Summary
Hier beschreiben wir eine herzchirurgische Verfahren gezüchteten Gewebe in der atrioventrikulären (AV)-Nut eines Erwachsenen Lewis Ratte Implantat.
Abstract
Nager Operation ist oft ein wichtiger Bestandteil bei der Beurteilung der Nützlichkeit von technischen Geweben. Eine Vielzahl von chirurgischen Verfahren können in gemeinsamen Labor Ratten oder Mäusen durchgeführt werden und diese sehr häufig als ein Zwischenschritt zwischen Tisch-Experimente und große Tierversuche oder Versuche am Menschen dienen. Da die Nagetiere eine etablierte, kostengünstige und physiologisch-relevanten Modellsystem, in dem neuartige Kombinationen von Gerüsten Materialien und Zellen zu testen bieten, eignen sie sich besonders für Herz-Kreislauf-Tissue-Engineering-Studien gut geeignet. Derzeit stellen wir eine am offenen Herzen chirurgische Verfahren entwickelt, Gewebe mit myogenen Vorläuferzellen in der atrioventrikulären (AV) Nut einer Ratte Herz zu implantieren. Diese Implantate sollen eine elektrische Leitung zwischen dem rechten Vorhof und die rechte Herzkammer mit dem ultimativen Ziel, eine alternative Behandlung zu konventionellen Schrittmacher-Implantation bei pädiatrischen Patienten mit komplettem AV-Block [1] zu schaffen. Die gezüchteten Gewebe ist in der AV-Nut mittels einer Thorakotomie implantiert. Für unsere Zwecke sind Lewis-Ratten betäubt und invasiv beatmet, um positive Atemwegsdruck während des sterilen OP-Verfahren aufrecht zu erhalten. Der Ansatz des Herzens wird durch ein Recht Thorakotomie durch eine anterolaterale Inzision am 5 durchgeführt
Protocol
Teil 1: Einleitung einer Vollnarkose
- A 200-250 g Lewis Ratte narkotisiert mit 50 mg / kg Ketamin und 4 mg / kg Xylazin mit einer 30 G Nadel in die Bauchhöhle injiziert. Der Oberbauch und rechten Brust abgeschnitten, um Haar und der Schnitt gründlich mit 70% Ethanol und dann eine Povidon-Iod Antiseptikum Lösung gereinigt zu entfernen.
- Das Tier ist intubiert endotracheal mit einer 16 G intravenösen Katheter an ein kleines Tier Atemschutzmaske (Harvard Apparatus). Das Beatmungsgerät ist ein Verdampfer, um 0,5 bis 1,0% Isofluran (Baxter) mit 100% Sauerstoff gemischt, um eine Vollnarkose zu halten angeschlossen. Atemfrequenz und Atemzugvolumen wird nach dem Körpergewicht der Ratte angepasst. Das Tier ist auf einem Heizkissen (Hood Thermo-Pad), um die Körpertemperatur während der Operation zu erhalten platziert.
- Zur Überwachung der Herzfrequenz und der Sauerstoffsättigung während des gesamten chirurgischen Verfahren ein Pulsoximeter-Gerät (Nellcor) wird auf einem der hinteren Gliedmaßen abgeschnitten.
Teil 2: Thorakotomie und gezüchteten Gewebe-Implantation
- Die Operationsstelle wird mit sterilen OP-Abdeckung, die anstelle mit Handtuch Klemmen gehalten wird.
- Ein Schnitt ist aus der antero-lateral an der Seitenwand der rechten Brust gemacht, knapp oberhalb der 5 th Interkostalraum. Das Innere der Brust ist durch die 5 th Interkostalraum zugegriffen und einen kleinen Haken (Roboz) positioniert ist, um die Ansicht zu maximieren.
- Der Herzbeutel ist nur über den Anhang des rechten Vorhof und rechte Herzkammer von der Basis gegen die Spitze des Herzens geschnitten. Danach wird die AV Nut identifiziert und die Epikardschicht neben der aorto-AV-Dreieck ist sanft auseinandergezupft.
- Einem 7:0-Prolene Naht (Ethicon) wird durch den basalen Schulter des rechten Ventrikels platziert. A 2 x 2 x 2 mm großes Stück aus dem gezüchteten Gewebe konstruieren seziert und innerhalb der AV Nut und sanft mit dem Prolene Naht verbunden.
- Die OP-Feld ist für Blutungen überprüft und zwei 4-0 Vicryl Nahtmaterial (Ethicon) sind zwischen den oberen und unteren Interkostalraum für die Schließung des Brustkorb gelegt.
- Offensichtliche Pneumothorax ist durch den Ausbau der Lunge durch den Ventilator ausgegraben.
- Die Brustwand wird dann schichtweise verschlossen.
Teil 3: Recovery
- Während das Tier erholt sich von der Operation wird der Einschnitt vor Ort mit 5 ml 0,25% Bupivacain [2] infiltriert.
- Das Tier ist nach der Entwöhnung vom Beatmungsgerät extubiert und in einen Käfig mit frischer Einstreu zurück, sobald sie hellwach und sternalen ist. Die Ratte wird anschließend 0,01 mg / kg Buprenorphin Analgesie subkutan alle 12 Stunden für 3 Tage verabreicht.
Teil 4: Repräsentative Ergebnisse
Wenn korrekt durchgeführt, die beschriebenen chirurgischen Implantation von gezüchteten Gewebe in der AV-Nut des Herzens (Abbildung 1) Ergebnisse in mehr als 90% Erholung der Tiere.
Abbildung 1. Ein Foto von der exponierten Herzen, welche die Stelle der Implantation des gezüchteten Gewebe.
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Discussion
Für ein positives Ergebnis der Operation ist es wichtig, richtig zu intubieren und invasiv lüften das Tier. Wenn die Ratte einfach sediert ist und erlaubt, sich spontan zu atmen, werden beide Lungen unweigerlich zusammenbrechen, während der Thorax durch gemeinsame Pleura in Nagetieren geöffnet wird. Vor dem Schließen der Brust, muss jede Pneumothorax vollständig eliminiert werden und die Lunge voll ausgebaut, um Atelektasen zu reduzieren. Andernfalls wird der Entwöhnung vom Beatmungsgerät und Recovery nicht erfolgreich sein und das Tier wird hyperkapnischen und / oder Hypoxie [3] geworden. Entfernung von epikardialen Gewebe innerhalb des AV Nut ist potenziell gefährlich und könnte zu massiven venösen Blutungen aus dem rechten Vorhof durch die empfindliche Natur der Ratte Vorhofwand führen. Beim Einsetzen der Prolene Naht im Schritt 2.4, ist es wichtig, bewusst zu sein und vermeiden Sie die epikardialen koronaren Filialen. Das Tier sollte warm gehalten werden auf eine Überschrift Pad während der Erholungsphase oder seine Körpertemperatur abrupt fallen.
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Disclosures
Tierversuche wurden in Übereinstimmung mit den Richtlinien und Vorschriften her durch die Institutional Animal Care und Verwenden Ausschuss am Children s Hospital Boston gesetzt durchgeführt.
Acknowledgments
Und Beiträge an die Reizleitung Fund an der Kinderklinik Boston; Diese Arbeit wird durch Forschungsmittel von den National Institutes of Health (HL088206 HL068915) unterstützt.
Materials
| Name | Type | Company | Catalog Number | Comments |
| 7x4 Thermo Pad 4/box | Equipment | Hood Thermo-Pad, Summerland, BC Canada | MODEL 704R | |
| Inspira ASV Ventilator | Equipment | Harvard Apparatus | ||
| Handheld Pulse Oximeter | Equipment | Nellcor | N20PA | |
| Retractor | Equipment | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-6514 | |
| Isoflurane (Forane) | Reagent | Baxter Internationl Inc. | 1001936040 | |
| Ketamine HCl | Reagent | Hospira Inc. | RL-0065 | |
| Xylazine (AnaSed) | Reagent | Lloyd, Inc. | LB15705A | |
| Buprenorphine HCL Inject | Reagent | Bedford Laboratories | Div-BUP-P00 | |
| Bupivacaine 0.25% | Reagent | Hospira Inc. |
References
- Choi, Y. H. Cardiac conduction through engineered tissue. Am J Pathol. 169, 72-85 (2006).
- Shin, J. W. Low-dose systemic bupivacaine prevents the development of allodynia after thoracotomy in rats. Anesth Analg. 107, 1587-1591 (2008).
- Horstick, G. Surgical procedure affects physiological parameters in rat myocardial ischemia: need for mechanical ventilation. Am J Physiol. 276, H472-H479 (1999).
