Muis heterotopische cervicale harttransplantatie met behulp van vasculaire manchetten

Abbott et al. publiceerden¹ de eerste beschrijving van heterotopische abdominale harttransplantatie bij ratten in 1964. Deze chirurgische technieken werden verfijnd en vereenvoudigd door Ono et al. in 1969². Corry et al. beschreven voor het eerst een methode voor heterotopische abdominale harttransplantatie bij muizen in 1973; vergelijkbaar met de eerder gerapporteerde rattenmodellen, omvatte dit engraftment in de buik van de gastheer met revascularisatie door end-to-side anastomosen van de longslagader van de donor en oplopende aorta naar de inferieure vena cava en abdominale aorta van de ontvanger, respectievelijk³. Heterotopische cervicale harttransplantatie bij ratten werd in 1971 door Heron beschreven met behulp van teflonmanchetten gemaakt van intraveneuze katheters van 16 G (1,6 mm buitendiameter)⁴. Chen⁵ en Matsuura et ^al.6 rapporteerden later heterotope cervicale harttransplantatie bij muizen in 1991, waarvan de technieken voornamelijk verschilden in hun methode van re-anastomose. Chen’s benadering omvatte gehechte anastomosen van de opgaande aorta van de donor aan de halsslagader van de ontvanger en de longslagader van de donor aan de externe halsader van de ontvanger⁵. Vanwege de geavanceerde technische vaardigheden die vereist zijn voor deze microchirurgische gehechte anastomosen, was een aanzienlijke hoeveelheid tijd en ervaring nodig om een hoog slagingspercentage te bereiken. Matsuura et al. beschreven een methode met behulp van een niet-hechtbare manchettechniek, vergelijkbaar met die van Heron, waarbij end-to-end anastomosen werden gebruikt met behulp van de extra-luminale plaatsing van manchetten. Hij maakte teflonmanchetten van 22 G (0,8 mm buitendiameter) en 24 G (0,67 mm buitendiameter) intraveneuze katheters en plaatste ze over de externe halsslagader van de ontvanger en de gemeenschappelijke halsslagader, respectievelijk⁶. Deze manchetten werden vervolgens in de longslagader en aorta van de donor geplaatst en beveiligd door een hechtingsligatuur rond de verbinding te binden. Deze aanpak vertaalde zich in een verbeterd slagingspercentage. Het belangrijkste was dat het resulteerde in een verkorting van de tijd die nodig is om beide cervicale anastomosen te voltooien, waardoor de warme ischemische tijd van het transplantaat werd teruggebracht tot minder dan een derde van die met behulp van de abdominale hechtmethode. Bovendien, omdat de manchetten rond het buitenoppervlak van het vat worden geplaatst, is er geen vreemd lichaam blootgesteld aan het vaatlumen, wat de kans op trombose na operatie grotendeels vermindert⁷. Ondertussen biedt het gebruik van de manchettechniek ondersteuning rond de bloedvaten op de plaats van de anastomose zonder dat er gehechtheid nodig is, wat het risico op bloedingen na revascularisatie vermindert⁶.

Er zijn talloze herzieningen van deze techniek voorgesteld. Om de korte lengte van de gewone halsslagader van de muis (ongeveer 5 mm) op te vangen, ontwikkelden Tomita et ^al.8 een modificatie van deze techniek met een kleinere arteriële manchet (0,6 mm buitendiameter), terwijl ze hechtingen weglieten en de slagader in plaats daarvan rechtstreeks door de manchet met een fijne tang trokken. Wang et al. vereenvoudigden deze aanpak verder door respectievelijk 22 G- en 24 G-manchetten op de rechter longslagader van de donor en de rechter gemeenschappelijke halsslagader van de ontvanger te plaatsen⁹. Verschillende rapporten hebben wijzigingen in deze benaderingen beschreven, waaronder het gebruik van gespecialiseerde manchetten, microchirurgische klemmen, vaatdilatators en cardioplegie 10,11,12. Met name al deze methoden omvatten de retrograde circulatie van bloed door het hart, waarbij bloed stroomt van de ontvangende gemeenschappelijke halsslagader naar de donoraorta, de kransslagaders, de kransslagaders, vervolgens leeglopen in het rechteratrium en uit de longslagader naar de ontvangende externe halsader.

In vergelijking met engraftment in de buik biedt cervicale harttransplantatie meerdere voordelen. Zoals eerder vermeld, zorgt cervicale blootstelling voor snellere revascularisatie en kortere warme ischemische tijden⁶. De cervicale methode is ook minder invasief en wordt geassocieerd met kortere postoperatieve hersteltijden omdat het een laparotomie vermijdt⁶. Belangrijk is dat end-to-end anastomosen met manchetten kunnen worden uitgevoerd in plaats van end-to-side anastomosen, wat het risico op complicaties zoals anastomotische bloedingen vermindert. De abdominale benadering vormt ook een verhoogd risico op het ontwikkelen van trombotische complicaties in de abdominale aorta of inferieure vena cava, wat leidt tot ischemie van het ruggenmerg en achterste verlamming. De oppervlakkige cervicale locatie van de transplantatie biedt gemakkelijke toegang tot beoordeling van de levensvatbaarheid van het transplantaat door palpatie, elektrocardiografie en invasieve of niet-invasieve beeldvorming. Hoewel de cervicale transplantaten spontane cardiale activiteit hervatten na reperfusie, hebben ze geen significante invloed op de systolische en diastolische parameters van de ontvanger. Dit model biedt waardevolle inzichten voor het bestuderen van cellulaire reacties na transplantatie, zoals ischemie-reperfusieletsel en transplantaatafstoting. Bovendien biedt dit model een ideale aanpak om posttransplantatie beeldvorming mogelijk te maken, zoals intravitale twee-fotonenmicroscopie of positronemissietomografie (PET) beeldvorming. Hiertoe heeft ons laboratorium eerder methoden gerapporteerd om bewegende weefsels en organen in de muis in beeld te brengen, waaronder kloppende muizenharten en aortaboogtransplantaten na heterotopische cervicale transplantatie om leukocytenhandel te visualiseren tijdens ischemie-reperfusieletsel en binnen atherosclerotische plaques, respectievelijk 13,14,15 . Bovendien is dit model vanwege de oppervlakkige locatie en het gemak van blootstelling geschikt voor harthertransplantatie¹⁶.

Dit rapport beschrijft een techniek die laminaire bloedstroom mogelijk maakt met de externe plaatsing van de vasculaire manchetten op de bloedvaten waaruit de bloedstroom afkomstig is. Dit zorgt voor een soepele overgang van de bloedstroom van het ene vat naar het andere, waardoor de blootstelling van de distale vaatrand in het vasculaire lumen wordt vermeden. Bovendien maakt de techniek gebruik van een grotere manchet van 20 G, in plaats van eerder gebruikte manchetten van 22 G, voor de pulmonale slagader van de donor om te zorgen voor een ruime terugkeer van de bloedtoevoer naar de ontvanger.