ブタの術後半身モデル

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12628 (2023) この記事を引用

メトリクスの詳細

片側横隔神経損傷は、先天性心臓手術における恐ろしい合併症です。 単心室循環の新生児や小児に悪影響を及ぼします。 横隔神経の損傷によって引き起こされる横隔膜麻痺は、特に新生児の呼吸が横隔膜の収縮に依存しているため、呼吸機能に障害を起こします。 さらに、受動的肺灌流のあるフォンタン患者は、横隔膜の収縮によって肺血流が増加するため、横隔神経損傷によって深刻な影響を受けます。 横隔膜ひだ形成術は現在、肺灌流および呼吸力学に対する横隔膜麻痺の悪影響を改善するために採用されています。 この手順により、腹部内容物による肺の圧迫が軽減されます。 しかし、ひだ状の横隔膜は収縮しないため、肺血流には影響しません。 そこで、横隔膜ペースメーカーを評価するために、片側横隔膜麻痺のブタモデルを開発しました。 モデル生成の図解によるステップごとの説明により、他の人がモデルを複製して将来の研究に使用できるようになります。 それにより、これらの患者の潜在的な改善の調査と推進に貢献する可能性があります。

片側横隔神経麻痺とそれに続く片側横隔膜麻痺は、小児心臓手術の合併症としては以前から 1 、そして今も 2 珍しいものではありません。 片側の片側横隔膜麻痺は、死亡率、罹患率、気管切開率の増加、および長時間にわたる人工呼吸器の増加をもたらします2。 保守的なアプローチを好む人もいます 3 が、早期の横隔膜ひだ形成を選択する人もいます 4。 しかし、両方のアプローチの比較評価では同様の成功率が示され、影響を受けた患者の 60% が改善しました5。 Kaufmanらは成人に対して神経溶解による横隔神経再建と腓腹神経移植も行ったが6、このアプローチは依然としてばらつきがあり、サイズの制約により小児患者への移植は不可能であった。 横隔神経麻痺は、先天性心臓手術における 2 つの部分集団に特に関連しています。

最初のグループはフォンタン循環を有する小児で構成されます。これらの患者では、肺の血流は支持心室なしで確立されています。 中心静脈圧の上昇により、吸気時の横隔膜の吸引効果によって肺血流が促進されます。 したがって、横隔膜麻痺の重度の影響を受けているフォンタン患者では、肺血流は横隔膜の機能に依存します7。 心臓手術を受ける新生児は 2 番目のグループに相当し、新生児の呼吸機構は横隔膜の機能に大きく依存している 9 ため、年長児に比べて横隔膜麻痺に苦しむことが多くなります。

現在、横隔膜ペーシングに利用可能なシステムは、例えば高度頸部外傷 10、先天性中枢低換気症候群 11、筋萎縮性側索硬化症 12 などの場合に両側で使用するために開発されています。 片側横隔神経損傷の臨床現場では、影響を受けた片側横隔膜の刺激が依然として課題です。 閉ループという意味でのペーシング システムは、現時点ではこの状況には存在しません。 完全埋め込み型のトリガー式片側横隔膜ペースメーカーの前臨床試験を容易にするために、術後の片側横隔膜麻痺の前臨床大動物モデルを開発することを目的としました。

ブタを手術台上に仰向けに置きました（図1c）。 標準的な滅菌ドレーピングの後、タイプ 10 の刃を使用して皮膚 (図 2a) を鋭く切開しました。 単極ナイフ (Erbe、テュービンゲン、ドイツ) を使用して、胸骨が露出するまで下にある組織を切り落としました (図 2b)。 振動骨鋸 (518.01、Synthes、ボーフム、ドイツ) を使用して胸骨正中切開によって開き (図 2c)、両方の半横隔膜を露出させました (図 2d)。 水平胸膜開口部と湿ったガーゼによる肺の変位の後、加速度計センサー回路 (フラウンホーファー IBMT、生体医工学研究所、ズルツバッハ、ドイツ) (図 3a) を左半横隔膜の最も頭側の点に配置しました (図 3b) ）。 5-0 ポリプロピレン縫合糸 (Prolene、Ethicon、Nordersted、Germany) を使用して、その端に 4 つの個別のステッチを介して加速度計を固定しました [図 6]。 3c]。 筋電図の記録には、2 つのフック電極 (Osypka、ラインフェルデン、ドイツ) [図 6]。 3d] は加速度計から 10 mm 離れて配置されました。 フック電極の位置は胸壁の側壁に可能な限り近くし（図3e）、各電極に5-0ポリプロピレン（プロレン、エチコン、ノルダーシュテット）のU字ステッチを使用してフック電極を横隔膜に固定しました（図3f)。 左半横隔膜に完全に器具を装着した後、サイズ 0 のポリエステル繊維縫合糸 (Mersilene、Ethicon、ノルダーシュテット、ドイツ) を使用して、加速度計とフック電極のラインを胸骨切開部のすぐ外側の皮膚に個別に縫い付けました。 4a]。