Ten protokół eksperymentalny został zatwierdzony przez Komitet ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt Instytucjonalnych Instytutu Badawczego im. Abigail Wexner w Nationwide Children's Hospital (AR24-00184). Wszystkie procedury były zgodne z wytycznymi zawartymi w National Institutes of Health Guide for the Care and Use of Laboratory Animals. Badanie to było zgodne z wytycznymi ARRIVE (Animal Research: Reporting of In Vivo. Eksperymenty). Owce w ciąży dorset (65–79 kg, 117–120 dni ciąży) były trzymane w specyficznym środowisku wolnym od patogenów z dostępem do jedzenia i wody przez co najmniej tydzień przed operacją. Sprzęt użyty w tym badaniu jest wymieniony w Tabeli Materiałów.
Kryteria humanitarnego punktu końcowego:
Powikłania związane z konserwacją linii.
Cewniki i przewód sondy przepływowej wprowadzane do płodu są zewnętrznie przenoszone przez macicę i bok owcy oraz zabezpieczane na zewnątrz ciała. Te zewnętrzne linie mogą zostać zatkane z powodu zakrzepicy lub zagięć, albo mogą zostać przesunięte przez ruch zwierzęcia. Powstałe powikłania mogą obejmować infekcję lub poważne krwawienie. Objawy powikłań obejmują brak powrotu krwi podczas pobierania próbek, uporczywe błędy monitorowania, niemożność wstrzyknięcia przez linię, przesunięcie linii oraz poważne krwawienie. Zatory mogą pozostać na miejscu, jeśli nie ma oznak infekcji lub krwawienia. W przypadkach niekontrolowanego krwawienia po usunięciu linii lub wyraźnych oznak infekcji związanych z zatkaną linią, owca i płody zostaną uśpione.
Przedwczesny poród.
Przedwczesny poród może wystąpić na każdym etapie ciąży i jest bardziej prawdopodobny po interwencji serca płodu. Wczesne objawy to obrzęk sromu i relaksacja. Pojawienie się worka owodniowego wskazuje na rychły poród, który zazwyczaj następuje w ciągu 30 minut od pęknięcia. Jeśli zauważą się oznaki przedwczesnego porodu, owca i płody zostaną uśpione, aby zakończyć eksperyment i przejść do sekcji zwłok.
Śmierć płodu.
Śmierć płodu może wystąpić na każdym etapie ciąży, szczególnie po interwencji serca płodu. Chociaż śmierć płodu często prowadzi do przedwczesnego porodu, może również prowadzić do ogólnoustrojowej infekcji u owcy. Jeśli owca wykazuje wyraźne oznaki postępu porodu lub jeśli płód zostanie uznany za niezdolny do życia, przeprowadza się zabieg terminalny, a owca i płody zostaną uśpione.
Aborcja z dystocją po śmierci płodu.
Jeśli jeden płód umrze, a współbliźniak przeżyje, zatrzymanie zmarłego płodu może zwiększyć ryzyko aborcji z dystocją lub bez. Może to objawiać się zmianami w parametrach życiowych lub pobudzeniem u owcy. Jeśli wystąpi dystocja, owca i płody zostaną uśpione, aby zakończyć eksperyment i przejść do sekcji zwłok.
Ogromne krwawienie matki.
Owca w ciąży może doświadczyć krwotoku jako powikłania nacięcia macicy lub jamy brzusznej. Objawy to krwawienie z pochwy, ospałość oraz utrzymujące się nieprawidłowości w parametrach życiowych. Ciężkie krwotok może prowadzić do powstawania krwiaka lub wstrząsu. Jeśli utrata krwi uniemożliwia utrzymanie fizjologicznego średniego ciśnienia tętnicowego lub jeśli tachykardia utrzymuje się mimo interwencji i zaobserwowane są oznaki zbliżającego się załamania układu sercowo-naczyniowego, przeprowadza się eutanazję.
Uszkodzenia lub migracja balonów.
Uszkodzenie lub przemieszczenie balonu może skutkować nieskutecznym zasłoną dopływu LV. Prosta deflacja balonu spowodowana uszkodzeniem może nie wywołać objawów klinicznych, jeśli hemodynamika płodu pozostaje stabilna. Jeśli wypchnięcie nastąpi w konfiguracji wewnątrz-LA, może dojść do krwawienia wewnątrzklatkowego i śmierci płodu. W przypadkach znacznego krwawienia prowadzącego do śmierci płodu, owca i płody zostaną uśpione.
Rozwinięcie miejsca operacji i/lub infekcja rany.
Rozprzestrzenianie się miejsca operacji zazwyczaj następuje 5–8 dni po operacji i może objawiać się infekcją, martwicą tkanek lub przepukliną narządów wewnętrznych. Infekcje ran mogą wystąpić w ciągu kilku tygodni po operacji. Jeśli interwencja jest wykonalna, zostanie zapewnione leczenie; Jeśli stan stanie się zagrażający życiu, rozważa się eutanazję.
1. Przygotowanie zwierząt
- Pobierz krew z żyły szyjnej owcy, aby potwierdzić negatywność na gorączkę Q po przybyciu.
- Przyzwyczaj owce do stojaka do ciągłego monitorowania po operacji.
- Ocenę owcy przez zespół weterynaryjne na tydzień przed operacją. Szybkie szybkie zdrowe zwierzęta przez noc przed znieczuleniem.
- Podaj diazepam (0,5 mg/kg) oraz ketaminę (4 mg/kg) przez żyłę szyjną wewnętrzną w celu uspokojenia.
- Intubuj owcę rurką endotchawiczną o średnicy 8–9 mm i pojedynczym lumenem i rozpocznij znieczulenie izofluranem (1%–5%). Utrzymuj znieczulenie izofluranem (1%–5% tlenu) lub ciągłą infuzją propofolu (zaczynając od 30 mg/kg/h; zakres: 20–45 mg/kg/h).
- Wprowadź rurkę orogastryczną, aby rozluźnić żołądek i żwacz.
- Do żyły głowowej lub szyjnej należy wprowadzić cewnik żylny o pojedynczym lumenie (16–18G) do podania płynu, infuzji propofolu oraz podawania leków w razie potrzeby.
- Umieść linię tętniczą (22–24G) w tętnicy usznej, udowej lub promieniowej w celu ciągłego monitorowania ciśnienia krwi i pobierania próbek krwi.
- Ogol całą okolicę brzucha, sięgając do okolic grzbietowej i pachwinowej. Przygotuj miejsce operacji za pomocą chlorheksydyny, povidonu jodu lub alkoholu.
- Przenieś owce na salę operacyjną. Umieść zwierzę w pozycji leżącej na stole chirurgicznym i umieść pod owcą urządzenie grzewcze, aby zapobiec hipotermii. Zabezpiecz wszystkie kończyny.
- Załóż nieinwazyjne monitory, w tym mankiet do pomiaru ciśnienia krwi na prawej kończynie przedniej, pulsoksymetr na uchu lub języku oraz elektrokardiogram do monitorowania ciśnienia krwi matki, saturacji tlenu i tętna.
- Podawaj cefazolinę (50 mg/kg) w celu profilaktyki antybiotykowej przed nacięciem. Powtarzaj co 4 godziny podczas zabiegu, w razie potrzeby.
2. Laparotomia i histerotomia owcy oraz torakotomia płodu
- Wykonaj laparotomię środkową, aby odsłonić macicę. Palpuj macicę i policz liczbę płodów.
- Delikatnie zewnętrznij macicę. Wybierz miejsce histerotomii o wymiarach około 10–15 cm, w zależności od wielkości płodu.
- Przed histerotomią załóż szew z torebką (1 wchłaniający się pleciony szew), aby kontrolować wyciek płynu owodniowego. Otwieraj ścianę macicy warstwa po warstwie za pomocą elektrokauteryzacji.
- Umieść cztery klamry Babcocka wzdłuż nacięcia macicy, aby zabezpieczyć wszystkie warstwy i zapobiec utracie płynu owodniowego. Upewnij się, że błona owodniowa (najgłębsza warstwa) jest uwzględniona.
- Umieść ciągły szew powtarzający się wzdłuż krawędzi nacięcia, używając jedwabiu 2-0, aby utrzymać przyleganie błony owodniowej do ściany macicy.
- Delikatnie zewnętrznie wyciągnij główkę płodu i zabezpiecz szew maciczny-torebkowy za pomocą hemostatu (Rysunek 1A). Przykryj twarz płodu niestandardową plastikową osłoną z otworem na sondę do echokardiografii śródsercowej (ICE), aby utrzymać wilgoć.
- Stabilizuj główkę płodu gazą, aby utrzymać pozycję na plecach.
- Wprowadź sondę ICE do przełyku płodu przez usta i wykonaj echokardiografię przełyku przełykową (TEE) (Rysunek 1A).
- Wykonaj podstawowe pomiary echokardiograficzne.
UWAGA: Ocena echokardiograficzna na bazie obejmuje jakościową ocenę anatomii serca i kurczliwości komory, a także ilościowe pomiary wielkości komory komorowej i funkcji skurczowej, gdy jakość obrazu jest wystarczająca.
- Podaj do uda płodu mieszankę leków domięśniowych zawierającą środek przeciwbólowy, antycholinergiczny oraz środek blokujący neuromięśnie (fentanyl 20 μg/kg, atropina 20 μg/kg i wekuronium 20 μg/kg), aby zmniejszyć ruchy podczas operacji.
- Wykonaj nacięcie szyi i odsłoń żyłę szyjną oraz tętnicę szyjną.
- Należy wprowadzić cewnik wypełniony płynem do tętnicy szyjnej do monitorowania ciśnienia tętnicznego oraz kolejny do żyły szyjnej do centralnego pomiaru ciśnienia żylnego (Rysunek 1B).
UWAGA: Zakończenie naczyń dystalnych podwiązuj i zabezpiecz cewniki dwoma szwami jedwabnymi 2-0.
- Zamknąć nacięcie szyi za pomocą szwów 2-0 z jedwabiu, jednocześnie zewnętrznie wyprowadzając cewniki.
- Wyrównaj dwie linie ciśnieniowe z dodatkową linią ciśnienia owodniowego i zabezpiecz je wzdłuż szyi płodu za pomocą szwów 3-0 z jedwabiu.
- Odsłonić górną część ciała płodu, zwalniając szew z torebki macicy. Umieść szwy na keksofofie i grzbietowej stronie, aby zapewnić sobie pozycję.
- Zabezpiecz głowę i kończyny przednie płodu gazą, aby ustawić płód w prawej pozycji bocznej dekubitu.
- Wykonaj torakotomię płodu w czwartej przestrzeni międzyżebrowej i otwórz klatkę piersiową za pomocą rozpieracza żeber.
- Otwórz osierdzie i zawiesz je szwami 4-0 jedwabnymi (warte), aby odsłonić lewy przedsionek (LA) i tętnicę płucną (PA).
- Rozciąć tętnicę płucną i aortę wznoszącą się, otoczając każdą pętlą naczyniową.
- Przeprowadź kabel sondy przepływowej o średnicy 6 mm przez drugą przestrzeń międzyżebrową i umieść ją wokół aorty wstępującej.
- Potwierdź odpowiednią jakość sygnału, podłączając sondę do jednostki pomiaru przepływu.
3. Metoda implantacji balonowej 1: wewnątrz lewego przedsionka (LA) (płody starsze niż GA110)
- Zacisnąć lewy przedsionek (LA) nieco powyżej bruzdy przedsionkowo-przedsionkowej za pomocą małego, skośnego zacisku naczyniowego (Rysunek 2A).
- Na kończynie LA załóż szew typu purse string (6-0 polipropylenowy szew) i zabezpiecz go opaską uciskową.
- Naciń ścianę LA w szwie na torebce cienkimi nożyczkami. Upewnij się, że otwór jest wystarczający do włożenia balonu.
- Włóż specjalnie wykonany cewnik balonowy do LA. Przymocuj cewnik za pomocą wcześniej założonego szwu typu torebki i wzmocnij stabilizację dwoma dodatkowymi szwami jedwabnymi 4-0 (Rysunek 2B).
UWAGA: Średnica balonu wynosi około 1,5 cm przy 5 mL oraz 2,7 cm przy 10 mL 30% gliceryny. Chociaż balon był testowany na stole, aby tolerować napompowanie do 17 mL, około 10 mL było praktycznym górnym limitem dla napompowania in vivo, ponieważ większe objętości mogą wskazywać na nieprawidłowe położenie lub nieszczelność oraz zwiększać ryzyko nadmiernego ucisku lub uszkodzenia tkanek.
- Wykonaj echokardiografię przełykową (TEE), aby potwierdzić prawidłowe ustawienie balonu. Potwierdź, że balon leży na płaszczyźnie mitralnej i nie pozostaje w kończynie. Tymczasowo nadmuchać balon, aby potwierdzić funkcjonalną przeszkodę poprzez zmniejszenie napływu mitralnego na TEE oraz zmniejszenie lub zniknięcie przepływu aorty wstępującej przed przepływem na sondzie przepływowej, a następnie go spuścić z powietrza.
- Luźno zamknij klatkę piersiową za pomocą trzech jedwabnych szwów 2-0. Unikaj uciskania cewnika balonowego.
- Zewnętrznie przeprowadzić cewnik balonowy z jamy piersiowej do tej samej płaszczyzny podskórnej co kabel sondy przepływowej i sprowadzić oba na grzbietową skórę.
- Przymocuj oba liny do skóry grzbietowej co najmniej w dwóch punktach za pomocą szwów jedwabnych 2-0 (zakotwicz skórę, zwiąż jeden kabel, zwiąż drugi kabel i ponownie zakotwicz skórę).
4. Metoda implantacji balonowej 2: poza lewym przedsionkiem (LA) (płody młodsze niż GA110)
- Zwolnić zawieszenie osierdziowe wokół LA i oceń związek między osierdziem a ścianą LA (Rysunek 3).
- Na cewniku balonowym załóż dwa szwy polipropylenowe 6-0 (jeden na końcówce, drugi u podstawy). Zakotwiczcie te szwy do osierdzia w odpowiednich miejscach.
UWAGA: Ustaw balon w górnej części LA po zamknięciu osierdzia.
- Zamknąć osierdzie luźno za pomocą szwów jedwabnych 2-0.
- Reguluj pozycję balonu pod kierunkiem TEE, aby uzyskać odpowiednią kompresję LA. Upewnij się, że nadmuchany balon ściska LA od strony ogonowej, a nie tylnej. Tymczasowo napompuj balon, aby potwierdzić efekt hemodynamiczny, a następnie go spuścić.
UWAGA: Odpowiednia kompresja definiowana jest jakościowo jako widoczne zmniejszenie wielkości LA i dopływu mitralnego na TEE bez kompresji sąsiednich struktur, a funkcjonalnie jako redukcja lub zniknięcie wstępującego przepływu aorty antegrade na sondzie przepływu.
- Luźno zamknij klatkę piersiową za pomocą trzech jedwabnych szwów 2-0. Unikaj uciskania cewnika balonowego.
- Zewnętrznie przeprowadzić cewnik balonowy z jamy piersiowej do tej samej płaszczyzny podskórnej co kabel sondy przepływowej i sprowadzić oba na grzbietową skórę.
- Przymocuj oba liny do skóry grzbietowej co najmniej w dwóch punktach za pomocą szwów jedwabnych 2-0 (zakotwicz skórę, zwiąż jeden kabel, zwiąż drugi kabel i ponownie zakotwicz skórę).
5. Zamknięcie histerotomii i laparotomii z eksternalizacją kabli i cewników
- Delikatnie przenieś płód do macicy. Zachowaj jak najwięcej płynu owodniowego i jak najwięcej łożysk.
- Zdejmij szew z torebki i jeden z jedwabiu 2-0 do powrotu. Usuń wszystkie resztki szwu z nacięcia macicy.
- Zamknij macicę za pomocą wchłanianych szwów plecionych w trzech ciągłych warstwach: materac poziomy, nastawiony i zakrywający.
UWAGA: Zewnętrznie złóż trzy linie ciśnienia, kabel sondy przepływowej oraz cewnik balonowy między warstwami szwów (Rysunek 4).
- Podawaj antybiotyki (ampicylina 500–1000 mg oraz ciprofloksacyna 2 mg) do pęcherza owodniowego za pomocą cewnika ciśnieniowego owodniowego, aby zmniejszyć ryzyko zakażenia wewnątrzowodniowego po histerotomii, torakotomii płodu oraz przewlekłej eksternalizacji cewnika/kabla.
- Wróć macicę do jamy brzusznej.
- W powięzi brzusznej 2–3 cm na prawo od linea alba umieść szew z torebki i przeprowadź przewody przez otwór.
- Reguluj długość przewodu w brzuchu i zabezpiecz szew na sznurku torebki przy powięzi. Pozwalać na niewielką ruchomość lin; Nie dokręcaj za bardzo.
- Włóż specjalnie wykonane urządzenie tunelowe do tkanki podskórnej prawej strony owcy i przesuń je w kierunku okolicy grzbietowej na około 50–60 cm.
- Zidentyfikuj miejsce wyjścia. Zrób małe nacięcie skórne na dalszym końcu urządzenia tunelującego i usuń wewnętrzne jądro.
- Przeprowadź dwie dodatkowe rurki PVC przez urządzenie tunelujące. Połącz trzy przewody ciśnieniowe i cewnik balonowy z jedną rurką PVC, a następnie przeciągnij je przez tunel.
- Podłącz kabel sondy przepływowej do drugiej rury PVC i zewnętrznie ją przenieś przez tunel.
- Usuń urządzenie tunelujące ze skrzydła.
- Zamknąć laparotomię w trzech warstwach: powięzi, tkankę podskórną i skórę, stosując odpowiednie szwy.
- Częściowo zamknąć miejsce wyjścia kabla za pomocą szwu 3-0 poliglaktyny 910.
- Przymocuj sakiewkę do przechowywania na prawym boku owcy, używając 0 plecionych szwów poliesterowych. Umieść sakiewkę 2–3 cm grzbietowo, od miejsca wyjścia kabla, aby zminimalizować tarcie. Całkowity czas operacji wynosi zazwyczaj 4–4,5 godziny od nacięcia do zamknięcia skóry.
6. Odbudowa
- Odłóż znieczulenie i usuń rurkę orogastryczną. Ekstubuj owcę po potwierdzeniu spontanicznego oddychania.
UWAGA: Ekstubacja zazwyczaj następuje po oznakach pobudzenia, takich jak ruchy szyi, mruganie, napięcie szczęki i żucie.
- Usuń linię tętniczą od owcy.
- Przenieś owcę do odosobnionego miejsca do odzyskania. Pomóż zwierzęciu przejść do pozycji piersiowej, aż będzie mogło samodzielnie stać i chodzić.
- Podawaj domięśniową buprenorfinę (0,015–0,05 mg/kg) co 8–12 godzin w celu leczenia zmartwienia pooperacyjnego. Podawaj meloksykam (0,3–1 mg/kg) w razie potrzeby, zgodnie z zaleceniami weterynaryjnymi.
- Przez pierwsze 3 dni ostrego okresu rekonwalescencji należy uważnie obserwować owcę w indywidualnym wybiegu.
7. Przewlekłe mieszkanie i ocena
- Trzymaj owcę w niestandardowym słupku zaprojektowanym, aby umożliwić ciągłe monitorowanie hemodynamiczne przy jednoczesnym minimalizowaniu stresu.
- Podłącz zewnętrzne cewniki do systemów monitorowania. Nieprzerwanie mierz ciśnienie w aorcie płodu, ciśnienie żylne centralne, ciśnienie płynu owodniowego oraz przepływ w aorcie.
- Pobierz próbki gazogramów z krwi płodu z cewnika tętnicznego, gdy zaobserwowane są nieprawidłowe wartości hemodynamiczne.
- Rozpocznij nadmuchiwanie balonem około 3. dnia po operacji, używając sterylnej 30% gliceryny. Zwiększ objętość balonu o 1 mL/dzień. Po każdym zwiększeniu 0,5 mL monitoruj hemodynamiczną odpowiedź płodu przez co najmniej 5–10 minut, aby zapewnić stabilność, w tym brak bradykardii lub średniego ciśnienia tętnicznego poniżej 30 mm Hg. Kontynuuj inflację, aż przedwstępujący przepływ aorty zostanie obniżony do zera.
- Jeśli nie osiągnie się zerowego przepływu antegrade przez 10 mL napompowania balonu, można podejrzewać nieszczelność lub nieprawidłowe ustawienie balonu, zamiast kontynuować inflację do maksymalnej pojemności balonu testowanej na poziomie laboratoryjnym. Opróżnij balon i oceniaj obecność nieszczelności lub przemieszczeń za pomocą inspekcji cewnikowej lub obrazowania ultrasonografii.
8. Sekcja zwłok
- Odłącz cewniki monitorujące i kabel sondy przepływowej i schowaj je w zewnętrznej ładownicy.
- Uśpij i intubuj owcę. Utrzymuj znieczulenie i wprowadzaj rurkę orogastryczną oraz cewniki naczyniowe, stosując ten sam protokół co podczas pierwszej operacji.
- Przenieście owcę do sali operacyjnej. Ułóż zwierzęta na plecach na stole chirurgicznym i umieść urządzenie grzewcze pod owcą. Zabezpiecz wszystkie kończyny.
- Stosuj nieinwazyjne monitory zgodnie z początkowym zabiegiem.
- Podłącz ponownie cewniki ciśnieniowe i sondę przepływową do systemu monitorowania.
- Ponownie otwórz poprzednią laparotomię i nacięcie macicy. Zewnętrznie eksperymentalnego płodu.
- Stabilizuj główkę płodu gazą, aby utrzymać pozycję na plecach.
- Wprowadź sondę echokardiografii śródsercowej (ICE) do przełyku płodu przez usta i wykonaj echokardiografię przełykową (TEE).
- Zrób zdjęcia położenia balonu oraz zbierz dane echokardiograficzne, przepływowe i ciśnieniowe. Opróżnij balon i powtórz pomiary.
- Podaj heparynę (10 000 U) płodowi. Podwiązać pępowinę i wstrzyknąć nasycony chlorek potasu do żyły pępowinowej, aby zatrzymać działanie serca w stanie rozgoru.
- Usuń eksperymentalny płód. Ponownie otwórz jamę piersiową i oceń położenie, migrację oraz oznaki infekcji balonu.
- Wyciąć serce, zmierzyć masę serca i pobrać próbki tkanek mięśnia sercowego.
- Powtórz kroki 8.6–8.12 dla płodu kontrolnego.
- Uśpij owcę za pomocą pentobarbitalu sodu pod narkozą.