NOT: Bu protokolde açıklanan tüm hayvan prosedürleri, Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak gerçekleştirilmiş ve West China Hastanesi'nin Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından onaylanmıştır (Protokol No. 20240311055). Çalışma boyunca erkek C57BL/6 fareler (8–10 haftalık; yaklaşık 22–25 g) ve dişi C57BL/6 fareler (8–10 haftalık; yaklaşık 18–20 g) kullanılmıştır. Özel olarak 3D yazıcıyla üretilen vasküler destek platformu da dahil olmak üzere, bu protokolde kullanılan tüm malzemeler, reaktifler, enstrümanlar, yazılımlar ve özel cihazlar Malzemeler Tablosunda listelenmiştir.
1. Ameliyat öncesi hazırlık ve cerrahi insizyon
- Fareyi, %100 oksijen içinde buharlaştırılmış izofluran (%3 indüksiyon için, %1,5–2 idame için) kullanarak anesteziye alın. Pedal çekilme reflekslerinin (ayak parmağı sıkıştırma) yokluğunu doğrulayarak anestezi derinliğinin yeterli olduğundan emin olun.
UYARI: İzofluran uçucu bir anesteziktir. Aktif tahliye sistemi ile veya iyi havalandırılan bir alanda kullanın, uygun kişisel koruyucu donanım giyin ve kurumsal güvenlik prosedürlerini takip edin.
- Her iki göze oftalmik pomad uygulayın. Fareyi, 37 °C'de tutulan sıcaklık kontrollü bir cerrahi platforma sırtüstü pozisyonda yerleştirin.
- Kimyasal tüy dökücü krem ile anterior servikal bölgedeki tüyleri temizleyerek cerrahi alanı hazırlayın.
- Cildi, povidon-iyodür (veya klorheksidin) ve %70 alkol (veya sıcak steril salin) ile sırayla üç kez temizleyin ve işlemi antiseptik ile bitirin.
- Preemptif lokal analjezi sağlamak amacıyla, planlanan insizyon hattı boyunca subkütan olarak %0.5 lidokain infiltre edin.
- Ardından, mikro makas kullanarak ön boyun bölgesinde, trakeal orta hattın hafifçe sağında konumlandırılmış longitudinal bir orta hat cilt insizyonu (yaklaşık 1,0–1,5 cm) yapın.
UYARI: Mikro makaslar, iğneler, kılavuz teller ve diğer kesici/delici aletler yaralanmaya neden olabilir. Bunları dikkatli kullanın ve kullanılmış kesici/delici aletleri onaylı tıbbi atık kutularına atın.
2. Damar izolasyonu ve sütür yerleştirme
- Cerrahi bir stereomikroskop altında, üzerindeki fasya ve kas tabakaları küt diseksiyonla açılarak sağ ortak karotis arteri (RCCA) ortaya çıkarın. Vagus sinirinin mekanik olarak irite edilmemesine dikkat ederek, RCCA'yı bitişikteki vagus sinirinden ve çevredeki bağ dokusundan dikkatle ayırın.
NOT: Kurumayı önlemek için işlem boyunca tükürük bezlerini ve açığa çıkan dokuları sıcak steril salin ile nemli tutun.
- RCCA'nın distal ucunu, güvenli ve kaymayan bir düğümle bağlanan 6-0 ipek sütür ile kalıcı olarak ligasyon yapın.
- RCCA'nın proksimal segmentinin etrafına, kılavuz tel yerleştirme sırasında daha sonra kullanılmak üzere sıkılmamış gevşek bir 6-0 ipek sütür kaydırıcı düğüm yerleştirin.
3. Platform uygulaması ve arteriyotomi
NOT: Cerrahi işlemden önce, 3D yazıcıyla üretilen platformu etilen oksit (EtO) gazı kullanarak sterilize edin, ardından yeterince havalandırın ve tüm metal cerrahi aletleri otoklavlayarak sterilize edin.
DİKKAT: Etilen oksit toksik, yanıcı ve kansirojendir. EtO sterilizasyonunu yalnızca onaylanmış tesislerde uygulayın, yeterli havalandırma sağlayın ve kurumsal atık yönetimi prosedürlerini takip edin.
- 3B yazıcıyla üretilmiş vasküler destek platformunu, ters V şeklindeki apeksi doğrudan damarın altına gelecek şekilde, izole edilmiş RCCA segmentinin altına dikkatlice yerleştirin.
- Önceden yerleştirilmiş süturları kademeli olarak daha yüksek yan çentiklere geçirerek, RCCA üzerindeki boylamsal gerginliği artırmak için platformu yavaşça ayarlayın.
NOT: Ters V şeklindeki apeks, damar duvarını ezmeden damarın eğimine uyum sağlaması için 120° açıyla tasarlanmıştır. Arteriyel pulsasyonun artık görsel olarak algılanamadığı tam noktada gerginliği artırmayı durdurun. Bu kritik görsel bitiş noktası, aşırı damar hasarı oluşmadan geçici hemostazı sağlar.
- Mikro makas kullanarak stabilize edilmiş RCCA segmenti üzerinde küçük bir transvers arteriyotomi (damar çevresinin yaklaşık yarısı kadar) yapın. Gerginlik doğru ayarlanmışsa, minimal düzeyde kanama olmalı veya hiç kanama olmamalıdır.
4. Kılavuz tel yerleştirme ve kapak hasarı
- Mikroskobik görüntüleme altında, kılavuz teli (0,014 inç / 0,36 mm çap) transvers arteriotomi üzerinden arter lümenine, aort köküne doğru retrograd yönde yerleştirin.
NOT: Bu kalibre, yayınlanmış kılavuz tel yaralanma modelleri için standarttır ve fare RCCA lümen çapına (~0,4–0,5 mm) yakındır; bu da yaklaşık 0,7–0,9 oranında bir kılavuz tel-damar oranı sağlar.
UYARI: Kılavuz tel damarları veya çevre dokuları delinebilir. Görüntüleme altında yavaşça ilerletin ve kullanılmış kılavuz telleri kesici/delici aletler veya kontamine cerrahi atıklar olarak bertaraf edin.
- Yerleştirme bölgesinde tam hemostaz sağlamak için önceden yerleştirilmiş proksimal kayıcı düğümü hem damarın hem de kılavuz telin etrafında sıkın. Kayıcı düğüm sabitlendiğinde, 3D yazıcıyla üretilmiş platformu damarın altından dikkatlice kaldırın.
NOT: Yerleştirme sırasında beklenmedik kanama meydana gelirse veya kılavuz tel çapı aşırı sürtünme yaratırsa, hemostaza yardımcı olmak için platformu geçici olarak yeniden konumlandırın veya yerleştirmeyi tekrar denemeden önce damar lümeninin genişlemesine izin vermek için platform gerginliğini hafifçe azaltın.
- Kılavuz teli dikkatlice RCCA üzerinden retrograd yönde, aort arkını geçerek aort kapağına doğru ilerletin. Gerçek zamanlı ekokardiyografik rehberlik altında, kılavuz tel ucunun aort kapağını geçtiğini ve sol ventriküle girdiğini onaylayın.
- Hemostazı sürdürmek için proksimal kayıcı düğüm tamamen sıkılıyken, aort kapak boyunca 100 kez itme-çekme (ileri-geri) hareketi ve ardından kılavuz telin kapak yapraklarına karşı 100 kez rotasyonel hareketi uygulanarak mekanik kapak yaralanmasını gerçekleştirin.
NOT: 100 itme-çekme ve 100 rotasyonel hareket, işlem süresi ile hemodinamik olarak anlamlı stenozun güvenilir şekilde indüklenmesi arasındaki dengeyi en iyi sağlayan sayılar olarak kurum içi kapsamlı optimizasyonlar aracılığıyla belirlenmiştir.
5. Kılavuz telin geri çekilmesi ve yaranın kapatılması
- Kapak yaralaması tamamlandığında, kılavuz teli damardan yavaşça geri çekin.
- Proksimal RCCA'yı bağlamak ve işlem sonrası kanamaları önlemek için proksimal kayıcı düğümü derhal kalıcı, kaymayan bir düğüme dönüştürün.
- Cilt insizyonunu kesikli 5-0 naylon sütürler veya cerrahi yara klipsleri ile kapatın.
- Ameliyat sonrası non-steroid anti-inflamatuar ilaçlar (NSAİİ) uygulamayın. İşlem aseptik koşullar altında gerçekleştirildiğinden, peroperatif antibiyotik uygulamayın.
- Hayvanı temiz ve ısıtılmış bir iyileşme kafesine transfer edin ve tam mobilite geri kazanılana kadar sürekli olarak izleyin.
6. Transvalvüler hemodinamiklerin ekokardiyografik değerlendirmesi
- Aort kapak stenozunun şiddetini değerlendirmek için cerrahiden 4 hafta sonra hayatta kalan tüm farelerde ekokardiyografik değerlendirmeler gerçekleştirin.
- Hayvanı %100 oksijen içinde %3 izofluran içeren bir indüksiyon haznesine yerleştirerek anesteziyi indükleyin. Ped reaksiyonlarının kaybını doğrulayarak anestezik derinliği teyit edin. Anterior göğüs duvarındaki kılları kimyasal tüy dökücü krem kullanarak temizleyin. Kornea kurumasını önlemek için her iki göze oftalmik pomad uygulayın.
- Anestezi altındaki fareyi sırtüstü pozisyonda sıcaklık ayarlı bir görüntüleme platformuna transfer edin.
- Sürekli kalp hızı izlemesi için patileri yüzey elektrokaridiyogram (EKG) elektrotlarına sabitleyin. 450–550 atım/dakika değerinde stabil bir fizyolojik kalp hızı sağlamak için izofluran konsantrasyonunu (tipik olarak %1,0–1,5) titre edin.
- Anterior göğüs duvarını temizleyin ve bol miktarda önceden ısıtılmış akustik kuplaj jeli uygulayın.
- B-mod görüntüleme alımı
- MX550D transdüserli (40 MHz) bir Vevo 3100 ultrason sistemi kullanarak, canlı iki boyutlu görüntülemeyi başlatmak için B-Mode kontrolüne basın.
- Sol ventrikül, aort kapak ve çıkan aortun parasternal uzun eksen görünümünü elde etmek için transdüseri sol parasternal pozisyona yerleştirin. Derinlik, genişlik ve 2D kazancı optimize edin.
- M-mod alımı ve sol ventrikül ölçümü
- Parasternal uzun eksen görünümünden M-Mode kontrolüne basın. Örnekleme hattını papiller kas seviyesinde sol ventrikül boyunca konumlandırın.
- Alımı başlatmak için Start düğmesine basın. En az üç kalp döngüsünü kapsayan stabil bir iz elde edildiğinde Save düğmesine basın.
- Vevo LAB'da, end-diyastol ve end-sistoldeki endokardiyumu izlemek için LV Trace aracını kullanın; sol ventrikül internal boyutlarını, anterior ve posterior duvar kalınlıklarını (LVAWd, LVPWd) ve sol ventrikül kütlesini kaydedin.
- Özel bir aort arkı görünümü elde etmek için transdüserin konumunu ve açısını yeniden ayarlayın.
NOT: Bu spesifik aort arkı görünümünün elde edilmesi, ultrason ışınının aort kapaktaki kan akış yönüyle optimal şekilde hizalanmasını sağladığından, doğru transvalvüler hız ölçümleri için gereklidir.
- Renkli Doppler değerlendirmesi
- Aort arkı görünümünden Color kontrolüne basın. Renk kutusunu aort kapak ve proksimal çıkan aort üzerine yerleştirin.
- Sistolik jetin aliasing olmadan net bir şekilde görünmesi için renk ölçeğini ve kazancı ayarlayın. Start, ardından Save düğmesine basın.
- Atımlı dalga Doppler hız ölçümü
- PW Doppler kontrolüne basın. Örnek hacim kapısını jetin en dar noktasına (vena contracta) yerleştirin ve açı düzeltmesi uygulayın (<60°).
- Spektral izi başlatmak için Start düğmesine basın; en az üç kalp döngüsü kaydedildiğinde Save düğmesine basın. Vevo LAB'da, en az üç döngünün ortalamasını alarak Peak Velocity aracıyla pik transvalvüler hızı ölçün.
7. Histolojik işlem ve aort kökü boyama
- Ekokardiyografik değerlendirmenin ardından, pedal geri çekilme refleksinin tamamen yok olduğunu doğrulayarak derin anesteziyi onaylayın. AVMA Hayvanların Ötanazisi Kılavuzları (2020 edisyonu) ve kurumsal olarak onaylanmış protokollere uygun olarak, ikincil ötanazi yöntemi olarak servikal dislokasyon gerçekleştirin.
DİKKAT: Hayvan kadavraları, çıkarılan dokular ve kana kontamine olmuş materyaller biyolojik/hayvansal atıklardır. Bunları kurumsal biyogüvenlik ve hayvan tesisi düzenlemelerine göre bertaraf edin.
- Kalbi açığa çıkarmak için cerrahi mikro makas kullanarak torakotomi gerçekleştirin.
- Sol ventrikül apeksine bir perfüzyon iğnesi yerleştirin ve sistemik dolaşımı soğuk steril fosfat tamponlu salin (PBS) ile yıkayın. Başarılı perfüzyon, karaciğer ve akciğerlerin beyazlamasıyla anlaşılır.
- Sağlam kalbi çıkarın ve tam fiksasyonu sağlamak için oda sıcaklığında en az 24 saat boyunca %4 paraformaldehit (PFA) içinde bekletin.
DİKKAT: Paraformaldehit toksik ve irite edicidir. %4 PFA'yı uygun KKD ile kimyasal çeker ocak içinde kullanın ve PFA atıklarını tehlikeli kimyasal atık olarak bertaraf edin.
- Fikse edilmiş dokuyu, kademeli etanol serisi aracılığıyla ardışık dehydrasyon, ardından ksilenle şeffaflaştırma ve 65 °C'de parafin mumu infiltrasyonu için otomatik bir doku işlemciye aktarın.
DİKKAT: Ksilen yanıcı ve toksiktir; sıcak parafin yanıklara neden olabilir. Ksileni bir çeker ocakta veya onaylanmış bir işlemcide kullanın ve ksilen içeren atıkları tehlikeli kimyasal atık olarak bertaraf edin.
- İşlenmiş kalpleri parafin bloklara gömün.
NOT: Gömme sırasında kalbin doğru yönlendirilmesi kritiktir. Kalbi, aort kökünden üç valf yaprağı seviyesinde transvers kesit alınmasına izin verecek şekilde konumlandırın.
- Rotary mikrotom kullanarak, üç yaprağın da kapsandığından emin olarak, aort kapak düzlemi boyunca 4–5 µm kalınlığında seri çapraz kesitler alın. Kesitleri cam lamlara monte edin ve oda sıcaklığında saklayın.
- Doku morfolojisini, yapısal yeniden şekillenmeyi ve kapak yaprağı kalınlığını değerlendirmek için seçili lamlarda Hematoksilin ve Eozin (H&E) boyaması yapın.
- Kapak yaprakları içinde koyu kahverengi-siyahtaki mineral çökelmeleri olarak tanımlanabilen distrofik kalsifikasyonu tespit etmek ve miktarlamak için komşu seri kesitlerde Von Kossa boyaması yapın.
8. Şam cerrahi prosedürü
NOT: Bu bölüm Sham kontrol prosedürünü tanımlamaktadır. Sham fareler; aynı anestezi, cilt hazırlığı, damar açığa çıkarma, arteriyotomi ve retrograd kılavuz tel yerleştirme işlemlerinden aortik tel yaralanması (AWI) grubuyla aynı şekilde geçerler; kılavuz tel supravalvüler seviyeye kadar ilerletilir ancak aort kapağından geçirilmez ve herhangi bir mekanik kapak yaralanması gerçekleştirilmez.
- Fareyi anesteze edin ve 1.1. ile 1.5. arasındaki adımlarda açıklandığı şekilde cerrahi alanı hazırlayın.
- Stereomikroskobik görüntüleme altında, 2.1. adımda açıklandığı gibi künt diseksiyonla RCCA'yı açığa çıkarın.
- RCCA'nın distal ucunu 6-0 ipek süturla kalıcı olarak bağlayın ve proksimal kısma gevşek bir kayıcı düğüm yerleştirin (2.2–2.3. adımlarda olduğu gibi).
- 3.1–4.2. adımlarda açıklandığı şekilde transvers arteriyotomi gerçekleştirin ve kılavuz teli yerleştirin.
- Ekokardiyografik rehberlik altında, kılavuz teli retrograd yönde asendan aortun supravalvüler seviyesine kadar ilerletin ve kılavuz tel ucunun aort kapağını GEÇMEDİĞİNİ doğrulayın.
NOT: 4.4. adımda açıklanan itme-çekme veya rotasyonel kapak yaralama hareketlerini YAPMAYIN. Kılavuz teli geri çekin ve 5.1–5.2. adımlarda açıklandığı gibi proksimal RCCA'yı derhal bağlayın.
- Cilt insizyonunu kesikli 5-0 naylon süturlar veya yara klipsleri ile kapatın.
NOT: AWI grubunda olduğu gibi, intraoperatif analjezi lokal lidokain infiltrasyonu ile sağlanır (adım 1.5). Hayvanı ısıtılmış bir iyileşme kafesine alın ve tamamen hareketli hale gelene kadar izleyin.
- Sham fareleri, AWI grubuyla aynı şekilde post-operatif izlemeye, 4. haftada ekokardiyografik değerlendirmeye ve histolojik işlemlere tabi tutun.
9. İstatistiksel analiz ve çalışma tasarımı
- Çalışma boyunca, 20 fare (10 erkek, 10 dişi) AWI prosedürüne, 6 C57BL/6 fare (3 erkek, 3 dişi) ise Sham prosedürüne tabi tutulmuştur.
- Hayatta kalan tüm hayvanlarda (19 AWI, 6 Sham) pik transvalvüler hızı (model başarısını tanımlayan kriter) ölçün.
- Önceden belirlenmiş, cinsiyet dengeli 6 AWI fareden oluşan bir alt grupta (3 erkek, 3 dişi) detaylı ekokardiyografik ve histolojik indeksleri analiz edin.
- Tüm ekokardiyografik ve histolojik ölçümlerin, grup atamalarına karşı körlemiş araştırmacılar tarafından gerçekleştirildiğinden emin olun.
- Parametrik testlerden önce verilerin normalliğini Shapiro-Wilk testi ile değerlendirin. İki bağımsız grubu (AWI ve Sham) eşleştirilmemiş iki kuyruklu Student's t-testi kullanarak karşılaştırın.
- Sağkalım verilerini Kaplan-Meier yöntemiyle analiz edin ve görüntüleyin.
- Tüm analizleri GraphPad Prism'de gerçekleştirin. Verileri ortalama ± SEM olarak sunun ve p < 0.05 değerini istatistiksel olarak anlamlı kabul edin.