ラットの総頚動脈で外頚静脈グラフトの介在：洗練された顕微鏡下手術の訓練

新生内膜増殖は、末梢動脈バイパス手術や冠動脈バイパス手術に使用される動脈化静脈、および動静脈瘻の静脈グラフトにおいて、狭窄を引き起こす主要な原因の一つです。新生内膜増殖の病因および現在の治療選択肢を研究するため、いくつかの研究プロジェクトにおいて総頸動脈への介在術が行われてきました。しかしながら、小動物モデルを用いた従来の微小外科的手技は複雑で困難であり、全工程を簡略化するために過剰な実験動物の犠牲を必要とします。

このビデオでは、若手外科医が切除手技と静脈移植術を習得するのに役立つ詳細な操作プロトコルを解説します。総頸動脈へのインターポジション（間置術）を行い、市販の繁殖業者から入手した雌のSprague Dawleyラット21匹を3つの等分グループに分け、それぞれ21日目、42日目、84日目に手術および犠牲処理を行いました。動物の全身麻酔は、酸素流量1 L/minに設定された麻酔機と5%の麻酔ガスを供給するイソフルラン気化器に接続したプレキシガラス製ボックスを用いて導入しました。

この図では、右胸鎖乳突筋を切断する前の様子が示されています。ここでは外頸静脈が確認できます。続いて、右胸鎖乳突筋を切断した後の様子が示されており、右総頸動脈と右迷走神経が露出しています。

以下の操作では、カフ法を用いて吻合を行います。カフは、3 mmの長さに切断したプラスチックチューブを用いて手製で作成します。これらのカフは、プラスチックチューブの全容積を含む管状のカフ本体と、カフ容積の半分で構成されるカフハンドルで構成されています。

カフ本体とカフハンドルは同じ長さです。カフを総頸動脈に被せます。血管とカフハンドルは、ミニブルドッグクランプを用いて一緒に安全にクランプできます。

その後、血管を反転させ、カフ本体の外側に引き寄せます。次に、シルク結紮糸で固定します。これにより、カフの内腔が内皮細胞で覆われます。

静脈グラフトを、カップ状になった両側の総頸動脈断端に被せ、シルク結紮糸で固定します。血栓形成、特に遠位吻合部での形成を防ぐためには、動脈を固定している結紮糸に血液が接触するのを避けるため、静脈グラフトの結紮をカフ縁の非常に近い位置で行うことが不可欠です。胸骨外側の胸鎖乳突筋の直上の位置に、長さ2.5 cmの中央頸部切開を加えます。周囲の組織から完全に分離された、太い外頸静脈を確認できます。

ここでは、静脈分枝を7-0シルク縫合糸で結紮し、完全に遊離させた外頸静脈を確認できます。胸鎖乳突筋を切断した後、胸鎖乳突筋を準備します。これで、右総頸動脈を確認することができます。

総頸動脈を、動脈や迷走神経を圧迫しないように注意深く剥離します。これにより、総頸動脈の全長が露出します。次に、血管の中央を7-0シルク糸を用いて2箇所結紮します。その後、これら2つの結紮部位の間で総頸動脈を切断します。

次に、本体とハンドルからなるナイロン製カフを総角膜動脈の遠位端に被せ、カフのハンドルが血管の背面に位置するようにします。その後、総角膜動脈遠位端のカフ装着部位を、カフのハンドル上の位置でミニブルドッグクランプを用いて固定します。これにより安定性が確保されます。

続いて、結紮部位の直後で動脈を切断し、得られた動脈断端の長さがカフ本体と同程度になるようにします。動脈腔内をヘパリン生理食塩水で洗浄した後、結紮ループを脇に除けます。

その後直ちに、動脈端を上に引き上げ、カフ本体にスリーブのように被せます。続いて、結紮ループを強く引き締め、結節を作ることで動脈がスリーブから脱落するのを防ぎます。ここでは、動脈壁と縫合糸の両方を一度に鉗子で挟み、もう一方の鉗子を用いて結紮するという手法を用います。

次に、同様の手順を近位動脈断端に対して繰り返し、カフをカフ付き総頸動脈の近位端に被せます。クランプ、動脈の切断、洗浄、結紮ループの動脈断端への配置、動脈断端へのカフの被せ、そして最後に結紮ループの結紮を行います。クランプした外頸静脈から1 cmのセグメントを切除します。2本のカフ付き動脈の間隔が離れすぎているため、静脈介在術で本手技に適した距離まで接近させることができません。

3-0 Vicryl縫合糸を各ミニブルドッグクランプに掛け、2本の糸を交差させます。次に、糸を反対方向に引くことで、カップ状にした動脈断端を適切に配置します。ヘパリン生理食塩水で洗浄します。

縫合糸をカップ状の遠位角膜動脈に回した後、逆転させすすぎを行った静脈セグメントの一端を、カフ状の遠位角膜動脈に被せます。次に、適切な位置で縫合糸を結紮します。この際、結紮が静脈グラフトの全周を包含していることを確認することが重要です。

次に、静脈セグメントを再びヘパリン生理食塩水で洗浄し、静脈セグメントのもう一方の端を近位の角膜動脈断端に滑り込ませます。続いて、結紮を完了させます。ここで、完成した静脈介在移植片を確認できます。

その後、2つのミニブルドッグクランプを取り除きます。まず遠位側のクランプを取り除き、次に近位側のクランプを取り除きます。これで、動静脈間インターポジショングラフトの配置が完了します。

総頸動脈および静脈グラフトに拍動が確認されます。創閉鎖のためにクランプを取り除いた後、4-0 Vicrylを用いて皮下連続縫合を行い、さらに3-0 Vicrylを用いて皮膚の連続縫合を行います。動物は赤外線保温ランプの下、平らなペーパーベッディング上で回復させます。

動物には術後に、体重1kgあたり0.03から0.05mgの濃度の塩化ノルフィネフリンを8〜12時間おきに2日間皮下投与したところ、安楽死時の生存率は100%であった。さらに、グラフト開存率は、最初の手術個体10匹で60%、残りの11匹で82%であった。安楽死時の血流量は8 ± 3 mL/minであった。

カフ法を用いることで、管腔径の異なる血管同士を吻合させることができます。再灌流後の出血を避けるため、カフを施した血管およびTED血管の全周を確実に結紮することが重要です。血栓形成（特に遠位吻合部において）を防ぐには、静脈グラフトの結紮糸をカフの縁に極めて近くに固定し、血流が動脈を固定している結紮糸に接触しないようにすることが不可欠です。

このモデルは、高血流速度および低せん断応力の血行動態をシミュレートし、内膜肥厚の発生に影響を与えるメカニズムを研究するのに非常に適しています。大静脈をグラフトとして使用する手法とは異なり、外頸静脈をグラフトとして用いるこの自家移植により、必要な実験動物数を半分に削減できます。最終的に、総頸動脈に外頸静脈グラフトを挿入することは、高度なマイクロサージャリー技術となります。

このビデオは、実験動物の犠牲を最小限に抑えつつ、外科医が最短時間でソナタ法を習得することを目的としています。このモデルは、現在小動物の固形臓器移植で用いられているカフ法を、経験の浅い外科医が練習するための優れた手段となります。