Esse protocolo experimental foi aprovado pelo Comitê de Cuidado e Uso Institucional de Animais do Instituto de Pesquisa Abigail Wexner do Nationwide Children's Hospital (AR24-00184). Todos os procedimentos seguiram as diretrizes do Guia dos Institutos Nacionais de Saúde para o Cuidado e Uso de Animais de Laboratório. Este estudo seguiu as diretrizes ARRIVE (Pesquisa Animal: Relato de In Vivo. Experimentos). Ovelhas grávidas de Dorset (65–79 kg, 117–120 dias de gestação) foram alojadas em um ambiente específico livre de patógenos, com livre acesso a comida e água por pelo menos 1 semana antes da cirurgia. O equipamento utilizado neste estudo está listado na Tabela de Materiais.
Critérios Humanos para o Endpoint:
Complicações da manutenção da linha.
Os cateteres e o cabo da sonda de fluxo inseridos no feto são externalizados pelo útero e flanco da ovelha e fixados fora do corpo. Essas linhas externalizadas podem ficar ocluídas devido à trombose ou curvamento, ou podem ser deslocadas pelo movimento do animal. As complicações resultantes podem incluir infecção ou sangramento grave. Sinais de complicações incluem falta de retorno sanguíneo durante a amostra, erros persistentes de monitoramento, incapacidade de injetar através da linha, deslocamento da linha e sangramento intenso. Linhas obstruídas podem permanecer no lugar se não houver sinais de infecção ou sangramento. Em casos de sangramento descontrolado após a remoção da linha, ou sinais claros de infecção relacionados à linha ocluída, a ovelha e os fetos serão eutanasiados.
Parto prematuro.
O trabalho de parto prematuro pode ocorrer em qualquer estágio da gravidez e é mais provável após intervenção cardíaca fetal. Os primeiros sinais incluem inchaço e relaxamento da vulva. A aparência do saco amniótico indica parto iminente, que normalmente ocorre dentro de 30 minutos após a ruptura. Se forem observados sinais de parto prematuro, a ovelha e os fetos serão eutanasiados para encerrar o experimento e prosseguir para a necropsia.
Morte fetal.
O falecimento fetal pode ocorrer em qualquer estágio da gravidez, especialmente após intervenção cardíaca fetal. Embora o falecimento fetal frequentemente leve ao parto prematuro, também pode resultar em infecção sistêmica na ovelha. Se a ovelha apresentar sinais claros de progressão do trabalho de parto ou se o feto for considerado inviável, um procedimento terminal será realizado, e a ovelha e os fetos serão eutanasiados.
Aborto com distocia após morte fetal.
Se um feto morrer enquanto um co-gêmeo sobrevive, a retenção do feto falecido pode aumentar o risco de aborto com ou sem distocia. Isso pode se manifestar como mudanças nos sinais vitais ou agitação na ovelha. Se ocorrer distocia, a ovelha e os fetos serão eutanasiados para encerrar o experimento e prosseguir para a necropsia.
Sangramento materno massivo.
Uma ovelha grávida pode sofrer hemorragia como complicação da incisão uterina ou abdominal. Os sinais incluem sangramento vaginal, letargia e anormalidades persistentes nos sinais vitais. Hemorragia grave pode resultar na formação de hematomas ou choque. Se a perda de sangue impedir a manutenção da pressão arterial fisiológica média, ou se a taquicardia persistir apesar da intervenção e forem observados sinais de colapso cardiovascular iminente, a eutanásia será realizada.
Dano ou migração de balões.
Danos ou deslocamentos do balão podem resultar em oclusão ineficaz do fluxo ventricular. A simples deflação por balão devido a danos pode não produzir sinais clínicos se a hemodinâmica fetal permanecer estável. Se ocorrer deslocamento na configuração interna da LA, podem ocorrer sangramentos intratorácicos e morte fetal. Em casos de sangramento significativo que leve à morte fetal, a ovelha e os fetos serão eutanasiados.
Deiscência do local cirúrgico e/ou infecção da ferida.
A deiscência do local cirúrgico normalmente ocorre de 5 a 8 dias após a cirurgia e pode apresentar infecção, necrose tecidular ou hérnia de órgãos internos. Infecções nas feridas podem ocorrer em poucas semanas após a operação. Se a intervenção for viável, o tratamento será fornecido; Se a condição se tornar fatal, a eutanásia será considerada.
1. Preparação animal
- Colete sangue da veia jugular da ovelha para confirmar a negatividade da febre Q na chegada.
- Acostume as ovelhas a um suporte para monitoramento contínuo pós-operatório.
- Avalie as ovelhas pela equipe veterinária 1 semana antes da cirurgia. Animais saudáveis rápidos durante a noite antes da anestesia.
- Administrar diazepam (0,5 mg/kg) e cetamina (4 mg/kg) pela veia jugular interna para sedação.
- Intube a ovelha com um tubo endotraqueal de um único lúmen de 8–9 mm e inicie a anestesia com isoflurano (1%–5%). Mantenha a anestesia com isoflurano (1%–5% em oxigênio) ou uma infusão contínua de propofol (começando em 30 mg/kg/h; intervalo: 20–45 mg/kg/h).
- Insira um tubo orogástrico para descomprimir o estômago e o rúmen.
- Insira um cateter venoso de um único lúmen (16–18G) na veia cefálica ou jugular para administração de líquidos, infusão de propofol e administração de medicamentos, conforme necessário.
- Coloque uma linha arterial (22–24G) na artéria auricular, femoral ou radial para monitoramento contínuo da pressão arterial e coleta de amostras de sangue.
- Raspe toda a área abdominal, estendendo-se para as regiões dorsal e inguinal. Prepare o local cirúrgico usando clorexidina, povidona-iodo ou álcool.
- Transfiram as ovelhas para a sala cirúrgica. Coloque o animal em posição deitada em uma mesa cirúrgica e coloque um dispositivo de aquecimento sob a ovelha para evitar hipotermia. Prendam todos os membros.
- Aplique monitores não invasivos, incluindo um braçadeiro de pressão arterial no membro dianteiro direito, um oxímetro de pulso no ouvido ou língua, e eletrocardiogramas para monitorar a pressão arterial materna, saturação de oxigênio e frequência cardíaca.
- Administrar cefazolina (50 mg/kg) para profilaxia antibiótica antes da incisão. Repita a cada 4 horas durante o procedimento, conforme necessário.
2. Laparotomia e histerotomia da ovelha e toracotomia do feto
- Realize uma laparotomia na linha média para expor o útero. Palpar o útero e contar o número de fetos.
- Exteriorize suavemente o útero. Selecione um local de histerotomia medindo aproximadamente 10–15 cm, dependendo do tamanho fetal.
- Coloque um ponto de cordão (1 sutura trançada absorvível) antes de realizar a histerotomia para controlar o vazamento de líquido amniótico. Abra a parede uterina camada por camada usando eletrocauteria.
- Coloque quatro grampos de Babcock ao longo da incisão uterina para fixar todas as camadas e evitar a perda de líquido amniótico. Certifique-se de que a membrana amniótica (camada mais interna) esteja incluída.
- Coloque uma sutura contínua e contínua ao longo da borda da incisão, usando seda 2-0 para manter a deposição da membrana amniótica à parede uterina.
- Externalize suavemente a cabeça fetal e fixe a sutura do cordão uterino com um hemostato (Figura 1A). Cubra o rosto fetal com uma tampa plástica personalizada com abertura para a sonda de ecocardiografia intracardíaca (ICE) para manter a umidade.
- Estabilize a cabeça fetal usando gaze para manter a posição supina.
- Insira uma sonda ICE no esôfago fetal pela boca e realize ecocardiografia transesofágica (TEE) (Figura 1A).
- Obtenha medições ecocardiográficas de base.
NOTA: A avaliação ecocardiográfica inicial inclui avaliação qualitativa da anatomia cardíaca e da contratilidade ventricular, bem como medições quantitativas do tamanho da câmara ventricular e da função sistólica quando a qualidade da imagem é suficiente.
- Administre uma combinação de medicamentos intramusculares contendo um analgésico, um anticolinérgico e um agente bloqueador neuromuscular (fentanil 20 μg/kg, atropina 20 μg/kg e vecurônio 20 μg/kg) na coxa fetal para reduzir o movimento durante a cirurgia.
- Faça uma incisão no pescoço e exponha a veia jugular e a artéria carótida.
- Insira um cateter cheio de líquido na artéria carótida para monitoramento da pressão arterial e outro na veia jugular para monitoramento da pressão venosa central (Figura 1B).
NOTA: Liga as extremidades distais dos vasos e fixe cateteres com dois pontos de seda 2-0.
- Feche a incisão do pescoço usando suturas de seda 2-0 enquanto externalizam os cateteres.
- Alinhe as duas linhas de pressão com uma linha de pressão amniótica adicional e fixe-as ao longo do pescoço fetal usando pontos de seda 3-0.
- Expor a parte superior do corpo fetal liberando a sutura do cordão uterino. Coloque pontos de estai na parte xifoide e dorsal para garantir a posição.
- Fixe a cabeça e os membros anteriores do feto usando gaze para posicionar o feto na posição lateral direita do decúbio.
- Realize uma toracotomia fetal no quarto espaço intercostal e abra a caixa torácica usando um abridor de costelas.
- Abra o pericárdio e suspenda-o com suturas de seda 4-0 para expor o átrio esquerdo (LA) e a artéria pulmonar (PA).
- Dissecar a artéria pulmonar e a aorta ascendente e circundar cada uma com laços vasculares.
- Passe o cabo de uma sonda de fluxo de 6 mm pelo segundo espaço intercostal e posicione-o ao redor da aorta ascendente.
- Confirme a qualidade adequada do sinal conectando a sonda à unidade de medição de fluxo.
3. Método de implantação de balão 1: dentro do átrio esquerdo (LA) (fetos mais antigos que GA110)
- Prenda o átrio esquerdo (LA) levemente acima do sulco aurculoventricular usando uma pequena pinça de vaso inclinada (Figura 2A).
- Coloque um ponto de cordão (6-0 de polipropileno sutura) no apêndice LA e prenda-o com um torniquete.
- Incisa a parede LA dentro da sutura do cordão da bolsa usando uma tesoura fina. Confirme se a abertura é suficiente para a inserção do balão.
- Insira o cateter balão feito sob medida no local de proteção (LA). Fixe o cateter usando a sutura de cordão previamente colocada e reforce a fixação com dois pontos adicionais de seda 4-0 (Figura 2B).
NOTA: O diâmetro do balão é aproximadamente 1,5 cm com 5 mL e 2,7 cm com 10 mL de glicerina a 30%. Embora o balão tenha sido testado em laboratório para tolerar inflação de até 17 mL, aproximadamente 10 mL foi usado como limite máximo prático para in vivo. Inflação porque volumes maiores podem indicar disposição ou vazamento e podem aumentar o risco de compressão excessiva ou lesão tecidual.
- Realize ecocardiografia transesofágica (TEE) para confirmar o posicionamento correto do balão. Confirme que o balão está no plano mitral e não permanece dentro do apêndice. Infle temporariamente o balão para confirmar obstrução funcional pela redução do fluxo mitral no TEE e pela redução ou desaparecimento do fluxo aórtico ascendente antegrado na sonda de fluxo, depois desinfle-o.
- Feche a caixa torácica de forma frouxa usando três pontos de seda 2-0. Evite comprimir o cateter balão.
- Externalize o cateter balão da cavidade torácica para o mesmo plano subcutâneo do cabo da sonda de fluxo e encaminhe ambos para a pele dorsal.
- Fixe ambos os cabos na pele dorsal em no mínimo dois pontos usando suturas de seda 2-0 (fixe a pele, amarre um cabo, amarre o segundo cabo e re-ancorar a pele).
4. Método de implantação com balão 2: fora do átrio esquerdo (LA) (fetos mais jovens que GA110)
- Libere a suspensão pericárdica ao redor do AL e avalie a relação entre o pericárdio e a parede do AL (Figura 3).
- Coloque dois pontos de polipropileno 6-0 no cateter balão (um na ponta e outro na base). Ancore esses pontos ao pericárdio nas posições correspondentes.
NOTA: Posicione o balão na face superior do AL quando o pericárdio estiver fechado.
- Feche o pericárdio frouxamente usando pontos de seda 2-0.
- Ajuste a posição do balão sob orientação TEE para alcançar compressão adequada do LA. Certifique-se de que o balão inflado comprima o LA a partir da parte caudal em vez da parte posterior. Infle temporariamente o balão para confirmar o efeito hemodinâmico e depois desanime-o.
NOTA: A compressão adequada é definida qualitativamente como a redução visível do tamanho do LA e do fluxo mitral no TEE sem compressão de estruturas adjacentes, e funcionalmente como redução ou desaparecimento do fluxo aórtico ascendente antegrado na sonda de fluxo.
- Feche a caixa torácica de forma frouxa usando três pontos de seda 2-0. Evite comprimir o cateter balão.
- Externalize o cateter balão da cavidade torácica para o mesmo plano subcutâneo do cabo da sonda de fluxo e encaminhe ambos para a pele dorsal.
- Fixe ambos os cabos na pele dorsal em no mínimo dois pontos usando suturas de seda 2-0 (fixe a pele, amarre um cabo, amarre o segundo cabo e re-ancorar a pele).
5. Fechamento de histerotomia e laparotomia com externalização de cabos e cateteres
- Devolva o feto suavemente ao útero. Preserve o máximo de líquido amniótico e o máximo de placentas possível.
- Remova o ponto de cordão de bolsa e o ponto de seda 2-0 repetido. Remova todos os pontos residuais da incisão uterina.
- Feche o útero usando suturas trançadas absorvíveis em três camadas contínuas: colchão horizontal, over-over-over e sutura contínua de cobertura.
NOTA: Externalize as três linhas de pressão, o cabo da sonda de fluxo e o cateter balão entre as camadas de sutura (Figura 4).
- Administrar antibióticos (ampicilina 500–1000 mg e ciprofloxacina 2 mg) no saco amniótico por meio do cateter de pressão amniótica para reduzir o risco de infecção intraamniótica após histerotomia, toracotomia fetal e externalização crônica de cateter/cabo.
- Retorne o útero à cavidade abdominal.
- Coloque uma sutura de cordão de bolsa na fáscia abdominal 2–3 cm à direita da linha alba e passe os cabos pela abertura.
- Ajuste o comprimento do cabo dentro do abdômen e fixe o ponto de cordão na fáscia. Permitir uma leve mobilidade dos cabos; Não aperte demais.
- Insira um dispositivo de tunelamento personalizado no tecido subcutâneo do flanco direito da ovelha e avance em direção à região dorsal por aproximadamente 50–60 cm.
- Identifique o local da saída. Faça uma pequena incisão na pele na ponta distal do dispositivo de tunelamento e remova o núcleo interno.
- Passe dois tubos adicionais de PVC pelo dispositivo de tunelamento. Conecte as três linhas de pressão e o cateter balão a um único tubo de PVC e depois puxe-os pelo túnel.
- Conecte o cabo da sonda de fluxo ao segundo tubo de PVC e externalice pelo túnel.
- Remova o dispositivo de tunelamento do flanco.
- Feche a laparotomia em três camadas: fáscia, tecido subcutâneo e pele usando suturas apropriadas.
- Feche parcialmente o local de saída do cabo usando uma sutura 3-0 poliglactina 910.
- Prenda uma bolsa de armazenamento no flanco direito da ovelha usando suturas de poliéster trançado 0. Posicione a bolsa 2–3 cm dorsal em relação ao local de saída do cabo para minimizar o atrito. O tempo total da cirurgia é tipicamente de 4 a 4,5 horas desde a incisão da pele até o fechamento.
6. Recuperação
- Interrompa a anestesia e remova a sonda orogástrica. Extube a ovelha após confirmar a respiração espontânea.
NOTA: A extubação normalmente ocorre após sinais de excitação, incluindo movimento do pescoço, piscadas, tônus da mandíbula e mastigação.
- Remova a linha arterial da ovelha.
- Transfira a ovelha para uma área isolada de recuperação. Auxilie o animal a entrar em reclinação esternal até que ele possa ficar de pé e andar sozinho.
- Administrar buprenorfina intramuscular (0,015–0,05 mg/kg) a cada 8–12 horas para analgesia pós-operatória. Administre meloxicam (0,3–1 mg/kg) conforme necessário, seguindo orientação veterinária.
- Monitore a ovelha de perto em um terrário individual durante os primeiros 3 dias do período de recuperação aguda.
7. Moradia crônica e avaliação
- Alojar a ovelha em um suporte personalizado projetado para permitir monitoramento hemodinâmico contínuo enquanto minimiza o estresse.
- Conecte os cateteres externalizados aos sistemas de monitoramento. Meça continuamente a pressão aórtica fetal, a pressão venosa central, a pressão do líquido amniótico e o fluxo aórtico.
- Obtenha amostras de gases sanguíneos fetais do cateter arterial quando valores hemodinâmicos anormais forem observados.
- Inicie a inflação com balão aproximadamente no terceiro dia pós-operatório usando glicerina estéril de 30%. Aumente o volume do balão em 1 mL/dia. Após cada incremento de 0,5 mL, monitore a resposta hemodinâmica fetal por pelo menos 5–10 minutos para garantir estabilidade, incluindo ausência de bradicardia ou pressão arterial média abaixo de 30 mm Hg. Continue a inflação até que o fluxo aórtico ascendente antegrado seja reduzido a zero.
- Se o fluxo antegrado zero não for alcançado por 10 mL de inflação do balão, suspeita de vazamento ou má posição do balão, em vez de continuar a inflação em direção à capacidade máxima do balão testada em banca. Desinflar o balão e avaliar se há vazamento ou deslocamento usando inspeção por cateter ou ultrassom.
8. Necropsia
- Desconecte os cateteres de monitoramento e o cabo da sonda de fluxo e armazene-os na bolsa externa.
- Sedar e intubar a ovelha. Mantenha a anestesia e insira uma sonda orogástrica e cateteres vasculares usando o mesmo protocolo da cirurgia inicial.
- Transferam a ovelha para a sala cirúrgica. Posicione o animal deitado em uma mesa cirúrgica e coloque um dispositivo de aquecimento sob a ovelha. Prendam todos os membros.
- Aplique monitores não invasivos conforme descrito no procedimento inicial.
- Reconecte os cateteres de pressão e a sonda de fluxo ao sistema de monitoramento.
- Reabra a laparotomia anterior e a incisão uterina. Exteriorize o feto experimental.
- Estabilize a cabeça fetal usando gaze para manter a posição supina.
- Insira uma sonda de ecocardiografia intracardíaca (ICE) no esôfago fetal pela boca e realize a ecocardiografia transesofágica (TEE).
- Adquira imagens da posição do balão e colete dados ecocardiográficos, de fluxo e de pressão. Desinflar o balão e repetir as medições.
- Administre heparina (10.000 U) ao feto. Ligue o cordão umbilical e injete cloreto de potássio saturado na veia umbilical para deter o coração na diástole.
- Remova o feto experimental. Reabra a cavidade torácica e avalie a posição do balão, migração e evidências de infecção.
- Excise o coração, meça o peso do coração e colete amostras de tecido miocárdico.
- Repita os passos 8.6–8.12 para o feto controle.
- Eutanasie a ovelha usando pentobarbital de sódio sob anestesia.