteboven gedraaid, voert u het bloed terug naar het schaap en zorgt u ervoor dat er geen lucht terug in de multitrack wordt geduwd. Spoel de multitrack door met gehepariniseerde zoutoplossing.
- Draai de uit-stand van de kraan naar de spuit zodat de drukopnemer en de multitrack voor elkaar open staan.
- Bereid de contrastinjector voor door een contrastmiddel toe te voegen. Het minimale volume voor een 3D-angiogram is 60 ml en het totale contrast mag niet hoger zijn dan 5 ml/kg of 250 ml.
- Sluit de contrastinjector aan op de multitrack gecentreerd in de abdominale IVC. Draai de knop met behulp van de contrastinjector langzaam tegen de klok in om luchtbellen uit de multitrack te trekken totdat er bloed te zien is. Draai de knop met de klok mee om het contrast langzaam naar voren te duwen in de multitrack.
- Gebruik fluoroscopie om te bevestigen wanneer het contrast de punt van de multitrack heeft bereikt.
- Neem het totale contrast dat wordt gebruikt voor het 3D-angiogram en deel dit door 5 om ml/s te krijgen. Stel de snelheidsverhoging in op 0 en 600 psi.
- Zet de C-boog in de voorgeprogrammeerde modus door op de programmaknop rechtsboven in het scherm en de 3D DSA 110 8''- knop te klikken (3D-angiografie met een SID van 110 cm en Field View op 8 inch).
- Verplaats alle voorwerpen en personen weg van de voorkant of zijkanten van de tafel. Start het C-Arm-programma door op de knop genummerd 3 op het bedieningspaneel te klikken. Plaats het doelgebied (bijv. midgraft) in het midden van het x-y-vlak (Figuur 3A-C).
- Ga naar het tweede programma door op de knop genummerd 4 op het bedieningspaneel te klikken. Pas de hoogte van de tafel dienovereenkomstig aan om het interessegebied te centreren.
- Druk op de knop genummerd 5 en maak de testopname.
- Test het bewegingsbereik van de C-boog vooraf door op de knop Voorwaarden bevestigen te klikken | Start (Figuur 3D,E).
- Vraag de anesthesist om de beademing vast te houden en een 3D-rotatie-angiogram met contrastinjectie te maken door het programma te starten met het middelste acquisitiepedaal. Meet en registreer tegelijkertijd de gemiddelde druk van het doelgebied.
Figuur 3: Positionering van de C-boog en bewegingsbereik. (A) Positionering van schapen voor het begin van de procedure (B) Eerste positie voor 3D-angiogramprogramma (C) C-boog verplaatst in de xy-as (D) C-boog verplaatst in de z-as (E) C-boog die testspin voltooit met volledig bewegingsbereik. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
4. Het toedienen van de bolus met zoutoplossing en het verzamelen van gegevens
- Bereid 20 ml/kg 0,9% zoutoplossing voor.
- Om de boluszak onder druk voor te bereiden, voegt u een zak van 1,000 ml met 0,9% zoutoplossing toe aan een zak onder druk. Gebruik indien nodig een tweede eenheid om het totale toe te dienen volume te bereiken.
- Knijp in de opblaaslamp totdat de manometer in de groene zone komt, direct voor de rode lijn (druk 250-300 mmHg). Spoel de zoutoplossing door de leiding en verwijder luchtbellen.
- Sluit de onder druk staande zoutoplossing aan op een 9-Fr huls en houd 250-300 mmHg aan om een constante snelheid van de bolus te behouden. Laat het stromen totdat het schaap een bolus heeft gekregen die overeenkomt met 20 ml/kg of de gemiddelde druk 15 mmHg bereikt.
- Terwijl de bolus stroomt, registreert u elke minuut de intravasculaire druk van het doelgebied.
- Houd de C-boog klaar voor een tweede 3D-rotatieangiografie door stap 3.9-3.12 te herhalen. Zodra de bolus eindigt, voordat de druk begint te dalen, voert u de tweede 3D-angiografie en gelijktijdige intravasculaire drukmeting uit door te starten zoals beschreven in stap 3.13.
5. Herstel
- Plaats na voltooiing van de beeldvorming de C-boog terug in de voorgeprogrammeerde geparkeerde positie door nummer 77 in te voeren en de Start-knop ingedrukt te houden totdat de C-boog zichzelf positioneert.
- Verwijder de multitrack angiografiekatheters en Rosen-draden.
- Verwijder beide omhulsels terwijl u directe druk uitoefent op de inbrengplaatsen met een hemostasepleister gedurende ten minste 7 minuten om het bloeden te stoppen.
- Wikkel een steriele rol gaas rond de pleisters en de nek, zodat de wikkel stevig is om de druk te behouden, maar niet te strak om het risico te lopen de bloedsomloop af te snijden of de ademhaling te verhinderen.
- Schakel anesthetica (isofluraan en/of propofol CRI) uit.
- Houd schapen aan de beademing met 100% O2 totdat ze consequent zelfstandig ademen.
OPMERKING: Tekenen dat het schaap wakker wordt, zijn onder meer beweging, knipperen, reactie op pijnlijke prikkels, kaaktonus of pogingen om te kauwen, en ademen zonder hulp van een beademingsapparaat. - Zodra het schaap zelfstandig kan ademen, extubeert u (verwijder de ET-sonde) en verwijdert u de orogastrische sonde.
- Verwijder alle bewakingsapparatuur en breng de schapen over naar een ziekenhuisbed. Verplaats het terug naar de woonkamer.
- Help de schapen om in de buikligging te blijven of bij het proberen te staan totdat het schaap in staat is om zelfstandig het evenwicht te bewaren. Voorkom dat ze tegen muren aanlopen.
- Zodra ze wakker genoeg lijken, geef je kleine hoeveelheden hooi of graan.
6. Analyse van de gegevens
- Exporteer de originele onbewerkte 3D-angiografiegegevens van de angiografiebeeldvormingssoftware in DICOM-bestandsindeling.
- Start de DICOM-viewersoftware. Sleep het 3D-angiografiebestand naar de viewer om het te openen (Figuur 4A).
- Selecteer in de DICOM-viewersoftware de 3D MPR-tool (Multi-Planar Reconstruction) om een 3D-gereconstrueerde weergave van de angiografiegegevens te genereren. Dit zal drie verschillende 2D-weergaven presenteren vanuit drie verschillende hoeken: axiale, sagittale (Figuur 4B) en coronale (Figuur 4C) vlakken.
- Pas de plaatsing en oriëntatie van het doelgebied in de sagittale en coronale vlakken aan om de gewenste verticale positie te bereiken door het doelgebied in het midden te plaatsen en de richting van de referentielijnen op elk vlak te draaien met een handgereedschap (Figuur 4D).
- Gebruik het potlood in de DICOM-viewer om de vaatwand te schetsen in de axiale weergave van het doelgebied (Figuur 4E). De software berekent en toont automatisch zowel de oppervlakte als de omtrek (omtrek) van het gebied in het midden van de axiale weergave.
- Gebruik vergelijking (1) om de compliantie te berekenen, waarbij A de dwarsdoorsnede is (cm2) en P de druk (mmHg):
(1) - Gebruik vergelijking (2) om de rekbaarheid te berekenen, waarbij C de omtrek (cm) is en P de druk (mmHg):
(2)
Figuur 4: Data-analyse in DICOM viewer. (A) Onbewerkte gegevens van 3D-angiogram geladen in de DICOM-viewer. (B) Het sagittale gedeelte van het transplantaat. (C) Het coronale gedeelte. (D) Een echte doorsnede wordt gevisualiseerd na aanpassing van de hoek op de sagittale en coronale secties. (E) Het potlood wordt gebruikt om het doelvat te schetsen om metingen van de omtrek en de dwarsdoorsnede uit te voeren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Resultaten
We hebben deze procedure met succes uitgevoerd met meer dan 25 schapen. Belangrijk is dat er geen gevallen van morbiditeit en mortaliteit waren die verband hielden met deze procedure. Alle schapen vertoonden een ongecompliceerd herstel. Deze representatieve resultaten werden genomen van drie schapen geïmplanteerd met PTFE-transplantaten en drie niet-geopereerde inheemse schapen. Figuur 5 geeft de intravasculaire drukmetingen weer die tijdens het protocol van beide groepen proefdieren zijn uitgevoerd. Deze waarden zijn belangrijk voor de berekening van de naleving en rekbaarheid, maar ook om de veiligheid van dit protocol aan te tonen, aangezien we de verandering in intravasculaire druk onder de 15 mmHg houden.
Figuur 5: Intravasculaire druk voor compliantie- en rekbaarheidsvergelijkingen. (A) Grafische weergave van de absolute intravasculaire drukmetingen die zijn uitgevoerd in het midtransplantaatgebied, of het overeenkomstige gebied van het oorspronkelijke vat, tijdens de toediening van de bolus. (B) Overzichtstabel van intravasculaire drukveranderingen voor elk proefdier. Deze waarden werden gebruikt bij de berekening van de naleving en de uitbreidbaarheid. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6A,B zijn representatieve afbeeldingen van de DICOM-viewermetingen in de native en PTFE-groepen. De figuur toont de verandering in omtrek die wordt waargenomen bij de inheemse schapen als reactie op de bolus, die niet wordt gezien in de PTFE-groep. Op basis van de metingen hebben we de compliantie en rekbaarheid berekend, die worden weergegeven in figuur 6C. Deze waarden werden vervolgens in een grafiek weergegeven en statistisch geanalyseerd. De vergelijking van de conformiteit en rekbaarheid tussen inheemse schapen en PTFE-schapen toont aan dat inheemse schapenvaten meer meegaand en rekbaar zijn dan PTFE-enten. De waargenomen verschillen neigden allemaal in de richting van statistische significantie, waarbij alleen de distale compliantie en proximale compliantievergelijkingen statistisch significant waren (p < 0,05).
Figuur 6: Representatieve resultaten. (A) Representatieve beelden van de omtrek van het oorspronkelijke vat gemeten in de DICOM-viewer voor en na de bolus. Een omtrek (groen) werd getraceerd in de DICOM-viewer. De waarden voor de omtrek en de dwarsdoorsnede (groene tekst in een kader) werden vervolgens automatisch gegenereerd door de DICOM-viewer. (B) Representatieve beelden van de omtrek van het PTFE-transplantaat gemeten in de DICOM-viewer voor en na de bolus. Een omtrek (groen) werd getraceerd in de DICOM-viewer. De waarden voor de omtrek en de dwarsdoorsnede (groene tekst in een kader) werden vervolgens automatisch gegenereerd door de DICOM-viewer. (C) Tabel met berekende naleving en rekbaarheid voor elk proefdier op elke vaartuiglocatie. Negatieve nalevings- en rekbaarheidswaarden werden gecorrigeerd naar nul. (D) Weergave van nalevings- en uitbreidbaarheidsgegevens. De normaliteit van de gegevens werd getest voorafgaand aan alle statistische vergelijkingen. Conformiteits- en uitbreidbaarheidswaarden werden geanalyseerd met een ongepaarde Student's t-toets, waarbij de correctie van Welch werd toegepast op alle metingen behalve distale compliantie. Distale en proximale compantiewaarden waren significant hoger in de native groep in vergelijking met de PTFE-groep (distaal: p = 0,0485, proximaal: p = 0,0247). De midgraft-compliantie was niet statistisch significant tussen de groepen, maar de native midgraft-compliantie was altijd hoger dan de PTFE. Afkorting: PTFE = polytetrafluorethyleen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Discussie
Therapietrouw en rekbaarheid zijn belangrijke eigenschappen voor de werking van bloedvaten en dienen als indicatoren voor mogelijke complicaties en interventies. Het nauwkeurig kwantificeren en vergelijken van veranderingen in deze parameters is belangrijk om de werkzaamheid van het transplantaat te beoordelen. Onze in vivo methode overwint de beperkingen van ex vivo analyse en behoudt vergelijkbare resultaten. Als we onze in-vivo-gegevens vergelijken met de ex vivo-gegevens van Blum et al., laten beide methoden duidelijke verschillen zien tussen het synthetische transplantaatmateriaal van belang en de native ader10. Onze statistische significantie werd beperkt door de lage steekproefomvang. Ondanks hun focus op een ander transplantaatkanaal, vinden we de protocollen wetenschappelijk vergelijkbaar met betrekking tot data-outputs, waarbij de in vivo-methode de voorkeur verdient om de eerder genoemde redenen.
Verschillende cruciale stappen in deze procedure vereisen zorgvuldige aandacht, met name bij het inbrengen van de katheter en de toediening van de bolus. Als het moeilijk is om toegang te krijgen tot de ader, kan het nuttig zijn om de hoek van de kop van het schaap aan te passen of positioneringshulpmiddelen te gebruiken. Het plaatsen van de JR-katheter in het precieze interessegebied kan worden vergemakkelijkt door een glijdraad te gebruiken. Een andere cruciale stap kan optreden bij het verwisselen van zoutoplossingzakken vanwege een grote bolusbehoefte. Een snelle omschakeling is essentieel om aanzienlijke intravasculaire drukschommelingen te voorkomen. Om dit probleem te voorkomen, hebben we beide zoutzakken zo voorbereid dat ze precies op het benodigde volume passen en beide met een kraan op de mantel aangesloten. Voorafgaand aan de start van de bolus hebben we beide zakken onder druk gezet, waardoor de tijd die nodig is voor de stroomovergang van de ene zak naar de andere werd verkort. Het is van cruciaal belang om een tijdbesparende aanpak te handhaven, aangezien langere anesthesieperioden een negatieve invloed kunnen hebben op het herstel van schapen.
Het is van cruciaal belang om het bereik van de C-boog te testen voordat het protocol wordt gestart. Zorg er tijdens het testen van de C-boog voor dat deze het interessegebied nauwkeurig centreert. Door de C-boog op de juiste manier te positioneren, wordt een volledige visualisatie van het interessegebied in het uiteindelijke beeld gegarandeerd. Timing is van cruciaal belang om de bolus effectief in beeld te brengen. Start de beeldvormingssequentie zodra de onder druk staande zak is geleegd. Door ervoor te zorgen dat de testspin van de C-boog wordt uitgevoerd voordat vloeistof wordt toegediend, kan dit kritieke moment worden opgevangen.
Merk op dat 2D-angiografiebeeldvorming geen geschikte vervanging is voor 3D-angiografie. De compliantie- en rekbaarheidsvergelijkingen vereisen nauwkeurige dwarsdoorsnede-, oppervlakte- en omtrekwaarden, die 2D-beeldvorming niet kan bieden vanwege natuurlijke vaathoeken en variaties in morfologie. Intravasculaire echografie, hoewel overwogen, is technisch uitdagend en kan na de opname niet worden aangepast.
Deze methode is momenteel van toepassing op veneuze vasculatuur en moet worden gewijzigd voordat deze wordt toegepast op de arteriële circulatie. Mogelijke toepassingen van deze methode zijn onder meer het vergelijken van getransplanteerde of getransplanteerde materialen in het veneuze systeem, evenals het beoordelen van veranderingen in de naleving die verband houden met veroudering in de lengterichting. Vóór de toediening van een vloeistofbolus kon de huidige methode met behulp van 3D-angiografie het effect van IVC-pulsatiliteit van de hartslag niet elimineren.
Openbaarmakingen
Deze studie werd gedeeltelijk gesponsord door Gunze Ltd.
Dankbetuigingen
Dit werk werd ondersteund door R01 HL163065 en W81XWH1810518. We spreken onze waardering uit voor de toegewijde medewerkers van de Animal Research Core. We willen ook onze dankbaarheid betuigen aan Carmen Arsuaga voor haar onschatbare expertise en waakzame zorg tijdens het onderzoek.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.035" x 260 cm Rosen Curved Wire Guide | Cook Medical | G01253 | Geleiding voor het plaatsen en verwisselen van caths (Multi-track, IVUS, etc) |
| 0.035"x 150 cm Glidewire | Terumo | GR3507 | Geleiding voor JR cath |
| 0.9% Sodium Chloride Saline | Baxter Healthcare Corporation | NCH apotheek | Voor het verdunnen van norepinephrine, drukbewaking |
| 10.0 Endotracheal tube | Coviden | 86117 | Voor beveiliging van de luchtweg |
| 16 G IV catheter | BD | 382259 | Voor het toedienen van vloeistoffen en anesthesiemiddelen |
| 22 G IV catheter | BD | 381423 | Voor invasieve bloeddruk |
| 5Fr x.35" JR2.5 | Cook Medical | G05035 | Geleiding voor rosen draad |
| 70% isopropyl alcohol | Aspen Vet | 11795782 | Topicale reinigingsoplossing |
| 7Fr x 100 cm Multi-track | B. Braun | 615001 | Druk verzamelen, contrast toedienen naar specifieke intravasculaire locatie |
| 9Fr Introducer sheath | Terumo | RSS901 | Toegangskatheter door de huid in het vat voor draden om door te gaan |
| ACT cartridge | Abbot Diagnostics | 03P86-25 | Geactiveerde stolling tijd |
| Angiographic syringe w/ filling spike | Guerbet | 900103S | Voor contrast injector |
| Bag decanter | Advance Medical Designs, LLC | 10-102 | Punctureert zout waterzak om te gieten en te vullen steriele kom met zout water |
| Butorphanol | Zoetis | NCH apotheek | Sedatie medicijn: Concentratie 10 mg/mL, Dosering 0,1 mg/kg |
| Cath Research Pack | Cardinal Health | SAN33RTCH6 | Cath pakket met diverse benodigdheden |
| Cetacaine | Cetylite | 220 | Topicale verdovende spray |
| Chloraprep | BD | 930825 | Topicale reinigingsoplossing |
| Chlorhexidine 2% solution | Vedco INC | VINV-CLOR-SOLN | Topicale reinigingsoplossing |
| Conform stretch bandage | Coviden | 2232 | Halsband om bloeding te voorkomen |
| Connection tubing | Deroyal | 77-301713 | Verbindt t-poort naar vloeistof/drug lijnen |
| Diazepam | Hospira Pharmaceuticals | NCH apotheek | Sedatie drug: Concentratie 5 mg/mL, Dosering 0,5 mg/kg |
| EKG monitoring dots | 3M | 2570 | |
| Fluid administration set | Alaris | 2420-0007 | |
| Fluid warming set | Carefusion | 50056 | |
| Hemcon Patch | Tricol Biomedical | 1102 | Patch voor hemostase |
| Heparin | Hospira, Inc | NCH apotheek | Anticoagulant: 1.000 USP eenheden/mL |
| Infinix-i INFX-8000C | Toshiba Medical Systems | 2B308-124EN*E | Interventioneel angiografie systeem |
| Invasive pressure transducer | Medline | 23DBB538 | Voor invasieve bloeddruk |
| Isoflurane | Baxter Healthcare Corporation | NCH apotheek | Anesthesie gebruikt in voorbereidingsruimte |
| Ketamine | Hospira Pharmaceuticals | NCH apotheek | Sedatie drug: Concentratie 100 mg/mL, Dosering 4 mg/kg |
| Lubricating Jelly | MedLine | MDS0322273Z | ET buis smeermiddel |
| Micropuncture Introducer Set | Cook Medical | G47945 | Toegang door huid in vat |
| Needle & syringes | Cardinal Health | 309604 | Voor sedatie |
| Norepinpherine Bitartrate Injection, USP | Baxter Healthcare Corporation | NCH apotheek | 1 mg/mL |
| Optiray 320 | Liebel-Flarsheim Company, LLC | NCH apotheek | Contrast |
| Optixcare | Aventix | OPX-4252 | Hoornvlijm |
| OsiriX MD | Pixmeo SARL | - | DICOM Viewer en Analyse software |
| Pressure infusor bag | Carefusion | 64-10029 | Om invasieve bloeddruk te behouden |
| Propofol | Fresenius Kabi | NCH apotheek | Anesthesie medicijn: Concentratie 10 mg/mL, Dosering 20-45 mg·kg-1·h-1 |
| Silk suture 3-0 | Ethicon | C013D | Om IV katheter te beveiligen |
| SoftCarry Stretcher | Four Flags Over Aspen | SSTR-4 | |
| Stomach tube | Jorgensen Lab, INC | J0348R | Om maagsappen en gas te laten ontsnappen en zwelling te voorkomen |
| T-port | Medline | DYNDTN0001 | Verbindt naar IV katheter |
| Urine drainage bag | Coviden | 3512 | Verbindt naar maagslang om maagsappen te verzamelen |
| Warming blanket | Jorgensen Lab, INC | J1034B |
Referenties
- Hagler, D. J., et al. Fate of the Fontan connection: Mechanisms of stenosis and management. Congenit Heart Dis. 14 (4), 571-581 (2019).
- Nezerati, R. M., Eifert, M. B., Dempsey, D. K., Cosgriff-Hernandez, E. Electrospun vascular grafts with improved compliance matching to native vessels. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 103 (2), 313-323 (2015).
- Bates, O., Semple, T., Krupickova, S., Bautisa-Rodriguez, C. Case report of a Gore-Tex TCPC conduit dissection causing severe stenosis. Eur Heart J Case Rep. 5 (11), 1-6 (2021).
- Sathananthan, G., et al. Clinical importance of Fontan Circuit thrombus in the adult population: Significant association with increased risk of cardiovascular events. Can J Cardiol. 35 (12), 1807-1814 (2019).
- Kumar, P., Bhatia, M. Computed tomography in the evaluation of Fontan Circulation. J Cardiovasc Imaging. 29 (2), 108-122 (2021).
- Abbott, W. M., Megerman, J., Hasson, J. E., L'Italien, G., Warnock, D. F. Effect of compliance mismatch on graft patency. J Vasc Surg. 5 (2), 376-382 (1987).
- Weston, M. W., Rhee, K., Tarbell, J. M. Compliance and diameter mismatch affect the wall shear rate distribution near an end-to-end anastomosis. J Biomech. 29 (2), 187-198 (1996).
- Ballyk, P. D., Walsh, C., Butany, J., Ojha, M. Compliance mismatch may promote graft-artery intimal hyperplasia by altering suture-line stress. J Biomech. 31 (3), 229-237 (1997).
- Lemson, M. S., Tordoir, J. H. M., Daemen, M. J. A. P., Kitslaar, P. J. E. H. M. Intimal hyperplasia in vascular grafts. Eur J Vasc Endovasc Surg. 19 (4), 336-350 (2000).
- Blum, K. M., et al. Tissue engineered vascular grafts transform into autologous neovessels capable of native function and growth. Commun Med. 2, 3(2022).
- Turner, M. E., et al. Tissue engineered vascular grafts are resistant to the formation of dystrophic calcification. Nat Commun. 15, 2187(2024).
Herprints en machtigingen
