פרוטוקול השתלת לב הטרוטופי מורין מותאם לסטנדרטים עכשוויים של טכניקה אספטית, הרדמה ושיכוך כאבים

המאמר הנוכחי מתאר טכניקה שונה להשתלת לב הטרוטופית וסקולרית עם טכניקה אספטית מעודכנת, שיכוך כאבים והרדמה.

פיתוח מודלים ניסיוניים של השתלות לב בבעלי חיים תרם להתקדמות רבה בתחומי האימונולוגיה והשתלות איברים מוצקים. בעוד שמודל השתלת הלב ההטרוטופית של כלי הדם ההמוניים שימש בתחילה במחקרים על דחיית שתלים באמצעות שילובים של זני עכברים מולדים שאינם תואמים, גישה לזנים מהונדסים גנטית ולשיטות טיפוליות יכולה לספק תובנות פרה-קליניות חדשות ועוצמתיות. ביסודו של דבר, המתודולוגיה הכירורגית של טכניקה זו לא השתנתה מאז התפתחותה, במיוחד ביחס לגורמים חשובים כגון טכניקה אספטית, הרדמה ושיכוך כאבים, אשר משפיעים באופן מהותי על תחלואה ותמותה לאחר ניתוח. בנוסף, שיפורים בניהול הפריאופרטיבי צפויים לספק שיפורים הן ברווחת בעלי החיים והן בתוצאות הניסויים. מאמר זה מדווח על פרוטוקול שפותח בשיתוף פעולה עם מומחה בתחום ההרדמה הווטרינרית ומתאר את הטכניקה הכירורגית בדגש על ניהול פריאופרטיבי. בנוסף, אנו דנים בהשלכות של חידודים אלה ומספקים פרטים על פתרון בעיות בשלבים כירורגיים קריטיים עבור הליך זה.

אנו חייבים חלק גדול מהבנתנו באימונולוגיה ובהשתלות למחקר המבוסס על מודלים ניסיוניים של השתלת איברים מוצקים בבעלי חיים. מאז התיאור הראשון של השתלת לב וסקולרית ביונקים¹, מודלים כאלה תרמו לידע בתחומים רחבים, כולל היישום הטיפולי של היפותרמיה², היתרונות של שימוש בתפרים מיוחדים³, וטכניקות^{להשתלות} ריאה ולב 4. פיתוח מודלים להשתלות לב בחולדות ^5,6 סיפק טווח רחב יותר לניסויים אימונולוגיים בשל זמינותם של קווי רבייה שונים. הטווח הרחב משמעותית של זני עכברים מוטנטיים ומוטנטיים זמינים הוביל את Corry et ^al.7 לפתח טכניקה של השתלת לב הטרוטופית מורין בשל היתרונות הניכרים שטווח זה מביא למחקר ההשתלות. מודל זה נמצא בשימוש נרחב ותרם להבנה טובה יותר של דחיית השתל⁸ וטיפולים⁹. עם זאת, מאז תיאורה הראשון, הטכניקה נותרה כמעט ללא שינוי מלבד כמה פרטים טכניים קטנים כגון התאמות למיקום של אתרים אנסטומטיים^10,11.

מאז שילוב הטכניקה של Corry et ^al.7 בניסויים שלנו, זיהינו תחומים מבטיחים לשיפור הפרוטוקול, כלומר אלה של טכניקה אספטית, הרדמה ושיכוך כאבים. שיפורים בתחומים אלה היו צפויים להציע השפעה חיובית על תוצאות הניסויים ולשפר את רווחת בעלי החיים. זה הוכח בעבר כאשר טכניקה אספטית משמשת בניתוחים בבעלי חיים קטנים כפי שהוא מסייע בהפחתת זיהומים לאחר הניתוח¹², אשר לא רק משפיע על תחלואה ותמותה, אבל יכול גם לפגוע ניסויים שנועדו להעריך את התגובה החיסונית לאחר ניתוח השתלה. מנקודת מבט של הרדמה ומשכך כאבים, השימוש במשטר מעודן מסייע להפחית את העלות לבעלי חיים ולאזן את הטיעון האתי של מודל כירורגי זה על ידי הפחתת הכאב והסבל של נבדקים ניסיוניים. יתר על כן, הרדמה מתאימה ושיכוך כאבים מגבילים את תגובת הלחץ הקשורה לכאב, משפרים את איכות ההתאוששות לאחר הניתוח, ובסופו של דבר, מגדילים את שיעור ההצלחה הניתוחית¹³.

במטרה לשפר הן את רווחת בעלי החיים והן את תוצאות הניסויים, פותח פרוטוקול עם התאמות כדי לגשר על פערים אלה. פרוטוקול זה הותאם מזה שתואר במקור על ידי Corry et ^al.7 תוך התייעצות עם רופא מרדים וטרינרי ותוך התחשבות נאותה הן בהשפעות והן במשך ההשפעות של ההתערבויות הפרמקולוגיות המשמשות במשטר ההרדמה ומשככי הכאבים. הגישה התבססה על עקרונות של הרדמה מאוזנת ושיכוך כאבים מולטימודאלי כדי להבטיח טיפול פריאופרטיבי מתאים¹⁴. בנוסף ליישום של טכניקה אספטית, אופיואיד buprenorphine ואת bupivacaine הרדמה מקומית ניתנו מראש. הרדמה כללית בוצעה באמצעות חומר הרדמה ממסים נדיפים isoflurane.

מחקר זה בוצע בהתאם לקוד העיסוק לטיפול ושימוש בבעלי חיים למטרות מדעיות¹⁵ ואושר תחת פרוטוקולים אתיקה של בעלי חיים RA/3/100/1568 ו-AE173 (ועדת האתיקה של בעלי חיים באוניברסיטת מערב אוסטרליה וועדת האתיקה של בעלי חיים במכון הארי פרקינס למחקר רפואי, בהתאמה). עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים על כל החומרים, המכשירים ובעלי החיים המשמשים בפרוטוקול זה.

1. הכנת החיה לניתוח

הערה: הצוות מוקדש לתפקיד של ביצוע ניתוח או מעקב אחר הרדמה לאורך כל ההליך.

1. עבור שיכוך כאבים לפני הניתוח, לתת מינון של buprenorphine (0.05-0.1 מ"ג / ק"ג, מדולל ל 0.03 מ"ג / מ"ל עם נתרן כלורי 0.9%) תת עורית לעכבר המקבל לפחות 1 שעה לפני תחילת הניתוח המושתל. הזן את כל הפרטים הקשורים לניהול תרופות, המינון שלהם, זמן ההרדמה, ואת ההשפעות שלהם ברשומה הרדמה.
   הערה: גישה זו אינה נדרשת בהכרח עבור התורם מכיוון שמדובר בניתוח ללא החלמה, שבו התורם מורדם בהרדמה כללית מיד לאחר קצירת האיבר.
2. השראת הרדמה
   1. הניחו את העכבר בתא האינדוקציה של מערכת הנשימה המרדימה עם זרימת חמצן של 1-2 L·min⁻¹ עם 4% איזופלורן. ודא הרדמה נאותה על ידי התבוננות בשכיבה, אובדן רפלקס התיקון וירידה בקצב הנשימה.
   2. לאחר הרדמה מספקת, הסר את העכבר מתא האינדוקציה וגילח מקרוב את הבטן הגחונית באמצעות קוצץ להסרת שיער. במקרה של התורם, יש לגלח את האזור המשתרע מאיבר המין ועד לשוליים העליונים של בית החזה הגחוני. במקרה של הנמען, יש לגלח את האזור המשתרע מאיבר המין ועד לשוליים הקוסטליים. בשני המקרים, יש לוודא שהאזור המגולח מגיע לקו אמצע בית השחי לרוחב.
3. כדי לשמור על הרדמה, מקם את העכבר בשכיבה גבית לקבלת חומר הרדמה וחמצן מחרוט האף של מערכת הנשימה (ללא נשימה חוזרת), המספק חמצן בקצב של 1 ליטר-דקה-1 ואיזופלורן (^1.5%- 2.5%).
   הערה: משטח העבודה הכירורגי הוא לוח ניתוחים מעל כרית חימום, וכל איבר של העכבר מאובטח באמצעות סרט מיקרו-נקבוביות.
4. לאור הקושי לעקוב באופן מקיף אחר השינויים הפיזיולוגיים הקשורים להרדמה בעכברים, יש לעקוב ולתעד פרמטרים מוגבלים. יש לעקוב אחר הטמפרטורה, עומק ההרדמה וקצב הנשימה לפחות כל 5 דקות למשך תקופת ההרדמה.
   1. כדי למנוע היפותרמיה חמורה והיפרתרמיה (מהתחממות פעילה על ידי כרית החום), עקוב אחר טמפרטורת הגוף לאורך כל ההליך. הכנס בדיקה רקטלית נקייה ומשומנת לתוך פי הטבעת של בעל החיים ולאחר מכן חבר אותו ללוח הניתוחים באמצעות סרט מיקרו-נקבוביות.
      הערה: בדיקה זו מוזנת בחזרה למערכת דינמית (תכונה של מערכת אספקת חומרי ההרדמה), אשר משנה את טמפרטורת כרית החימום כדי לנהל את טמפרטורת הגוף.
   2. בקש מהאחראי על ההרדמה להעריך את עומק ההרדמה על ידי התבוננות בתגובות לגירוי של הכף או הזנב מלחץ המופעל על ידי מלקחיים א-טראומטיים, רפלקס המישוש וטונוס השרירים.
   3. למדוד את קצב הנשימה על ידי התבוננות בתנועה של דופן החזה תוך התבוננות במאמץ הנשימתי באופן סובייקטיבי כדי להעריך את נפח הגאות. חשב את קצב הנשימה על ידי ספירת נשימות על פני תקופה של 10-15 שניות והכפלה ב -6 או 4, בהתאמה, כדי לקבוע קצב נשימה / דקה.
5. כדי להכין את העור, יש לחטא את אתר הניתוח באמצעות אפליקטורים סטריליים עם קצוות כותנה. החל chlorhexidine בתנועה מעגלית, מתרחבת עובד ממרכז אתר הניתוח אל הקצוות. חזור על תהליך זה 3x (עם מוליך כותנה חדש בכל פעם) לפני יישום סופי של שילוב של כלורהקסידין ואתנול עם מוליך כותנה סטרילי חדש באותה תבנית, תוך מעבר ממרכז אתר הניתוח לקצה.
6. בקש מהמנתח למרוח ג'ל ידיים על בסיס אתנול לפני לבישת חלוק ניתוח סטרילי וכפפות כירורגיות סטריליות.
7. כדי להכין את שדה הניתוח, הניחו וילונות כירורגיים סטריליים (חתוכים מראש ל 25 ס"מ x 25 ס"מ) משני צדי לוח הניתוח, המשמשים כאתר להנחת מכשירים סטריליים. השתמש מספריים סטריליים כדי fenestrate וילון סטרילי רחב יותר 25 ס"מ x 40 ס"מ לחתוך פתח קטן (מעט ארוך יותר מאתר החתך), בצורת אליפסה. הניחו את הווילון הזה על החלק העליון של החיה כך שהפנסטרציה ממוקמת באתר החתך המוצע. ודא שהקצוות הרוחביים של וילון שלישי זה חופפים לשני הווילונות הקטנים יותר משני הצדדים כדי ליצור שדה כירורגי רציף.

2. ניתוח תורם

הערה: ראה איור משלים S1 עבור ההיבטים העיקריים של ניתוח תורם.

1. בצע את ניתוח התורם בעזרת מיקרוסקופ דו-עיני כירורגי. כדי להתחיל, השתמש בהגדלה של 8x, ובצע חתך עור בקו האמצע הגחוני באמצעות להב אזמל כירורגי (#23). יש לוודא שהחתך משתרע מהקצה הקאודלי של האזור המגולח ועד לשוליים הקוסטליים עם שוליים שלמים של עור מוכן בשני קצותיו.
   הערה: ההגדלה ההתחלתית של 8x נבחרת כדי לאפשר הדמיה מספקת של מבנה המאקרו של הנושא בתחילת הניתוח. מנקודה זו ואילך, הגדלה נתונה לשיקול דעתו של המפעיל ויש לבחור בה כדי לספק איזון מתאים בין המודעות המצבית המסופקת על ידי הגדלה נמוכה יותר לבין הפרטים הקטנים שניתן לדמיין בהגדלה גבוהה יותר.
2. בעזרת שני אפליקטורים סטריליים עם קצוות כותנה רטובים במי מלח רגילים מחוממים, מעבירים את המעי הדק לחשיפת אבי העורקים הבטני והווריד הנבוב התחתון (IVC). השתמש המוליך כדי לנתח בבוטות כלי דם אלה מן הרקמה שמסביב.
3. השתמש מזרק 3.0 מ"ל עם מחט 30 גרם, 0.5 אינץ 'כדי לצייר 2.5 מ"ל של 100 IU·mL⁻¹ של נתרן כלורי הפריניזציה 0.9% פתרון (נשמר ב 4 ° C עד הצורך במהלך הניתוח). באמצעות מלקחיים עם תפר גוף ישר ועגול עם היד הלא דומיננטית כדי לאבטח את אבי העורקים הבטני באזור האינפרא סרעפתי, השתמש ביד הדומיננטית כדי להזריק 1.5 מ"ל של תמיסה לתוך אבי העורקים לכיוון הלב. אוטמים את אבי העורקים המתקבל בלחץ של מוליך כותנה.
4. השתמש מספריים microsurgical ישר כדי transect IVC כדי לאפשר exsanguination.
5. בצע thoracotomy באמצעות מספריים כירורגיים כדי לבצע שני חתכים בקווי midaxillary דו צדדי. בשלב זה, לאשר את מותו של בעל החיים לכבות את vaporizer isoflurane.
6. אבטחו את החלק החציוני המתקבל של דופן בית החזה באמצעות מהדק מיקרו-בולדוג. העבירו את זה לעוזר הכירורגי הלא סטרילי שיכול לאבטח את זה לקונוס האף באמצעות סרט ניתוח מיקרו-נקבוביות.
   הערה: המטרה היא לספק מתיחה על קטע זה של בית החזה, אשר מסייע בחשיפה של רקמות הלב.
7. באמצעות מלקחיים בתפר גוף עגול, לזהות ולגייס את IVC תוך חזי.
   הערה: באופן אידיאלי, המלקחיים הישרים צריכים להיות ביד הלא דומיננטית והמלקחיים המעוקלים ביד הדומיננטית.
8. כאשר ה- IVC מאובטח במלקחיים של היד הלא דומיננטית, השתמש ביד הדומיננטית כדי להזריק את 1.5 מ"ל הנותרים של 100 IU·mL⁻¹ נתרן כלורי הפריני 0.9% תמיסת לב.
9. בעזרת שני סטים של מלקחיים, לקשור את IVC באמצעות משי קלוע 7/0 באורך 2 ס"מ. השתמש בקשר מנתח עניבת מכשיר עם שתי זריקות נוספות לאבטחה. הפוך את הקשר הזה פרוקסימלי לאורך הכלי אל הלב ככל האפשר.
10. אבטחו את שני הקצוות של קשר זה באמצעות מלקחיים עורקיים. מקם מלקחיים אלה כך שהם מספקים מתיחה עדינה של הלב בכיוון הקאודלי כדי להקל על מיקום כלי אופטימלי לדיסקציה הבאה.
11. זהו את בלוטת התימוס באספקט האנטרו-עליון של הלב. השתמש במלקחיים כדי לנתח איבר זה מהתורם כדי לזהות את הווריד הנבוב העליון (SVC).
12. הסר את adventitia ואת הרקמות הקשורות של SVC באמצעות מלקחיים. השתמש במלקחיים מעוקלים כדי לנתח בבוטות וליצור תעלה קטנה אחורית לכלי. ודא כי ערוץ זה הוא קרוב ככל האפשר ללב.
13. מעבירים פיסת משי קלועה 7/0 באורך 2 ס"מ דרך תעלה זו באמצעות מלקחיים ולאחר מכן קושרים אותה בטכניקה הנ"ל.
14. בנקודה במרחק של כ-2 מ"מ מקשירה זו (בצד הנגדי ללב), מחלקים את ה-SVC באמצעות מספריים מיקרוכירורגיים מעוקלים.
15. בעזרת אפליקטורים עם צמר גפן, הופכים את הלב ימינה אנטומית.
16. זהה את הווריד האזיגוטי בצד שמאל אנטומי של הלב. באמצעות מלקחיים, לנתח אותו בבוטות מן המבנים שמסביב. כמו קודם, השתמש במלקחיים מעוקלים כדי ליצור תעלה אחורית קטנה לכלי זה.
17. השתמש בחתיכה שלישית של משי קלוע 7/0 חתוך ל -2 ס"מ כדי לקשור את הווריד האזיגוטי בקרבה מקסימלית ללב באמצעות אותה טכניקת קשירת קשר. חותכים את הכלי 2 מ"מ מן הקשירה בצד הרחק מהלב.
18. בעזרת אפליקטורים עם קצוות כותנה, הופכים את קודקוד הלב בחזרה לשמאל אנטומי. השתמש במלקחיים כדי לזהות ולגייס את אבי העורקים העולה. העבירו את המלקחיים המעוקלים מתחת לקשת אבי העורקים כדי ליצור תעלה בין אבי העורקים העולה והיורד.
19. באמצעות מספריים מיקרוכירורגיים ישרים, להעביר את קשת אבי העורקים פרוקסימלי לענפיו.
20. באמצעות מלקחיים, לזהות ולגייס את עורק הריאה. באמצעות מלקחיים מעוקלים, לעשות ערוץ אחורי לכלי.
21. באמצעות מספריים מיקרוכירורגיים ישרים, לחצות את העורק בנקודה רק פרוקסימלית להתפצלות שלו.
22. השתמש בצינורית השקיה של Rycroft כדי להזריק בעדינות 2 מ"ל של 10 IU·^mL−1 של נתרן כלורי הפריני 0.9% דרך עורק הריאה ואבי העורקים העולה כדי לשטוף את שאריות הדם מהלב.
    הערה: סומק נאות מסומן על ידי פינוי הדם הנראה מכלי הדם הכליליים.
23. בעזרת פיסת משי קלועה 7/0 בקוטר 3 ס"מ, מחברים את כלי הדם האחוריים הנותרים (ורידים ריאתיים) באמצעות קשר מנתח עם שתי זריקות עוקבות. יש להפריד את הלב מדופן בית החזה האחורי על ידי חיתוך זהיר באמצעות מספריים כירורגיים.
24. הסר בעדינות את הלב מבית החזה, השקיע אותו בתמיסת אוניברסיטת ויסקונסין (UWS), ולאחר מכן הנח אותו על קרח לאחסון (ב -4 מעלות צלזיוס).

3. ניתוח מושתל

1. לאחר הכנת בעל החיים כמתואר בסעיף 1., יש למרוח חומר סיכה לעיניים. יש להזריק מינון מבוסס משקל (8 מ"ג/ק"ג) של bupivacaine (0.25% מדולל ל-0.625 מ"ג/מ"ל בתמיסת נתרן כלורי 0.9%) לרקמה התת עורית של בטן הגחון לאורך אתר החתך המתוכנן. השתמש מזרק אינסולין 29 G עבור הזרקה זו ולחפש קו ישר של blebbing גלוי המכסה את היקף החתך המתוכנן (איור משלים S2A-C).
   הערה: יש לתת חמש-שבע דקות כדי לאפשר זמן לשיא ההשפעה של חומר ההרדמה המקומי.
2. עם המיקרוסקופ מוגדר להגדלה פי 8, בצע חתך עור בקו האמצע הגחוני באמצעות להב אזמל כירורגי סטרילי (#23). ודא כי laparotomy משתרע מן הבטן התחתונה אל השוליים costal. הכנס משחזר כדי למקסם את שדה הניתוח (איור משלים S2D).
3. להרטיב קטע 5 ס"מ x 5 ס"מ של גזה סטרילית עם מחומם 0.9% נתרן כלורי פתרון ולמקם אותו בהיבט העליון של אתר הניתוח. בעזרת ניצני כותנה סטריליים רטובים, הוציאו בעדינות את המעיים, מקמו אותם על גבי הגזה הזו ועטפו את הגזה סביב האיבר (איור משלים S3A).
   הערה: הליך זה מסייע להפחית אובדן נוזלים בלתי נתפס במהלך הניתוח ומסייע בנסיגה.
4. שחררו וגייסו את אבי העורקים הבטני וה- IVC מהרקמות הסובבות באמצעות טכניקת דיסקציה קהה. השתמש בשילוב של אפליקטורים עם קצוות כותנה ומלקחיים לתפר גוף עגול עבור שלב זה. ודא ששטח הפינוי הוא בין ההיבט האינפרא-כלייתי של כלי הדם וממש מעל הביפורקציה של אבי העורקים (איור משלים S3B).
   הערה: הדמיה מתאימה בשלב זה תאפשר אנסטומוזות כלי דם באיכות גבוהה.
5. זהה את כלי הבטן האחוריים. בעזרת מלקחיים, מושכים בעדינות את אבי העורקים לכיוון מרוחק מעמוד השדרה (כלומר, אורכי לציר כלי הדם הבטניים).
   הערה: חשוב כי רק אבי העורקים ולא IVC יטופל באופן כזה בשל פריכות של האחרון.
6. לקשור כל כלי בטן שזוהה באזור האנסטומוטי המתוכנן. צור תעלה משני צדי כלי דם אלה על ידי העברת המלקחיים המעוקלים אחוריים לכלי הבטן משני הצדדים. קשרו כל כלי דם שזוהה וגייס באופן זה באמצעות אורכים של 10/0 ניילון הקשור במכשירים לקשרי המנתח בזריקה אחת נוספת (איור משלים S3C).
7. בודד את האתר האנסטומוטי מהמחזור. כדי לעשות זאת, להתקין מהדק כירורגי הן בראש ולאחר מכן את הקצוות הקאודליים של כלי הבטן (חשוב, בסדר מדויק). ודא כי מלחציים לחצות את שני הכלים במידה מספקת כדי להבטיח חסימה מוחלטת.
8. באמצעות מלקחיים ביד הלא דומיננטית לייצוב אבי העורקים, בצע אאורוטוטומיה באמצעות מחט 30 G באספקט הקדמי של אבי העורקים. הרחב אותו באמצעות מספריים מיקרוכירורגיים ישרים (איור משלים S3D).
9. בצע venotomy. בעזרת מלקחיים ישרים, יש למרוח מתיחה קדמית עדינה על ה- IVC בנקודה בקו אחד עם אמצע אבי העורקים. השתמשו במספריים מיקרוכירורגיים מעוקלים כשהצד הקעור פונה קדימה כדי להסיר מקטע של IVC באורך שווה לאבי העורקים (איור משלים S4A).
10. באמצעות 10 IU·mL⁻¹ תמיסת נתרן כלורי heparinized, לשטוף את הפנים של כלי הדם שנפתחו של הדם שנותר.
11. הכניסו את הלב התורם לבטן. ודא כי המיקום הוא כזה שאבי העורקים העולה נמצא ישירות לצד אבי העורקים הבטני והלב מסובב כך שניתן יהיה למשוך את עורק הריאה לרוחב עבור האנסטומוזה השנייה.
12. באמצעות ניילון 10/0, מניחים תפר שהייה בין מיקום השעה 12 של אבי העורקים לבין הגפיים המקבילות של לומן של אבי העורקים העולה. בצע זאת באמצעות מלקחיים ישרים ומחזיק מחט מיקרוכירורגי וקשור אותו באמצעות קשר מנתח עם שלוש זריקות עוקבות. חותכים את הקצוות כדי להשאיר כ 2 מ"מ של תפר.
13. מניחים תפר שהייה שני בין מיקום השעה 6 של אבי העורקים לבין האספקט המתאים של אבי העורקים העולה. מכיוון שתפר זה ישמש גם כבסיס לתפרי הריצה הבאים, השאירו לפחות 10 מ"מ מהזנב לקשירה הסופית.
14. מניחים תפר ריצה רציף של 10/0 ניילון בצורה עולה כדי להתנגד לקצה הימני האנטומי של אבי העורקים ולקצה החופשי המתאים של אבי העורקים העולה. השתמש בכארבע זריקות עבור שורה זו.
15. מעבירים את הקצה החופשי של התפר סביב תפר השהייה הדיסטלי לפני הנחת תפר ריצה רציף שני בצד שמאל אנטומי כדי להשפיע על האפפוזיציה עם הקצה החופשי הנותר של אבי העורקים. קשרו את התפר לזנב באמצעות קשר מנתח עם שתי זריקות נוספות.
16. מניחים תפר שהייה בין המיקום בשעה 12 של הוורונוטומיה IVC לבין הגפיים המקבילות של לומן של עורק הריאה.
17. מנקודת עיגון זו, מניחים תפר רץ רציף באופן יורד בין הקצה השמאלי האנטומי של עורק הריאה לבין הקצה המתאים של הוורידיה. השתמש בממוצע של ארבע זריקות עבור קו זה ואחריו אחד בין מיקום השעה 6 של הוורוטומיה לבין הגפיים המקבילות של לומן עורק ריאתי. בצע ארבע זריקות נוספות כדי לצייר את הקצוות החופשיים האחרונים של עורק הריאה והארס יחד.
18. קשרו את הקצה החופשי של התפר לקצה העוגן באמצעות קשר מנתח עניבת מכשיר עם שתי זריקות נוספות.
19. מקם מחדש את הלב כך שישב במרכז הבטן באמצעות צמר גפן. בדוק את כלי הדם עבור פיתול, אשר יפריע זרימת הדם.
20. מקם קצף ג'ל על כל קווי התפרים (איור משלים S4B). מניחים ומעצבים סביבם שתי חתיכות של כ-2 מ"מ כל אחת, כך שכל קווי התפרים הנראים לעין מכוסים.
21. שחררו את מלחצי כלי הדם: תחילה את המהדק הקאודלי, ולאחר מכן את הצפלו-מהדק. מכיוון שיש לצפות לכמות קטנה של דימום, מקמו מראש אפליקטורים עם קצוות כותנה מעל האתרים האנסטומטיים כדי לספק לחץ.
22. לאחר שלא היו דליפות נצפות, העריכו את פעימות הלב (איור משלים S4C). אם זה לא קורה, לבדוק כדי לוודא כי לא התרחש פיתול של כלי הלב (במיוחד עבור IVC).
23. מקמו מחדש את המעיים עכשיו מעל ומסביב ללב. אם המוצר נראה יבש, יש להרטיב את חלל הצפק באמצעות תמיסת נתרן כלורי מחוממת.
24. סגור את חלל הבטן באמצעות מונופילמנט פרולן 6/0 שאינו נספג על ידי שכבות:
    תחילה את שכבת השרירים, ולאחר מכן את העור (איור משלים S4D). השתמש בטכניקה רציפה ללא הפרעה.
25. הוציאו בעדינות את המושתל מלוח הניתוחים והסירו אותו מההרדמה.
26. יש לתת 1 מ"ל של מי מלח חמים באופן תת-עורי ולשים את המקבל בכלוב מוכן מראש עם חימום להשגחה בהתאם לפרוטוקולי התאוששות לאחר הניתוח (איור משלים S4E).

4. טיפול לאחר הניתוח

1. מיד לאחר הניתוח, הניחו את המושתל בכלוב נקי על כרית חימום תחת השגחה צמודה למשך 3 שעות לפחות. במהלך תקופה זו, לפקח על פרמטרים שונים (פעילות, תנוחת הגוף, מצב המעיל, הבעת פנים, הליכה, אוורור, המראה של אתר הניתוח, נוכחות של פעימות לב בטן מוחשי) לפחות כל 30 דקות. ייחוס ציון לכל פרמטר (0 = נורמלי, 1 = חריג מעט או לסירוגין, 2 = חריג במידה בינונית או עקבית).
   הערה: התערבויות מופעלות על ידי סכום הפרמטרים המנוטרים העולים על ציוני הרווחה שצוינו בפרוטוקול האתיקה הקשור למודל זה.
2. העבר את הנמענים לארון מחומם שנשמר בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס, שם הם נשארים עד היום שלאחר הניתוח השביעי. במהלך 3 הימים הראשונים, לפקח עליהם לפחות 2 פעמים ביום. במהלך 4 הימים הנותרים, עקוב אחריהם לפחות פעם אחת ביום. לשיכוך כאבים לאחר הניתוח, יש לתת מינון של בופרנורפין (0.5-0.1 מ"ג/ק"ג, מדולל ל-0.03 מ"ג/מ"ל עם נתרן כלורי 0.9%) תת עורית לעכבר המקבל בערב שלאחר הניתוח ופעמיים ביום במשך 3 הימים הבאים לאחר הניתוח.
3. לאחר הוצאתם מהארון המחומם, עקבו אחר הנמענים לפחות פעמיים בשבוע עד לנקודת הסיום הניסויית המתאימה.

כדי לקבוע את יעילות הטכניקה הכירורגית בקידום תוצאות טובות של ריפוי פצעים והתאוששות עכבר, ניסויים מוקדמים במעבדה קבעו את מאפייני ההישרדות של מגוון שתלי לב בעלי אימונוגניות משתנה לנמען. אלה כללו שתלים קונגניים (n = 5) וסינגנים (n = 5), החולקים את אותם סמנים מורכבים היסטו-תאימות עיקריים (MHC) כמו הנמען, ושתלים אי-התאמה עיקריים (n = 9), שבהם לשתל ולמקבל יש סמני MHC שונים. השתמשנו במישוש ישיר של פעימות הלב ההטרוטופיות של הבטן כדי להעריך את תפקוד השתל המתמשך ואת כדאיותו, המשמש כסמן פרוקסי של דחייה לעומת סבילות.

בשתי קבוצות הביקורת, כל השתלים היו בני קיימא בנקודת הסיום של זמן הניסוי של 100 ימים (ממוצע לא מוגדר). לקבוצה הלא תואמת היה זמן הישרדות ממוצע של 9 ימים. איור 1 מציג עקומות הישרדות של קפלן-מאייר המדגימות את הניגוד המוחלט בהישרדות השתלים בין השתלות לב לא תואמות לקבוצת ביקורת¹⁶. נתונים אלה מצביעים על כך שהטכניקה מספיקה כדי לקדם תגובת ריפוי הולמת לאחר ההליך. בנוכחות דלקת פתולוגית, לעומת זאת, במקרה זה המיוצג על ידי דחיית השתל במצב חוסר התאמה, הרס רקמות מוביל לאובדן מהיר של תפקוד.

איור 1: השפעת חוסר התאמה על הישרדותן של השתלות לב אורתוטופיות. עקומות הישרדות הממחישות את ההחלמה המלאה והקבלה של השתלות לב מורין הטרוטופיות סינגניות (n = 5) וקונגניות (n = 5) לפחות 100 ימים לאחר הניתוח, בניגוד לדחייה המהירה של השתלות לב הטרוטופיות (n = 7) מהיום השביעי לאחר הניתוח. נתונים אלה פורסמו בכתב העת Prosser et ^al.16. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

טבלה 1: טווח זמני איסכמיה חמה וקרה עבור ניתוחי תורם ומקבל הקשורים להשתלת לב אורתוטופית.

איור משלים S1: היבטים מרכזיים של ניתוח תורמים. (א) הרדמה איזופלורנית; (ב) הזרקת הפרין; (ג) לב תורם חשוף; (D) סומק של הלב במי מלח הפריניזציה; (ה) קשירת כלי השיט; (F) לב תורם לאחסון איסכמיה קרה. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

איור משלים S2: היבטים מרכזיים של ניתוח מושתל - הכנה וצריבה של כלי עור חתוכים. (א) הכנת אתר ניתוח לנמען; (B) הזרקת bupivacaine; (ג) מעטפת כירורגית סטרילית של אתר הניתוח; (D) צריבה של כלי העור החתוכים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

איור משלים S3: היבטים מרכזיים של ניתוח מושתל - ממיקום מחדש של המעי ועד אבי העורקים. (א) מיקום מחדש זמני של המעיים; (B) וריד נבוב נחות חשוף ומהודק; (ג) הנחת תפר השהייה; (D) השלב הראשון: אבי העורקים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

איור משלים S4: היבטים מרכזיים של ניתוח מושתל - מוונוטומיה ועד החלמה. (א) שלב שני: ואנוטומיה; (ב) הנחת קצף הג'ל; (ג) רפרפוזיה; (ד) סגירה כירורגית; (ה) התאוששות. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

מודל השתלת הלב האורתוטופית של מורין הוא מודל פרה-קליני חזק המשמש בעיקר לחקר ההשפעות של חוסר התאמה MHC על רמת ואופי הדחייה החיסונית, ולאחרונה, השפעת ההשתלה על שימור חסינות תושב רקמת השתל¹⁶. בתחילה עקבנו מקרוב אחר פרוטוקול Corry et ^al.7 , אך שיפרנו את הפרוטוקול כך שישלב סטנדרטים של שיטות עבודה מומלצות של טכניקה אספטית, שיכוך כאבים והרדמה. עדכון שיטות עבודה חדשות אלה הושג באמצעות הכשרה נוספת, אספקת כפפות כירורגיות סטריליות, חלוקים ווילונות כירורגיים, יישום הרדמה נוספת ועדכון מינון משככי הכאבים. שינויים אלה הובילו לעלייה קטנה בזמן ההקמה של הניתוח ולעלויות נוספות לכל ניתוח.

השימוש בבעלי חיים כדי לטפל בבעיות מחקר חשובות מותר על פי חוזה בין חוקרים לבין ועדת אתיקה של בעלי חיים (AEC) כדי לשמור על רישיון חברתי לבצע עבודה כזו. החלטות הוועדה מבוססות על הנחיות אתיות ברורות¹⁵, עם עקרון על של איזון בין העלויות לבעל החיים לבין התועלת לחברה. הרעיון של שלושת ה- R (הפחתה, החלפה ועידון) חיוני לטיפול באופן הפחתת העלויות של פרויקט.

למזעור הנזק לבעלי החיים המעורבים על ידי אימוץ משככי כאבים והרדמה פרי-אופרטיביים המתאימים למינים יש תפקיד שאין לו תחליף במודלים של ניתוחים בבעלי חיים והוא דוגמה לעידון. בנוסף, לטיפול ולטכניקות המפחיתות את הסיכון לווקטורים סביבתיים והתנהגותיים של זיהום עבור מקבל הניתוח יש השלכות חיוביות הן על הפחתת הפגיעה בבעל החיים מבחינת תחלואה ותמותה והן על סיוע במזעור העלויות הכספיות הכרוכות בניתוחים כושלים חוזרים. למרות שהניקיון של "חדר הניתוח" של חיית הניסוי אינו מתקרב לזה של מקבילה בבית חולים, זה לא צריך להיות מחשבה שלאחר מכן בעבודה כזו.

מנקודת מבט מדעית, זיהומים לאחר הניתוח משפיעים בהכרח על הפרופיל של ציטוקינים דלקתיים ותאים חיסוניים, שהם הקריאות האופייניות לניסויים המעריכים התאוששות או דחייה של השתלה. לכן, יש לעשות מאמץ מרבי כדי לשלוט בזיהום לאחר הניתוח, בהתחשב בהשפעה השלילית שיכולה להיות לכך על תוקף המחקר. ההתמקדות בשיכוך כאבים חשובה מנקודת מבט של רווחת בעלי חיים. ניתוחי השתלת בעלי חיים הם הליכים מרכזיים, ויש לעשות מאמץ רב בהפחתת כאב וסבל מיותרים של הנבדקים. אם לחזור לתוצאות המעשיות של התמקדות זו, יתרון מעשי נוסף של שליטה יעילה בכאב הוא הסבירות המופחתת של בעלי חיים להיות מורחקים מפרוטוקול הניסוי עקב סימני מצוקה הקשורים לכאב.

מאז תואר הליך זה לראשונה, מספר מחברים דיווחו על פתרון בעיות נפוצות המתרחשות במהלך הליך^10,11. השליטה בדימום לאחר שחרור המלחציים מתוארת היטב ומשקפת טכניקות המשמשות בניתוחים אנושיים, כלומר שימוש בלחץ לאתר הדימום, תפירה נוספת וחומרים המוסטטיים. שמנו לב כי דימום מתרחש לעתים קרובות מאחד משני אתרים עיקריים: אתרי אנסטומוזה או נזק לשריר הלב. גישות לעצירת דימום מהלב דווחו על ידי Niimi¹⁰, אשר שלט בדימום מהלב באמצעות קשירה של אטריום. מניסיוננו, עצירת זרימת הדם משריר הלב עצמו מאתגרת במיוחד בשל כלי הדם העשירים בו.

לכן, יש לנקוט בזהירות הראויה כדי למנוע פגיעה כזו, הנגרמת לרוב על ידי קצה מלקחיים לא מבוקר המגע עם שריר הלב במהלך הניתוח. אנו, אם כן, שואפים ליצור קשר ישיר עם שריר הלב רק באמצעות אפליקטורים לחים עם קצוות כותנה. כדי להפחית מגע ישיר במניפולציה של הלב, ניתן להשתמש בקצוות החופשיים של קשירת המשי הסופית כדי להזיז את הלב, למשל בעת העברתו מ- UWS לחלל בית החזה.

אתגר מרכזי שני הוא מניעת שיתוק הגפיים האחוריות לאחר הניתוח, סיבוך המחייב המתת חסד. באופן אנקדוטלי, מצאנו כי זמן איסכמי חם של >30 דקות קשור לסיכון גבוה יותר לשיתוק זה. הזמנים האיסכמיים שלנו מנוטרים בקפידה ונרשמים כסטנדרט ביצועים לא רשמי. יש לציין, עם זאת, כי זמן איסכמי לא נראה לחזות באופן אמין את הסיבוך הזה. ניימי¹⁰, למשל, כירורג בעל ניסיון ניתוחי משמעותי (מעל 3,000 ניתוחים), דיווח כי זמנים איסכמיים של עד שעתיים מקובלים.

אולי אפילו יותר מפתיע מזה, אבוט ועמיתיו 5, שפיתחו טכניקה דומה בחולדות אך השתמשו במערך אנסטומוטי מקצה לקצה בבטן (^כלומר, IVC ואבי העורקים הבטני נקשרו לצמיתות), דיווחו על שתי חולדות שהוחזקו כשורדים לטווח ארוך שנמשכו מעל 100 ימים ללא תופעות לוואי נראות לעין. הבדלים בין-קבוצתיים אלה בתוצאות מוסברים אולי על ידי טכניקות שונות בעדינות, או לחילופין, על ידי הבדלים גנטיים בין זנים שונים של עכברים. לדוגמה, נציין כי עכברי Ly5.1 רגישים הרבה יותר לסיבוך זה מאשר עכברי BALB/c. כדי לשפר את הבהירות לגבי ההשפעות של זמן איסכמי על מקרים של שיתוק בגפיים האחוריות, ניתן לחקור את ההשפעה של אורך הזמן של חסימת כלי דם בטניים.

לסיכום, פרוטוקול מתואר זה מספק חידודים פשוטים לטכניקות מבוססות המשתמשות בתרופות ובחומרים זמינים. חידודים אלה מתאימים את הסטנדרט שאליו מבוצע מודל כירורגי זה לזה של סטנדרטים וטרינריים קליניים ומועילים לבעלי החיים, ובסופו של דבר, למחקר.

למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.

המחברים מבקשים להודות על המאמצים המעולים של צוות הטיפול בבעלי חיים של אוניברסיטת מערב אוסטרליה ושל מכון הארי פרקינס למחקר רפואי, שמסירותם ומומחיותם תרמו להיתכנות ולהצלחה של ניתוחים אלה.