استبدال الصمام الرئوي عبر القسطرة من التامور الذاتي بدعامة نيتينول ذاتية التوسع في نموذج الأغنام البالغة

توضح هذه الدراسة جدوى وسلامة تطوير صمام رئوي ذاتي للزرع في موضع الصمام الرئوي الأصلي باستخدام دعامة نيتينول قابلة للتوسيع ذاتيا في نموذج الأغنام البالغة. هذه خطوة نحو تطوير استبدال الصمام الرئوي عبر القسطرة للمرضى الذين يعانون من خلل في مجرى تدفق البطين الأيمن.

تم تأسيس استبدال الصمام الرئوي عبر القسطرة كنهج بديل قابل للتطبيق للمرضى الذين يعانون من مجرى تدفق البطين الأيمن أو خلل الصمام الاصطناعي الحيوي ، مع نتائج سريرية مبكرة ومتأخرة ممتازة. ومع ذلك ، يجب معالجة التحديات السريرية مثل تدهور صمام القلب الدعامات ، وانسداد الشريان التاجي ، والتهاب الشغاف ، وغيرها من المضاعفات للتطبيق مدى الحياة ، وخاصة في المرضى الأطفال. لتسهيل تطوير حل مدى الحياة للمرضى ، تم إجراء استبدال الصمام الرئوي الذاتي عبر القسطرة في نموذج الأغنام البالغة. تم حصاد التامور الذاتي من الأغنام عن طريق بضع الصدر المصغر الأمامي الأيسر تحت التخدير العام مع التهوية. تم وضع التامور على نموذج صمام القلب 3D تشكيل للربط المتبادل غير سامة لمدة يومين و 21 ساعة. تم إجراء تخطيط صدى القلب داخل القلب (ICE) وتصوير الأوعية لتقييم موضع الصمام الرئوي الأصلي (NPV) ومورفولوجيا ووظيفته وأبعاده. بعد التشذيب ، تم خياطة التامور المتقاطع على دعامة Nitinol قابلة للتوسيع ذاتيا وتجعيدها في نظام توصيل مصمم ذاتيا. تم زرع الصمام الرئوي الذاتي (APV) في موضع NPV عن طريق قسطرة الوريد الوداجي الأيسر. تم تكرار ICE وتصوير الأوعية لتقييم موضع APV ومورفولوجيا ووظيفته وأبعاده. تم زرع APV بنجاح في الأغنام J. في هذه الورقة ، تم اختيار الأغنام J للحصول على نتائج تمثيلية. تم زرع APV 30 مم مع دعامة Nitinol بدقة في موضع NPV دون أي تغيير كبير في ديناميكية الدم. لم يكن هناك تسرب للصمام الرئوي، أو عدم وجود قصور جديد في الصمام الرئوي، أو هجرة صمام رئوي بدعامات. أظهرت هذه الدراسة جدوى وسلامة تطوير APV للزرع في موضع NPV مع دعامة Nitinol قابلة للتوسيع ذاتيا عن طريق قسطرة الوريد الوداجي في نموذج الأغنام البالغة.

شهد Bonhoeffer et ^al.1 بداية استبدال الصمام الرئوي عبر القسطرة (TPVR) في عام 2000 كابتكار سريع مع تقدم كبير نحو تقليل المضاعفات وتوفير نهج علاجي بديل. منذ ذلك الحين ، زاد استخدام TPVR لعلاج مجرى التدفق البطيني الأيمن (RVOT) أو خلل الصمام الاصطناعي الحيوي بسرعة ^2,3. حتى الآن ، قدمت أجهزة TPVR المتوفرة حاليا في السوق نتائج مرضية على المدى الطويل والقصير للمرضى الذين يعانون من خلل RVOT ^4,5,6. علاوة على ذلك ، يتم تطوير وتقييم أنواع مختلفة من صمامات TPVR بما في ذلك صمامات القلب المنزوعة الخلايا وصمامات القلب التي تحركها الخلايا الجذعية ، وقد تم إثبات جدواها في النماذج الحيوانية الكبيرة قبل السريرية ^7,8. تم الإبلاغ عن إعادة بناء الصمام الأبهري باستخدام التامور الذاتي لأول مرة من قبل الدكتور دوران ، حيث تم استخدام ثلاثة انتفاخات متتالية بأحجام مختلفة كقوالب لتوجيه تشكيل التامور وفقا لأبعاد حلقة الأبهر ، مع معدل البقاء على قيد الحياة 84.53 ٪ في متابعة 60 شهرا⁹. يتضمن إجراء أوزاكي ، الذي يعتبر إجراء لإصلاح الصمام بدلا من إجراء استبدال الصمام ، استبدال وريقات الصمام الأبهري بالتامور الذاتي المعالج بالغوتارالدهيد. ومع ذلك ، عند مقارنته بإجراء الدكتور دوران ، فقد تحسن بشكل كبير في قياس الصمام المصاب باستخدام قالب لقطع التامور^{الثابت 10} ولم يتم تحقيق نتائج مرضية فقط من حالات البالغين ولكن أيضا من حالات الأطفال¹¹. حاليا ، يمكن أن يوفر إجراء روس فقط بديلا للصمام الحي للمريض الذي يعاني من صمام أبهري مريض مع مزايا واضحة من حيث تجنب مضادات التخثر على المدى الطويل ، وإمكانات النمو ، وانخفاض خطر الإصابة بالتهاب الشغاف¹². ولكن قد تكون هناك حاجة إلى إعادة التدخل للطعم الذاتي الرئوي والبطين الأيمن إلى قناة الشريان الرئوي بعد مثل هذا الإجراء الجراحي المعقد.

الصمامات الاصطناعية الحيوية الحالية المتاحة للاستخدام السريري تتحلل حتما بمرور الوقت بسبب تفاعلات الكسب غير المشروع مقابل المضيف للخنازير أو الأنسجة البقرية¹³. يمكن أن يتطلب التكلس المرتبط بالصمام وتدهوره وقصوره تدخلات متكررة بعد عدة سنوات ، خاصة في المرضى الصغار الذين سيحتاجون إلى الخضوع لعمليات استبدال متعددة للصمام الرئوي في حياتهم بسبب نقص نمو الصمامات ، وهي خاصية متأصلة في المواد الاصطناعية الحيوية الحالية¹⁴. علاوة على ذلك ، فإن صمامات TPVR المتاحة حاليا ، وغير المتجددة بشكل أساسي ، لها قيود كبيرة مثل مضاعفات الانصمام الخثاري والنزيف ، بالإضافة إلى المتانة المحدودة بسبب إعادة تشكيل الأنسجة الضارة التي يمكن أن تؤدي إلى تراجع النشرة وخلل الصمامات العالمي^15,16.

من المفترض أن تطوير صمام رئوي ذاتي يشبه الصمام الأصلي (APV) مثبت على دعامة Nitinol قابلة للتوسيع ذاتيا ل TPVR مع خصائص الإصلاح الذاتي والتجديد والقدرة على النمو من شأنه أن يضمن الأداء الفسيولوجي والوظائف طويلة الأجل. ويمكن للتامور الذاتي غير السام المعالج بالوصلة المتقاطعة أن يستيقظ من إجراءات الحصاد والتصنيع. وتحقيقا لهذه الغاية، أجريت هذه التجربة قبل السريرية لزرع صمام رئوي ذاتي الدعامات في نموذج الأغنام البالغة بهدف تطوير بدائل صمامات تدخلية مثالية ومنهجية إجرائية منخفضة المخاطر لتحسين العلاج عبر القسطرة لخلل RVOT. في هذه الورقة ، تم اختيار الأغنام J لتوضيح إجراء TPVR الشامل بما في ذلك استئصال التامور وزرع الوريد الوداجي عبر صمام القلب الذاتي.

تمت الموافقة على هذه الدراسة قبل السريرية من قبل اللجنة القانونية والأخلاقية للمكتب الإقليمي للصحة والشؤون الاجتماعية ، برلين (LAGeSo). تلقت جميع الحيوانات (Ovis aries) رعاية إنسانية وفقا للمبادئ التوجيهية لجمعيات علوم المختبرات الأوروبية والألمانية (FELASA, GV-SOLAS). يتم توضيح الإجراء من خلال إجراء استبدال الصمام الرئوي الذاتي في أنثى الأغنام J البالغة من العمر 3 سنوات ، 47 كجم.

1. إدارة ما قبل الجراحة

1. قم بإيواء جميع الأغنام التجريبية في نفس الغرفة التي تحتوي على القش لمدة أسبوع واحد من يوم الوصول إلى يوم استئصال الحضيض للحفاظ على الرفقة الاجتماعية (الشكل 1A).
2. حرمان الأغنام من الطعام ولكن ليس الماء لمدة 12 ساعة قبل استئصال التامور وزرعها.
3. قبل علاج الأغنام عن طريق الحقن العضلي من ميدازولام (0.4 ملغ / كغ) ، بوتيوفانول (0.4 ملغ / كغ) ، وغليكوبيرولات (0.011 ملغ / كغ أو 200 ميكروغرام) قبل 20 دقيقة من التنبيب.

2. تحريض التخدير العام

1. ضع قسطرة وريدية (IV) للسلامة بمعقم ، ومنفذ حقن ، ومنفذ T في الوريد الرأسي (الشكل 1B).
2. حث التخدير عن طريق الحقن الوريدي للبروبوفول (20 ملغم / مل ، 1-2.5 ملغ / كغ) والفنتانيل (0.01 ملغ / كغ) للتأثير.
3. تشمل مؤشرات المستوى الكافي من التخدير استرخاء الفك وفقدان البلع والمنعكس الحليمي. بعد التخدير ، قم بتنبيب الأغنام بأنبوب قصبة هوائية مناسب الحجم (الشكل 1C). حلق الأغنام ثم نقلها إلى غرفة العمليات (OR).

3. إدارة التخدير أثناء العملية الجراحية لاستئصال التمعج والزرع

1. استخدم جهاز تهوية ميكانيكي بالضغط لبدء تهوية الضغط الإيجابي المتقطع (IPPV) مع أكسجين 100٪ في غرفة العمليات.
2. قم بتوصيل الأغنام بمنصة جهاز التخدير وتهوية الأغنام طوال فترة التخدير تحت وضع الضغط (حجم المد والجزر (TV) = 8-12 مل / كجم ، تردد الجهاز التنفسي (RF) = 12-14 نفسا / دقيقة). اضبط التلفزيون والترددات اللاسلكية للحفاظ على ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر (EtCO 2) بين 35-45 مم زئبق والضغط الجزئي الشرياني لثاني أكسيد الكربون₍PaCO₂) أقل من 50 مم زئبق.
3. الحفاظ على التخدير جنبا إلى جنب مع الايزوفلوران (للتأثير ، تركيز الصيانة المقترح 1.5 ٪ -2.5 ٪) في الأكسجين مع معدل تدفق 1 لتر / دقيقة (جزء مستوحى من الأكسجين (FiO 2) = 75 ٪) ، جنبا إلى جنب مع ضخ معدل مستمر (CRI) من الفنتانيل (5-15 ميكروغرام / كجم / ساعة) وميدازولام (0.2-0.5 ملغ / كغ / ساعة).
4. ضع قسطرة IV آمنة بوزن 18 جم في الشريان الأذني لقياس ضغط الدم الغازي (IBP).
5. قم بتوصيل الأغنام بمنصة التخدير متعددة الوظائف لمراقبة الدورة الدموية ، والتي تعرض القياس المباشر لضغط الدم الغازي (IBP) في الشريان الأذني (صفر على مستوى القلب) ، ودرجة حرارة الجسم باستخدام مسبار المستقيم ، ومخطط كهربية القلب من الرصاص IV ، وتشبع الأكسجين المتعدد الأبعاد (SpO 2) ، والتلفزيون ، و RF ، و EtCO 2 ، ومعدل ضربات القلب (HR) ، و FiO₂.
6. ضع أنبوبا معديا لإخلاء الغازات والسوائل الزائدة من الشبكة استعدادا لاستئصال السماح. قم بتجهيز أنبوب المعدة بسلك دليل علامة كمرجع للزرع.
7. ضع قسطرة بولية فولي عبر مجرى البول داخل المثانة المتصلة بكيس بول. تخلص من بالون الفولي بحد أدنى 5 مل من محلول ملحي (0.9٪ كلوريد الصوديوم).
8. قم بإجراء اختبار تخثر منشط (ACT: 240-300 s) قبل 30 دقيقة من الزرع لتأكيد الهيبارين الكافي قبل الزرع وبعده. إجراء تحليل غازات الدم الشرياني (ABGs) لتحليل البيئة الداخلية قبل 30 دقيقة من استئصال التامور وزرعها وكل ساعة خلال الإجراءين.
9. إدارة المضادات الحيوية التالية ، وهي sulbactam / ampicillin (20mg / kg) 30 دقيقة عن طريق التنقيط في الوريد قبل استئصال التامور وزرعها. ضمان التسريب المستمر للبلورات (5 مل / كجم / ساعة ، محلول إلكتروليت متوازن متساوي التوتر) ونشا هيدروكسي إيثيل (HES ، 30 مل / ساعة) في جميع أنحاء استئصال التامور وزرعها.

4. استئصال التامور

1. التحضير لاستئصال التمعج
   1. ضع الأغنام على طاولة العمليات في وضع الرقد الجانبي الأيمن مع ارتفاع 30 درجة على الجانب الأيسر ، ثم قم بتأمين أطرافها بأحزمة وأشرطة.
   2. تعقيم الموقع الجراحي (استئصال عنق الرحم: بشكل متفوق إلى الترقوة اليسرى ، أماميا إلى القص ، أقل شأنا إلى مستوى الحجاب الحاجز ، وخلفيا إلى خط الترقوة الوسطى الأيسر) مع كحول الكلورهيكسيدين قبل إجراء بضع الصدر الأصغر. قم بتغطية المناطق المتبقية بلف معقم (الشكل 2A).
   3. قم بعمل شق جلدي بحجم 5 سم في الوضع الوربي الرابع باستخدام شفرة جراحية رقم 10 تحت التخدير العام.
   4. تشريح العضلة الوربية الصدرية الكبرى - الصدرية الصغرى - الوربية الأمامية عن طريق بضع الصدر المصغر الجانبي الأيسر (m-LLT) إلى شقوق طولها 5 سم على التوالي وبشكل منفصل في المساحة الوربية الثالثة والرابعة للتعرض المثالي (الشكل 2ب).
   5. اجعل الشق يقابل 2 سم على الأقل من القص لمنع إصابة الشريان الصدري الداخلي الأيسر والأوردة. توقف عن جهاز التنفس الصناعي لمدة 10 ثوان لمنع إصابة الرئة قبل فتح الصدر.
   6. استخدم العديد من الشاش المعقم لضغط الرئة اليسرى للحصول على تعرض أفضل للمجال الجراحي بعد وضع موزع ضلع (الشكل 2C). تصور التامور والغدة الصعترية في المجال الجراحي (الشكل 2د).
2. ابدأ استئصال التامور عند نقطة التعلق بالتامور والحجاب الحاجز وحصاد نسيج التامور بين العصبين الفرينيين ، حتى الأوردة المرشحة ، وصولا إلى الحجاب الحاجز.
   1. ضغط الرئة اليسرى كما هو مذكور في الخطوة 4.1.5 لفضح مرفق غشاء الجنب الحجاب الحاجز - التامور - المنصف. قم بقطع غشاء الجنب المنصفي الأيسر عند مرفق غشاء الجنب الحجاب الحاجز - التامور - المنصف عن طريق إجراء شق طوله 1 سم باستخدام مقص جراحي. قم بتمديد الشق لأعلى في الأوردة المرشحة على طول الخط الذي يقابله 1 سم من العصب الفريني الأيسر (الشكل 2E).
   2. كرر الإجراء للجزء الأيمن من التامور عن طريق رفع القمة إلى اليسار باستخدام الأصابع. تشريح الدهون الصعترية والتامور من القص.
   3. تعرف على شقي التامور أمام الشريان الأورطي. قم بربط تقاطع التامور والغدة الصعترية من شقي التامور أمام الشريان الأورطي عن طريق تثبيتهما بإحكام في مكانهما وربط ست عقد جراحية يدويا باستخدام خياطة 4-0 غير قابلة للامتصاص.
   4. تجنب إصابة العصب الفريني والهياكل الوعائية الأساسية ، عند حصاد التامور. تشريح الأنسجة الدهنية بما في ذلك الغدة الصعترية من سطح التامور أثناء استئصال التامور. استخدم أداة الكي (أي الكهرباء ، بوفي) للإرقاء.
3. ضع التامور المحصود على الصفيحة المعقمة بمقياس سنتيمتر لإزالة الأنسجة الدهنية الزائدة ، ثم اغسلها مرتين في 0.9٪ كلوريد الصوديوم (الشكل 2F). تحقق مرة أخرى من جميع المناطق الجراحية للإرقاء.
4. قم بخياطة غشاء الجنب المنصفي الأيمن المفتوح إلى حافة التامور اليمنى المتبقية مع 3-0 polydioxanone بطريقة الجري مرتين. قم بتضخيم الرئة اليمنى إلى أكبر حجم يدويا باستخدام كيس التنفس واستمر لمدة 10 ثوان قبل إغلاق الصدر الأيمن. خياطة غشاء الجنب المنصفي الأيسر المفتوح إلى حافة التامور اليسرى المتبقية مع 3-0 بوليديوكسانون بطريقة الجري مرتين.
5. أغلق الشقوق الصدرية اليسرى في أربع طبقات كما هو موضح أدناه.
   1. خياطة العضلات الوربية والسيراتوس الأمامي مع 2-0 بوليديوكسانون بطريقة متقطعة أو صليبية بسيطة ، والصدرية الكبرى الصدرية الصغرى مع 3-0 بوليديوكسانون بطريقة الجري ، وتحت الجلد مع 3-0 بوليديوكسانون بطريقة صليبية ، والجلد مع 3-0 النايلون بطريقة متقطعة بسيطة. ضع جميع الغرز على فترات 1 سم.
   2. قم بتضخيم الرئة اليسرى إلى أكبر حجم يدويا باستخدام بالون التنفس واستمر لمدة 10 ثوان قبل إغلاق العضلات الوربية.
6. قم بتغطية الشق بشاش معقم وضغطه يدويا لمدة 5 دقائق لمنع النزيف بعد الهيبارين لزرع صمام القلب الجديد. ثم ضمادة الموقع الجراحي.
7. وقف التخدير عن طريق الوريد والأيسوفلوران عند إجراء خياطة الجلد لتقليل عمق التخدير.
8. قم بإزالة أنبوب المعدة والقسطرة البولية بعد عودة التنفس التلقائي. ثم انقل الأغنام باستخدام قياس التأكسج النبضي إلى غرفة الإنعاش على نقالة.
9. قم بإزالة أنبوب القصبة الهوائية عندما يتعافى منعكس البلع والمنعكس الحليمي والتنفس التلقائي الطبيعي. إدارة 0.5 ملغ / كغ ميلوكسيكام تحت الجلد مرة واحدة في اليوم قبل الزرع.
10. بمجرد عكس التخدير تماما (أي عندما تكون الأغنام قادرة على الوقوف بشكل مستقل) ، يمكن منح الأغنام إمكانية الوصول إلى الطعام والماء.

5. إعداد صمام القلب الذاتي ثلاثي الأبعاد

1. قم بتقليم التامور عن طريق إزالة الأنسجة الدهنية (الشكل 3A و B و C) ، ثم ضعه على قالب صمام القلب ثلاثي الأبعاد. (نظرا لطلب براءة اختراع معلق ، لا يمكن تقديم الأرقام في هذه الخطوة.)
2. ضع التامور ونموذج صمام القلب ثلاثي الأبعاد في حاضنة مع رابط متقاطع غير سام (30 مل) لمدة يومين و 21 ساعة (الشكل 3D ؛ نظرا لطلب براءة الاختراع المعلق ، لا يمكن توفير الأرقام والمعلومات التفصيلية عن الوصلة المتقاطعة غير السامة في هذه الخطوة).

6. إعداد APV

1. اغسل صمام القلب المتقاطع في 0.9٪ كلوريد الصوديوم مرتين وخيطه في دعامة نيتينول (قطرها 30 مم ، ارتفاعها 29.4 مم ، 48 خلية معينية) بطريقة متقطعة بعد يومين و 21 ساعة. استخدم 5-0 من البولي بروبيلين لخياطة صمام القلب في مكانه باستخدام ست إلى ثماني عقد لمحاذاة نقاط التعلق بين صمام القلب والدعامات. (نظرا لطلب براءة الاختراع، لا يمكن تقديم الأرقام في هذه الخطوة.)
2. اقطع الحواف الثلاثة الحرة للصمام الرئوي الذاتي المفتوح بشفرة جراحية رقم 15 (الشكل 4A ، B). أمسك الصمام الرئوي ذو الدعامات باستخدام ملقط جراحي ، وارفع وترك APV في 0.9٪ NaCl لاختبار فتحه وإغلاقه وتقييم ما إذا كانت التركيبات الثلاثة تحتاج إلى مزيد من القطع لتحقيق فتحة أكبر للفتحة.
3. احتضن APV في حاضنة لمدة 30 دقيقة للتعقيم في 47.6 مل من PBS مع 0.8٪ أمفوتريسين B (0.4 مل) و 4.0٪ بنسلين / ستربتومايسين (2 مل). قم بتجعيد صمام القلب العمودي في رأس نظام التسليم (DS) باستخدام قرمزي تجاري لإجراء اختبار مزدوج (الشكل 4C-D) ووضعه في نظام التسليم (الشكل 4E).

7. زرع الصمام الرئوي الذاتي عبر القسطرة عبر الوريد الوداجي الأيسر

1. تخدير الأغنام لزرع APV كما هو موضح في الخطوات من 1 إلى 3.
2. الوصول إلى الوعاء: حلق الأغنام وتعقيم المجال الجراحي ، والذي يتضمن بشكل متفوق إلى الحدود السفلية للفك السفلي ، وأماميا إلى الخط الوسيط الأمامي ، وأقل شأنا إلى الحدود العليا للترقوة اليسرى ، وخلفيا إلى الخط الوسيط الخلفي باستخدام مطهر البوفيدون واليود قبل إجراء الزرع. قم بتغطية المناطق المتبقية غير المحلوقة وغير المعقمة بلف معقم.
   1. ضع علامة على الوريد الوداجي الأيسر على الرقبة وباستخدام تقنية Seldinger ، ضع السلك الإرشادي في الوريد الوداجي الأيسر. قم بتكبير نقطة الثقب بشفرة رقم 10 ، وضع غمد 11 F في الوريد الوداجي الأيسر لمسبار ICE ونظام التسليم (الشكل 5A ، B). ضع خيطا من سلسلة المحفظة حول مقدمة الغمد باستخدام خياطة 4-0 غير قابلة للامتصاص.
3. تخطيط صدى القلب داخل القلب (ICE)¹⁷
   1. قم بإجراء ICE قبل وبعد الزرع مباشرة باستخدام قسطرة الموجات فوق الصوتية 10 Fr (الشكل 5C). يقيم المعلمات بما في ذلك أبعاد ووظائف NPV و APV والصمام ثلاثي الشرف بواسطة 2D واللون والموجة النبضية والدوبلر المستمر في المحور القصير والطولي.
   2. تقييم درجة قلس الصمامات في العقد الوريدي عن طريق التقييم شبه الكمي¹⁸ عن طريق ICE (الشكل 6).
4. تصوير الأوعية¹⁹: إجراء تصوير الأوعية باستخدام ذراع C محمول وشاشة وظيفية لتوجيه عملية الزرع عن طريق قياس أقطار RVOT و NPV والمصباح الرئوي والشريان الرئوي فوق الصمامي ، وكذلك لتقييم APV بعد الزرع (الشكل 7A-D).
5. ديناميكا الدم²⁰: قياس وتسجيل ضغط الشريان البطيني والرئوي الأيمن قبل وبعد الزرع باستخدام قسطرة ضفيرة 5.2 فهرنهايت 145 درجة. قياس الضغط الشرياني الجهازي عبر الشريان الأذني.
6. غرس
   1. إنشاء جهاز TPVR: ضع سلك إرشادي بزاوية 0.035 بوصة على الشريان الرئوي الأيمن تحت إشراف التنظير الفلوري. بعد ذلك ، ضع قسطرة ضفيرة 5.2 Fr في الوريد الوداجي الأيسر وتقدمها إلى الشريان الرئوي الأيمن بتوجيه من سلك التوجيه الموضوع مسبقا تحت التنظير الفلوري.
   2. استرجع السلك الإرشادي ذو الزاوية من الوريد الوداجي الأيسر. ضع قسطرة بالون وعائية 5 Fr Berman في الوريد الوداجي الأيسر وقم بدفعها إلى الشريان الرئوي الأيمن باستخدام توجيه السلك الإرشادي.
   3. قم بتشكيل سلك التوجيه فائق الصلابة مقاس 0.035 بوصة مسبقا في دائرة يبلغ طولها حوالي 8-10 سم بقطر يساوي المسافة من النقطة المركزية للصمام ثلاثي الشرف إلى النقطة المركزية للصمام الرئوي وفقا لقياس التنظير الفلوري وتقدمه إلى الشريان الرئوي الأيمن تحت إشراف قسطرة البالون (الشكل 8A). تأكد من أن السلك لا يتداخل مع وتر الصمام ثلاثي الشرف.
   4. قم بتوسيع الجلد باستخدام شفرة رقم 11 وقم بتوسيع الوريد الوداجي الأيسر باستخدام موسعات تجارية من 16 Fr إلى 22 Fr بالتتابع (الشكل 8B). أغلق الشق بخيط محفظة بوليديوكسانون 3-0 بعد التمدد (الشكل 8C). قم بإجراء تصوير الأوعية لضمان الموضع المطلوب للجزء الحامل للدعامات من DS كما هو موضح في¹⁹.
   5. ضع علامة على التقاطع السينوتوبي للصمام الرئوي في مرحلتي القلب الانقباضي النهائي والانبساطي النهائي أثناء تصوير الأوعية الرئوية كحدود بعيدة لمنطقة الهبوط والمستوى القاعدي للصمام الرئوي كحدود قريبة من منطقة الهبوط.
   6. أعد فتح الصمام الذاتي الداعم وافحصه بحثا عن التلف الناجم عن العقص. أعد تجعيد APV ووضعه في رأس DS (الشكل 8D). تقدم DS المحمل عبر سلك التوجيه ذي الشكل المسبق من خلال مسار التدفق البطيني الأيمن (RVIT) و RVOT إلى موضع NPV (الشكل 8E و F والشكل 9A).
   7. اسحب أنبوب غطاء DS وانشر APV ببطء ومباشرة فوق NPV في منطقة الهبوط في نهاية المرحلة الانبساطية تحت التوجيه الفلوري (الشكل 9A-C). توخ الحذر عند تحميل DS يعبر التقاطع بين RVIT و RVOT من أجل منع إصابة عضلة القلب والرجفان البطيني. الموضع الأمثل ل APV هو عندما يتم وضع الجزء الأوسط من الدعامة على NPV.
   8. اسحب طرف DS بعناية إلى أنبوب الغطاء بعد النشر واسترجع DS من الأغنام (الشكل 9D). كرر ICE (الشكل 6D-F) ، وتصوير الأوعية (الشكل 7C-D) ، وقياسات الدورة الدموية للفحص اللاحق لأبعاد ووظائف APV المزروع. أغلق الشق على الجانب الأيسر من الرقبة باستخدام خيط المحفظة الموضوع مسبقا واضغطه يدويا.

8. الأدوية المحيطة بالزرع

1. قبل الزرع ، قم بإدارة الأغنام بالهيبارين بجرعة 5000 وحدة دولية للحفاظ على وقت تخثر نشط (ACT) يتراوح بين 240 و 300 ثانية. استخدم اختبارات ACT طوال الإجراء. كرر اختبارات ACT كل 30 دقيقة بعد بدء الإجراء لتأكيد كل من الهيبارين الكافي قبل الزرع والعداء بعده.
2. قبل زرع APV ، قم بإعطاء 10٪ من المغنيسيوم بجرعة 0.02 مول / لتر والأميودارون بجرعة 3-5 ملغم / كجم لمنع عدم انتظام ضربات القلب.
3. إدارة سولباكتام / أمبيسلين (20 ملغم / كغ) عن طريق الوريد لمنع العدوى والتهاب الشغاف في بداية استئصال التامور وإجراء الزرع.

9. إدارة ما بعد الجراحة

1. قم بإجراء متابعة يومية بعد العملية الجراحية لمدة 5 أيام ، والتحقق من الحالة العامة للأغنام من حيث معدل ضربات القلب وإيقاعه ، وعمق التنفس ، وإيقاع التنفس ، وصوت التنفس (للتحقق من الالتهاب الرئوي بعد العملية الجراحية) ، وعلامات الألم ، وغيرها من الشذوذ. تحقق من الجرح بحثا عن تورم بعد العملية الجراحية والالتهاب والاحمرار والنزيف والإفراز.
2. استمر في مضادات التخثر لمدة 5 أيام مع dalteparin 5000 IU أو هيبارين آخر منخفض الوزن جزيئي يدار تحت الجلد مرة واحدة يوميا. إدارة 1 مغ / كغ ميلوكسيكام عن طريق الحقن تحت الجلد لتسكين ما بعد الجراحة لمدة 5 أيام.
3. إجراء فحص دم مختبري ، بما في ذلك أمراض الدم ووظائف الكبد ووظائف الكلى وكيمياء المصل لتقييم الحالة البدنية للأغنام.

10. المتابعة

1. قم بإجراء ICE ، والتصوير بالرنين المغناطيسي للقلب (cMRI) ، وتصوير الأوعية الدموية ، وتسجيل ديناميكا الدم كل 3-6 أشهر بعد الزرع لمدة تصل إلى 21 شهرا. أداء ICE وتصوير الأوعية الدموية كما هو موضح أعلاه.
2. قم بإجراء التصوير بالرنين المغناطيسي لتقييم جزء القلس (RF) على ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي 3.0 T باستخدام طريقة التصوير بالرنين المغناطيسي السينمائية القياسية ذات بوابات تخطيط القلب الكهربائي²¹. إجراء التصوير المقطعي المحوسب النهائي للقلب (CT) لتقييم موضع الدعامة وتشوه القلب الأيمن طوال دورة القلب بأكملها كما هو موضح في دراستنا السابقة²².

في الأغنام J ، تم زرع APV (قطره 30 مم) بنجاح في "منطقة الهبوط" في RVOT.

في الأغنام J ، ظلت ديناميكا الدم مستقرة في جميع أنحاء بضع الصدر المصغر الأمامي الجانبي الأيسر تحت التخدير العام مع التهوية ، وكذلك في متابعة التصوير بالرنين المغناطيسي و ICE (الجدول 1 والجدول 2 والجدول 3). تم حصاد التامور الذاتي الذي يبلغ قياسه 9 سم × 9 سم وتقليمه عن طريق إزالة الأنسجة الإضافية (الشكل 3A-C). تم وضع التامور الذاتي على قالب تشكيل ثلاثي الأبعاد ومتقاطع في حاضنة مع رابط متقاطع غير سام لمدة يومين و 21 ساعة (الشكل 3D).

تم تركيب دعامة Nitinol على الجزء الخارجي من التامور المتقاطع ، وتم استخدام 5-0 خيوط البولي بروبيلين لخياطة الدعامة وصمام القلب معا بطريقة متقطعة. ثم تم قطع صمام القلب العمودي (الشكل 4A-H).

تم تجعيد APV في رأس نظام تسليم مصمم ذاتيا والتقدم إلى موقع NPV تحت إشراف سلك إرشادي صلب. تم نشر APV بنجاح وبشكل كامل في موضع NPV المطلوب دون أي تغيير كبير في ديناميكية الدم (الشكل 8A-D).

أظهر تقييم ICE وتصوير الأوعية مباشرة بعد نشر APV عدم وجود تسرب للصمام الرئوي ، أو عدم وجود قصور جديد في الصمام الرئوي ، أو هجرة الصمام الرئوي الدعامات ل APV (الشكل 6D-F).

تم تثبيت الدعامة المزروعة في الموضع المستهدف دون الانتقال إلى الأمام إلى الشريان الرئوي أو إلى الخلف إلى RV ، وفقا للتصوير المقطعي المحوسب النهائي. علاوة على ذلك ، لم يتأثر تدفق الدم في الشريان النازل الأمامي الأيسر (LAD) والشريان المحيطي الأيسر (LCX) بالدعامة طوال الدورة القلبية (الشكل 10).

أظهر APV المزروع بالدعامات وظيفة مواتية وديناميكا الدم في نظام القلب الأيمن مع جزء قلس 5٪ -10٪ في متابعة التصوير بالرنين المغناطيسي و ICE (الجدول 3).

الشكل 1: إعداد الحيوانات . (أ) الأغنام للدراسة قبل السريرية. (ب) وضع القسطرة الوريدية في الوريد الرأسي. (ج) تنبيب أوراتشال. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: إجراء استئصال التمعج . (أ) المجال الجراحي. (ب) العلامة الجراحية في الفضاء الوربي الثالث/الرابع. (ج) وضع ضلع التراجع للتعرض. (د) التعرض للتامور والغدة الصعترية. (ه) استئصال التامور (و) التامور المحصود. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: التشذيب التاموري والربط المتقاطع. (A-C) التشذيب التاموري. (د) الربط التاموري في الحاضنة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: الدعامات APV والتحميل في DS. (A) الدعامات APV ينظر إليها من الشريان الرئوي. (ب) دعامات APV ينظر إليها من RVOT. (C-D) دعامات APV يجري تجعيدها في القرمز. (ه) الدعامات المجعدة APV في نظام التسليم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: إنشاء الوصول إلى TPVR عبر الوريد الوداجي الأيسر. (A-B) وضع غمد لمسبار ICE ونظام التسليم عبر الوريد الوداجي الأيسر. (ج) تقييم ICE عن طريق الوريد الوداجي الأيسر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: تقييمات ICE قبل وبعد الزرع . (أ) تحجيم الصمام الرئوي الأصلي. (ب) وظيفة الصمام الرئوي الأصلي. (ج) سرعة الصمام الرئوي الأصلي، وتدرج الضغط (PG)، وتكامل وقت السرعة (VTI). (د) تحجيم الصمام الرئوي الذاتي. (ه) وظيفة الصمام الرئوي الذاتي. (F) سرعة الصمام الرئوي الذاتي ، وتدرج الضغط (PG) ، وتكامل وقت السرعة (VTI). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: تصوير الأوعية قبل وبعد الزرع . (أ) تصوير الأوعية الدموية للشريان البطيني والرئوي الأيمن قبل الزرع. (ب) تصوير الأوعية الدموية للشريان الرئوي قبل الزرع. (ج) تصوير الأوعية الدموية للشريان البطيني والرئوي الأيمن بعد الزرع. (د) تصوير الأوعية الدموية للشريان الرئوي بعد الزرع. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 8: تقدم DS عبر الوريد الوداجي الأيسر. (أ) وضع الأسلاك الإرشادية في الشريان الرئوي الأيمن. (ب) الموسعات التجارية المستخدمة في الدراسة. (ج) توسيع الشق باستخدام موسعات في الوريد الوداجي الأيسر. (د) APV المثني الذي تم تركيبه في رأس DS. (E-F) تقدم DS. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 9: نشر APV الدعامات . (أ) DS محمل في موضع النشر. (ب) نشر APV الدعامات في البداية. (ج) النشر الكلي لمركبات APV الدعامات. (د) استرجاع DS. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 10: العلاقة بين الشريان الرئوي العمودي والشريان التاجي الأيسر طوال الدورة القلبية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1: ديناميكا الدم أثناء استئصال السماح. ظل الضغط الشرياني ومعدل ضربات القلب و SpO₂ من Sheep J أثناء استئصال التامور مستقرا.

الجدول 2: ديناميكا الدم أثناء الزرع. ظل الضغط الشرياني والضغط الرئوي ومعدل ضربات القلب و SpO₂ من Sheep J أثناء الزرع مستقرا.

الجدول 3: بيانات متابعة التصوير بالرنين المغناطيسي و ICE. تم إجراء متابعة لمدة 21 شهرا باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي ووجد أن جزء القلس من الصمام الرئوي الذاتي من الأغنام J يتراوح من 5٪ إلى 10٪ ، مما أظهر وظيفة صمام مواتية. أظهر تخطيط صدى القلب داخل القلب من الأغنام J أن الصمام الرئوي الذاتي يحتوي فقط على 1 مل إلى 3 مل من حجم القلس مع وظيفة صمام ثلاثي الشرف طبيعية.

تمثل هذه الدراسة خطوة مهمة إلى الأمام في تطوير صمام رئوي حي ل TPVR. في نموذج الأغنام البالغة ، تمكنت الطريقة من إظهار أن APV المشتق من التامور الخاص بالأغنام يمكن زرعه بدعامة Nitinol قابلة للتوسيع ذاتيا عن طريق قسطرة الوريد الوداجي. في الأغنام J ، تم زرع الصمام الرئوي الذاتي الدعامات بنجاح في الوضع الرئوي الصحيح باستخدام نظام توصيل عالمي مصمم ذاتيا. بعد الزرع، أظهر صمام قلب الأغنام J وظائف جيدة لمدة تصل إلى 21 شهرا، حيث لم يكن فقط بمثابة دليل ما قبل سريري آمن وفعال للتجربة المستقبلية قبل السريرية مع صمام رئوي ذاتي في الأغنام غير الناضجة ولكن أيضا للترجمة إلى الإعداد السريري.

TPVR-AVP عن طريق قسطرة الوريد الوداجي في نموذج الأغنام البالغة
نظرا لأوجه التشابه التشريحية والديناميكا الدموية مع البشر ، تعد الأغنام البالغة واحدة من أكثر النماذج الحيوانية الكبيرة شعبية واستخداما على نطاق واسع في العديد من التحقيقات التي تقيم وظائف وأداء صمامات القلب الاصطناعية الحيوية^23,24. بالنسبة للقسطرة والزرع ، يتم إعطاء النهج الوريدي عبر الوداجي الأفضلية على الوريد عبر الفخذ ، والذي يتطلب صورة أكبر لنظام الولادة ويرتبط بإدارة أكثر صعوبة أثناء وبعد الزرع. يمكن توصيل APV عبر SVC-الأيمن الأذين - الصمام ثلاثي الشرف - البطين الأيمن إلى الوضع الرئوي بمسافة أقصر وزاوية أكبر بين SVC-RA مقارنة ب IVC-RA ، مما قد يسهل دفع نظام التسليم المحمل إلى RV.

استئصال التماريس
تم حصاد التامور الذاتي 9 سم × 9 سم من الأغنام J دون إصابة العصب الفريني وترك الشريان الصدري الداخلي والأوردة. لم تعاني الأغنام من تشنج الحجاب الحاجز أو قصور الجهاز التنفسي أو مضاعفات النزيف بعد بضع الصدر الأصغر. بسبب المساحة الضيقة بين الأضلاع في الأغنام ، كان من الصعب تحقيق التعرض المطلوب للتامور في بضع الصدر المصغر ، خاصة أثناء استئصال التامور. لذلك ، يجب توخي الحذر أثناء تشريح الأنسجة لتجنب إصابة الجذور الأبهرية والرئوية والشريان التاجي والعصب الفريني²⁵. تم الحفاظ على التخدير العام مع الأيزوفلوران والفنتانيل والميدازولام دون مرخيات العضلات للإحياء المبكر وديناميكا الدم المستقرة. ومع ذلك ، إذا كان المرضى قد خضعوا لاستئصال التامور و / أو استئصال التامور خلال العمليات الجراحية السابقة ، فهناك قيود على إجراء بضع الصدر للحصول على التامور. أولا ، يمكن أن يؤدي إلى نزيف لا يمكن السيطرة عليه بسبب الغرز الموضوعة خلال العمليات السابقة عند تعبئة التامور أمام الشريان الأورطي الصاعد والجذع الرئوي والشرايين التاجية وكذلك عضلة القلب. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن أن يكون التامور كافيا لتصنيع صمام قلب ذاتي ، والذي يحتاج إلى حجم نسيج لا يقل عن 9 سم × 9 سم لصمام قلب قطره 30 مم. علاوة على ذلك ، قد لا تفي جودة التامور بمتطلبات صمام القلب الجديد ذو الدعامات. حتى لو كان التامور الذي تم حصاده كافيا لصمام قلب ذاتي واحد ، فإن الإرقاء في المنطقة الجراحية صعب للغاية بعد الهيبارين المنهجي قبل TPVR. في هذه الحالات ، يمكن أن تكون اللفافة المستقيمة واللفافة اللفافة المستعرضة مرشحة لحصاد الأنسجة الذاتية لصمام القلب.

غرس
قبل تحميل APV الدعامات في نظام التسليم ، يجب تجعيدها في عوارض تجارية للاختبار. سوف تمتد الدعامة بنسبة تصل إلى 10٪ أثناء العقص ، مما قد يؤدي إلى تمزق مرتبط بالإجهاد في معظم نقاط خياطة المنشورات ومرفقات المفوضيات. في الأغنام J ، تم اختبار صمام دعامات 30 مم وتحميله في نظام تسليم 26 Fr باستخدام قرمزي دون تمزق وفقدان خياطة. سيكون الجهاز الصغير (بما في ذلك APV الدعامات) ونظام التسليم مفيدا من حيث تركيب الوريد الوداجي ، خاصة بالنسبة للأطفال. إن تصغير جهاز TPVR من شأنه أن يجعل السلامة في الفترة المحيطة بالجراحة أفضل في عمليات الزرع عبر الفخذ المستقبلية.

استنادا إلى الخبرة السابقة ، تحركت الطائرة الكهروضوئية حوالي 2 سم في كل دورة قلبية ، مما شكل تحديا كبيرا عند نشر APV في الموضع الصحيح. بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن للأغنام السليمة معالم واضحة مثل التكلسات في منطقة الهبوط ، والتي تحدث عادة في حالة المرضى من البشر ، مما يجعل تحديد المواقع الدقيقة أمرا صعبا. علاوة على ذلك ، بسبب القوة الشعاعية ، قفزت دعامة Nitinol القابلة للتوسيع ذاتيا من نظام التسليم أو حتى إلى الشريان الرئوي عندما تم الكشف عن ما يقرب من 2/3 من الدعامة بمجرد سحب الأنبوب الخارجي. هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات لنظام الدعامة والتوصيل مع معماريات إعادة تحديد المواقع للتحكم بشكل أفضل في النشر في حالة سوء الوضع وعند سحب APV الدعامات إلى الأنبوب. في الأغنام J ، تم زرع APV في الموضع الصحيح بمساعدة نظام التسليم ، والذي كان أداؤه ممتازا دون الالتفاف أو القفز الدعامات.

المتابعة عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي ، ICE ، والتصوير المقطعي المحوسب النهائي
أظهر APV الدعامات المزروع وظيفة صمام مواتية مع جزء قلس بنسبة 5٪ -10٪ على التصوير بالرنين المغناطيسي ، وديناميكا الدم المستقرة على ICE ، ووضع التثبيت المرغوب فيه مع علاقات الجوار بالشريان التاجي الأيسر طوال دورة القلب بأكملها في المتابعات طويلة الأمد. قدمت نتائج هذه الدراسة دليلا قويا على الأداء العياني المستقر ل APV الدعامات ، والتي يمكن أن تعود بالفائدة على المرضى الذين يعانون من RVOT المختل.

في التجارب الكبيرة على الحيوانات ، تم إثبات خلل الصمامات من خلال إعادة تشكيل الصمام الذي تمت إحالته بشكل خاطئ ، والذي يتضمن التفكيك ، وسماكة المنشورات ، وتراجع النشرة ، والمخالفات^26,27. وفقا لمعايير المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) الحالية للأطراف الاصطناعية لصمام القلب في الدورة الدموية منخفضة الضغط ، فإن قلس صمام القلب بنسبة تصل إلى 20٪ أمر مقبول. بالنظر إلى عملية تصنيع APV ، فإن هندسة الصمام مع تشكيل 3D هي العامل الرئيسي لتحقيق نتيجة إيجابية في هذه الورقة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لهندسة الصمام وخصائص المواد وظروف التحميل الديناميكية الدموية تحديد وظائف الصمام وإعادة تشكيل²⁶. كان أداء APV وثيقا جدا ل NPV ، مع الحد الأدنى من القصور الصمامي الذي تم تقييمه بواسطة ICE مباشرة بعد الزرع.

استنتاج
في الدراسة الحيوانية الكبيرة التي تم الإبلاغ عنها هنا ، كنا نهدف إلى إنشاء واختبار طريقة لزرع الوريد عبر الوداجي لصمام رئوي ذاتي مثبت على دعامة نيتينول قابلة للتوسيع ذاتيا. تم زرع APV بنجاح في الأغنام J باستخدام هذه المنهجية ونظام التسليم المصمم ذاتيا. صمدت APVs أمام الإجهاد أثناء العقص والتحميل والنشر وحققت وظيفة الصمام المطلوبة.

أظهرت هذه الدراسة الجدوى والسلامة في متابعة طويلة الأمد لتطوير APV للزرع في موضع NPV مع دعامة Nitinol قابلة للتوسيع ذاتيا عن طريق قسطرة الوريد الوداجي في نموذج الأغنام البالغة.

القيود
قدمت هذه الدراسة قبل السريرية العديد من القيود التي لا يمكن معالجتها بالكامل بسبب العدد الصغير من الأغنام. تفتقر دعامة Nitinol ونظام التسليم المستخدم في هذه الدراسة إلى معماريات لإعادة التموضع. هذا سيحتاج إلى تنقيح للتجارب على الحيوانات في المستقبل. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون من المثير للاهتمام تقييم وظائف APV بعد فترة الدراسة لمواصلة التحقيق في الأداء وتشكيل النشرة بعد 1 سنة على الأقل من المتابعة بعد الزرع. وعلاوة على ذلك، يلزم تحسين نظام التسليم بخاصية حركة المرور المرنة والبعيدة عن الأنظار لمنع عدم انتظام ضربات القلب وإصابة عضلة القلب أثناء عملية الزرع. لا تزال هناك حاجة لتطوير دعامة قابلة للتحلل الحيوي تمكن نمو APV لدى الأطفال من التخلص من الحاجة إلى استبدال صمامات القلب المتعددة.

ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح المالية للإفصاح عنه.

ونعرب عن خالص تقديرنا لجميع الذين ساهموا في هذا العمل، سواء الأعضاء السابقين أو الحاليين. تم دعم هذا العمل من خلال منح من الوزارة الاتحادية الألمانية للشؤون الاقتصادية والطاقة ، EXIST- نقل البحوث (03EFIBE103). يتم دعم Yimeng Hao من قبل مجلس المنح الدراسية الصيني (CSC: 202008450028).