Результат интеллектуальной деятельности: Способ гетеротопической абдоминальной трансплантации сердца у крыс, снижающий вторичную тепловую ишемию миокарда донорского сердца

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной медицине и трансплантологии и касается создания экспериментальной модели гетеротопической абдоминальной трансплантации сердца у крыс, снижающей вторичную тепловую ишемию донорского сердца.

Одной из главных проблем трансплантологии остается разработка эффективных и безопасных методов иммуносупрессивной терапии. Для тестирования новых иммуносупрессивных препаратов, углубленного изучения механизмов отторжения трансплантата, необходима экспериментальная модель на животных, позволяющая наблюдать реакцию отторжения трансплантата и возможность ее предотвращения с помощью тестируемых лекарств.

В 1964 г была предложена первая, ставшей классической, модель гетеротопической абдоминальной трансплантации сердца у крыс [Abbott CP, Lindsey ES, Creech Jr O, et al. A technique for heart transplantation in the rat. Arch Surg 1964; 89:645-52]. Сущность данной техники заключалась в подшивании аорты донорского сердца к брюшной аорте реципиента, а легочного ствола донорского сердца к нижней полой вене реципиента. На данной экспериментальной модели и проводятся тестирование иммуносупрессивных препаратов.

К недостаткам данной экспериментальной модели можно отнести ее техническую сложность, заключающуюся в наложении в брюшной полости реципиента 2-х сосудистых анастомозов. Наложение двух сосудистых анастомозов удлиняет время операции, а значит, неизбежно приводит к развитию вторичной тепловой ишемии донорского сердца.

Вторичная тепловая ишемия начинается с момента извлечения донорского органа из охлажденного консервирующего раствора и заканчивается в момент возобновления в нем кровообращения после наложения сосудистых анастомозов. Длительность вторичной тепловой ишемии зависит от анатомических особенностей донорского органа и реципиента, квалификации хирургов и организации работы в операционной [Арефьев М.Л., Минина М.Г., Ильинский И.М. Ишемическое повреждение аллотрансплантированных почек и активность матриксных металлопротеиназ. Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2011, №2., С. 103-109].

В качестве прототипа автор предлагает описанный в литературе в 2013 г. способ гетеротопической абдоминальной трансплантации сердца у крыс [Didié М, Biermann D, Buchert R, Hess A, et al. Preservation of left ventricular function and morphology in volume-loaded versus volume-unloaded heterotopic heart transplants. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2013; 305(4):Р.533-41]. Суть данного способа заключается в том, что аорта донорского сердца подшивается к брюшной аорте реципиента, легочная артерия донора подшивается в левое предсердие донора, верхняя полая вена донора подшивается к нижней полой вене реципиента.

Данный способ абдоминальной трансплантации имеет следующие недостатки:

1. Техническая сложность, поскольку, как и в классической методике, в брюшной полости реципиента выполняются два анастомоза: аорта - аорта, верхняя полая вена - нижняя полая вена.

2. Удлинение времени операции, вследствие наложения двух анастомозов приводит к вторичному тепловому ишемическому повреждению миокарда донорского сердца, т.к. предварительно кардиоплегированное сердце, при подшивании двух анастомозов, в брюшной полости реципиента будет согреваться.

Авторы предлагают свой способ гетеротопической абдоминальной трансплантации сердца у крыс, снижающий вторичную тепловую ишемию миокарда донорского сердца.

Суть способа заключается в следующем:

После срединной стернотомии осуществляется забор сердца донора, выделяется и иммобилизируется восходящий отдел аорты, накладываются лигатуры на верхнюю полую и нижнюю полую вены, после чего аорта пережимается сосудистым зажимом, пунктируется инсулиновой иглой и в нее вводится 5 мл ледяного раствора кустодиола, необходимого для выполнения кардиоплегии. После чего сердце останавливается. Далее отсекается аорта до уровня отхождения брахиоцефального ствола, пересекается легочный ствол на уровне бифуркации. Верхняя и нижняя полая вены лигируются полипропиленовой нитью 6/0 и пересекаются. После чего перевязываются и отсекаются легочные вены. Далее сердце извлекается и промывается от сгустков крови и посторонних частиц раствором кустодиола. Сердце помещается в чашку Петри заполненную холодным раствором кустодиола и обкладывается салфетками с ледяной крошкой. На кардиоплегированном сердце в чашке Петри накладывается анастомоз между легочной артерией и ушком левого предсердия по типу конец в бок. Подготовленное таким образом сердце донора подшивается к брюшной аорте реципиента посредством аорта донора - к брюшной аорте реципиента.

К преимуществам предложенного авторами способа гетеротопической абдоминальной трансплантации сердца у крыс, снижающий вторичную тепловую ишемию миокарда донорского сердца являются:

1. Более простая техника, т.к. при трансплантации, в брюшной полости реципиента, накладывается только один анастомоз (аорта - аорта), что уменьшает время операции и, следовательно, уменьшается вторичная тепловая ишемия миокарда.

2. Повышается выживаемость миокарда донорского сердца, т.к. анастомоз между легочной артерией и ушком левого предсердия выполняется в ледяном растворе кустодиола.

3. Экономичность предложенного способа, т.к. отсутствует наложение второго анастомоза между верхней и нижней полой венами.

Используя данный способ, нами выполнено 8 успешных гетеротопических абдоминальных трансплантаций сердца у крыс. Время операции занимало от 1 часа 40 минут до 2 часов.

Пример 1.

23 июля 2017 года в эксперименте участвовали две крысы мужского пола.

Первым этапом эксперимента, в условиях ингаляционной анестезии севофлюраном (патент на полезную модель №148362 от 2014 г), был выполнен забор сердца у крысы донора. Проведена срединная стернотомия, выполнено выделение и иммобилизация восходящего отдела аорты, наложены лигатуры на верхнюю (ВПВ) и нижнюю (НИВ) полые вены, после чего была пережата аорта сосудистым зажимом типа бульдог и пунктирована инсулиновой иглой, в нее введено 10 мл ледяного (температура 0°) раствора кустодиола. После чего сердце остановилось. Далее были отсечены аорта до уровня отхождения брахиоцефального ствола, легочный ствол на уровне бифуркации. ВПВ и НИВ лигировались полипропиленовой нитью 6/0 и были пересечены, после чего перевязаны и отсечены легочные вены. Далее сердце было извлечено и промыто от сгустков крови и посторонних частиц раствором кустодиола. Сердце помещено в стерильную чашку Петри заполненную ледяным раствором кустодиола и было обложено салфетками с ледяной крошкой. Время забора донорского сердца составило 15 минут. В чашке Петри на донорском сердце был наложен анастомоз между легочной артерией и ушком левого предсердия по типу конец в бок атравматической иглой prolen 10/0.

Вторым этапом выполнялась подготовка реципиента. В условиях ингаляционной анестезии севофлюраном (патент на полезную модель №148362 от 2014 г) произведена полная срединная лапаротомия, петли тонкого кишечника крючками были отведены вверх, и закрыты стерильной салфеткой смоченной в теплом физиологическом растворе. Выделена НПВ и аорта в инфраренальном отделе. После чего в НПВ введено 20 ЕД гепарина, через 2 минуты был наложен проксимальный и дистальный микрозажим на аорту. Собственно трансплантация выполнялась с продольной аортотомии реципиента и наложением анастомоза конец в бок между восходящим отделом аорты донора и брюшным отделом реципиента. По завершении анастомоза, снимался дистальный, а затем проксимальный зажим и восстанавливалась самопроизвольная сердечная деятельность, оценивалась состоятельность анастомоза. Впоследствии производилось послойное ушивание раны. Послеоперационная рана обрабатывалась раствором бриллиантовой зелени. Время второго этапа операции составило 65 минут.

По окончании операции прекращалась подача ингаляционной анестезии. Крыса проснулась через 10 минут. Послеоперационный период в течение 5 дней протекал нормально. На шестые сутки зафиксирована смерть крысы в результате отторжения трансплантата и кровотечения.

Пример 2.

25 июля 2017 года в эксперименте участвовали две крысы мужского пола.

Первым этапом эксперимента, в условиях ингаляционной анестезии севофлюраном (патент на полезную модель №148362 от 2014 г), выполнен забор сердца у крысы донора. Проведена срединная стернотомия, выполнено выделение и иммобилизация восходящего отдела аорты, наложены лигатуры на верхнюю (ВПВ) и нижнюю (НПВ) полые вены, после чего была пережата аорта сосудистым зажимом типа бульдог и пунктирована инсулиновой иглой, в нее введено 10 мл ледяного (температура 0°) раствора кустодиола. После чего сердце остановилось. Далее были отсечены аорта до уровня отхождения брахиоцефального ствола, легочный ствол на уровне бифуркации. ВПВ и НПВ лигировались полипропиленовой нитью 6/0 и были пересечены, после чего перевязаны и отсечены легочные вены. Далее сердце было извлечено и промыто от сгустков крови и посторонних частиц раствором кустодиола. Сердце помещено в стерильную чашку Петри заполненную ледяным раствором кустодиола и было обложено салфетками с ледяной крошкой. Время забора донорского сердца составило 20 минут. В чашке Петри на донорском сердце был наложен анастомоз между легочной артерией и ушком левого предсердия по типу конец в бок атравматической иглой prolen 10/0.

Вторым этапом выполнялась подготовка реципиента. В условиях ингаляционной анестезии севофлюраном (патент на полезную модель №148362 от 2014 г) произведена полная срединная лапаротомия, петли тонкого кишечника крючками были отведены вверх, и закрыты стерильной салфеткой смоченной в теплом физиологическом растворе. Выделена НПВ и аорта в инфраренальном отделе. После чего в НПВ введено 20 ЕД гепарина, через 2 минуты был наложен проксимальный и дистальный микрозажим на аорту. Собственно трансплантация выполнялась с продольной аортотомии реципиента и наложением анастомоза конец в бок между восходящим отделом аорты донора и брюшным отделом реципиента. По завершении анастомоза, снимался дистальный, а затем проксимальный зажим и восстанавливалась самопроизвольная сердечная деятельность, оценивалась состоятельность анастомоза. Впоследствии производилось послойное ушивание раны. Послеоперационная рана обрабатывалась раствором бриллиантовой зелени. Время второго этапа операции составило 75 минут.

По окончании операции прекращалась подача ингаляционной анестезии. Крыса проснулась через 15 минут. Послеоперационный период в течение 4 дней протекал нормально. На пятые сутки зафиксирована смерть крысы в результате отторжения трансплантата и кровотечения.