オルソトピック心臓移植の前臨床ブタモデル

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Summary

ここでは、新しい心保護戦略を研究するためにしっかりと確立され、利用されている正頭外核移植の前臨床大型動物(ブタ)モデルについて説明する。

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Ribeiro, R. V. P., Alvarez, J. S., Yu, F., Adamson, M. B., Fukunaga, N., Serrick, C., Bissoondath, V., Meineri, M., Badiwala, M. V., Rao, V. A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation. J. Vis. Exp. (146), e59197, doi:10.3791/59197 (2019).

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Abstract

最初の成功した報告の後50年、心臓移植は進行した心不全の適格な患者のための金標準の処置のままである。心臓移植の複数の小動物モデルは、新しい治療法の急性および長期的な効果を研究するために使用されてきた。しかし、 臨床試験でテストされ、成功を実証された人はほとんどいません。臨床的に関連する大型動物モデルの新しい治療法を評価し、基礎研究の所見を効率的かつ信頼性の高い翻訳にすることが極めて重要です。ここでは、新しい心保護戦略を研究するためにしっかりと確立され、以前に使用された正頭外核移植の前臨床大型動物(ブタ)モデルについて説明する。この手順は、急性虚血再灌流損傷に焦点を当て、マウスモデルなどの小さな実験モデルでテストされ、検証された新しい介入を調査するための信頼性の高い方法です。移植後初期の心臓性能の評価や、モデルによって可能になるその他の可能性を評価する上で有用性を実証する。

Introduction

最初の成功した報告の後50年、心臓移植は進行性心不全1の適格な患者のためのゴールドスタンダード治療のままである。最大4時間の虚血時間は十分に許容されるが、6時間を超える虚血時間は劣った結果2と関連している。原発性移植片機能不全は、移植の早期罹患率および死亡率の主な原因であり、移植2、3.原発性移植片機能不全の原因は多因子であり、移植時に持続する限界臓器、レシピエント肺血管疾患、過急性拒絶反応、および虚血再灌流損傷の使用を含む。

複数の研究は、一次移植片機能不全4、5、6、7の発生率を減らすためにドナー心臓保存のための新しい方法を研究している。虚血再灌流損傷または異所性心臓移植のマウスモデルにおける新しい技術および治療法を評価することは一般的な習慣である。さらに、小動物モデルは、拒絶反応および心臓同種移植片血管症11、12、13の発症を調査するために生存モデルおよび長期フォローアップを可能にする。しかし、これらの戦略のほとんどは、初期の臨床パイロット試験に失敗するか、この段階に達することはありません。基礎研究の所見を効率的かつ信頼性の高い翻訳のために、臨床的に関連する大型動物モデルにおける新しい治療法を評価することが最も重要です。

豚の心臓は、多くの場合、大型動物モデルを使用する場合、人間の心臓に最も解剖学的に類似すると考えられています。そのため、心臓外科の研究を行う理想的なプラットフォームです。しかし、ブタモデルを使用する際に考慮すべき重要な要素がいくつかあります。第一に、組織は、典型的には、特に右心房および肺動脈において、壊れやすく、可冷たいと記述され、涙を起こしやすい14である。さらに、豚の心臓は操作に敏感で不整脈になりやすいと考えられ、実験の開始時に各動物に抗アリスメティックを日常的に投与する必要があります。ブタモデルと臨床心臓移植の間の重要な解剖学的な違いは、冠状動脈部に直接排出される豚の左片血静脈である。これは、連続的な出血を避けるために、レシピエントの手順中にライゲーションする必要があります。最後に、ブタモデルは虚血に非常に敏感であるが、心臓移植15における急性研究にはまだ適している。

この原稿は、新しい心保護戦略5、6、8を研究するためにしっかりと確立され、利用されている正頭外核移植の前臨床大型動物(ブタ)モデルを説明する。 、9.

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Protocol

施設動物管理委員会は、1996年に国立実験動物資源研究所が作成した「実験動物のケアと使用に関するガイド」に従って、すべての実験プロトコルと動物を承認しました。オスヨークシャーブタ(40〜50kg)は、正頭部心臓移植を行うために使用された(動物の大きさは、研究者の裁量と実験目標に応じて異なる場合がある)。

1. ドナーの手続き

  1. 麻酔誘導と動物の準備:
    1. ケタミン(20mg/kg)、ミダゾラム(0.3mg/kg)、アトロピン(0.04mg/kg)の筋肉内注射を使用して動物を前薬化します。吸入イソファラン(エンド潮汐濃度:1%-3%)+フェイスマスクを介して3 L/分O2を使用して麻酔誘導およびメンテナンスを行います。
    2. リラックスした顎の調子とつま先のピンチ中の痛みの欠如を確保することにより、麻酔の適切性を確認します。麻酔の妥当性は、制度上のガイドラインに従う必要があります。
    3. 麻酔の妥当性が確認されたら、6.5〜8mmの大きさの気管内チューブを使用して口腔内挿管を行う。
    4. 連続的な監視のために耳または下唇の上に酸素飽和モニターを置きます。動物の背中に焼灼電極パッドを置きます。
    5. 耳静脈(例えば20gアンジオカス)を介して末梢静脈内アクセスを挿入する。メンテナンス注入を開始します(例:0.9%NaCl)。不整脈を防ぐために硫酸マグネシウムの2gを投与します。
    6. 右側の心臓カテーテル法および心拍出量測定を行う場合は、セルディンガー技術を使用して、右頚静脈に皮下的な中央静脈シース導入器を挿入する。静脈アクセスを容易にするために、トレンディレンブルクの位置に動物を配置します。あるいは、これは左の内部頚静脈で行うことができる。アクセスが確立できない場合、このステップは、内部頚静脈(左または右)を解剖し、シースを直接挿入することによって、中線ステルノトミーに続いて実行され得る。
  2. ドナー心臓調達:
    1. 中頸部領域から焼灼ペンを使用してxiphoidプロセスの下に中線のステルノトミーを行います。骨のこぎりで胸骨を開けろ手順全体を通して十分な無毛症(例えば胸骨の焼灼、骨ワックスの塗布)を確保する。
    2. 頸部領域では、ステルノクレイドマストイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドイドを中心に引き込み、右頚動脈を解剖する(または、これは左頚動脈で行うことができる)。侵襲的な動脈圧モニタリングのための右頚動脈に動脈アクセスライン(例えば20gアンジオカス)を置く。
    3. 心膜の上から胸腺を解剖し、取り除きます。胸膜から胸腺を静かに持ち上げ、焼灼を用いて、心膜から構造を解剖する。出血を防ぐために、大脳と優れた静脈カバ(SVC)に由来する小さな血管を焼き付け、胸腺を刺激する。
    4. 心膜を開けろ焼灼を使用して大動脈空間を解剖する。このために、アシスタントに右心室流出トラックを劣って引き込み、肺動脈を左に引き込み、外科医に大動脈を右に引き込む。肺動脈への直接病変を避けるために慎重にこれを行います。
    5. 結合組織から上昇大様の前の側面をクリアします。慎重に右心室の流出路を撤回し、近位上昇大様性逆性に4-0プロレンを使用して財布ひも縫合糸を置きます(完全な厚さの縫合糸を避けてください)。トゥルニケットでこの縫合糸を固定します。
    6. 全身抗凝固を達成するために30,000単位のヘパリン(>300 U/Kg)を投与する。心プレチア送達カニューレ(例えばDLP大動脈根カニューレ)を、以前に置かれ、トルニケットを締めて固定した財布ひも縫合糸の間の上昇大動脈に挿入する。使用される心電図溶液を準備し、配信カニューレに接続します。
    7. SVCおよび劣った静脈カバ(IVC)および左下肺静脈を開き、十分な心臓通気を確保する。遠位上昇大動脈(心前プレジアカニューレの上)に大動脈クロスクランプを置きます。あるいは、左心室は、左心房の付属器を開き、吸引を配置することによって通気することができる。
    8. 80~100mmHgの大動脈根圧を標的とする心膜呼吸注入を開始する。
      注:著者らは、4°Cで標準的な細胞外高カリウム性心電図溶液の1.5Lを用いてモデルを適用した。異なるソリューションとボリュームは、実験のセットアップに応じて使用することができます。
    9. 胸腔内および心膜炎の開始後に冷却するための器官の上に氷のスラッシュ(0.9%NaCl)を置きます。心plegia注入が終了した後、伝統的な方法でカルディクトミーを続行します。大動脈と肺動脈を、それぞれ、インプラントに十分な長さを確保するために、分岐した後にセクションする。
    10. 除去後、少なくとも500mLの保存溶液(標準的な細胞外高カリウム溶液)を含む臓器袋に臓器を入れます。これを氷の上に置き、4°Cに保ちます。このステップは、実験設計と目的に従って変更することができます。

2. 受取人の手続き:

  1. 麻酔誘導と動物の準備:
    1. ドナー手順に記載されているように麻酔とモニタリングを行います(ステップ1.1.1~1.1.6)。
    2. 経皮的な中央静脈シース導入器を右頚静脈に挿入した後、Seldinger技術を使用して、中央静脈カテーテル(例えば二重内膜)を左頚静脈に挿入する。あるいは、これは上述したように中線立体摘出後に行うことができる。
  2. 心肺バイパス (CPB):
    1. 中線のステルノトミーを行い、ドナー手順に記載されているように心臓と偉大な血管を露出させる(ステップ1.2.1から1.2.4)。
    2. SVCと指名動脈、およびメッツツェンバウムと「直角」鉗子を使用してIVCと心膜の間で解剖する。臍テープを使用してSVCとIVCを囲みます(または単純なOシルク縫合糸を使用できます)。各テープ/縫合糸をトゥルニケットで固定します。
    3. 遠位上昇大曲上天症(完全な厚さの縫合糸を避ける)に4-0プロレン縫合糸を使用して2つの同心円状の財布ひも縫合糸を配置します。IVCとSVCに4-0プロレンを使用して財布ひも縫合糸を心膜反射のレベルに置きます。トゥルニケットでこれらの縫合糸を固定します。
    4. CPBの準備の間に、調査者および実験的な必要性に従ってシステムをアシスタントのセットアップそしてプライミングを持つ。現在の手順は、施設の心臓血管外科部門と同じセットアップを使用し、訓練を受けた灌流師の助けを借りています。バイパスシステムは、500mgのソルメドロールを含む2リットルの結晶性溶液(例えばプラズマリテ)でプライミングされます。
    5. 全身抗凝固を達成するために30,000単位のヘパリン(>300 U/Kg)を投与する。試験が利用可能な場合、活性化凝固時間(ACT)は300sを超える必要があります。
    6. 17~21Fの動脈カニューレで大動脈をカニューレします。このステップを容易にし、失血を避けるためにSeldinger技術を使用して挿入された体外膜酸素供給器(ECMO)カニューレ(例えばEOPA動脈カニューレ)を使用してください。あるいは、標準的なバイパス動脈カニューレを使用することができる。
    7. 3/8-3/8コネクタを使用して、バイパス回路の動脈線にカニューレを接続します。空気塞栓症を避けるために完全な脱気を確認してください。
    8. 二頭筋のカニレーションを実行します。このために、SVCおよびIVCを24〜28Fの直角単段静脈カニュー(例えばDLP単一内膜角静脈カニューレ)を用いてカニューレする。
      1. まず、財布ひも縫合糸の中心に小さな切開(5ミリメートル)を行います。小さな角度の器具(例えば、直角またはスナップ)で切開を拡張します。SVCで角度を優しく、IVC(心臓から離れて)に劣る角度を指示するカニューレを挿入します。財布ひも縫合糸を保持するトルニケットを締め付けることによって固定します。
      2. 各ステップの間に、過度の出血を避けるために指で切開部をカバーします。3/8-3/8-1/2 Y コネクタを使用して、バイパス回路の静脈ラインにカニューレを接続します。システム内のエアロックを避けるために、脱気を確認してください。
    9. CPB を開始します。50 mmHg(約4 L/min)を超える動脈圧を維持するために流量を調整します。手順全体を通してノーマザーミアを維持します。
      注: これらの設定は、実験計画に従って変更できます。血管活性薬は、圧力調節(例えばエピネフリン注入)を助けるために必要な場合にのみCPB中に投与されるべきである。
  3. ドナー心臓移植:
    1. CPBの開始後、左胸膜を開き、ネイティブの心臓を右に引き込みます。鋭い解剖器具(例えば、メツェンバウム)と直角を用いて左のヘミアジゴウス静脈を解剖し、囲む。Oシルクのネクタイで遠く離します。ネイティブの心臓が取り除かれるので、合字は1つだけ必要です。
    2. 受容者大動脈を動脈カニューレに近いクロスクランプする。スネア両方の静脈カバと以前にOシルクのネクタイを使用して配置されたトルニケット。受信者のネイティブ ハートを削除します。あるいは、心臓は標準的な低体温血液ベースの心脾痛を使用して逮捕されうる。
    3. カルディクトミーの間、ドナーの心臓インプラントを容易にするためにレシピエントの大きな袖口を維持するようにしてください。このために、大動脈および肺動脈を近接的に、その根に近いセクションにする。同様に、左右のアトリウムは大きな袖口で保たなければなりません。右と左の心房の付属品をレシピエントカフに残します。
    4. インプラントのためのドナーの心臓を準備します。
      1. 左心房から肺動脈を解剖し、肺動脈を大動脈から完全に分離する。必要に応じて、インプラント中にトリミングされる各容器の少なくとも2〜3センチメートルを残します。両方の静脈カバをOシルクのネクタイでリゲートします。すべての肺静脈を結び付け、単一の左心房カフを作り、アナストモスする。
      2. 左心房カフサイズ(ドナーとレシピエント)を比較し、必要に応じてそれぞれをトリムして同様のサイズになるようにします。受取人の左心房付属を短縮することも、ドナーの左心房の屋根と付属品を開くことができる。
    5. ステップ1.2.6で説明したように、以前に配置された心プレアカニューレを使用してドナー心臓に最初の心プレア用量を提供する。心置き保護溶液は、24mEqのカリウムを含む2:1の血液混合物の500 mLから成り、10°Cで送達される。心電性混合物に塩化カリウムを添加することにより、所望のカリウム濃度を達成する。
    6. 各アナストモシスの完了後、カリウムの8mEqを含む10°Cで心膜炎の300 mLの追加用量を提供する。
    7. すべてのアナストモスに続き、大動脈クロスクランプを除去する前に、カリウムの8 mEqで500 mLの温かい(37°C)血液心全開症の追加用量を投与する。
    8. 左心房、右心房、肺動脈、大動脈:次の順序で標準的な二次解離術技術を用いて、ドナーの心臓を貯蔵およびインプラントから取り除く。左右の心房にSH針を持つ4-0プロレン縫合糸と、肺動脈用のBB針を持つ大動脈と5-0プロレン縫合糸を使用します。
      1. 左アトリウム:左アトリウムとIVC(右下余白)の接合部に4-0プロレン縫合糸を置き、最初から180°で別の縫合糸を配置し、ドナーとレシピエントの袖口を接続します。後壁解剖を完了します。前壁のアナストモシスを完了します。これは、優れた縫合糸から劣った縫合糸に対して行われる。
      2. 右アトリウム:付属品からIVCに向かってドナー右アトリウムを開き、レシピエントカフサイズに一致するドナーカフを作成します。劣った角度(IVCと右アトリウムの接合部)から始まり、内壁解剖を完了し、次に横壁を完成させます。
      3. 肺動脈:一致するサイズを作成するために、レシピエントとドナーの両方の肺動脈の端をトリミングします。ドナーとレシピエント血管を結ぶ左横壁に5-0プロレン縫合糸を置き、もう1つを右端に配置します。劣った壁アナストモシスを完了し、その後、前壁アナストモシスを完了します。
      4. 大動脈:肺動脈で説明されているようにトリム。ドナーとレシピエント血管をつなぐ左側の壁に縫合糸を置きます。劣った壁を完了し、その後、前壁のアナストモシスを完了します。
      5. 二重層アナストモシスが必要な肺動脈を除いて、単層アナストモスを行う。豚組織は非常に壊れやすく、涙を避けるために慎重に取り扱う必要があります。重要なことに、肺動脈アナトモシスはインプラントの最も繊細なステップであり、細心の注意を払って行われなければならない。インプラントの技術は外科医の好みおよび実験設計に従って変えることができる。
    9. 上述したように、すべてのアナストモスおよび暖かい心脾臓投与量の送達が完了した後、大動脈クロスクランプを除去する。出血の部位のためのすべてのアナストモスを検査し、彼らはこの時点で修正する必要があります。
    10. CPBでドナー心臓を60分間再透過します。心室性不整脈は、内部除細動(20-50 J)で治療することができる。必要に応じて、心室ペーシングは、1分当たり100回の心拍数を維持するために使用することができます抗不整脈薬(例えば、アミオダロン、リドカイン、または硫酸マグネシウム)は、必要に応じて、研究者の裁量で使用することができます。
    11. 再灌流の60分後、塩化カルシウムの1gを投与する。流れを半分に減らし、四半期に分け、それからオフにすることで、CPBからの離離れを開始します。中央静脈ラインは10 mmHgを標的とする中央静脈圧を監視するために使用することができる。実験設計または研究者の裁量に従って血管活性および異ノトロピック薬(例えば、ドブタミン、エピネフリン、ノルエピネフリン、およびバソプレシン)の注入を開始する。
    12. 動物がCPBの中止後30分以上60mmHg以上の収縮期動脈圧を維持した場合、離離れは成功したとみなされます。これは生存モデルではないため、ヘパリンを逆にしないでください。連続出血は、針の穴や解剖された構造(例えば胸骨)から起こりうる。ドナーの心臓はCPBシステムを使用して容積の取り替えの小さく、繰り返される用量によく反応する。さらに、ブタモデルはドブタミンによく反応します。
      注:受信者管理は、調査者の経験と実験計画に合わせて調整する必要があります。心臓麻酔科医は、この方法で助けかもしれません。

3. 移植片評価:

  1. 機能評価:
    1. この大きい動物モデルは直接機能評価を促進する開いた箱のアプローチを常に有する利点がある。心臓の収縮性を測定するには、圧力容積(PV)ループ解析、心エコー検査、および/または右側カテーテル法を使用します。
    2. 圧力容積ループ10:IVCの周りに臍テープを置き、左心室PV関係の連続的な測定を可能にするために小さな頂点心室切り目を通して左心室にPV伝導性カテーテルを挿入する。ボリューム依存性パラメータ(例えば、開発された圧力およびストローク作業)を生成する定常状態の記録を取得し、ボリュームに依存しないパラメータを生成するためにIVCを閉塞することによって三重奏内のオクルージョン録音を取得する(例えば、プリロード募集可能)ストロークワーク)。
    3. 心エコー検査:心臓麻酔科医は、標準的な経経体プローブを使用して心膜画像を取得する。
    4. 右側のカテーテル法:手順の先頭に置かれた静脈鞘を通して白鳥-ガンツカテーテルを挿入し、肺動脈に向かってguid。これは熱調節の技術を使用して中央静脈圧、右心室圧力、肺動脈圧、肺毛細血管のくさび圧および心拍出の測定を可能にする。
    5. レシピエントにおけるドナー心臓のベースラインおよび後2および3h後の再灌流で収縮評価を行う。これは、実験設計に従って研究者によって変更することができる。
  2. 代謝評価:
    1. 代謝評価の場合は、動脈および静脈(代わりに:混合静脈)の血液サンプルを収集し、その後の分析のために血漿を保存します。リアルタイムの血液ガス分析と乳酸レベルも得られるべきです。
    2. これらのサンプルをドナーのベースラインで収集し、ドナーに調達する前に、レシピエントのベースラインで、およびドナー心臓の再灌流の15、30および60分(クロスクランプを除去した後)に収集する。これは実験計画に従って変更することができる。
  3. 実験終了と安楽死:
    1. すべての評価が終了したら、静脈ラインクランプを開くことによってCPB回路の静脈貯留部にレシピエント動物を駆除します。あるいは、心臓アログラフトを採取してサンプル(すなわち心筋生検)を採取することによって、外来を達成することができる。

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Representative Results

この前臨床モデルは1994年5、6、8、9以来正常に使用されている。表1は、ベースラインで撮影された圧力容積関係と心エコーパラメータの代表的な結果と、5つの実験のセットにおける3時間後移植を示す。移植後の筋膜収縮性の低下は見られたが、これは統計的に有意ではなかった。

図1は、1つの実験から同時に収集された代表的な圧力体積ループを示す。「定常状態」評価中(図1、上行)。体積依存パラメータは、発達した圧力の最大および最小レートなど、記録されます。ボリュームに依存しないパラメータは、IVC の断続的な閉塞によって得られます。これにより、左心室の体積が徐々に減少し、異なる関係を計算することができます。図 1の中央の行では、終末収縮期と終末拡張期の圧力量の関係が記録されており、これは、それぞれ末収縮期または終末拡張期の圧力とそれに対応する拡張期圧力との関係を表します。末拡張期容積。一番下の行od図1では、ストローク作業と対応するエンド拡張体積との関係であるプリロード採用可能なストローク作業の記録が見えます。

最後に、図2に見られるように、様々な他の代謝(例えば、乳酸レベルおよびpH)および機能パラメータ(例えば、心拍出量)をこのモデルで測定し、異なる仮説をテストすることができる。

Figure 1
図 1.インテリア・ヴェナ・カバ(IVC)閉塞中の定常状態での代表的な圧力容積ループ、および関係(プリロード募集可能なストローク作業)。(A)ベースラインでの1つの実験。(B)再灌流の3時間に続く1つの実験。PRSW = プリロード採用可能なストローク作業。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

Figure 2
図 2.心臓移植プロトコル中の乳酸およびpHの傾向。再灌流に続いて、乳酸塩の有意な増加およびpHの減少がある。これは適切な容積の取り替えおよび血管活性薬物の使用と十分な灌流圧力を維持することによって管理することができる。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

ベースライン 移植後3時間 p 値
肺動脈カテーテル
心臓指数(L/分) 3.7 ± 0.8 2.8 ± 0.3 0.485円
圧力量分析
PRSW (エルグ∙cm -3∙103)
最大 dP/dt (mmHg∙s-1)
分 dP/dt (mmHg∙s-1)
62.1 ± 7
2500 ± 425
-1537 ± 238
53.8 ± 10
1815 ± 410
-1427 ± 317
0.841円
0.309
0.547
心エコー検査
LV EF (%)
LV FAC (%)
RV FAC (%)
47.3 ± 3.0
53.8 ± 3.6
39.2 ± 1.3
37.0 ± 4.2
46.4 ± 2.9
32.8 ± 3.6
0.095年
0.222
0.309

表 1.ベースラインおよび後3時間の再灌流で行われる5つの移植のセットからの代表的な圧力容積関係および心エコー学的パラメータ。平均±標準誤差として提示され、ウィルコクソン符号付きランク検定を使用して比較されたデータ。FAC = 小数領域の変更。LV = 左心室。最大 dP/dt = 左心室の圧力変化の最大速度。最小 dP/dt = 左心室の最小レート pf 圧力変化。PRSW = プリロード採用可能なストローク作業。RV = 右心室。

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Discussion

この原稿は、オルコトピック心臓移植の大型動物前臨床モデルについて説明する。異所性心臓移植の様々な小動物モデルは、臓器保存を改善し虚血再灌流損傷を減少させる新しい治療法の効果を研究するために成功裏に使用されている11,12, 13.さらに、小動物モデルは、拒絶反応および心臓同種移植片血管症の発症を調査するために生存モデルと長期フォローアップを可能にする 11,12,13.しかし、これらの新しい治療法のほとんどは、臨床試験に失敗するか、決して行うことはありません。臨床翻訳を容易にし、合理化するためには、信頼性が高く臨床的に関連する大型動物モデルが必要です。

このプロトコルは、一次移植片機能不全および虚血再灌流損傷を予防または減少させるために、異なる治療および臓器保存戦略を調査するように設計された。前述のように、このモデルは1994年から使用されています。著者らは、臓器調達またはインプラントの前に、ドナー8またはレシピエント9における高張生理生理生理生理生理の有益な効果をそれぞれ実証した。さらに、著者らは、コールドストレージ6中のドナーの血流注入の使用および心電図溶液へのインスリン補充の効果など、異なる保存プロトコルおよび戦略を調査した。

ここで説明する手法の主な制限は、短期的なフォローアップです。長期的な生存ブタ心臓移植モデルは、資源が強く、高コストを伴うだろう。ここで説明する手順は、急性虚血再灌流損傷に焦点を当てており、マウスモデルなどの小さな実験モデルでテストおよび検証された新規介入を調査するための信頼性の高い前臨床方法である。さらに、この技術は、長期的なフォローアップ実験に適応することによって容易にすることができる。これには、適切なヘパリン反転、動物のデアンデーション、適切な止血、および胸部閉鎖が含まれます。

豚の心臓は、多くの場合、大型動物モデルを使用する場合、人間の心臓に最も解剖学的に類似すると考えられています。そのため、心臓外科の研究を行う理想的なプラットフォームです。しかし、組織は、典型的には、特に右心房および肺動脈において、涙を起こしやすいと記載されていることに注意することが重要である14。さらに、豚の心臓は操作に敏感で不整脈になりやすいと考えられており、実験の開始時に硫酸マグネシウムを各動物に日常的に投与する必要があります。ブタモデルと臨床心臓移植の重要な違いは、冠状動脈部に直接排出される豚の左血清静脈である。これは、連続的な出血を避けるために、レシピエントの手順中にライゲーションする必要があります。最後に、ブタモデルは虚血に非常に敏感であり、心臓移植15における急性研究に適しているようです。

移植後のレシピエント管理は、時には困難な場合があります。すべてのアナストモスを改訂し、出血をしないようにすることが重要です。特に厄介な領域は、後部肺動脈の周りにあります。前述のように、ブタ組織と壊れやすく、簡単に引き裂くことができます。これが起こった場合、外科医はすぐにCPBに戻って問題を修正し、再び引き抜きを試みることができます。心室細動は通常、初期再灌流中に起こる;これが単純な除細動で解決しない場合は、硫酸マグネシウムの2gまたはリドカインの1mg/kgなどの薬理学的介入を投与することができ、以下の除細動を適用する必要があります。正常な前月のリズムは3分の下で容易に達成することができる。

この手順では、少なくとも 1 人の訓練を受けた外科医を実行する必要があります。さらに、各研究グループ内のプロトコルを最適化するためには、3~5個の実験が必要です。さらに、チームは、必要に応じて動物麻酔とレシピエント管理を排他的に行うために1人のメンバーを割り当てる必要があります(例えば、無気球サポート)。上記のブタモデルに関する重要な考慮事項により、この手順では、麻酔誘導と挿管(低酸素期間の延長を避けるために重要)、評価中の心臓操作、およびこの手順で重要です。心肺バイパス、右心房および肺動脈操作および麻酔のためのカンヌレーション。しかし、これらは臨床実践で行われる日常的なステップであり、細部に注意を払って行われるべきである。一貫性と繰り返しは、さまざまな用途に最適化され、信頼性の高いモデルにつながります。

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Disclosures

著者は何も開示していない。

Acknowledgments

著者は謝辞を持っていません。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Amiodarone Purchased from institutional pharmacy
Angiocath 20G BD 381704
Calcium Chloride 1g/10ml Purchased from institutional pharmacy
Cardioplegia solution This should be chosen at the investigators discretion. 
Cautery Pencil Covidien E2515H
Central Venous Catheter double-lumen Cook Medical C-UDLM-501J-LSC
CPB pack Medtronic Custom-made cardiopulmonary bypass perfusion circuit.
D5W 5% 250ml Baxter JB1064
DLP Aortic Root Cannula/stabber Medtronic 12218
DLP single-lumen venous cannula (24F or 28F) This should be chosen at the investigators discretion. 
Dobutamine Purchased from institutional pharmacy
Electrode Polyhesive Covidien E7507
EOPA arterial cannula (17F or 21F) This should be chosen at the investigators discretion. 
Epinephrine Purchased from institutional pharmacy
Eppendorf Tubes, 1.5 mL Sarstedt  72.690.001
Gloves, nitrile, medium Fischer 27-058-52
Heparin 1000 IU/ml Purchased from institutional pharmacy
Ketalean (Ketamine) inj. 100mg/ml, 50ml/vial Health Canada Requires health canada approval
Lidocaine/Xylocaine 1% Purchased from institutional pharmacy
Magnesium Sulfate 5g/10ml Purchased from institutional pharmacy
Midazolam inj. USP 5mg/ml vial/10ml Health Canada Requires Health canada approval
MPS Quest delivery disposable pack Quest medical 5001102-AS
NACL 0.9% 1L Baxter JB1324
Organ Bag CardioMed 2990
Pipette Tips, 1 mL Fisherbrand 02-707-405
Propofol 1mg/ml Purchased from institutional pharmacy
Rocuronium Purchased from institutional pharmacy
Set Admin Prim NF PB W/Checkvalve Smith Medical 21-0442-25 Intravenous infusion pump line. Researchers should choose infusion lines compatible with the infusion pump available at their facilities
Set Intro Sheath 8.5FRx 10CM Arrow SI-09880
Sofsilk 0 wax coated Covidien S316
Solumedrol 500mg/5ml Purchased from institutional pharmacy
Suction tip Covidien 8888501023
Suction Tubing 1/4" x 120" Med-Rx 70-8120
Suture 5.0 Prolene BB Ethicon 8580H
Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 Ethicon 8521H
Sutures 2.0 Prolene Blu M SH Ethicon 8523H
Sutures BB 4.0 Prolene  Ethicon 8881H
Tracheal Tube, 6.5mm Mallinckrodt 86449

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References

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