Tóm tắt: Có rất nhiều vấn đề về ghép tim chỉ có thể trả lời qua thực nghiệm. Chúng tôi nghiên cứu ghép tim theo mô hình Ono và Lindsey trên 2 nhóm chuột cống trắng: nhóm 1 (30 chuột) truyền rửa tim qua động mạch chủ, nhóm 2 (30 chuột) truyền rửa tim qua tĩnh mạch chủ. Kết quả: nhóm 2 có thời gian tim ghép đập lại dài hơn nhóm 1, thời gian tim đập lại ở nhóm 2 dài nhất tới 1 tuần.

Abstract: There are many problems in heart tranplant that can only be answer with experimental. A study with rat on the Ono and Lindsey heart transplantation model, we divide this study two groups: group 1 (30 rats) initial flash via inferior cava, group 2 (30 rats) initial flash via aorta. Result: group 2 is more successful than group 1 about heart beat for long time, at the longest in group 2 is a week.

1. Đặt vấn đề.

Ghép tim là một thành tựu lớn của y học trong thế kỷ XX. Trải qua hơn 40 năm phát triển, ngày nay ghép tim đã đạt được những thành tựu rực rỡ. Mặc dù vậy, cho đến nay vẫn tồn tại nhiều câu hỏi, đặc biệt là về miễn dịch thải ghép và bảo quản tim ghép. Cách duy nhất để trả lời những câu hỏi này là thông qua nghiên cứu ghép tim thực nghiệm trên động vật.

Trên thế giới, ghép tim thực nghiệm được thực hiện trên nhiều loài động vật khác nhau tùy theo mục đích nghiên cứu. Các mô hình ghép tim trên động vật lớn, tương tự mô hình ghép tim đúng chỗ trên người, phục vụ cho việc phát triển kỹ thuật và nghiên cứu sinh lý, huyết động học của tim ghép. Nhưng sử dụng các mô hình này cho việc nghiên cứu miễn dịch thải ghép và bảo quản tim ghép thì không phù hợp lắm vì quá tốn kém và không làm được với số lượng lớn.

Việc ứng dụng kỹ thuật vi phẫu cho phép ghép tim trên các động vật nhỏ như chuột cống, chuột nhắt. Chỉ với động vật nhỏ người ta mới tạo ra được các dòng thuần chủng, các dòng có biến dị gen đặc hiệu. Điều này giúp các nhà khoa học có thể tìm hiểu sâu về cơ chế miễn dịch, các biện pháp ức chế và điều hòa miễn dịch, các liệu pháp điều trị biến đổi gen.

Ghép tim trên chuột còn hay được sử dụng để nghiên cứu về bảo quản tạng vì có thể làm với số lượng lớn. Mặt khác, mặc dù kỹ thuật vi phẫu đòi hỏi kỹ năng chuyên sâu, nhưng ghép tim trên chuột vẫn có thể đạt tỉ lệ thành công khá cao, tới 95%, tương đương với ghép tim trên động vật lớn. Sử dụng chuột còn có một ưu điểm nữa là rẻ tiền, chăm sóc, nuôi dưỡng cũng đơn giản vì chuột có khả năng chịu đựng và chống nhiễm khuẩn rất tốt.

Tại Việt Nam, ghép tim thực nghiệm hiện nay mới chỉ được tiến hành trên động vật lớn. Chưa có cơ sở nào báo cáo về kỹ thuật ghép tim trên chuột.

Với mục đích cung cấp thêm một phương pháp nghiên cứu cho công cuộc nghiên cứu ghép tim tại Việt Nam, chúng tôi thực hiện nghiên cứu này tại Khoa Phẫu thuật thực hành - Học viện Quân y nhằm các mục tiêu chính sau đây:

- Ghép tim khác chỗ thành công trên chuột.

- Đánh giá hai phương pháp truyền rửa bảo quản tim.

2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu.

2.1. Đối tượng nghiên cứu:

60 cuộc mổ ghép tim sử dụng 120 con chuột cống trắng, trọng lượng 300-400 gam (mỗi cuộc mổ cần 1 con cho và 1 con nhận).

2.2. Phương pháp nghiên cứu:

2.2.1. Quy trình ghép tim thực nghiệm theo mô hình Ono và Lindsey:

Ghép tim thực nghiệm được tiến hành ngoài mục đích để tìm hiểu kỹ thuật và áp dụng trên người thì còn có mục đích nghiên cứu đơn thuần (nghiên cứu về sinh lý tim khi không có thần kinh chi phối, nghiên cứu về phản ứng thải ghép, nghiên cứu về các dung dịch bảo quản…). Vì vậy, có một số mô hình ghép tim thực nghiệm rất giống mô hình ghép tim trên người (nói chính xác hơn là mô hình ghép tim trên người lặp lại mô hình thực nghiệm) nhưng cũng có những mô hình thực nghiệm không bao giờ được áp dụng trên người vì nó chỉ có ý nghĩa nghiên cứu đơn thuần.

Trước Ono và Lindsey, có nhiều tác giả thực hiện các kỹ thuật ghép tim đúng chỗ như kỹ thuật kinh điển của Lower và Shumway (1960), nhóm nghiên cứu ở Đại học Kinki (Nhật Bản), và các kỹ thuật ghép tim khác chỗ như mô hình của Carrel (1905), Shumway (1960).

Về bản chất, các mô hình ghép tim trên chuột đều bắt chước mô hình của Carrel thực hiện năm 1905, trong đó động mạch chủ của quả tim ghép được nối vào động mạch của con nhận, động mạch phổi của tim ghép được nối vào tĩnh mạch của con nhận. Tim ghép được nuôi dưỡng và có thể đập nhưng không thực hiện chức năng sinh lý vận chuyển máu.

Năm 1964, Abbott và cộng sự lần đầu tiên báo cáo về kỹ thuật ghép tim khác chỗ trên chuột. Kỹ thuật của họ bao gồm việc nối tận - tận động mạch chủ của tim ghép với động mạch chủ dưới của chuột nhận, nối tận - tận động mạch phổi của tim ghép với tĩnh mạch chủ dưới của chuột nhận.

Mô hình này có nhược điểm là sẽ làm liệt hai chân sau của chuột nhận do làm mất nguồn máu nuôi dưỡng. Thực tế vào thời điểm đó chưa có chỉ vi phẫu liền kim 10.0 nên các tác giả cũng không thể có cải tiến gì hơn.

Đến năm 1969, nhờ sự phát triển của kỹ thuật vi phẫu và bắt đầu có các loại chỉ vi phẫu chuyên dụng, Ono và Lindsey cải tiến và báo cáo về kỹ thuật ghép tim trên chuột của họ. Trong kỹ thuật này, trên chuột cho tim, sau khi thắt tĩnh mạch chủ trên và dưới, thắt các tĩnh mạch phổi, cắt rời động mạch chủ, động mạch phổi, tim ghép được lấy ra khỏi cơ thể và bảo quản lạnh. Trên chuột nhận tim, động mạch và tĩnh mạch chủ (đoạn dưới thận) được phẫu tích bộc lộ. Sau đó nối tận - bên động mạch chủ tim ghép vào động mạch chủ dưới, nối tận - bên động mạch phổi tim ghép vào tĩnh mạch chủ dưới của chuột nhận.

Trong mô hình này, tuần hoàn của tim ghép chỉ đi theo một vòng nhỏ. Máu vào động mạch chủ, đi qua hệ thống vành, nuôi dưỡng cơ tim và làm tim đập, sau đó về xoang vành, đổ về tâm nhĩ phải, xuống tâm thất phải rồi qua động mạch phổi để về hệ tĩnh mạch của chuột nhận.

Tim ghép trong mô hình này không thực hiện chức năng sinh lý bình thường, vì vậy nó chỉ thích hợp để nghiên cứu về miễn dịch và bảo quản tim. Một số tác giả cố gắng tạo những mô hình tim ghép trên chuột có thể thực hiện chức năng tống máu nhưng không thành công.

Cho đến nay, nghiên cứu ghép tim trên chuột chủ yếu vẫn sử dụng mô hình của Ono và Lindsey với những cải biên không đáng kể.

2.2.2. Quy trình truyền rửa bảo quản tim:

2.2.2.1. Truyền rửa tim qua động mạch chủ, ghép tim khác chỗ: thực hiện trên nhóm 1 (30 cặp ghép tim).

- Phẫu thuật lấy tim chuột: chuột được gây mê bằng Ketamine liều 50 mg/kg cân nặng, cạo sạch lông vùng bụng và ngực, cố định chuột nằm ngửa trên bàn mổ. Mở ổ bụng chuột, phẫu tích bộc lộ động mạch chủ và tĩnh mạch chủ, tiêm 200 đơn vị Heparin vào tĩnh mạch chủ. Luồn catheter vào động mạch chủ, đưa catheter lên quá cơ hoành, bơm 5 ml dịch Ringer Lactat lạnh 4oC có pha Heparine (2000 đơn vị/lít dịch). Cắt bỏ xương ức và thành ngực chuột theo một hình tam giác. Bơm dịch Ringer Lactat lạnh vào bề mặt tim. Phẫu tích thắt và cắt tĩnh mạch chủ trên và chủ dưới. Phẫu tích và cắt động mạch chủ. Phẫu tích và cắt động mạch phổi. Cuối cùng, thắt tất cả các tĩnh mạch phổi thành một khối rồi cắt các tĩnh mạch phổi và nhấc tim ra ngoài ngâm ngay vào dịch Ringer Lactat lạnh.

Tiến hành truyền rửa lại qua động mạch chủ bằng dịch Ringer Lactat lạnh 4oC có pha Heparine.

Đặt tim vào trong cốc thủy tinh có chứa Ringer Lactat, đặt cốc thủy tinh vào ngăn mát của tủ lạnh trong vòng 30-45 phút. Đây là thời gian bảo quản trong lúc chuẩn bị con chuột nhận.

- Phẫu thuật ghép tim chuột: chuột nhận tim được chuẩn bị tương tự chuột cho tim. Mở bụng chuột theo đường trắng giữa và mở thêm đường ngang. Gạt ruột sang bên, bọc gạc ẩm. Bộc lộ động mạch và tĩnh mạch chủ đoạn dưới thận. Tiến hành ghép tim theo mô hình của Ono và Lindsey (hình 1).

2.2.2.2. Truyền rửa tim qua tĩnh mạch chủ, ghép tim khác chỗ: thực hiện trên nhóm 2 (30 cặp ghép tim).

Tất cả các bước tiến hành tương tự như nhóm 1, nhưng ở chuột cho tim, sau khi tiêm Heparin, thay vì luồn catheter vào động mạch chủ thì luồn catheter vào tĩnh mạch chủ để bơm rửa.

- Theo dõi sau ghép bằng cách nhìn, sờ xem tim còn đập không và siêu âm tim bằng đầu dò có tần số cao.

3. Kết quả và bàn luận.

3.1. Thời gian tim đập lại sau ghép:

ở nhóm 2, chủ yếu tim ghép đập lại sau ghép được 72 giờ, đặc biệt có 4 ca tim đập lại sau ghép được 1 tuần; ở nhóm 1, chủ yếu tim đập lại sau ghép được 24 giờ.

3.2. Kết quả tim sống sau ghép:

Các lý do khiến tim không đập lại sau ghép gồm 2 ca tim bị đóng băng trong quá trình bảo quản do nhiệt độ tủ lạnh quá thấp, 6 ca do chảy máu phải kẹp lại động mạch để khâu nối bổ sung gây nên thiếu máu nóng kỳ hai của tim ghép, 10 ca còn lại không rõ nguyên nhân, có thể là do thời gian phẫu thuật kéo dài hoặc do tim bị tổn thương trong quá trình bảo quản.

Trong số 42 ca tim đập lại sau ghép, có 15 ca tim đập lại được 24 giờ sau ghép, 23 ca tim đập lại được 72 giờ sau ghép, 4 ca tim đập được đến ngày thứ 7 sau ghép.

Tỉ lệ tim đập lại sau ghép trong nghiên cứu này nếu so với mục tiêu của nghiên cứu (để xác lập quy trình kỹ thuật) là thành công. Lần đầu tiên tại Việt Nam ghép được tim chuột đập lại sau ghép nhiều giờ.

Tuy nhiên, nếu so với kết quả của các tác giả khác trên thế giới thì tỉ lệ này còn thấp hơn. Lý do chủ yếu dẫn đến tình trạng này là do phẫu thuật viên chưa có kinh nghiệm và do trang thiết bị (đặc biệt là kính vi phẫu) của cơ sở nghiên cứu không đạt yêu cầu. Những yếu tố trên dẫn tới tỉ lệ sai sót kỹ thuật cao, thời gian mổ kéo dài làm giảm khả năng sống của tim ghép. Một nguyên nhân khác nữa có thể là do trong nghiên cứu này không sử dụng dung dịch bảo quản mà chỉ sử dụng dung dịch Ringer Lactat thông thường.

Trong nghiên cứu này, 2 nhóm nghiên cứu với 2 phương pháp truyền rửa tim khác nhau. Nhóm 1, sau khi tiêm Heparin, tim được truyền rửa qua động mạch chủ (phương pháp này hay được áp dụng cho ghép tim trên người và trên động vật lớn). Với cách truyền rửa như vậy, dịch rửa đi trực tiếp vào hệ thống vành. Nhóm 2, sau khi tiêm Heparin, tim được truyền rửa qua tĩnh mạch chủ. Đây là cách truyền rửa trong phẫu thuật ghép tim - phổi. Dịch rửa đi vào tâm nhĩ phải, qua tâm thất phải, ra động mạch phổi, đi qua phổi rồi quay lại tim để ra động mạch chủ tương tự như tuần hoàn của máu. Với cách truyền rửa này, các buồng tim được rửa sạch nhưng hệ thống vành không được truyền rửa trực tiếp.

Các nghiên cứu ghép tim trên thế giới có thể sử dụng một trong hai phương pháp trên tùy từng nhóm tác giả nhưng chúng tôi không tìm thấy nghiên cứu nào so sánh hai phương pháp này với nhau.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi sơ bộ thấy nhóm 2 có tỉ lệ thành công cao hơn.

4. Kết luận.

Nghiên cứu phẫu thuật ghép tim khác chỗ trên chuột với 2 nhóm nghiên cứu sử dụng 2 phương pháp truyền rửa tim khác nhau, đạt tỉ lệ thành công với 70% tim đập lại sau ghép, trong đó có 4 trường hợp tim đập lại được đến ngày thứ 7 sau ghép.

Đây là hai phương pháp truyền rửa tim hiện đang sử dụng phổ biến trên thế giới trong ghép tim và ghép tim - phổi, nhưng đến nay chưa có nghiên cứu nào so sánh hai phương pháp trên mà chỉ thuần túy là nghiên cứu cơ chế.

Kết quả nghiên cứu tuy có nhiều hạn chế bởi cơ sở vật chất, song có thể nói là thành công lớn ở nước ta, tạo bước đột phá trong xây dựng mô hình ghép tim, nhận định kết quả hai phương pháp truyền rửa có ý nghĩa lớn trong công cuộc ghép tạng của nước ta.

Tài liệu tham khảo:

1. Niimi M (2001), “The technique for heterotopic cardiac transplantation in mice: experience of 3000 operations by one surgeon”, J. Heart Lung Transplant, 20, 1123.

2. Richter M, Richter H et al (2001), “Do vascular compartments differ in the development of chronic rejection? AT1 blocker Candesartan versus ACE blocker Enalapril in an experimental heart transplant model”, J. Heart Lung Transplant, 20, 1092.

3. Ono K, Lindsey E.S (1969), “Improved technique of heart transplantation in rats”, J. Thorac. Cardiovasc. Surg., 57, 225.

4. Lee S, Willoughby W.F, Smallwood C.J, Dawson A, Orloff M.J (1970), “Heterotopic heart and lung transplantation in the rat”, Am. J. Pathol., 59, 279.

5. Braunwald’s Heart Disease (2008), A textbook of cardiovascular medicine, eighth edition, Saunders Copyright, an imprint of Elsevier Inc. Cardiac transplantation.

6. Niloo M Edwards, Jonathan M Chen, Palmela A Mazzeo (2004), The ColumbiaUniversityMedicalCenterNew YorkPresbyterianHospital Manual. Totowa, New Jersey, Humana Press Inc. Cardiac Reconstructions with Allograft Tissues.

7. Richard A Hopkins, Karl E Karlson, Gloria A Karlson (2005), Copyright Springer Science, Business Media, Inc. Cardiothoracic Surgery 3rd Edition.

8. Fritz J Baumgartner (2003), Copyright Landes Bioscience, Current Diagnosis & Treatment in Cardiology, 2nd edition.

9. Michael H Crawford (2002), Scottsdale, Arizona, Heart Transplantation, Medicine, Surgery, Immunology, Research.

10. James K Kirklin, James B Young, David C Mcgiffin (2002), Copyright by Health Sciences Asia, Elsevier Science.

11. Hurst's the Heart (2008), Copyright 2001-2002, the Mc Graw-Hill Companies, Cardiac Surgery in adults 3rd edition, Lawrence H Cohn, Mc Graw Hill Medical.

Đỗ Xuân Hai, Trịnh Cao Minh, Trịnh Hoàng Quân, Nguyễn Quang Trung, Phạm Quốc Đại, Ngô Thị Đông, Trần Ngọc Anh (Học viện Quân y)

Phản biện khoa học: PGS.TS. Ngô Văn Hoàng Linh - PGS.TS. Kiều Trung Thành