Doświadczenia na zwierzętach przeprowadzono zgodnie z zasadami regionalnego komitetu (Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung des Landes Schleswig-Holstein, numer zezwolenia: V242-21249/2020 [38-4/20]). Myszy wykorzystane w niniejszym badaniu pozyskano z komercyjnego źródła (patrz Tabela materiałów). Zwierzęta utrzymywano w standardowych warunkach z 12-godzinnym cyklem światła i 12-godzinnym cyklem ciemności; wodę i pokarm udostępniano ad libitum.
1. Opieka nad zwierzętami
- Przechowywać myszy w specjalistycznych klatkach z ściółką, materiałem do budowy gniazd, kryjówką oraz zapewnionym dostępem do wody pitnej i pokarmu.
- Utrzymywać zwierzęta pod stałą, specjalistyczną opieką i kontrolą weterynaryjną.
UWAGA: W przypadku myszy zamówionych od zewnętrznych dostawców należy zapewnić 7 dni aklimatyzacji przed rozpoczęciem procedury.
2. Przygotowanie uszczelki typu o-ring
UWAGA: W celu wywołania hipertrofii serca po 2 tygodniach zaleca się stosowanie pierścienia typu o-ring o stałej średnicy 0,4 mm. Zakres i nasilenie wywołanego fenotypu serca zależą od rozmiaru średnicy pierścienia o-ring.
- Najpierw wykonaj jedno cięcie uszczelki o-ring (Tabela materiałów) pod mikroskopem za pomocą nożyczek lub skalpela, aby umożliwić jej założenie wokół aorty (Rysunek 1A, B).
- Przebij każdą stronę pierścienia w pobliżu cięcia igłą z nićmi niewchłanialną o rozmiarze 8-0 i przeciągnij nić. Odetnij ją, pozostawiając 2-3 cm po jednej stronie i 2 cm po drugiej, aby móc przymocować pierścień wokół aorty w ostatnim kroku (Rysunek 1C, D).
- Przed operacją weź przyrząd do ligacji (instrument specjalistyczny, patrz Tabela materiałów) i przeciągnij koniec dłuższej nici z jednej strony pierścienia przez otwór w zwężeniu (Rysunek 1E, F). Odstaw przyrząd do ligacji z przymocowanym pierścieniem do wykorzystania w kolejnym kroku (krok 6).
- Aby zdezynfekować pierścień z nićmi, zanurz go w roztworze alkoholu na pół godziny. Następnie połóż go na celulozie do wyschnięcia. Przechowuj wysuszony pierścień w zamkniętym pojemniku lub etui do momentu użycia. Podczas operacji, po przeciągnięciu nici przez przyrząd do ligacji, połóż pierścień na czystej powierzchni do czasu zastosowania.

Rysunek 1: Przygotowanie pierścienia typu O-ring do ligacji. (A) Pierścień O-ring o stałej średnicy zostaje przecięty z jednej strony nożyczkami lub skalpelem. (B) Obraz pierścienia O-ring. (C) Każda strona pierścienia O-ring zostaje przebita nicią z prolenu 8-0. (D) Pierścień O-ring przebity dwiema nićmi. (E) Nici z jednej strony pierścienia O-ring są przeciągane przez otwór przyrządu pomocniczego do ligacji. (F) Pozycja końcowa przed umieszczeniem: nici z jednej strony są wprowadzone przez otwór przyrządu pomocniczego do ligacji, podczas gdy nici z drugiej strony pozostają luźne. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
3. Premedykacja myszy i przygotowanie pola operacyjnego
- Aby zapewnić odpowiednią analgezję podczas zabiegu, wstrzyknij dojdostrychalnie lek przeciwbólowy buprenorfinę (0,1 mg/kg, patrz Tabela materiałów) na 20 min przed przystąpieniem do operacji.
UWAGA: W niniejszym badaniu lek przeciwbólowy stosowano zgodnie z zaleceniami Gesellschaft für Versuchstierkunde/Society of Laboratory Animal Science (GV-SOLAS).
- Po premedykacji poddaj mysz znieczuleniu w komorze indukcyjnej przy użyciu 2%-4% izofluranu zmieszanego z 0,5-1,0 L/min 100% O2.
- Wygol sierść w obrębie lewej strony klatki piersiowej uspokojonej myszy. Po goleniu umieść mysz z powrotem w komorze wypełnionej izofluranem i poczekaj do uzyskania odpowiedniego stopnia sedacji przed intubacją zwierzęcia.
UWAGA: Właściwy moment sedacji objawia się powolnym oddechem, przy jednoczesnym uniknięciu oddechów gwałtownych. W zależności od ustawień gazu izofluranowego osiągnięcie odpowiedniego poziomu sedacji zajmuje 2-3 min.
- Przed operacją włącz matę grzewczą, aby utrzymać temperaturę ciała zwierzęcia (37 °C). Podłącz matę grzewczą do sondy rektalnej (patrz Tabela materiałów), aby automatycznie kontrolować temperaturę ciała myszy.
4. Intubacja myszy
- Przygotować wymagane instrumenty (Rycina 2A). Zdezynfekować krtanioskop przed operacją, umieszczając go w alkoholu na około 1-3 minuty, a następnie pozostawiając do wyschnięcia na noc.
- Naciągnąć gumkę wokół podkładki grzewczej, aby przymocować mysz przednimi zębami do płytki. Umieścić zsedowaną mysz na podkładce grzewczej w pozycji grzbietnej.
- Przeciągnąć gumkę nad przednimi zębami zwierzęcia, aby wyprostować szyję na płytce.
- Skierować źródło światła na gardło, aby zapewnić dobrą widoczność otworu tchawicy w celu intubacji endotrachealnej (Rycina 2B).
- Delikatnie otworzyć pysk jedną ręką, pozycjonując pomoc do intubacji (własnoręcznie wykonany krtanioskop, patrz Tabela materiałów) (Rycina 2A[3]).
- Drugą ręką i małą pęsetą delikatnie odsunąć język, aby odsłonić otwór tchawicy.
- Tą samą ręką wprowadzić rurkę endotrachealną do tchawicy. Jednocześnie nadal trzymać pomoc do intubacji. Do intubacji użyć kaniuli 22 G (patrz Tabela materiałów) (Rycina 2A[1]).
- Połączyć rurkę endotrachealną via trójdrożny kurek z respiratorem dla myszy (patrz Tabela materiałów), aby potwierdzić prawidłowe położenie rurki (endotrachealne).
- Monitorować prawidłową wentylację zgodnie z instrukcjami producenta (objętość oddechowa 200 µL i częstość oddychania między 100-150 oddechów/min) (Rycina 2C).
- Potwierdzić wystarczającą głębokość anestezji poprzez sprawdzenie odruchu na uciśnięcie palca u nogi (brak odpowiedzi odruchowej).
- Ustawić parametry anestezji na 2% izofluranu zmieszanego z 0,5-1,0 L/min 100% O2.
- Nałożyć maść oftalmiczną na oczy, aby zapobiec ich wysychaniu podczas operacji.
- Za pomocą patyczka bawełnianego zdezynfekować pole operacyjne 3 razy, używając dostępnego w handlu roztworu do dezynfekcji (patrz Tabela materiałów).

Rycina 2: Intubacja myszy. (A) Narzędzia do intubacji: (1) kaniula dożylna 22 G użyta jako rurka endotrachealna (bez prowadnicy); (2) pęseta; (3) wykonany ręcznie laryngoskop (zdeformowana/spłaszczona kaniula przyklejona drewnianymi patyczkami i taśmą). (B) Przeprowadzanie intubacji na umieszczonej macie grzewczej. (C) Zaintubowana mysz podłączona do respiratora. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
5. Operacja i przygotowanie do pozycjonowania pierścienia
UWAGA: Należy używać sterylnych materiałów i narzędzi, aby uniknąć infekcji.
- Za pomocą nożyczek wykonać nacięcie skóry o długości 0,5-1 cm w połowie linii łączącej wyrostek mieczowaty z lewą pachą. Używając pęsety, oddzielić warstwę mięśniową od leżących pod nią żeber i umieścić dwa rozwieraki (długość 5 mm, patrz Tabela materiałów) w nacięciu, aby odsłonić klatkę piersiową.
- Aby rozpocząć lewostronną torakotomię, wykonać niewielkie nacięcie (~1-2 mm) w mięśniach międzyżebrowych między drugim a trzecim żebrem za pomocą mikro-nożyczek sprężynowych. Otworzyć jamę klatki piersiowej i rozszerzyć nacięcie za pomocą pęsety kątowej 45°.
- W nacięciu umieścić trzy rozwieraki klatki piersiowej (długość 1,0-2,5 mm) w celu otwarcia jamy klatki piersiowej i poprawy wizualizacji.
- Aby odsłonić łuk aorty, należy spróbować unieść i delikatnie oddzielić grasicę oraz tkankę tłuszczową od łuku za pomocą pęsety kątowej 45° z cienkimi końcówkami.
6. Ligacja aort rozwęźlowanych za pomocą pierścienia uszczelniającego (o-ring)
- Wyeksponuj łuk aorty, używając w jednej ręce pęsety kątowej 45°. Drugą ręką ustaw pierścień O połączony z pomocą do ligacji poprzez nici po jednej stronie (krok 2).
- Przeciągnij nici za pomocą narzędzia do ligacji pod łukiem aorty, od strony ogonowej do strony czaszkowej aorty poprzecznej, pomiędzy tętnicą szyjno-głowową a lewą tętnicą szyjną wspólną (Rysunek 3A).
- Ostrożnie chwyć pęsetą obie nici znajdujące się między pomocą do ligacji a łukiem aorty. Odsuń i usuń pomoc do ligacji, a następnie delikatnie ustaw pierścień O wokół łuku, pociągając za nici po obu stronach (Rysunek 3B).
- Po prawidłowym ustawieniu przymocuj pierścień O za pomocą nici i węzła chirurgicznego. Wykonaj dodatkowy węzeł po każdej stronie, aby zapobiec jego rozwiązaniu (Rysunek 3C).

Rysunek 3: Wykonywanie implantacji pierścienia O. (A) Łuk aorty zostaje odsłonięty za pomocą trzech rozszerzaczy o rozmiarze 1,0-2,5 mm. Obie długie nici jednej strony pierścienia są przeprowadzane pod aortą. (B) Pierścień O zostanie umieszczony poprzez delikatne pchanie pierścienia i pociąganie za nici. (C) Pierścień O znajduje się w prawidłowej pozycji, a jedna nić kranialna zostaje zawiązana z nicią kaudalną po każdej stronie. Aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku, kliknij tutaj.
7. Szycie i rekonwalescencja pooperacyjna
- Usuń z nacięcia trzy rozsetory klatki piersiowej (długość 2,5 mm).
- W razie potrzeby usuń pozostałe powietrze z klatki piersiowej, wypełniając ją ciepłym 0,9% izotonicznym roztworem soli.
- Aby odsłonić nacięcie klatki piersiowej do zaszycia, ponownie użyj dwóch rozsetorów (długość 5 mm), aby odsunąć skórę na boki.
- Zamknij klatkę piersiową za pomocą dwóch lub trzech niewchłanialnych szwów 6-0 (patrz Tabela materiałów) i zaciśnij wylot respiratora na 2 s, aby ponownie naprostować płuca.
- Usuń dwa rozsetory i zamknij skórę za pomocą od trzech do pięciu wchłanialnych szwów 4-0.
- Wyłącz izofluran i monitor. Gdy zwierzę zacznie oddychać samodzielnie, jego wibrysy zaczną się poruszać, a odruchy na uciśnięcie palca zostaną wywołane, usuń rurkę intubacyjną z myszy. Połóż mysz na lewym boku pod lampą grzewczą w jej jednostce opiekuńczej i obserwuj ją, aż całkowicie się obudzi.
- Nie pozostawiaj zwierzęcia bez nadzoru, dopóki nie odzyska pełnej świadomości.
UWAGA: Zwierzę po operacji powinno otrzymać własną jednostkę opiekuńczą (klatkę) dla lepszej rekonwalescencji.
- W razie potrzeby przeprowadź leczenie przeciwbólowe za pomocą tramadolu (1 mg/mL) w wodzie pitnej przez 7 dni oraz buprenorfiny (0,1 mg/kg, 3x dziennie) w formie iniekcji doszpikowej przez 3 dni po operacji.
UWAGA: Postępuj zgodnie z zaleceniami lokalnej komisji etyki ds. zwierząt w zakresie przeciwbólowego leczenia pooperacyjnego.
- Kontroluj podawanie leków poprzez codzienne ważenie butelek z wodą oraz obserwuj zachowanie zwierzęcia.
8. Potwierdzenie prawidłowego ściśnięcia i właściwego położenia pierścienia
- Jeden dzień po operacji zweryfikuj stopień zwężenia za pomocą badania ultrasonograficznego, mierząc maksymalną prędkość przepływu nad zwężeniem.
- Do pomiarów wykorzystaj echokardiografię z systemem ultrasonograficznym i głowicą o częstotliwości 30 MHz (patrz Tabela materiałów).
- Zgodnie z powyższym opisem, utrzymuj znieczulenie za pomocą maski przy zastosowaniu 1,5%-2% izofluranu z przepływem 0,5-1,0 L/min 100% O2.
- Umieść znieczulone zwierzę na macie grzewczej w pozycji grzbietowej. Podłącz matę grzewczą z sondą rektalną, aby utrzymać temperaturę ciała na poziomie 37 °C ± 1 °C, i monitoruj częstotliwość akcji serca za pomocą EKG, używając czterech czujników mocowanych do łap myszy (patrz Tabela materiałów).
- W celu lepszej wizualizacji zastosuj krem do depilacji.
- Prawidłowo wykonany zabieg ORAB skutkuje zwiększoną prędkością przepływu nad zwężeniem, zmierzoną za pomocą ultrasonografii (~2 400 mm/s) (Rycina 4C). Aby wykonać ten pomiar, umieść głowicę przetwornika przyparasternalnie po prawej stronie klatki piersiowej, aby zlokalizować łuk aorty za pomocą obrazowania dwuwymiarowego (2D) („tryb B”).
- Użyj kolorowego Dopplera do wizualizacji przepływu krwi w aorcie i zmierz prędkość przepływu krwi nad zwężeniem za pomocą Dopplera impulsowego.
UWAGA: Myszy poddane operacji pozorowanej (operacja kontrolna bez zwężenia) wykazują prędkość przepływu krwi na poziomie ~600-900 mm/s. Ponadto pomyślny zabieg ORAB prowadzi również do zwiększenia stosunku prędkości przepływu między prawą tętnicą szyjną (~150 mm/s) (RC, Rycina 4A) a lewą tętnicą szyjną (~300 mm/s) (LC, Rycina 4B) u myszy.
- Wizualizuj prawą i lewą arteria carotis interna za pomocą obrazowania dwuwymiarowego (2D) (tryb B). Umieść głowicę przetwornika poziomo po lewej i prawej stronie szyi pod kątem 45° i użyj Dopplera impulsowego, aby określić prędkość przepływu krwi.
UWAGA: U myszy poddanych operacji pozorowanej prędkość przepływu w obu tętnicach jest podobna.

Rysunek 4: Potwierdzenie ligacji poprzecznej aorty za pomocą pomiaru prędkości fali Dopplera w tętnicach szyjnych. (A) Reprezentatywne sygnały prędkości dopplerowskiej fali impulsowej w prawej tętnicy szyjnej. (B) Stenoza skutkuje wyższą prędkością przepływu w prawej tętnicy szyjnej niż w lewej. (C) Stenoza wywołana przez zwężenie skutkuje prędkością przepływu w aorcie zstępującej przekraczającą 2,400 mm/s. Myszy z grupy pozorowanej wykazują prędkość przepływu na poziomie 600-900 mm/s. Prosimy kliknąć tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.