Yetişkin Bir Koyun Modelinde Otolog Perikarddan Transkateter Pulmoner Kapak Replasmanı

Bu çalışma, yetişkin bir koyun modelinde kendiliğinden genişleyen bir Nitinol stent kullanılarak doğal pulmoner kapak pozisyonunda implantasyon için otolog bir pulmoner kapak geliştirilmesinin fizibilitesini ve güvenliğini göstermektedir. Bu, sağ ventrikül çıkış yolu disfonksiyonu olan hastalarda transkateter pulmoner kapak replasmanı geliştirmeye yönelik bir adımdır.

Transkateter pulmoner kapak replasmanı, sağ ventrikül çıkış yolu veya biyoprotez kapak disfonksiyonu olan ve mükemmel erken ve geç klinik sonuçları olan hastalar için uygulanabilir bir alternatif yaklaşım olarak kurulmuştur. Bununla birlikte, özellikle pediatrik hastalarda stent kalp kapağı bozulması, koroner oklüzyon, endokardit ve diğer komplikasyonlar gibi klinik zorluklar yaşam boyu uygulama için ele alınmalıdır. Hastalar için yaşam boyu sürecek bir çözümün geliştirilmesini kolaylaştırmak için, yetişkin bir koyun modelinde transkateter otolog pulmoner kapak replasmanı yapıldı. Otolog perikard, ventilasyon ile genel anestezi altında sol anterolateral minitorakotomi ile koyunlardan toplandı. Perikard, 2 gün ve 21 saat boyunca toksik olmayan çapraz bağlama için 3D şekillendirici kalp kapağı modeline yerleştirildi. İntrakardiyak ekokardiyografi (ICE) ve anjiyografi, doğal pulmoner kapağın (NPV) pozisyonunu, morfolojisini, fonksiyonunu ve boyutlarını değerlendirmek için yapıldı. Kırpmadan sonra, çapraz bağlı perikard, kendiliğinden genişleyen bir Nitinol stent üzerine dikildi ve kendi kendine tasarlanmış bir dağıtım sistemine kıvrıldı. Otolog pulmoner kapak (APV) sol juguler ven kateterizasyonu ile NPV pozisyonunda implante edildi. APV'nin pozisyonunu, morfolojisini, fonksiyonunu ve boyutlarını değerlendirmek için ICE ve anjiyografi tekrarlandı. Bir APV koyun J'ye başarıyla implante edildi. Bu yazıda temsili sonuçlar elde etmek için koyun J seçilmiştir. Nitinol stentli 30 mm'lik bir APV, önemli bir hemodinamik değişiklik olmaksızın NPV pozisyonuna doğru bir şekilde implante edildi. Paravalvüler kaçak, yeni pulmoner kapak yetmezliği veya stent pulmoner kapak migrasyonu yoktu. Bu çalışma, yetişkin bir koyun modelinde juguler ven kateterizasyonu yoluyla kendiliğinden genişleyen bir Nitinol stent ile NPV pozisyonunda implantasyon için bir APV geliştirilmesinin fizibilitesini ve güvenliğini uzun süreli bir takipte göstermiştir.

Bonhoeffer ve ^ark.1, 2000 yılında transkateter pulmoner kapak replasmanının (TPVR) başlangıcını, komplikasyonları en aza indirmeye ve alternatif bir terapötik yaklaşım sağlamaya yönelik önemli ilerlemelerle hızlı bir yenilik olarak işaretlemiştir. O zamandan beri, sağ ventrikül çıkış yolu (RVOT) veya biyoprotez kapak disfonksiyonunun tedavisinde TPVR kullanımı hızla artmıştır ^2,3. Bugüne kadar, şu anda piyasada bulunan TPVR cihazları, RVOT disfonksiyonu ^4,5,6 olan hastalar için tatmin edici uzun vadeli ve kısa vadeli sonuçlar sağlamıştır. Ayrıca, desellülerize kalp kapakları ve kök hücre tahrikli kalp kapakları dahil olmak üzere çeşitli TPVR kapak tipleri geliştirilmekte ve değerlendirilmekte ve bunların fizibilitesi klinik öncesi büyük hayvan modellerinde gösterilmiştir ^7,8. Otolog perikard kullanılarak aort kapak rekonstrüksiyonu ilk olarak Dr. Duran tarafından bildirilmiş, bunun için perikardın aort anulusunun boyutlarına göre şekillendirilmesine rehberlik etmek için şablon olarak farklı boyutlarda üç ardışık çıkıntı kullanılmış ve 60 aylık takipte sağkalım oranı %84.53 olmuştur⁹. Bir kapak değiştirme prosedüründen ziyade bir kapak onarım prosedürü olarak kabul edilen Ozaki prosedürü, aort kapak broşürlerinin glutaraldehit ile muamele edilmiş otolog perikard ile değiştirilmesini içerir; Bununla birlikte, Dr. Duran'ın prosedürü ile karşılaştırıldığında, hastalıklı kapağın sabit perikard^10'u kesmek için bir şablonla ölçülmesinde önemli ölçüde iyileşmiş ve sadece yetişkin vakalardan değil, aynı zamanda pediatrik vakalardan da tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir¹¹. Şu anda, sadece Ross prosedürü, uzun süreli antikoagülasyon, büyüme potansiyeli ve düşük endokardit riskinden kaçınma açısından belirgin avantajlara sahip hastalıklı bir aort kapağı olan hasta için canlı bir kapak ikamesi sağlayabilir¹². Ancak böyle karmaşık bir cerrahi işlemden sonra pulmoner otogreft ve sağ ventrikülden pulmoner arter kanalına yeniden müdahale gerekebilir.

Klinik kullanıma açık olan mevcut biyoprotez kapaklar, ksenojenik domuz veya sığır dokularına greft-versus-host reaksiyonları nedeniyle zamanla kaçınılmaz olarak bozulur¹³. Kapakla ilişkili kalsifikasyon, bozulma ve yetmezlik, özellikle kapakların büyümemesi nedeniyle yaşamları boyunca çoklu pulmoner kapak replasmanı geçirmesi gereken genç hastalarda, mevcut biyoprotez materyallerine özgü bir özellik olan birkaç yıl sonra tekrarlanan müdahaleleri gerektirebilir¹⁴. Ayrıca, halihazırda mevcut olan, esasen rejeneratif olmayan TPVR kapaklar, tromboembolik ve kanama komplikasyonları gibi önemli sınırlamaların yanı sıra, broşür retraksiyonuna ve evrensel kapak disfonksiyonuna yol açabilecek olumsuz doku yeniden şekillenmesi nedeniyle sınırlı dayanıklılığa sahiptir^15,16.

TPVR için kendi kendini onarma, rejenerasyon ve büyüme kapasitesi özelliklerine sahip kendiliğinden genişleyen bir Nitinol stent üzerine monte edilmiş doğal benzeri bir otolog pulmoner kapak (APV) geliştirmenin fizyolojik performans ve uzun vadeli işlevsellik sağlayacağı varsayılmıştır. Ve toksik olmayan çapraz bağlayıcı ile muamele edilen otolog perikard, hasat ve üretim prosedürlerinden uyanabilir. Bu amaçla, bu preklinik çalışma, RVOT disfonksiyonunun transkateter tedavisini iyileştirmek için ideal girişimsel kapak ikameleri ve düşük riskli bir prosedürel metodoloji geliştirmek amacıyla yetişkin bir koyun modeline stentli otolog pulmoner kapak implante etmek için yapılmıştır. Bu yazıda, otolog kalp kapağının perikardiektomi ve trans juguler ven implantasyonunu içeren kapsamlı TPVR prosedürünü göstermek için koyun J seçilmiştir.

Bu klinik öncesi çalışma, Berlin Sağlık ve Sosyal İşler Bölge Ofisi'nin (LAGeSo) yasal ve etik komitesi tarafından onaylanmıştır. Tüm hayvanlar (Yumurtalık Koçları), Avrupa ve Alman Laboratuvar Hayvanları Bilim Derneklerinin (FELASA, GV-SOLAS) yönergelerine uygun olarak insancıl bakım aldı. Prosedür, 3 yaşında, 47 kg, dişi koyun J'de otolog pulmoner kapak replasmanı yapılarak gösterilmiştir.

1. Preoperatif yönetim

1. Sosyal arkadaşlığı sürdürmek için tüm deneysel koyunları varış gününden perikardiektomi gününe kadar 1 hafta boyunca saman içeren aynı odada barındırın (Şekil 1A).
2. Koyunları yiyecekten mahrum bırakın, ancak perikardiektomi ve implantasyondan önce 12 saat boyunca sudan mahrum bırakın.
3. Entübasyondan 20 dakika önce midazolam (0.4 mg / kg), butorphanol (0.4 mg / kg) ve glikopirolat (0.011 mg / kg veya 200 mcg) intramüsküler enjeksiyonu ile koyunlara ön ilaç verin.

2. Genel anestezi indüksiyonu

1. Sefalik ven içine aseptik olarak 18 G güvenli intravenöz (IV) kateter, bir enjeksiyon portu ve bir T portu yerleştirin (Şekil 1B).
2. Propofol (20 mg / mL, 1-2.5 mg / kg) ve fentanil (0.01 mg / kg) intravenöz enjeksiyonu ile anesteziyi indükleyin.
3. Yeterli düzeyde sedasyon belirtileri arasında çene gevşemesi, yutma kaybı ve papiller refleks bulunur. Sedasyondan sonra, koyunları uygun büyüklükte bir endotrakeal tüp ile entübe edin (Şekil 1C). Koyunları tıraş edin ve ardından ameliyathaneye (OR) aktarın.

3. Perikardiektomi ve implantasyon için intraoperatif anestezi yönetimi

1. Ameliyathanede %100 oksijenli aralıklı pozitif basınçlı ventilasyonu (IPPV) başlatmak için basınç döngülü mekanik ventilatör kullanın.
2. Koyunları anestezik cihaz platformuna bağlayın ve koyunları anestezi boyunca basınç modunda havalandırın (gelgit hacmi (TV) = 8-12 mL / kg, solunum frekansı (RF) = 12-14 nefes / dak). TV ve RF'yi, gelgit sonu karbondioksitini (EtCO 2) 35-45 mmHg arasında ve CO_2'nin (PaCO₂₎ arteriyel kısmi basıncını 50 mmHg'nin altında tutacak şekilde ayarlayın.
3. İzofluran ile kombine anesteziyi (etkili olmak için, önerilen idame konsantrasyonu% 1.5 -% 2.5) oksijen akış hızına sahip oksijende 1 L / dak (FiO 2) =% 75), sürekli bir fentanil infüzyonu (CRI) (5-15 mcg / kg / s) ve midazolam (0.2-0.5 mg / kg / s) ile birlikte sürdürün.
4. İnvaziv kan basıncının (IBP) ölçümü için auriküler artere 18 G güvenlik IV kateter yerleştirin.
5. Koyunları, auriküler arterdeki invaziv kan basıncının (IBP) (kalp seviyesinde sıfırlanmış), rektal prob ile vücut ısısının, kurşun-IV elektrokardiyogramın, pletismografik oksijen doygunluğunun (SpO 2), TV, RF, EtCO 2, kalp atış hızının (HR) ve_{FiO 2'nin} doğrudan ölçümünü gösteren hemodinamik izleme için çok fonksiyonlu anestezi platformuna bağlayın.
6. Perikardiektomiye hazırlık olarak retikülorumdan fazla gaz ve sıvıları tahliye etmek için bir gastrik tüp yerleştirin. Gastrik tüpü, implantasyon için referans olarak bir işaretleyici kılavuz tel ile donatın.
7. Bir idrar torbasına bağlı mesanenin içindeki üretra yoluyla bir foley idrar kateteri yerleştirin. Foley balonunu en az 5 mL tuzlu su çözeltisi (% 0.9 NaCl) ile boşaltın.
8. İmplantasyondan önce yeterli heparinizasyonu ve implantasyondan sonra antagonizasyonu doğrulamak için implantasyondan 30 dakika önce aktif bir pıhtılaşma testi (ACT: 240-300 s) yapın. Perikardiektomi ve implantasyondan 30 dakika önce ve iki prosedür sırasında her saat başı iç ortamı analiz etmek için arteriyel kan gazı analizi (ABG'ler) yapın.
9. Aşağıdaki antibiyotikleri, yani perikardiektomi ve implantasyondan önce intravenöz damla yoluyla sulbaktam / ampisilin (20mg / kg) 30 dakika uygulayın. Perikardiektomi ve implantasyon boyunca kristaloidlerin (5 mL/kg/s, izotonik dengeli elektrolit çözeltisi) ve hidroksietil nişastanın (HES, 30 mL/h) sürekli infüzyonunu sağlayın.

4. Perikardiektomi

1. Perikardiektomi için hazırlık
   1. Koyunları ameliyat masasına sol tarafta 30° yükseklikte sağ yanal yaslanmış pozisyonda yerleştirin ve ardından uzuvlarını koşum takımı ve kayışlarla sabitleyin.
   2. Minitorakotomi yapmadan önce cerrahi bölgeyi (perikardiektomi: üstün olarak sol klavikulaya, ön taraftan sternuma, diyafram seviyesinden daha düşük ve arka olarak sol orta klaviküler çizgiye) klorheksidin-alkol ile sterilize edin. Kalan alanları steril örtü ile örtün (Şekil 2A).
   3. Genel anestezi altında #10 cerrahi bıçak kullanarak dördüncü interkostal parasternal pozisyonda 5 cm'lik bir cilt kesisi yapın.
   4. İdeal maruziyet için pektoralis major-pektoralis minor- anterior serratus-interkostal kası sol lateral minitorakotomi (m-LLT) yoluyla üçüncü ve dördüncü interkostal boşlukta ardışık ve ayrı ayrı 5 cm insizyonlara diseke edin (Şekil 2B).
   5. Sol internal torasik arter ve damarların yaralanmasını önlemek için insizyonu sternumdan en az 2 cm ofset yapın. Toraksı açmadan önce akciğer hasarını önlemek için ventilatörü 10 s durdurun.
   6. Bir kaburga yayıcı yerleştirdikten sonra cerrahi alanın daha iyi maruz kalması için sol akciğeri sıkıştırmak için birkaç steril gazlı bez kullanın (Şekil 2C). Cerrahi alanda perikard ve timüsü görselleştirin (Şekil 2D).
2. Perikard ve diyaframın bağlanma noktasında perikardiektomiye başlayın ve iki frenik sinir arasındaki perikardiyal dokuyu, aday damarlara kadar, diyaframa kadar toplayın.
   1. Diyafram-perikard-mediastinal plevranın bağlanmasını ortaya çıkarmak için sol akciğeri adım 4.1.5'te belirtildiği gibi sıkıştırın. Diyafram-perikard-mediastinal plevranın ataşmanındaki sol mediastinal plevrayı cerrahi makas kullanılarak 1 cm uzunluğunda bir kesi yaparak kesin. Kesiyonu sol frenik sinirden 1 cm ofset olan hat boyunca innominat damarlara doğru yukarı doğru uzatın (Şekil 2E).
   2. Parmaklarınızı kullanarak tepeyi sola kaldırarak perikardın sağ kısmı için prosedürü tekrarlayın. Timik ve perikardiyal yağları sternumdan diseke edin.
   3. Perikardın iki insizyonunu aortun önünde karşılayın. Perikard ve timüsün kesişimini, aortun önündeki iki perikardiyal kesiden sıkıca yerinde tutarak ve 4-0 emilemeyen bir sütür kullanarak altı cerrahi düğümü manuel olarak bağlayarak çapraz kelepçeleyin.
   4. Perikard toplanırken frenik sinirin ve altta yatan vasküler yapıların yaralanmasından kaçının. Perikardiektomi sırasında timus da dahil olmak üzere yağ dokusunu perikard yüzeyinden diseke edin. Hemostaz için bir koter aleti (yani elektrotom, Bovie) kullanın.
3. Hasat edilen perikard, ekstra yağ dokusunu çıkarmak için steril plakaya santimetre ölçeğinde yerleştirin ve% 0.9 NaCl'de iki kez yıkayın (Şekil 2F). Hemostaz için tüm cerrahi alanları iki kez kontrol edin.
4. Açılan sağ mediastinal plevrayı rezidüel sağ perikardiyal kenara 3-0 polidioksanon ile iki kez koşu şeklinde dikiştirin. Bir solunum torbası kullanarak sağ akciğeri manuel olarak en büyük hacme kadar şişirin ve sağ toraksı kapatmadan önce 10 s tutun. Açılan sol mediastinal plevrayı rezidüel sol perikardiyal kenara 3-0 polidioksanon ile iki kez koşu şeklinde dikiştirin.
5. Sol torasik insizyonları aşağıda açıklandığı gibi dört kat halinde kapatın.
   1. Interkostal kasları ve anterior serratusları basit bir kesilmiş veya çapraz şekilde 2-0 polidioksanon ile, pectoralis major-pektoralis minor ile 3-0 polidioksanon ile koşu şeklinde, subkutis 3-0 polidioksanon ile çapraz bir şekilde ve cildi 3-0 naylon ile basit bir şekilde kesilmiş bir şekilde dikin. Tüm dikişleri 1 cm aralıklarla yerleştirin.
   2. Bir solunum balonu kullanarak sol akciğeri manuel olarak en büyük hacme şişirin ve interkostal kasları kapatmadan önce 10 s tutun.
6. Kesiyeri steril gazlı bezle örtün ve yeni kalp kapağı implantasyonu için heparinizasyondan sonra kanamayı önlemek için 5 dakika boyunca manuel olarak sıkıştırın. Daha sonra cerrahi bölgeyi bandajlayın.
7. Sedasyon derinliğini azaltmak için cilt sütürünü gerçekleştirirken intravenöz anestezikleri ve izofluranı durdurun.
8. Spontan solunum geri döndükten sonra mide tüpünü ve idrar kateterini çıkarın. Daha sonra nabız oksimetreli koyunları sedyedeki iyileşme odasına aktarın.
9. Yutma refleksi, papiller refleks ve normal spontan solunum iyileştiğinde endotrakeal tüpü çıkarın. İmplantasyondan önce günde bir kez 0.5 mg / kg meloksikamı deri altından uygulayın.
10. Anestezi tamamen tersine çevrildiğinde (yani, koyun bağımsız olarak ayakta durabildiğinde), koyunlara yiyecek ve suya erişim izni verilebilir.

5. Üç boyutlu otolog kalp kapağının hazırlanması

1. Yağ dokusunu çıkararak perikardı kesin (Şekil 3A, B, C) ve ardından 3D şekillendirici kalp kapağı kalıbına yerleştirin. (Bekleyen bir patent başvurusu nedeniyle, bu adımda rakamlar verilemez.)
2. Perikard ve 3D şekillendirici kalp kapağı modelini 2 gün ve 21 saat boyunca toksik olmayan bir çapraz bağlayıcılı (30 mL) bir inkübatöre koyun (Şekil 3D; bekleyen patent başvurusu nedeniyle, toksik olmayan çapraz bağlayıcının rakamları ve ayrıntılı bilgileri bu adımda sağlanamaz).

6. APV'nin hazırlanması

1. Çapraz bağlı kalp kapağını iki kez% 0.9 NaCl ile yıkayın ve 2 gün ve 21 saat sonra süreksiz bir şekilde bir Nitinol stent (30 mm çapında, 29.4 mm yüksekliğinde, 48 eşkenar dörtgen hücre) içine dikin. Kalp kapağı ve stent arasındaki bağlantı noktalarını hizalamak için altı ila sekiz düğüm kullanarak kalp kapağını yerinde dikmek için 5-0 polipropilen kullanın. (Patent başvurusu nedeniyle bu adımda rakamlar verilemez.)
2. Otolog pulmoner kapağın üç serbest kenarını 15 numaralı cerrahi bıçakla kesin (Şekil 4A,B). Stentli pulmoner kapağı cerrahi bir cımbızla tutun, APV'yi kaldırıp %0,9 NaCl'de bırakarak açılıp kapanmasını test edin ve deliğin daha büyük bir açılmasını sağlamak için üç komissürün daha fazla kesime ihtiyaç duyup duymadığını değerlendirin.
3. % 0.8 amfoterisin B (0.4 mL) ve% 4.0 penisilin / streptomisin (2 mL) ile 47.6 mL PBS'de sterilizasyon için APV'yi bir inkübatörde 30 dakika boyunca inkübe edin. Stentlenmiş kalp kapağını, iki katlı test için ticari bir kıpkırmızı kullanarak bir dağıtım sisteminin (DS) kafasına sıkıştırın (Şekil 4C-D) ve dağıtım sistemine takın (Şekil 4E).

7. Sol juguler ven yoluyla transkateter otolog pulmoner kapak implantasyonu

1. APV implantasyonu için koyunları adım 1'den 3'e kadar gösterildiği gibi anestezi altına alın.
2. Damar erişimi: Koyunları tıraş edin ve implantasyonu gerçekleştirmeden önce bir povidon-iyot antiseptiği kullanarak mandibulanın alt sınırına, ön medyan hattına, ön medyan hattına ve posteriorda posterior medyan hattına üstün olarak dahil olan cerrahi alanı sterilize edin. Kalan tıraşsız ve sterilize edilmemiş alanları steril örtü ile örtün.
   1. Sol juguler veni boyunda işaretleyin ve Seldinger tekniğini kullanarak kılavuz teli sol juguler ven içine yerleştirin. Delinme noktasını 10 numaralı bir bıçakla büyütün, ICE probu ve dağıtım sistemi için sol juguler ven içine 11 F'lik bir kılıf yerleştirin (Şekil 5A, B). Kılıf tanıtıcısının etrafına 4-0 emilemeyen bir sütür ile bir çanta ipi dikişi yerleştirin.
3. İntrakardiyak ekokardiyografi (ICE)¹⁷
   1. İmplantasyondan önce ve hemen sonra 10 Fr ultrason kateteri kullanarak ICE uygulayın (Şekil 5C). NPV, APV ve triküspid valfin boyut ve fonksiyonlarını içeren parametreleri kısa ve uzun eksende 2D, renk, darbeli dalga ve sürekli Doppler ile değerlendirir.
   2. Vena kontraktasındaki kapak yetersizliğinin derecesini ICE ile yarı kantitatif değerlendirme¹⁸ile değerlendirin (Şekil 6). 
4. Anjiyografi¹⁹: RVOT, NPV, pulmoner ampul ve supravalvüler pulmoner arterin çaplarını ölçerek implantasyonu yönlendirmek ve implantasyon sonrası APV'yi değerlendirmek için portatif bir C-kolu ve fonksiyonel bir ekran kullanarak anjiyografi yapın (Şekil 7A-D).
5. Hemodinamik²⁰: İmplantasyondan önce ve sonra 5.2 F 145 ° pigtail kateter kullanarak sağ ventrikül ve pulmoner arter basıncını ölçün ve kaydedin. Auriküler arter yoluyla sistemik arteriyel basıncı ölçün.
6. Implantasyonu
   1. TPVR yolunun kurulması: Floroskopi rehberliğinde sağ pulmoner artere 0.035 inç açılı bir kılavuz tel yerleştirin. Daha sonra, sol juguler venin içine 5.2 Fr pigtail kateteri yerleştirin ve floroskopi altında daha önce yerleştirilmiş kılavuz telin rehberliğinde sağ pulmoner artere ilerletin.
   2. Açılı kılavuz teli sol juguler damardan çıkarın. Sol juguler venin içine 5 Fr Berman anjiyografik balon kateteri yerleştirin ve kılavuz telin rehberliğini kullanarak sağ pulmoner artere ilerletin.
   3. 0.035 inçlik ultra sert kılavuz telini, floroskopi ölçümüne göre triküspid kapağın merkezi noktasından pulmoner kapağın merkezi noktasına kadar olan mesafeye eşit bir çapa sahip yaklaşık 8-10 cm uzunluğunda bir daire içine önceden şekillendirin ve balon kateterinin rehberliğinde sağ pulmoner artere ilerletin (Şekil 8A). Telin triküspid valf chordae ile etkileşime girmediğinden emin olun.
   4. Cildi 11 numaralı bir bıçakla genişletin ve ticari dilatörler kullanarak sol juguler veni sırasıyla 16 Fr'den 22 Fr'ye kadar genişletin (Şekil 8B). Dilatasyondan sonra insizyonu 3-0 polidioksanon kese ipi sütürü ile kapatın (Şekil 8C). DS'nin stent taşıyan kısmının^19'da açıklandığı gibi istenen pozisyonunu sağlamak için anjiyografi yapın.
   5. Pulmoner anjiyografi sırasında pulmoner kapağın sinotübüler bileşkesini sistolik ve diyastolik sonu kardiyak fazlarda iniş bölgesinin distal sınırı ve pulmoner kapağın bazal düzlemini iniş bölgesinin proksimal sınırı olarak işaretleyin.
   6. Stentlenmiş otolog valfi yeniden açın ve sıkma kaynaklı hasar açısından kontrol edin. APV'yi yeniden sıkın ve DS'nin kafasına takın (Şekil 8D). Yüklü DS'yi önceden şekillendirilmiş kılavuz tel üzerinden sağ ventrikül giriş yolundan (RVIT) ve RVOT'tan NPV pozisyonuna ilerletin (Şekil 8E, F ve Şekil 9A).
   7. DS'nin kapak tüpünü geri çekin ve APV'yi floroskopik rehberlik altında diyastolik fazın sonundaki iniş bölgesindeki NPV üzerinde yavaşça ve doğrudan dağıtın (Şekil 9A-C). Yüklü DS, miyokard yaralanmasını ve ventriküler fibrilasyonu önlemek için RVIT ve RVOT arasındaki kavşağı geçerken dikkatli olun. APV için en uygun pozisyon, stentin orta kısmının NPV'ye yerleştirilmesidir.
   8. DS'nin ucunu konuşlandırıldıktan sonra dikkatlice kapak tüpüne geri çekin ve DS'yi koyunlardan alın (Şekil 9D). İmplante edilen APV'nin boyut ve fonksiyonlarının incelenmesi sonrası için ICE (Şekil 6D-F), anjiyografi (Şekil 7C-D) ve hemodinamik ölçümleri tekrarlayın. Boynun sol tarafındaki kesiyi önceden yerleştirilmiş kese ipi dikişi ile kapatın ve manuel olarak sıkıştırın.

8. Peri-implantasyon ilaçları

1. İmplantasyondan önce, 240-300 s'lik aktif bir pıhtılaşma süresini (ACT) korumak için koyunları 5000 IU'luk bir dozda heparin ile uygulayın. Prosedür boyunca ACT testlerini kullanın. İmplantasyondan önce hem de sonrasında antagonizasyonu doğrulamak için prosedürün başlamasından sonra her 30 dakikada bir ACT testlerini tekrarlayın.
2. APV implantasyonundan önce, kardiyak aritmileri önlemek için 0.02 mol / L'lik bir dozda% 10 magnezyum ve 3-5 mg / kg'lık bir dozda amiodaron uygulayın.
3. Perikardiektomi ve implantasyon prosedürünün başlangıcında enfeksiyon ve endokarditleri önlemek için sulbaktam/ampisilin (20 mg/kg) intravenöz olarak uygulanır.

9. Postoperatif yönetim

1. Koyunların genel durumunu kalp atış hızı ve ritmi, solunum derinliği, solunum ritmi ve nefes sesi (postoperatif pnömoni kontrolü için), ağrı belirtileri ve diğer anormallikler açısından kontrol ederek 5 gün boyunca günlük bir postoperatif takip yapın. Ameliyat sonrası şişlik, iltihap, kızarıklık, kanama ve sekresyon için yarayı kontrol edin.
2. Dalteparin 5000 IU veya günde bir kez deri altından uygulanan başka bir düşük moleküler ağırlıklı heparin ile 5 gün boyunca antikoagülasyona devam edin. Postoperatif analjezi için subkutan enjeksiyon ile 5 gün boyunca 1 mg / kg meloksikam uygulayın.
3. Koyunların fiziksel durumunu değerlendirmek için hematoloji, karaciğer fonksiyonu, böbrek fonksiyonu ve serum kimyası dahil olmak üzere bir laboratuvar kan testi yapın.

10. Takip

1. ICE, kardiyak manyetik rezonans görüntüleme (cMRI), anjiyografi yapın ve implantasyondan sonra her 3-6 ayda bir hemodinamiği 21 aya kadar kaydedin. Yukarıda gösterildiği gibi ICE ve anjiyografi yapın.
2. Standart bir elektrokardiyogram kapılı sine-MRI yöntemi²¹ kullanarak 3.0 T MRI tarayıcısında yetersizlik fraksiyonunu (RF) değerlendirmek için cMRI gerçekleştirin. Önceki çalışmamızda gösterildiği gibi stent pozisyonunu ve sağ kalbin deformasyonunu tüm kardiyak siklus boyunca değerlendirmek için son kardiyak bilgisayarlı tomografi (BT) yapın²².

Koyun J'de, APV (30 mm çapında) RVOT'un "iniş bölgesine" başarıyla implante edildi.

Koyun J'de hemodinamik, ventilasyon ile genel anestezi altında sol anterolateral minitorakotomi boyunca, takip MRG ve ICE'de stabil kalmıştır (Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3). 9 cm x 9 cm ölçülerindeki otolog perikard toplandı ve ekstra doku çıkarılarak kesildi (Şekil 3A-C). Otolog perikard, 3D şekillendirme kalıbına yerleştirildi ve 2 gün ve 21 saat boyunca toksik olmayan bir çapraz bağlayıcı ile bir inkübatörde çapraz bağlandı (Şekil 3D).

Çapraz bağlı perikardın dışına bir Nitinol stent monte edildi ve stent ve kalp kapağını süreksiz bir şekilde birlikte dikmek için 5-0 polipropilen sütür kullanıldı. Stentlenmiş kalp kapağı daha sonra kesilerek açıldı (Şekil 4A-H).

APV, kendi tasarladığı bir dağıtım sisteminin kafasına sıkıştırıldı ve sert bir kılavuz telin rehberliğinde NPV konumuna ilerletildi. APV, herhangi bir hemodinamik değişiklik olmaksızın istenen NPV pozisyonunda başarılı ve tam olarak konuşlandırıldı (Şekil 8A-D).

APV prezentasyonundan hemen sonra yapılan ICE ve anjiyografi değerlendirmelerinde paravalvüler kaçak, yeni pulmoner kapak yetmezliği veya APV'de stente pulmoner kapak migrasyonu görülmedi (Şekil 6D-F).

İmplante edilen stent, son BT'ye göre, pulmoner artere ileri veya RV'ye geriye doğru migrasyon olmadan hedeflenen pozisyonda sabitlendi. Ayrıca, sol ön inen arter (LAD) ve sol circumflex arterdeki (LCX) kan akımı, kardiyak siklus boyunca stentten etkilenmedi (Şekil 10).

İmplante edilen stentli APV, takip MRG ve ICE'de %5-10 yetersizlik fraksiyonu ile sağ kardiyak sistemde olumlu fonksiyon ve hemodinamik gösterdi (Tablo 3).

Şekil 1: Hayvan hazırlığı . (A) Preklinik çalışma için koyun. (B) Sefalik vende IV kateter yerleştirilmesi. (C) Orotrakeal entübasyon. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Perikardiektomi prosedürü . (A) Cerrahi alan. (B) Üçüncü/dördüncü interkostal boşlukta cerrahi işaret. (C) Maruz kalma için kaburga retraktör yerleştirme. (D) Perikard ve timus maruziyeti. (E) Perikardiektomi. (F) Hasat edilmiş perikard. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Resim 3: Perikardiyal kırpma ve çapraz bağlama. (A-C) Perikardiyal kırpma. (D) Bir inkübatörde perikardiyal çapraz bağlama. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: DS'de APV stentleme ve yükleme. (A) Pulmoner arterden görüntülenen stentli APV. (B) RVOT'tan görüntülenen stentli APV. (C-D) Stentli APV kıvrımlı olarak kıvrılıyor. (E) Dağıtım sisteminde kıvrımlı stentli APV. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: Sol juguler ven üzerinden TPVR erişim tesisi. (A-B) ICE probu için kılıf yerleştirme ve sol juguler ven üzerinden dağıtım sistemi. (C) Sol juguler ven üzerinden ICE değerlendirmesi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: İmplantasyon öncesi ve sonrası ICE değerlendirmeleri . (A) Doğal pulmoner kapak boyutlandırması. (B) Doğal pulmoner kapak fonksiyonu. (C) Doğal pulmoner kapak hızı, basınç gradyanı (PG) ve hız süresi integrali (VTI). (D) Otolog pulmoner kapak boyutlandırması. (E) Otolog pulmoner kapak fonksiyonu. (F) Otolog pulmoner kapak hızı, basınç gradyanı (PG) ve hız zaman integrali (VTI). Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 7: İmplantasyon öncesi ve sonrası anjiyografi. (A) İmplantasyon öncesi sağ ventrikül ve pulmoner arter anjiyografisi. (B) İmplantasyondan önce pulmoner arter anjiyografisi. (C) İmplantasyon sonrası sağ ventrikül ve pulmoner arter anjiyografisi. (D) İmplantasyon sonrası pulmoner arter anjiyografisi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 8: Sol juguler ven yoluyla DS ilerlemesi. (A) Sağ pulmoner artere kılavuz tel yerleştirilmesi. (B) Çalışmada kullanılan ticari dilatörler. (C) Sol juguler vende dilatörler kullanılarak insizyon dilatasyonu. (D) DS'nin kafasına takılan kenarlı APV. (E-F) DS ilerlemesi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 9: Stentlenmiş APV dağıtımı . (A) Dağıtım konumunda yüklü DS. (B) Başlangıçta stentli APV dağıtımı. (C) Stentlenmiş APV toplam dağıtımı. (D) DS'nin Alınması. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 10: Kardiyak siklus boyunca stente pulmoner arter ile sol koroner arter arasındaki ilişki. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Tablo 1: Perikardiektomi sırasında hemodinamik. Perikardiektomi sırasında Sheep J'nin arteriyel basıncı, kalp hızı ve SpO_2'si sabit kaldı.

Tablo 2: İmplantasyon sırasında hemodinamik. İmplantasyon sırasında arteriyel basınç, pulmoner basınç, kalp hızı ve Sheep J'nin_SpO2'si sabit kaldı.

Tablo 3: MRG ve ICE'nin takip verileri. MRG ile 21 aylık bir takip yapıldı ve koyun J'den otolog pulmoner kapağın yetersizliği fraksiyonu %5 ila %10 arasında bulundu ve bu da kapak fonksiyonunun olumlu olduğunu gösterdi. Koyun J'den yapılan intrakardiyak ekokardiyografi, otolog pulmoner kapağın normal triküspid kapak fonksiyonu ile sadece 1 mL ila 3 mL yetersizlik hacmine sahip olduğunu gösterdi.

Bu çalışma, TPVR için canlı bir pulmoner kapak geliştirmede ileriye doğru atılmış önemli bir adımı temsil etmektedir. Yetişkin bir koyun modelinde, yöntem, koyunların kendi perikardından türetilen bir APV'nin, juguler ven kateterizasyonu yoluyla kendiliğinden genişleyen bir Nitinol stent ile implante edilebileceğini gösterebildi. Koyun J'de, stentli otolog pulmoner kapak, kendi kendine tasarlanmış bir üniversal dağıtım sistemi kullanılarak doğru pulmoner pozisyonda başarıyla implante edildi. İmplantasyondan sonra, koyun J'nin kalp kapağı 21 aya kadar iyi işlevsellik gösterdi ve sadece olgunlaşmamış koyunlarda otolog bir pulmoner kapak ile gelecekteki klinik öncesi çalışma için güvenli ve etkili bir klinik öncesi kanıt olarak değil, aynı zamanda klinik ortama çeviri için de hizmet etti.

Yetişkin bir koyun modelinde juguler ven kateterizasyonu yoluyla TPVR-AVP
İnsanlarla anatomik ve hemodinamik benzerlikler nedeniyle, yetişkin koyunlar biyoprotez kalp kapakçıklarının işlevselliğini ve performansını değerlendiren çok sayıda araştırmada en popüler ve yaygın olarak kullanılan büyük hayvan modellerinden biridir^23,24. Kateterizasyon ve implantasyon için, transjuguler venöz yaklaşım, dağıtım sisteminin daha büyük bir profilini gerektiren ve implantasyon sırasında ve sonrasında daha zor yönetim ile ilişkili olan transfemoral venöz yerine tercih edilir. APV, IVC-RA ile karşılaştırıldığında SVC sağ atriyum-triküspid kapak-sağ ventrikül aracılığıyla pulmoner pozisyona IVC-RA ile karşılaştırıldığında SVC-RA arasında daha kısa bir mesafe ve daha büyük bir açı ile verilebilir, bu da yüklü dağıtım sisteminin RV'ye ilerlemesini kolaylaştırabilir.

Perikardiektomi
J koyunlarından otolog 9 cm x 9 cm perikard frenik sinir ve sol internal torasik arter ve venlere zarar vermeden toplandı. Koyunlar diyafragma spazmı, solunum yetmezliği veya minitorakotomi sonrası kanama komplikasyonlarından muzdarip değildi. Koyunlarda kaburgalar arasındaki dar boşluk nedeniyle, özellikle perikardiektomi sırasında, minitorakotomide perikardın istenen maruziyetini elde etmek zordu. Bu nedenle, doku diseksiyonu sırasında aort ve pulmoner köklerin, koroner arterin ve frenik sinirin yaralanmasını önlemek için dikkatli olunmalıdır²⁵. Genel anestezi, erken canlanma ve stabil hemodinamik için kas gevşetici olmadan izofluran, fentanil ve midazolam ile sürdürüldü. Bununla birlikte, hastalar önceki ameliyatlarda perikardiektomi ve / veya perikardiyotomi geçirmişse, perikardı elde etmek için torakotomi yapılmasında sınırlamalar vardır. İlk olarak, önceki operasyonlarda perikardın asendan aort, pulmoner gövde, koroner arterler ve miyokard önünde mobilize edilirken yerleştirilen dikişlere bağlı olarak kontrol edilemeyen kanamalara yol açabilir. Ek olarak, perikard, 30 mm çapında bir kalp kapağı için en az 9 cm x 9 cm doku boyutuna ihtiyaç duyan otolog bir kalp kapağı üretmek için yeterli olamazdı. Ayrıca, perikardın kalitesi yeni stentli kalp kapağının gereksinimini karşılamayabilir. Hasat edilen perikard bir otolog kalp kapağı için yeterli olsa bile, TPVR öncesi sistematik heparinizasyondan sonra cerrahi bölgede hemostaz son derece zordur. Bu durumlarda, rektus fasya, fasya Lata ve transversalis fasya, kalp kapağı için otolog dokuyu toplamak için aday olabilir.

Implantasyonu
Stentlenmiş APV'yi dağıtım sistemine yüklemeden önce, test için ticari bir kıvırcıkta kıvrılmalıdır. Stent, sıkma sırasında% 10'a kadar uzar, bu da broşürlerin çoğu dikiş noktasında ve komissürlerin ataşmanlarında strese bağlı yırtılmaya neden olabilir. Koyun J'de, 30 mm'lik bir stentli valf test edildi ve yırtılma ve dikiş kaybı olmadan bir kıpkırmızı kullanılarak 26 Fr dağıtım sistemine yüklendi. Küçük bir cihaz (stentli APV dahil) ve dağıtım sistemi, özellikle çocuklar için juguler venin oturması açısından faydalı olacaktır. TPVR cihazının minyatürleştirilmesi, gelecekteki transfemoral implantasyonlarda daha iyi perioperatif güvenlik sağlayacaktır.

Önceki deneyimlere dayanarak, PV düzlemi her kardiyak siklusta yaklaşık 2 cm hareket etti ve bu da PV'yi doğru pozisyonda dağıtırken büyük bir zorluk oluşturdu. Ek olarak, sağlıklı koyunların iniş bölgesinde kalsifikasyonlar gibi net bir yeri yoktu, bu da insan hastalarda yaygın olarak meydana geliyor ve bu da doğru konumlandırmayı zorlaştırıyor. Ayrıca, radyal kuvvet nedeniyle, kendiliğinden genişleyen Nitinol stent, dış tüp çekilir çekilmez stentin yaklaşık 2 / 3'ü ortaya çıkarıldığında dağıtım sisteminden veya hatta pulmoner artere atladı. Stent ve dağıtım sisteminin yeniden konumlandırma mimarileri ile daha da iyileştirilmesi, yanlış konumlandırma durumunda ve stentli APV'yi tüpe çekerken dağıtımı daha iyi kontrol etmek için gereklidir. Koyun J'de, APV, kıvrılma veya stent atlama olmadan mükemmel performans gösteren dağıtım sistemi yardımıyla doğru pozisyonda implante edildi.

MRG, ICE ve son BT ile takip
İmplante edilen stentli APV, MRG'de %5-%10 yetersizlik fraksiyonu, ICE'de stabil hemodinamik ve uzun süreli takiplerde tüm kardiyak siklusta sol koroner arter ile komşuluk ilişkisi ile istenen ankraj pozisyonu ile uygun kapak fonksiyonu gösterdi. Bu çalışmanın sonuçları, disfonksiyonel RVOT'tan muzdarip hastalara fayda sağlayabilecek stent APV'nin stabil makroskopik performansına dair güçlü kanıtlar sağlamıştır.

Büyük hayvan denemelerinde, kapak disfonksiyonu, delaminasyon, broşür kalınlaştırma, broşür retraksiyonu ve düzensizlikleri içeren yanlış yönlendirilmiş kapak yeniden modellemesi ile kanıtlanmıştır^26,27. Düşük basınçlı bir dolaşımda kalp kapağı protezleri için mevcut Uluslararası Standartlar Örgütü (ISO) standartlarına göre,% 20'ye kadar kalp kapağı yetersizliği kabul edilebilir. Bir APV'nin üretim süreci göz önüne alındığında, 3D şekillendirmeli valf geometrisi, bu makalede olumlu bir sonuç elde etmek için anahtar faktördür. Ek olarak, valf geometrisi, malzeme özellikleri ve hemodinamik yükleme koşulları valf işlevselliğini ve yeniden şekillendirmeyi belirleyebilir²⁶. APV, bir NPV'ye çok yakın performans gösterdi ve implantasyondan hemen sonra ICE tarafından değerlendirilen minimal kapak yetmezliği vardı.

Son
Burada bildirilen büyük hayvan çalışmasında, kendiliğinden genişleyen bir Nitinol stent üzerine monte edilmiş otolog bir pulmoner kapağın transjuguler ven implantasyonu için bir yöntem oluşturmayı ve test etmeyi amaçladık. Bir APV, bu metodoloji ve kendi kendine tasarlanmış bir dağıtım sistemi kullanılarak koyun J'ye başarıyla implante edildi. APV'ler sıkma, yükleme ve yerleştirme sırasındaki strese dayandı ve istenen valf işlevselliğini elde etti.

Bu çalışma, yetişkin bir koyun modelinde juguler ven kateterizasyonu yoluyla kendiliğinden genişleyen bir Nitinol stent ile NPV pozisyonunda implantasyon için bir APV geliştirilmesinin uzun süreli bir takibinde fizibilite ve güvenliği göstermiştir.

Sınırlama
Bu preklinik çalışma, az sayıda koyun nedeniyle tam olarak ele alınamayan birçok sınırlama ortaya koymuştur. Bu çalışmada kullanılan Nitinol stent ve dağıtım sistemi, yeniden konumlandırma için mimarilerden yoksundu; bunun gelecekteki hayvan denemeleri için rafine edilmesi gerekecektir. Ek olarak, implantasyon sonrası en az 1 yıllık takipten sonra performansı ve broşür oluşumunu daha fazla araştırmak için APV'nin işlevselliğini çalışma süresinin ötesinde değerlendirmek ilginç olacaktır. Ayrıca, implantasyon sırasında aritmi ve miyokard yaralanmasını önlemek için dağıtım sisteminin düşük profilli ve esnek trafiğe açıklık özelliği ile iyileştirilmesi gerekmektedir. Çocuklarda APV büyümesinin çoklu kalp kapağı replasmanı ihtiyacını ortadan kaldırmasını sağlayan biyolojik olarak parçalanabilir bir stent geliştirmeye hala ihtiyaç vardır.

Yazarların açıklanacak finansal çıkar çatışmaları yoktur.

Bu çalışmaya katkıda bulunan herkese, hem geçmiş hem de şimdiki üyelerimize yürekten minnettarlığımızı sunuyoruz. Bu çalışma, Alman Federal Ekonomi ve Enerji Bakanlığı, EXIST - Araştırma Transferi (03EFIBE103) tarafından sağlanan hibelerle desteklenmiştir. Yimeng Hao, Çin Burs Konseyi (CSC: 202008450028) tarafından desteklenmektedir.