Method Article

Metoda chirurgiczna interwencji w strukturze podzastawkowej przez przetokę przez aortalną u normalnych świń Bama

DOI:

10.3791/69116

⸱

March 13th, 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Critical Care Medicine, Renmin Hospital of Wuhan University, 2Beijing Key Laboratory for Xenotransplantation, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, 3State Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, 4Department of Cardiac Surgery, Fuwai Hospital, National Center for Cardiovascular Diseases, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, 5Shenzhen Key Laboratory of Cardiovascular Disease, Fuwai Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, 6Department of Cardiac Surgery, Fuwai Yunnan Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences, Affiliated Cardiovascular Hospital of Kunming Medical University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie przedstawia metodę chirurgiczną interwencji w strukturze zastawki aortalnej podzastawkowej z wykorzystaniem ukierunkowanego cięcia tkanki przez podejście przezaortalne u normalnych świń Bama.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nieprawidłowości struktury podzastawkowej prowadzące do zmian w lewym przewodzie wypływowym (LVOT) i przerost mięśnia sercowego są charakterystycznymi cechami anatomicznymi wad serca, takich jak kardiomiopatia przerostowa (HCM). Niniejsze badanie ustanawia metodę chirurgiczną dla interwencji podzastawkowej aorty poprzez podejście przezaortalne u normalnych świń Bama. Zwierzęta zostały uzyskane od certyfikowanego dostawcy świń eksperymentalnych w Pekinie (Numer licencji SCXK (Jing) 2018-0008). Metoda ta została sprawdzona u trzech zdrowych żeńskich miniaturowych świń Bama w wieku około 33-35 tygodni, ważących 30-35 kg w momencie operacji. Procedura obejmuje median sternotomy i przednią incję ściany aorty, wykonywane pod wsparciem krążenia pozaustrojowego (CPB), hipotermicznego zatrzymania akcji serca i bezpośredniej wizualnej analizy LVOT i regionów podzastawkowych. Do remodelacji struktury podzastawkowej wykorzystywane są celowe naciągi tkanki, lokalizacja i cięcie.

Pełny proces chirurgiczny obejmuje indukcję znieczulenia, umieszczenie centralnego cewnika żylnego i cewnika moczowodowego, dezynfekcję miejsca operacji i przykrycie, median sternotomy, nacięcie osierdzia, i mobilizację serca. CPB jest ustanawiane poprzez drenaż przedsionka prawego i retrogradową perfuzję zatoki wieńcowej. Po przednim nacięciu ściany aorty, do lewej komory dostęp jest przez zastawkę aorty, a interwencja tkanki podzastawkowej jest przeprowadzana podczas zatrzymania akcji serca. Procedura kończy się zamknięciem aorty, wznowieniem bicia serca, wycofaniem CPB i zamknięciem klatki piersiowej. Przez cały zabieg utrzymywano stabilność hemodynamiczną, a zwierzę pozostawało w dobrym stanie bez śmiertelności pooperacyjnej. Po operacji powierzchnie nacięć były gładkie, a otaczające struktury pozostały nienaruszone.

Ta metoda wykazuje wysoką reprodukowalność i kontrolowalność proceduralną, zapewniając stabilny model interwencji chirurgicznej do badania interwencji podzastawkowej. Oferuje również platformę techniczną do przeprowadzania analizy histologicznej, walidacji chirurgicznej i oceny strategii interwencyjnej.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nieprawidłowości w strukturach podzastawkowych lewej komory odgrywają kluczową rolę w różnych chorobach układu krążenia, szczególnie u pacjentów z kardiomiopatią przerostową (HCM), gdzie anomalie podzastawkowe przyczyniają się do obturacji lewokomorowego traktu odpływowego (LVOT) oraz przerostu przegrody międzykomorowej1. Te zmiany strukturalne nie tylko upośledzają napełnianie i wyrzut komory, ale mogą również prowadzić do poważnych powikłań, takich jak arytmie komorowe, nagła śmierć sercowa i przewlekła niewydolność serca2. Klinicznie, przezaortalna resekcja chirurgiczna tkanek lewej komory jest często stosowana u takich pacjentów w celu zmniejszenia obturacji LVOT i poprawy rokowania3. Jednak tylko kilka badań systematycznie zbadano fizjologiczne zmiany i procesy przebudowy komorowej po tej interwencji chirurgicznej, co ogranicza jej zastosowanie w badaniach podstawowych i rozwoju translacyjnej terapii.

Różne modele zwierzęce były szeroko stosowane do badania zmian strukturalnych podzastawkowych i strategii interwencyjnych. Modele te znacząco przyczyniły się do zrozumienia mechanizmów molekularnych i tkankowych; jednak wykazują znaczne ograniczenia w symulowaniu klinicznych procedur chirurgicznych serca, szczególnie w osiągnięciu precyzyjnej ekspozycji i ukierunkowanego cięcia tkanek lewej komory. Problemy takie jak zniekształcenie anatomiczne, niedostateczna precyzja chirurgiczna i ograniczona próbka tkanki nadal występują4,5,6,7. Te niedociągnięcia utrudniają szersze zastosowanie takich modeli w badaniach nad mechanizmami interwencji chirurgicznej, interwencji strukturalnej pooperacyjnej i ocenie biomateriałów.

W ostatnich latach modele zwierzęce symulujące interwencję w strukturze podzastawkowej lewej komory przez przejście przezaortowe pozostały niezwykle ograniczone. Istniejące badania są głównie ograniczone do modyfikacji obecnych technik chirurgicznych, próbując interweniować w zlokalizowanych strukturach tkanki komorowej przez minimalnie inwazyjne ścieżki lub metody oparte na energii. Jednak podejścia te znacząco różnią się od klinicznych praktyk chirurgicznych pod względem ścieżek operacyjnych, warunków okołooperacyjnych i strategii interwencji tkankowej, co sprawia, że trudno jest dokładnie odtworzyć reakcje strukturalne, hemodinamične, reperfusionalne i mechaniczne wywołane przez interwencje chirurgiczne8,9. Dlatego w niniejszym badaniu stworzyliśmy reproduktywalny model chirurgiczny na dużych zwierzętach poprzez wykonanie pośrodkowego rozcięcia mostka i przedniego nacięcia ściany aorty podczas wsparcia kardiopulmonalnego (CPB) u normalnych świń rasy Bama. Model ten umożliwia bezpośrednią ekspozycję lewokomorowego traktu odpływowego i regionu podzastawkowego, po którym następuje kontrolowane cięcie tkanek w celu promocji interwencji w strukturach podzastawkowych, zapewniając klinicznie istotną platformę dla przyszłych badań.

Sprecyzowane, model ten został zaprojektowany, aby naśladować ścieżkę proceduralną i środowisko operacyjne klinicznej przezaortowej miektomii przegrody stosowanej u pacjentów z przerostowo-zwężającą kardiomiopatią przerostową (HOCM). Nie ma na celu naśladowania patofizjologii HOCM ani służenia jako model chorobowy, ale raczej ma na celu odtworzenie warunków operacyjnych, w których wykonywana jest interwencja podzastawkowa.

Ten model służy jako standaryzowany rama chirurgiczna do badania interwencji strukturalnych podzastawkowych, oceny nowych urządzeń chirurgicznych serca i zapewniania reproduktywalnej platformy szkoleniowej dla eksperymentalnej chirurgii serca, w tym szkolenie chirurgiczne w ekspozycji przezaortowej LVOT i kontrolowanej resekcji podzastawkowej, a także ostre badania na poziomie tkankowym i histologicznym po określonych interwencjach strukturalnych.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury zwierzęce zostały zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami Instytucjonalnymi i Wykorzystywania Zwierząt (IACUC) z Fuwai Hospital Chinese Academy of Medical Sciences, pod numerem zatwierdzenia 0106-1-20-ZX(X)-21. Wszystkie eksperymenty przeprowadzono zgodnie z wytycznymi ARRIVE i Przewodnikiem po Opiece nad Zwierzętami Laboratoryjnymi (National Research Council/Institute of Laboratory Animal Resources). Zwierzęta były trzymane w standardowych warunkach środowiskowych (temperatura 20-26 °C, wilgotność 40-60%, 12-godzinny cykl światło/ciemność) z wolnym dostępem do pokarmu i wody.

1. Przygotowanie zwierząt eksperymentalnych

  1. Uzyskać normalne dorosłe miniaturowe świnie Bama od certyfikowanego dostawcy świń eksperymentalnych w Pekinie (Numer licencji SCXK (Jing) 2018-0008).
    UWAGA: Ta metoda została zweryfikowana na trzech zdrowych samic miniaturowych świń Bama w wieku około 33-35 tygodni, o wadze 30-35 kg w momencie operacji.
  2. Umieścić zwierzęta w standardowym środowisku barierotym przez co najmniej 7 dni przed operacją w celu aklimatyzacji, w kontrolowanej temperaturze (20-26 °C), wilgotności (40-60%) i 12-godzinnym cyklu światło/ciemność, z wolnym dostępem do pokarmu i wody.
  3. Przeprowadzić kompleksową ocenę zdrowia 24 h przed operacją, obejmującą ocenę stanu psychicznego, apetytu, charakterystyki kału, integralności skóry, chodu i stanu oddechowego.
  4. Odstąpić od karmienia przez 12 h i wody przez 4 h przed zabiegiem, aby zmniejszyć ryzyko aspiracji podczas znieczulenia.
  5. Przed operacją wykonać pomiar masy ciała i rejestrację identyfikacji, wraz z rejestracją podstawowych wartości życiowych.
  6. W dniu operacji przenieść zwierzęta do obszaru operacyjnego w celu ustanowienia dostępu dożylnego i przygotowania do indukcji znieczulenia.

2. Przygotowanie przedoperacyjne

  1. Ustanowienie dostępu żylnego małżożynowego
    1. Przed ukatowieczeniem żyły małżożynowej, znieczulenie/sedacja zostało wywołane przez podaanie domięśniowe chlorowodorku ketaminy (5–10 mg/kg) w połączeniu z Sumianxin II (złożony preparat znieczulający weterynaryjny z chlorowodorem ksylazyny jako głównym składnikiem; 1 mg/kg). Po osiągnięciu odpowiedniej sedacji, ustanowić dostęp żylny przez żyłę małżożynową krawędziową w następujący sposób:
      1. Wykonać lekkie naciśnięcie na części proksymalnej żyły małżożynowej krawędziowej, aby pozwolić na napełnienie żyły. Używając 22-calowej igły dożylnej(22 GA × 1,00 cala; 0,8 × 25 mm), wprowadzić igłę wzdłuż przebiegu naczynia z kierunku dystalnego w stronę proksymalnej.
      2. Po zaobserwowaniu zwrotu krwi, wycofać stylet i wprowadzić kateter w całości do żyły. Usunąć rdzeń igły, podłączyć trójdrożny korek i wstrzyknąć niewielką ilość sterylnego roztworu fizjologicznego, aby potwierdzić przepływność.
      3. Potwierdzić, że nie występuje podtrzewkowe wybrzuszenie i że infuzja przebiega bez problemu, a następnie zamocować korek taśmą klejącą, aby ustabilizować kateter.
  2. Znieczulenie
    UWAGA: Zweryfikować odpowiednią głębokość znieczulenia i brak odruchów przed wykonaniem jakichkolwiek inwazyjnych zabiegów, aby zapobiec stresowi lub bólowi.
    1. Wywołać znieczulenie poprzez wstrzyknięcie 1% roztworu propofolu przez żyłę małżożynową w dawce 2-4 mg/kg. Gdy zwierzę straci zdolność do stacia, wykaże obniżoną świadomość i upadnie, natychmiast przenieść je do środka stołu operacyjnego.
    2. Pozycjonować zwierzę w pozycji leżącej na plecach i zamocować wszystkie cztery kończyny do boków stołu operacyjnego za pomocą pasków skręcających. Umieścić miękkie podkładki pod plecy i szyję, aby zapobiec urazom związanym z uciskiem.
    3. Po potwierdzeniu nieprzytomności, podać pojedynczą dawkę dożylną fentanylu (3–5 µg/kg) w celu przeciwbólowego przeciwskurczowego, następnie atracurium (0,2 mg/kg) w celu rozkurczu mięśni.
    4. Wykonać intubację tchawicy przez wystawianie krtani za pomocą laryngoskopu. Wprowadzić odpowiednio wielką kaniulę do tchawicy z mankietem (zalecany wewnętrzny średnica 6,5-7,5 mm) do tchawicy i wprowadzić ją do segmentu klatki piersiowej, aby uniknąć zablokowania prawego przedsionka oskrzelowego.
    5. Podłączyć kaniulę do wentylatora mechanicznego. Ustawić wentylator na objętość początkową 10-12 mL/kg, częstotliwość oddechów 12-16 oddechów/min, FiO2 100% i stosunek I:E 1:2. Potwierdzić dwustronną wentylację płuc przed zamocowaniem kaniuli do tchawicy. Po indukcji znieczulenia, nałożyć maść erytromycynową

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokoll chirurgiczny umożliwia stabilne narażenie i kontrolowane cięcie struktur podzastawkowych w lewej komorze. Podczas zabiegu dokładnie ustanowiono położenie nacięcia aortalnego, a wejście przez otwór aortalny umożliwiło jasne uwidocznienie traktu odpływu z lewej komory i powiązanego obszaru podzastawkowego. Chirurg zlokalizował obszar cięcia poprzez zastosowanie uciągu na uprzednio umieszczonej szwie i zakończył ukierunkowane cięcie tkanki podzastawkowej pod bezpośrednim widzeniem za pomocą małych, zakrzywiony...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nieprawidłowości struktur podzastawkowych lewej komory reprezentują krytyczne zmiany anatomiczne u pacjentów z przerostowym zapaleniem mięśnia sercowego (HCM), prowadząc do upośledzenia kompliancji komorowej, podwyższonego ciśnienia rozkurczowego i obstrukcji przewodu odpływowego lewej komory (LVOT). Te strukturalne nieprawidłowości stanowią główne patologiczne podstawy klinicznej dysfunkcji serca i niekorzystnych wyników10,11. W niniejszym badaniu opracowałeśmy ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy tego rękopisu nie mają żadnych konfliktów interesów do zadeklarowania.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Praca ta została wsparta przez Narodowy Program Kluczowych Badań i Rozwoju Chin (2023YFF0724701).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0.9% Sodium Chloride Injection--Używane do irygacja i rozcieńczania roztworów
Maszyna do znieczulenia--Dostarcza znieczulenia wziewne i wsparcie oddechowe
Znieczulenia (Propofol, Fentanyl, Atracurium)--Stosowane do indukcji i podtrzymania znieczulenia
Aortalny RetraktorSINOVIEWRT37008-25Służy do przesunięcia aorty i poprawy widoczności
Beztrawmatyczne kleszczeSINOVIEWFC22500-24Służą do chwytania tkanki minimalizując jednocześnie uraz
Roztwór Kardioplegiczny (St. Thomas)--Stosowany do zatrzymania czynności serca i ochrony
Maszyna i przewody do obejścia krążeniowo-płucnego--Stosowany do utrzymania krążenia podczas CPB
Zestaw do centralnego cewnika żylnego--Ustanawia dostęp centralny
Zestaw do intubacji dotchawiczej i wentylator--Utrzymywanie dróg oddechowych podczas operacji
Płaski Hak RetraktoraSINOVIEWRT37000-00Służy do przesunięcia tkanki w jamie klatki piersiowej
Retraktor ogólny--Służy do przesunięcia tkanki i eksponowania obszaru operacyjnego
Kleszcze hemostatyczne--Służą do zaciśnięcia naczyń krwionośnych lub tkanki w celu zatrzymania krwotoków
Wstrzyknięcie Heparyny Sodowej--Stosowany do antykoagulacja
IV Kateter·Radioprzejrzysty 22 GA × 1.00 inBD Angiocath381123Służy do ustanowienia dostępu żylnego
Kosz na mikrochirurgiczne instrumentySINOVIEW90X0003Służy do przechowywania i transportu mikrochirurgicznych instrumentów
Minimalnie Inwazyjne Zakrzywione NożyceSINOVIEWSC40230-25Stosowany w minimalnie inwazyjnych zabiegach do zakrzywionego cięcia
Minimalnie Inwazyjne Nożyce z Podwójnym StawemSINOVIEWSC55001-29Stosowany do precyzyjnego cięcia w głębokich polach operacyjnych
Uchwyt na igły--Służy do trzymania igieł podczas szycia
Rękojeść i ostrza skalpela--Służą do nacięcia skóry i tkanek
Sterylne Płachty, Szwy, Rękawice, Maseczki--Służą do utrzymania sterylnego pola operacyjnego
Skrzynka do sterylizacji precyzyjnych instrumentówSINOVIEW90X0401Służy do czyszczenia i sterylizacji instrumentów chirurgicznych
Kleszcze do tkanki (Zębate/Bezzębate)--Służą do chwytania tkanki
Nożyce do tkankiSINOVIEWSC35101-25SCStosowany do ogólnego cięcia tkanki
Mikrokleszcze z potrójnym stawemSINOVIEWFC17010-301Stosowany w mikrochirurgii do delikatnych manipulacji
Nożyce ultraostreSINOVIEWSC35101-23UCStosowany do precyzyjnego rozcięcia tkanek
Cewnik moczowy i woreczek drenażowy--Stosowany do drenażu moczu i monitorowania
Monitor znaków życiowych--Monitoruje EKG, ciśnienie krwi, SpO2, temperaturę

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Harris, K. M., et al. Prevalence, clinical profile, and significance of left ventricular remodeling in the end-stage phase of hypertrophic cardiomyopathy. Circulation. 114 (3), 216-225 (2006).
  2. Pezel, T., et al. Imaging interstitial fibrosis, left ventricular remodeling, and function in stage A and B heart failure. JACC Cardiovasc Imaging. 14 (5), 1038-1052 (2021).
  3. Guo, H. C., et al. Comparison of clinical effects between percutaneous transluminal septal myocardial ablation and modified morrow septal myectomy on patients with hypertrophic cardiomyopathy. Chin Med J (Engl). 131 (5), 527-531 (2018).
  4. Li, J., et al. Mir-30d regulates cardiac remodeling by intracellular and paracrine signaling. Circ Res. 128 (1), e1-e23 (2021).
  5. Lv, Q., et al. Proline metabolic reprogramming modulates cardiac remodeling induced by pressure overload in the heart. Sci Adv. 10 (19), eadl3549(2024).
  6. Schauer, A., et al. Empagliflozin improves diastolic function in HFpEF by restabilizing the mitochondrial respiratory chain. Circ Heart Fail. 17 (6), e011107(2024).
  7. Yang, P., et al. Engineered model of heart tissue repair for exploring fibrotic processes and therapeutic interventions. Nat Commun. 15 (1), 7996(2024).
  8. Fang, J., et al. Transapical septal myectomy in the beating heart via a minimally invasive approach: A feasibility study in swine. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 30 (2), 303-311 (2020).
  9. Zhou, M., et al. Transapical intramyocardial septal microwave ablation in treatment of hypertrophic obstructive cardiomyopathy: 12-month outcomes of a swine model. J Cardiothorac Surg. 19 (1), 205(2024).
  10. Cui, H., et al. Myocardial histopathology in patients with obstructive hypertrophic cardiomyopathy. J Am Coll Cardiol. 77 (17), 2159-2170 (2021).
  11. Federspiel, J. M., et al. Retrofitting the heart: Explaining the enigmatic septal thickening in hypertrophic cardiomyopathy. Circ Heart Fail. 17 (5), e011435(2024).
  12. Song, B., Dong, R. Comparison of modified with classic morrow septal myectomy in treating hypertrophic obstructive cardiomyopathy. Medicine (Baltimore). 95 (2), e2326(2016).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Subvalvular StructureTransaortic ApproachLeft Ventricular OutflowHypertrophic CardiomyopathySurgical Intervention ModelCardiopulmonary BypassMedian SternotomyAortic Valve AccessMyocardial HypertrophyBama Pigs
Video Coming Soon

Related Articles