究 関す 実験的 能 補助効果 心機 対す 急性期 よ 慢性期 右心不全 骨格筋 よ

金沢大 学 十全 医 学会 雑 誌 第1 01巻 第5号 8 5 9‑8 7 2 (1 9 9 2)

骨 格 筋による右 心 不 全^に対 す^る急性 期およ び慢性 期 ^の 心 機能補 助効 果^に 関す^る実 験 的研究

金 沢 大 学 医学 部 外 科 学 第^一 講 座 (主任^:渡 辺 洋 字教 授)

竹 村 博 文

( 平 成4年9 月2 9 日受 付)

8 5 9

心臓 移 植, 人工 心臓^に代^{わ る}重 症心 不全^の治療 法^の開 発を 目的と し て自 己骨 格 筋^{を 用いた 心}機 能 補 助^に関 する実 験 的 研 究を行^っ た^･ 石 室 自 由 壁 梗 塞^{に よ る}右心 不全^モデルを作 製し, 自己骨 格 筋を 用^い る石 室 自 由 壁^{の 心}筋 形 成 術 (^dyn a mic

c a rdio my^opla st y) ^の心機 能 補 助 効 果^を検 討^{し た.} 雑 種^の成 熟^イヌを用^いて全 身麻 酔 下^に開 胸し, 右 冠動 脈^と左 冠動 脈^{か ら}右 室

自由 壁^に濯 流 する枝をす^{べ て}結 集し, 右 室 自 由壁 梗 塞^を作 製し た^. 右 室 自 由 壁梗 塞^によ り動脈 圧, 肺 動 脈 圧, 石 室 収縮 期圧,

左房 圧, 心拍 出量, 右 室 仕 事 量は有意^に低 下し, 石室 拡 張 終 期 圧, 中心静脈 圧^ほ有意^に上昇^{し た.} 急 性 実 験^{で は}, 心筋 形成 術 を行う^に先 立ち, 準 備 手 術と し て 心室 抑 制 型^{ペ ー ス メ ー カ ー} を用^い, 左 広 背 筋^{を 6} 週 間 慢 性 電 気 刺 激し ト レ^{ー ニ} ン グ

(pr e c o nd itio ning) を行^った^. 石 室 梗 塞 作 成後, トレ ^{ー ニ} ング した広 背 筋を胸 壁付 着 部と 上腕 骨 付着 部^で剥離^し, 胸 背 動 静 脈 神

経付 き^の有 茎筋 弁^{と して}胸 腔 内^に誘導^し, 広 背 筋^の中枢 側 断 端^は肋 骨 骨 膜^に固 定し, 末 梢 側は梗 塞^に陥^った右室 自 由壁を覆 う よ うに縫 著し た^. 自己 心拍^に 2 ^: 1 同期で, 刺 激 電 圧5 V , 刺 激持 続 時 間0^.5m s e c, 刺激 間隔5 0m s e c の4連発 刺 激^で広 背 筋 を駆 動 する と, 右 室 梗 塞によ り低 下し た動 脈 圧, 肺 動脈 圧, 右 室 収縮 期 圧, 左 房 圧, 心拍 出 量一 石室 仕 事 量ほ有意^に上昇し,

ま た 上昇^{して いた}中心静 脈 圧, 右 室拡 張終 期 圧は低 下 する傾 向^にあ^った^. 右 室 梗 塞前, 梗 塞 後, 心筋形 成 術 後^の容 量 負 荷^によ る右 重 機 能 曲線^でも, 梗 塞^によ る石室 機 能^の低 下と, 心筋 形 成 術によ る右室 機 能の改 善^を認^{め た.} 慢性 実 験^では予^め広 背筋^の

トレ ^ー ニン グ ほ行^わず,

一期 的^に石 室 自 由壁 梗 塞 作 成と 心筋 形 成 術を行^い, 心臓に広 背筋を巻き 付け た状 態で, 広 背 筋を 心室 同 期型^{ペ ー ス メ ー カ ー} を 用^い , 自 己心拍^に1 : 1 同 期^で慢 性 刺 激し トレ ^{ー ニ}ン グ し た. 6 ^カ月 後 再び閃胸し骨 格 筋非 駆 動 時^と 駆 動時の血行 動態^の変 化^を検 討^{し た,} 骨格 筋^の駆 動^{によ り}左 室 圧^, 石室 圧, 心拍 出量, 右 室 仕事 量^ほ有意^に上昇し, 左 室拡 張 終 期圧, 右 童 拡 張終 期圧, 中心静 脈 圧は低 下する傾 向^にあり, 慢 性 期^においても心筋 形成 術^の心機 能 補助 効 果が認め ら れ た^. 心臓^に巻 きつけた骨 格 掛こよ る 心拡 張 障害が懸 念さ れ た が, 左 室 拡 張終 期圧, 石 室 拡 張終 期 圧^はむ^{し ろ}低下 す^る傾 向^にあり拡 張 障害^は認め な かっ た. 屠 殺 後^の標 本^でほ石室 内腔は著明に拡 張し右 室 自 由壁^ほ罪薄 化, 線 維化して いた^. 骨 格 筋^に萎 縮や線 維 化は認め な か^っ た^. 組 織 学 的^にも 石 室 自 由壁^には梗 塞^の所 見である空 胞変 性, 線 維 化^を認^{め た.} 骨 格 掛^こは紅 織学 的^に壊死 像, 萎縮^は認め な か^っ た. 以^上のよ うに石 室 自 由壁 梗 塞 法^{によ る}右 室不全を作 成^でき, こ の右室不 全^モデルに対して の石 室自 由 壁心筋 形 成 術^によ る心機 能^の改 善が, 急 性 期な ら び^に慢 性 期とも^に認め ら れ, 臨床 応用^の可能 性が 示 さ れ た.

Key ^{w o}rds skeletal m us cle_, C ardiom y^opla st y^{, r}igh ^{t heartfailu re, C a rdia c a ssist, tranSfo rm atio n}

心臓手 術^の発達, 循 環 作用薬^の開 発^にも 関^{わ ら}ず心 不全^ほ依 然と し て高^い死 亡率を有 する^{l‑ 2‑.} 欧 米では 日常 的 手 術と なっ て

いる 心臓 移 植^にも限 界が指 摘^されて お り^{3 )}, ま た完 全 植^え込^み 型人 工 心臓^にも血栓, 感 染な ど^の問題が 山積して いる^{射. こ}れ ら^に代わ る治療 法と し^て自己骨格 筋を 心機 能 補 助^に応用する研 究が注目 さ れてき^{て いる.}

骨 格筋を応 用する考え は古くt 1 9 5 7年^に動 物 実験が な さ れ て お り⁵⁾, 多くの基 礎的^{研 究の軋 1 9 8 5年 初めて臨床 応用 さ れ た6}.}

その後^の臨 床 応 用の報 告^{で は}, 対象^{ほ 主に}左心 不全であり右心 不全に対するのほ少^ない. 従 来, 左心 不全に対し て は大 動 脈 内

バ ル ^ー ン パ ン ビング^{7) 8)} や左 室 補助 装 置^{9 ト 1 2)}に よ る補 助効 果が確

立さ れ ている が, 冠血行 再 建 術 あるいは左 室 痛 切 除 術後^の右心

不全^{‑ 3 }}, ま た 心室 形 成不全を有する先天性心疾 患, 不整 脈 起 源

性 石 室 異 形成 症^{棚 1 5 ‑}, 左 室補 助 装置 使用時^の合 併 症である右心 不全1 6 ト 1 8 1

等, 臨床^上右^{心 不}全の治 療^に難 渋 す^る症 例 も 多^い. そこ で今回の研 究で は, 右心 不全に対する新しい治 療 方 法と Lて骨 格 筋を石 室^に巻 き 付 け骨 格 筋^を収縮させる右室^心筋 形成 術( dyn a mic c a rd io m yopla st y) ^に よ る, 急 性 期^の心機 能 改 善^の 可能 性^の検討を行^い, 同 様^に慢 性 実 験^によ る臨 床 応用 可能 性^の 検 討を行^った.

対 象^{お よ}び 方 法

対 象と し て雑 種の成 熟イ^ヌを使 用し, 急 性 実 験に1 7頭, 慢性 実 験^に5頭を用^いた.

A b breviation s: A o, aO rta; B P , blo od _pres s u re; C･ 0 ･, Ca rdiac out p^ut; C V P, C entral v e n o u s p^ressu r e ; E C G,

ele ctr o ca rdiog^{r a m} ; H R, he a rt r ate ; L A D, left a nte rior de sce nding ^{a r}te ry ; L A P,1eft atrial _pres s u r e; L D M F,

left latis sim u s dorsi m u s cl_{e ;} L V ,1eft v e ntricl^e ; L V E D P, 1eft ve ntric ular e nd^qdia stolic p^{r e ssu re}; L V P ,1eft

l . 急 性 右心不 全^モデル に対 する 心筋形 成 術に よ る 心機 能補 助効 果(急 性 実験)

囲^{1 に}急 性 実 験^{の プロトコ ー ルを 示}す^･ 1 7頭を以下^の3群^に分^{け た.}

Ⅰ群 (8頭), 石 室 自 由 壁梗 塞^{によ る}右心 不全作 成 乱 ^心筋 形 成術を施行^せず, そ^のま ま 2 時 間血行 動態を測 定し た群^･

Ⅰ群( 6頭), 右心 不 全作成 後, JL^､筋 形成 術^を施 行し 2 時 間血 行動 態^を測定し た群^.

Ⅲ群( 3頭), 右心 不全 作成 前^, 作 成後, 心筋 形 成 術 後^に容 量 負荷^によ る石室 機 能 曲 線を求^め, 血行 動 態^を評 価^{し た}群･

1 . 右室^不全^モデ^{ル の}作 成

骨 格 筋^によ る 心機 能 補助 効 果^を評価 す^{る た めに, ま}ず 右心 不 全^モデ^ルを作 成 すること を 目的と し て, Ⅰ, Ⅱ群^{の1 4}頭 ( 体 重 1 3^.2 ^〜1 8^.8 kg) を対 象^に, 冠 動 脈結 梨 法^{に て}石室 自 由壁 梗 塞を 作成し た^. 5mg/^kg の塩 酸^{ケ タ ミソ}(^三共, 東 京) ^の筋 注^{によ る} 麻酔 導入, 5m g/^kg/^{hr のベ ン ト パ ル ビ タ ー ル( 大日本 製 薬, 東} 京) ^の点 滴 静 注^の麻 酔維 持, 気 管 内挿 管 後 ^{Ha 工V a rd} 型 人工呼 吸 器(Bodin e E le ctric Co mpa̲^{ny, C h ic ago,米 国) によ る全 身}麻酔

で管理 し た^. 筋 弛 緩 剤^は使^{用 し な かっ た.} 胸 骨正中 切 開^で開 胸 し, 図2 に示すよ うに右 冠動 脈と左 前 下行 枝か ら石 室 自 由 壁^に 催 流 す^{る 全て の}冠 動 脈^の枝を 4 ^‑ 0 ポリ プ ^{ロ ビ レ ー ン}糸 (Eth ic o n,Ne w Je r s ey^, 米国)を用^{い て}結 集^{L た.}( 左 前 下 行 枝^か らの枝^の結 熱が 不十 分^である と完 全な右室 自 由壁 梗 塞を作 成で

G r 皿p I

きな^い た^め, できる限り結 集 する よ う努め た^■) 右冠 動 脈 本軌 左 前 下行 枝 本 幹^は結 集し な か ^った. 左 宣 下壁 梗 塞^を避 ける た め 右冠動脈^の後 下 行枝^は結 染しな か った^. 冠 動脈 結 共^によ り生じ た 心室性 期 外収 縮^{はリ ドカイ ン}( 藤 沢 薬 品工業, 大 阪)0.5^〜1

mg/^kg の静江で制 御^{L た.}

2 . 骨 格 筋^の慢性 電 気 刺激^{によ るト レ ー ニン グ}

Ⅱ, Ⅲ群^にお^{い て}は, 骨格 筋^の連 続 駆 動^に対 す^る耐疲 労性を 獲 得 す^{る た めに ,} 右心 不全作 成^の実 験^に先ん じ て, 左 広背 筋の

慢 性 電 気 刺 激^{によ るトレ ー ニ ン} グ (pr e c o nditio ning^{1 9 )}) を行っ

た^.

トレ ^ー ニ ングの方 法^{:1 0m}g/^kg の塩 酸^{ケ タ ミ} ンの筋 注麻 軌 自発 呼吸 下^に左 腋 窟^{か ら}左 季 肋 部ま で皮膚 切 開を加え た^. 左広 背筋^を露 出^し胸 壁の肋 間 動 脈 ある^いほ腰 動脈か ら広 背 筋に流入 する副側血行を全^て結 染 切 離^{し た.} そ^のま ま閉創^し骨 格 筋^の無 刺 激 期 (^{v a s c ula r delay2 0})を 3 週 間おいた ^. 3 週 間 後^に再び 1 0mg/^kg の筋 注 麻酔, 自 発 呼吸下^に左 腋 窟^に小 切 開^を加^え, 胸 背 神 経を剥 離し, 心室 抑 制 型^{のペ ー ス メ ー カ ー} ( M ^ode1 6略 S ie m e n s‑^{E le m a 社},SoIn a,S w ede n) に接 続 する^{ペ ー シ}ングワイ ヤ ^ー を胸 背 神 経^に巻 き 付け, ペ ^ー ス メ ^ー カ ^ー本 体を広 背筋と胸 壁の間^に植え込^{ん だ.} 術 後5 日間セ フ ァゾ リンナト リ ウム(藤 沢 薬 品工業)^{5 0m} g/^kg/^{目 を筋 注し た. 初めの2 週 間は, 刺 激様} 式を, 刺 激 電 圧5 V , 刺 激 持 続 時 間0^.5 m s e c, 刺 激 頻 度30/ m

i n と し, 2週 間 以 後^は刺 激 頻 度^{を 7 5}/ ^{min に}増 加^{さ せ た.}

■^̲3 ^{w ∝}b_r̲>^±一^丁 6 血 ̲ → i･･‑･･･‑･･････‑･‑‑･ ･‑･ ^‑ 2 血

Ⅳ 桓 ^{W 山}

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Ⅳ 桓 ^{W 劇}

i 血 ho n

C 封dio m y^op^{la如y O b e rvado n}

鮎_{g b}t ^Y￠n 扇c山訂 ru n Cdo n c u Ⅳ e

F ig^.1. S he m atic r epr e s e ntatio n of e xpe rim e ntal _pr oto c oIsin e a ch gr o up^A A total of 17 m o ngr el c a nin e s w e r ed i vi ded into thr e e gr o ups. In gr o up I (n ⁼8)^,right v e ntric ula r (R V)fr e e w all infa r ctio n w a sindu c ed a nd he mod_yn a mic cha ng^{e s w e r e r e c o r}ded fo r 2 ho u r s^. In go r up Ⅱ(^{n = 6})^{, afte rindu ctio n of R V infa r ctio n, C a rd io myopla st y w a s pe rfo r med by w r ap ping R V fr e e w aII}

with pr e c o nd itio n ed leftlatis sim u s do r si m u s cle^･ Pr e c o nditio ning m e a n s tr a n sfo r m atio n ofskeletal m u s cle into fatigu e^‑r e Sista nt m u s cle by ele ctric al stim ulatio n^. Pr e c o nditio ning of the latis sim u s do r si m u s cle p^{r e c e}ded c a rd io m yopla st y ^{o v e r a} 6 w e ek p^{e r}iod^. Va s c ula r delay m e a n s the r e c o v e ry pe riod afte r c ollat_{e r a}l ^{v e s s e}l li_gatio n･ In gr oupⅢ (^{n =3}), V olu me lo ading ^{w a S} p^{e r}fo r m ed to obtain R V fu n ctio n c u r v e befo r e a nd afte rtheind_{u c}tio n of R V infa r ctio n a nd follo wing c a rdio m yopla st y^･ v e ntric ular p^{res s ure ;} P A , P^ulm o na ry ^a:rtery; P A P, pulm on a ry ^af te rial _pr e ssu re ; R C A , ri_ght c oronary ^arte ry^; R V , ri gh ^{t ventricle ; R V E D P , ri}gh ^{t ventricular end‑dia stolic pr e盲su r e ; R V P , ri}gh ^{t v e ntric ular pressu r e ;} R V S W ,ri_ght v e ntric ular str oke w o rk _; S M R V P, Sy^StOlic m e a n righ ^{t v e ntric ula r p}r e s s u r e; ^Sy^S, Sy^StOlic