Abstract
19. yüzyıl sonundan yılında tanıtılmasından bu yana, Langendorff izole kalp perfüzyon cihazı ve çalışma kalp modelinin sonraki gelişme, kardiyovasküler fonksiyonu ve hastalık 1-15 eğitim için çok değerli araçlar olmuştur. Kalp Langendorff hazırlanması herhangi bir memeli kalp için kullanılabilir, ancak bu cihaz ile ilgili bir çok çalışma nedeniyle büyük memelilerde 1,3,11 için sistemlerin artan karmaşıklığı küçük hayvan modellerinde (örneğin, fare, sıçan, tavşan) kullanır. Bu cihaz 1,11 kullanan herhangi bir denemenin önemli bir bileşeni - bir büyük güçlük farklı kalp boyutta bir dizi üzerinde sabit koroner perfüzyon basıncı sağlamaktır. Bir santrifüj pompa ile klasik hidrostatik afterload sütun yerine, aşağıda açıklanan Langendorff çalışan kalp cihazı aynı set-up çeşitli madenî için kullanılabileceği anlamına gelir, kolay ayarlama ve perfüzyon basınçları sıkı düzenlenmesi için izin verirs veya kalp boyutları. Ayrıca, bu yapılandırma da sorunsuz kullanıcının tercihlerine bağlı olarak, reperfüzyon sırasında sabit basınç veya sabit akış arasında geçiş yapabilirsiniz. Bu kurulum açık doğası, diğer tasarımlara göre sıcaklık ayarı daha zor hale rağmen, atık ve ventriküler basınç-hacim kolay veri toplama için izin verir.
Introduction
Temel kalp biyoloji ve fizyoloji anlayışımızın çok izole, retrograd perfüze Langendorff kalp ve izole çalışma kalp sistemleri kullanılmaktadır deneylerden geldi. Bu deneysel sistemler hala yaygın hasarlı miyokard 5,7 4, hücre tabanlı tedavi önşartlama, iskemi-reperfüzyon hasarı 2 dahil olmak üzere önemli konularda, bizim kardiyovasküler bilgisini genişletmek için bugün kullanılan, uyuşturucu 6,9, ve kardiyak allogreft koruma kardiyak etkileri teknikleri 8,15-18.
Izole edilmiş kalp sistemlerinin her ikisi de herhangi bir memeli türleri için de kullanılabilir olsa da, esas olarak kobay, sıçan, veya tavşan gibi küçük 3,12,13 memelilerde kullanılır. Böyle domuzlar ve insanlar gibi büyük hayvan modelleri, daha fazla klinik ile ilgili veri sağlamak, ama daha az sıklıkla nedeniyle yüksek maliyet, daha yüksek biyolojik değişkenlik, kan perfüzyon çözümleri daha büyük hacimli ve bigg için kullanılırekipman 1,12-15 adet er. Ayrıca, veri toplama özellikle çalışmakta olan kalplerin 1,3,12-15 için, daha zordur. Bu karmaşık bir sonucu olarak, klinik olarak uygun izole edilmiş kalp modelleri nadiren ciddi kardiyovasküler translasyonel araştırma ilerlemesini engellemektedir, kullanılır.
Bu karmaşıklığı gidermek amacıyla, izole çalışan kalp hazırlık kolaylıkla sabit basınç veya sabit akış Langendorff koşullar altında ya, insan da dahil olmak üzere farklı türlerin kalpleri, adapte edilebilir bir sistem oluşturmak için güncellenmiştir. Afterload uyum odası çalışma modunda Langendorff modu ve afterload perfüzyon basıncını ayarlama işlemini kolaylaştırmak için bir santrifüj pompa ile değiştirildi. Bunun yerine kalp içeren bir kapalı, gömlekli bir rezervuar, bu sistem iletkenlik kateterizasyon için transapikal yaklaşımının kullanılmasına olanak sağlayarak, veri toplama kolaylaştırmak için açık bir bölmeyi kullanır. Moreover, bu açık tasarım ayrıca bu deneyler sırasında ölçülebilir fizyolojik parametrelerini genişletilmesi, kalbin ekokardiyografik değerlendirilmesi için erişim sağlar. Bu gelişmeler, umarım büyük hayvan yorumsal araştırmalar için bu sistemi kullanmak için başkalarını teşvik edecektir.
Protocol
1.. Langendorff Aparatı Binası (Bkz: Şekil 1)
- 3/8 "tüp kullanılarak, kan haznesine kalp rezervuar bağlayın.
- Bu boru bir roller pompa geçer emin olun. NOT: Bu roller pompa geçmesi için 1/4 "boru bir parça oluşturmak için iki 3/8 boru konnektörleri" 1/4 "kullanarak gerektirebilir.
- 3/8 "tüp ısıtıcı / oksitleyici kan haznesini bağlayın.
- Y-konnektörüne ısıtıcı / oxygenatör bağlamak için 3/8 "boru kullanın.
- Santrifüj pompa Y-konnektörü bir kolunu bağlayın, sonra (3/8 "boru ile) ikinci bir Y-konnektörüne santrifüj pompa bağlayın.
- Bir kabarcık tuzak ve basınç dönüştürücü sokma aracı olarak hem de hizmet verecek yukarı bakan kol, bir hemostaz valfi güvence tüp bir parça 3/8 "takın.
- Aşağı doğru kola 3/8 "tüp bir parça takın. Bu kısım AOR eklenecektir (afterload hattı yani) tic kanül.
- 3/8 "tüp ile ön yükleme odasının girişi için Y-bağlayıcının diğer kol bağlayın. Bu boru, ikinci bir silindir pompa geçer emin olun.
- Bu haznenin çıkış için fazla 3/8 "tüp bağlayın. Bu kısım (önyükleme hattı yani) sol atrium eklenecektir.
- Isıtıcı / oksijenatörde için oksijen tankı ve ısıtma cihazı bağlayın.
- Kalp çalışma moduna koymak kadar bu hat kullanılacak olmayacak gibi, ön-yükleme odasına Y-konnektör gidiş hattını kelepçe.
2.. Basınç-Hacim Kateter Hazırlık
- Bir 37 ° C su banyosu içinde, tuzlu su çözeltisi, bir şişe sıcak.
- En az 30 dakika boyunca ılık tuzlu su içinde iletkenlik PV kateter ve basınç sensörü bekletin.
- Her ikisi de en az 30 dakika boyunca ısınma için izin veren, veri toplama sistemleri açın.
- Oksijen tankı, ısıtma cihazları, iki rezervuar bağlayan roller pompa ve santrifüj pompa açın. Isıtma aygıtı, hayvanın vücut sıcaklığı (~ 36 ° C) olarak ayarlanmalıdır.
- Üreticinin talimatlarına uygun olarak kan yıkayın. Yavaş yıkama hızları kan (örneğin, aşırı elektrolitler, parçalanmış hücresel materyal) atık ürünlerin daha fazla tamamen kaldırılması için tavsiye edilir.
- Kan yıkanır sonra, hematokrit düzeyi öncesinde hemodilüsyon kontrol edin.
- İstenen hematokrit konsantrasyonda (önerilen:% 20-25) için normal tuzlu su ile yıkandı, kırmızı kan hücreleri sulandırın ve Langendorff aparatına ekleyin.
- (Ön yükleme bölmesi hariç), sistem boyunca kan akışını başlatmak için, iki pompa hızı ayarlayın.
- Kan karışımın pH ve elektrolitler kontrol ve kullanılan türler için fizyolojik kadar ayarlayın. NOT: Giriş zararlı önlemek içinreperfüzyon sırasında kalsiyum akısı, Langendorff aparatı üzerinde kalsiyum seviyeleri başlangıçta (0.3-0.5 mmol / L) düşük tutulmalıdır.
- Potasyum eşzamanlı artış ile hematokrit bir azalma varsa, laktat dehidrogenaz ve hemolizini ekarte etmek için plazma serbest hemoglobin kontrol edin.
- Durumda hemoliz, meydana gelen tüm bağlantıları sıkı olmasını sağlamak ve bariz saydamlaştırılması hiçbir alanlar vardır gelmez.
- PowerLab sisteminin ikincil Basınç yuvaya Millar kateter takın.
- Üreticinin talimatlarına uygun olarak basınç sensörü kalibre edin.
4.. Langendorff Cihazlar için Ek için Kalp hazırlanması
Not: Uygun şekilde duran kalp bir izole edilmiş kalp sistemin de dahil olduğu herhangi bir büyük hayvan deneyleri için kullanılmalıdır. Kardioplejik tutuklama eksikliği kalbi gibi o ölçülebilir iş üretmek değil zarar verebilir. Celsior veya düşük potasyum UniverWisconsin verilen yoğunluk (UW) çözeltisi olarak tavsiye edilmektedir, bu çözüm sadece klinik kullanılanlara benzer, ama çözeltinin düşük potasyum devresi sırasında hiperkalemi engeller yardımcı olur. Kardiyoplejik solüsyon hacmi domuz kalpleri için yeterli 1 litre ile, kalp boyutuna bağlı olacaktır.
- Çabuk ventriküllerinde herhangi bir depolama çözümü dökmek kuru kurulayın ve tartmak, saklama kabından kalp kaldırmak.
- Kalp Langendorff'a için hazır olana kadar, soğuk miyokard ısısını korumaya yardımcı saklama kabına kalp dönmek ve böylece aort yukarı bakacak onu yönlendirmek.
- Aort içine bir 3/8 "kanül takın ve bir zip-kravat ile sabitleyin.
5.. Langendorff'a için Kalp takılması
- Yavaş damlama santrifüj pompa azaltın.
- Kanla dolu ve tamamen de-yayınlanan kadar aort içine kan damlama.
- Dikkatle aort c takmakLangendorff üzerinde aort boru için annula. Bağlanma süresi not edin.
- Yerli aort içine hemostaz valfi [DS1] ile kalibre edilmiş basınç dönüştürücü takın.
- Basınç ölçümleri başlayın ve istenilen reperfüzyon basıncı elde edilinceye kadar santrifüj pompa hızını ayarlayabilirsiniz. NOT: Basınç olarak koroner direnç değişiklikleri değişebilir. Bu nedenle, özellikle ilk reperfüzyon esnasında, yakından aort basıncı izler.
- Isıtma ünitesi intramiyokardiyal sıcaklığına sıcaklığını artırmak 37 ° C'de ölçülür NOT: ısınma ünitesi ve intramiyokardiyal sıcaklıklardaki değişiklikler yapılan ayarlamalar arasında bir gecikme olacaktır. Bu nedenle, sıcaklık değişiklikleri aşamalı olarak yapılmalıdır.
- PH, elektrolitler ve diğer biyokimyasal ölçümler ölçmek için venöz kan haznesinden bir temel (T = 0) bir numunesi elde edilir.
- Septum içine sıcaklık probu yerleştirin ve miyokard sıcaklığını izlemek. Isınma ünitesi sıcaklığını azaltınmiyokard ısısı 39 ° C'nin üzerine çıkarsa
- Deney için arzu edildiği gibi fizyolojik parametrelerini ayarlayarak, kan numuneleri her 15 dakikada al.
- Iyonik kalsiyum önce çalışma modunun başlamasından> 0.8 mmol / L sağlamak, her 5 dakika kan çözeltisine, yaklaşık olarak 1 mmol kalsiyum ekleyin.
6.. Çalışma Modu içine Kalp koymak
- Sol atrium / pulmoner vene uygun büyüklükte bir kanül takın. Bu uygun bir purse-string sütür veya zip-kravat biriyle yapılabilir.
- Gerektiği gibi diğer pulmoner ven sütür ile kökenleri veya zımba gibi akabilir, sol atrium herhangi bir delik, kapatın.
- Kolon yüksekliği istenen önyükleme basıncını verir şekilde önyükleme odanın yüksekliğini ayarlayın. Not: kan / kristalloid karışımının yoğunluğu varsayarsak suyun yoğunluğu, 1 mmHg = en için aort arasındaki mesafe 1.36 cm eşittirönyükleme rezervuar (örneğin, 15 mmHg = 20.4 cm) 'de kan seviyesi.
- Önyükleme odasına giden boru çözülme ve yavaş yavaş önyükleme odası ve önyük tüp kan ile tamamen doldurmak için izin, önyükleme roller pompa başlar.
- Önyükleme hortumunun tamamen de-yayınlanan sonra, yavaş yavaş kan ile sol atrium ve kanül doldurun.
- Sisteme girmek için herhangi bir hava izin vermeden, sol atriyal kanül önyükleme boru bağlayın.
7. Ventriküler basınç-hacim (PV) Kayıtlar Alınması
- Veri toplama sistemleri için basınç ve Rho küvet kalibrasyon için üreticinin yönergelerini izleyin.
- Sol ventrikül (LV) apeks de 3-0 polipropilen sütür kullanarak bir çanta-string sütür yerleştirin.
- 16 G iğne kullanılarak, çanta-dize içinde bir bıçak kesi yapmak.
- Apikal kesi içine PV iletkenlik kateter yerleştirin. NOT: İdeal kateter yerleştirme dep olacaktüm algılama LV içindeki elektrotlar ve LV dışında iki uyarım elektrotlara sahip sona. Uygun büyüklükte hayvan ve kateter (Tartışma) seçilmiştir emin olun.
- Kayıt verileri başlayacak ve aktif kaç hacim kesimleri belirlemek için sağ üst köşedeki basın "Başlat" düğmesini.
- Tüm bölümler aktif değil iseniz tüm kesimleri aktif kadar, kateter konumunu ayarlayın. NOT: kateter hafif bir büküm döngü morfolojisi optimize etmek için gerekli olabilir
- Uyarma elektrotlar ve üreticinin talimatlarına göre algılama elektrot konumunu ayarlamak, tüm segmentlerde sinyalleri elde etmek mümkün değilse.
- İstenilen konfigürasyonu elde edildikten sonra, hacim ve alfa kalibrasyon için üreticinin yönergelerini izleyin.
- Düzgün kalibre kateter kullanarak, bazal basınç-hacim verilerin en az 30 sn edinin. NOT: Bu basınç-volüm eğrileri bağımlı hacmi sağlayacakkalp fonksiyonu (örn., kardiyak output, strok hacmi) ölçümlerini göçük.
- Yeterli döngüler elde edildikten sonra tıkanıklığı basınç-hacim verileri elde etmek için, veri kayıt durdurma bir sonraki aşamaya devam edin.
- Yavaş yavaş bir boru kelepçesi kullanılarak önyükleme tüpünü tıkamak. NOT: basınç-hacim döngüler küçülür ve aşağı ve sola kaydırmak için başlamalıdır. Bu "aşağı yürümek" denir.
- Aşağı yürüyüş 10-15 saniye edinin, sonra sol atrium yeniden girmek için önyükü sağlamak için boru kelepçesini. NOT: Bu basınç-volüm eğrileri (örneğin, askere almalarla inme çalışmalarını sonu sistolik basınç-hacim ilişkisi preload) kardiyak fonksiyon hacmi bağımsız ölçümler sağlayacaktır.
- Ekranın sağ üst köşesinde "Stop" düğmesine basarak kayıt verilerini durdurun.
- Tekrarlamadan önce en az 5 dakika bekleyintıkanmasıdır.
- Tekrar tekrarlanan ölçümler elde etmek için 7,7 ve 7.8 adımları.
Representative Results
Şekil 1, önerilen kateter yerleştirilmesi de dahil olmak devresinin şematik bir çizim vardır. Sonradan yükleme ile kontrol etmek için bir santrifüj pompanın kullanımı; Bu düzeneğin önemli unsurlar şunlardır perfüzyon basıncını izlemek için aort kökünde bir basınç kateter (koyu mavi çizgi) yerleştirilmesi; ve basınç-hacim (PV) kateter transapically (açık mavi çizgi) yerleştirme. Şekilde bağlantıları, düz bağlantı olduğu görülmektedir, ancak "Y" bağlantı, özellikle de ön yükleme hattı için, tavsiye edilir.
Şekil 2, 20 dakika boyunca sürekli arasında 40-42 mmHg olan devre, üzerine reperfüzyon sırasında domuz kalbin aort kökü yerleştirilir basınç transdüktörü elde edilen verileri göstermektedir. Koroner direncindeki değişiklikler perfüzyon basıncı dalgalanmalara (Şekil 3) sebep olabilir. Bu varyasyonlar, onları düzelterek, küçük ve kademeli olabilir zaman (Şekil 3a) üzerinde canlarından. Bununla birlikte, bazı durumlarda, bu varyasyonlar ani olabilir ve arzu edilen reperfüzyon basıncı (Şekil 3b) muhafaza edilmesi için santrifüj pompa aracılığıyla akış ayarlama gerektirebilir. Değişiklikler meydana olduğundan, reperfüzyon esnasında aortik kök basınç izlenmesi gereklidir.
Transapikal bıçak kesisi kullanılarak, basınç-hacim verileri kolaylıkla izole kalp sistemi üzerinde elde edilebilir. Bu deneyde, 2 saat soğuk (4 ° C) muhafaza çözelti içinde saklanmış olan bir domuz kalbi kullanılmıştır. PV kateter ilk giriş üzerine, ilmekler çaprazlama ve fark edilebilir herhangi bir kardiyak döngü bileşenlerin birden fazla alanlarda, düşük kaliteli (Şekil 4a) arasında idi. Bununla birlikte, ventrikül içinden, kateterin en az manipülasyon ile, ilmek morfolojisi ölçümleri elde edilmesi için izin veren, (Şekil 4b) önemli ölçüde iyileşmiştir.
kateter pozisyon optimizasyonu rağmen ve_content ">, ex vivo devresi (Şekil 5, üst satır) edinilen döngüler in vivo döngüler daha farklı bir morfoloji (Şekil 5, alt satır) olabilir. döngü morfolojiye Bu değişiklikler büyük olasılıkla nedeniyle hayvan sırt üstü yatırıldı, hem de (örneğin, perikard gibi) canlı bir hayvanda bulunan anatomik ekleri eksikliği göre devredeki kalbin farklı yönlendirmesine. Ayrıca, kalp atış hızını düzenlemeye yardımcı olmak için kalp pili tellerin kullanımı ( Önerilen eklenti sitesi: interventriküler septum) ex vivo döngüler sağ alt kısmında görülen ani yol açan bir dış elektrik akımı tanıttı Ancak, sürece bu döngü hala kalp döngüsü bileşenleri özellik olarak, onlar hala yorumlanabilir veriler sağlayabilir.. Tablo 1, PV kateter kullanılarak, bu basınç-hacim döngüler elde edilen çoklu işlevsel parametreleri. Soğuk statik depolama olasılıkla in-vivo ölçümler ile karşılaştırıldığında devre elde değerlerindeki bazı değişiklikler açıklamaya yardımcı kalp, bazı içsel hasara neden oldu. Yük bağımlı değişkenler içinde varyasyon nedeniyle bazı devresi ve canlı hayvan arasındaki preload olası farklılıklar da.
Aparatı 1. Diyagramı Şekil.
Reperfüzyon sırasında 2. Temsilcisi aort kökü basıncı ölçümleri Şekil.
g3highres.jpg "width =" 500 "/>
Şekil 3.. Reperfüzyon sırasında oluşabilecek aort kökü basınç değişikliklere örnek. Bu değişiklikler kademeli ve kendini düzelten (A), veya ani olabilir ve santrifüj pompa (B) ayarlarında değişiklik gerektirebilir.
Transapically kateter ilk sokulması (A) üzerine ve minör kateter işleme (B) sonra elde edilen Şekil 4.. Basınç-hacim eğrileri. Döngü morfolojisi, burada ilmek geçit elimine edilir ve kardiyak döngünün elemanlarının yükselmeye dikkat tanınır . Döngülerin her iki seti sağ alt kısmında sivri bir dış elektrik sinyali getiren bir Şablonu, kullanımına bağlıdır.
Fo "Şekil 5": İçerik-width = src = "/ files/ftp_upload/51671/51671fig5highres.jpg" genişliği "5in" = "500" />
Şekil 5. Temsilcisi basınç-volüm ölçümleri karşılaştırma için in vivo ölçümler (alt sıra) ile, ex vivo devresi (üst satır) alınır. Yine, kalp pili sivri ex vivo döngüler iki seti sağ alt görülebilir.
Tablo 1 soğuk hava deposu (sağ sütun) CO 2 saat sonra in vivo bir domuz kalp (sol sütun) ve çalışma kalp aparatı elde Fonksiyonel parametreler:.. Kardiyak çıkışı; E bir: arteriyel elastisite; EDPVR: diyastolik basınç-hacim ilişkisi bitir; EDV: diyastolik hacmini sonu; ESPVR: sistolik basınç-hacim ilişkisi bitir; PRSW: Önyükleme-askere almalarla inme iş; PVA:Basınç-hacim alanı; SV: atım hacmi; SW: inme çalışma.
Discussion
Langendorff izole kalp perfüzyon cihaz ve çalışma modeli kalp kardiyak fizyoloji, patoloji, farmakoloji ve en temel keşiflerin bazı yol açmıştır. Bu model, çok yönlülük, normal ve patolojik koşullar 1-18 arasında çeşitli altında türlerin çeşitli kullanımı için izin verir. Bununla birlikte, izole edilmiş kalp modeli yaygın nedeniyle Cihaz tasarımı ve veri toplama hem de artan karmaşıklığı, kısmen, özellikle insan kalpler, büyük memeliler için kullanılmaz. Bu nedenle, burada sunulan protokol izole domuz kalpleri okuyan nispeten tekrarlanabilir yollarla sonuçlanan bu karmaşıklığı artırmak için bir girişim gösterir.
Bizim kurulum çok önemli bir bileşeni, bir santrifüj pompa ile arteriyel uyum / afterload odasının yerine geçer. Bu değişim Langendorff'a yılında koroner perfüzyon basıncı ve afterload gelişmiş denetim ve çalışma kalp modları, saygımdan sağlarvely, bu set-up kolayca farklı boyutlarda ve türlerin kalplerine adapte olmasını sağlar. İnsan kalpleri 60-65 mmHg reperfiize ise Örneğin, bu tasarım, domuz kalpler, 40-45 mmHg reperjüz edilir. Bu basınç değişim santrifüj pompa ayarlarını basitçe elde edilir; Sistemin herhangi bir bileşen, fiziksel olarak ayarlanması gerekmektedir. Ayrıca, kök basınçlarını izlemek için aort kökü içinde bir basınç dönüştürücü yerleştirerek Langendorff modunda sabit debi ve sabit basınç arasında kolay geçiş sağlar. Bu değişiklik, iki yönlü akış basınç gradyanı üzerine dayalı olarak ortaya sağlayarak klasik uyum odası, santrifüj pompa, ortadan kaldırmasına rağmen, bir uyum odası olarak hizmet edebilir. Sistol ve dışarı atım hacmi ile, pompa genelinde retrograd akım aort elastikiyeti kopyalayan, afterload baskıyı azaltmak için hizmet vermektedir.
Bu düzeneğin açık tasarımı da önemlidir. Kalp açık bir a asılı olmasırea, bunun yerine bir yarı kapalı bir bölme veya huni, basınç-hacim ölçümleri için daha kolay enstrümantasyon sağlar. Açık tasarım transvalvular yaklaşımının kaçınarak, LV kateter yerleştirme için bir transapikal kesi kullanımı sağlar. Transvalvuler yaklaşım daha teknik olarak zordur ve genellikle uygun yerleştirme için floroskopi gerektirir. Ayrıca, bu yaklaşım aynı zamanda kapak yetersizliği neden olabilir. Ekstra maliyet ve floroskopi rahatsızlık ortadan kaldırırken transapikal yaklaşım kullanılarak, güvenli bir şekilde ve kolayca sol ventrikül içindeki kateter yerleştirebilir. Açık tasarımı daha da bu sistem üzerinde iken değerlendirilebilir işlevsel ve biyokimyasal parametreler genişleyen, ekokardiyografi ve atık toplama için kolay erişim tanıyor.
Açık tasarım, veri toplama kolaylaştırmak iken, miyokard sıcaklık ayarı daha zor hale geliyor. Fizyolojik ısısını korumak bir Langendorff'a ile bilinen konulardan biridirveya kalp sistemini 1,3,11,13 çalışıyor. Langendorff sistemi tipik olarak uygun bir sıcaklıkta muhafaza yardımcı olan bir ısı hücresi içermektedir, ancak bu bölme, aynı zamanda, bir ventriküler basınç-hacim kateter sokma daha zor hale getirir. Açık tasarım alt sıcaklık regülasyonu gidermek için, bir oksijenatöre / ısı değiştirici rezervuar sonra yerleştirildi. Isı eşanjörü ve aortik kanül arasındaki minimum boşluk ısı kaybını azaltır ve miyokardiyal sıcaklık probu normotermi sağlar. Ceketli bir boru ya da harici ısı kaynaklarının kullanımı da sıcaklık kontrolüne yardımcı olmak için kullanılabilir.
Bu protokolün bir diğer eşsiz eleman çalışma kapsamında domuz otolog kan yıkama ve normal fizyolojik serum ile reconstituting edilir. Kristaloid tamponlar ile güçlendirilmiş tam kan Perfüzatlar veya kırmızı kan hücrelerinin ya kullanımı nadir değildir, olmasına rağmen, sorunları ile mevcut yapar. Eski genellikle mad ekleyen bir donör hayvan gerektirirDeneyden antial maliyetleri, genellikle sığır kan 1,11-13 türetilmiştir yana ikincisi, immünojenisite sorunları olabilir iken. Orijinal domuzun kendi kanını yıkayarak, protokolü sadece tek bir hayvan gerektirir ve bağışıklık sorunları ablasyona. Ayrıca, yıkama işlemi kolayca deney parametreleri göre manipüle edilebilir, yani elektrolit çoğunu çıkarır. Son olarak, kan koruma birimi kullanılarak, bu sürecin bir avantajı, ve her ikisi de dezavantaj olan, kan içinde proteinlerin çoğunu çıkarır. Avantajı, herhangi bir pıhtılaşma ve immünolojik / bulaşıcı proteinleri pıhtı ya da bulaşma olasılığını azaltarak, kaldırılır olmasıdır. Dezavantajı ise bu karışım miyokardiyal ödem ve zaman içinde muhtemelen kalp fonksiyonunun kaybına yol için bir düşük onkotik basınca sahip olmasıdır. Bu sorun, albümin ya da başka bir koloit eklenmesiyle Bununla birlikte, ele alınabilir.
Uygun büyüklükte sağlanması birsimal ve kateter uygun çalışma kalp cihazı kullanmak kadar önemli olduğunu seçilmiştir. İdeal olarak, kateter ventriküler alanı dışında, iki uyarma elektrot (yani en yakın elektrotlar) ile, ventriküler boşluk içindeki tüm algılama elektrotlar yerleştirilir. Hayvanın ventriküler boşluk çok küçük ya da elektrotlar arasındaki mesafe çok büyük olursa, o zaman bütün segmentler LV alanı içinde uygun değildir. Uyarma elektrot konumu ayarlanabilir birlikte, küçük bir boşluk LV da kateter viraj ya da eğri, veri toplama zor hale neden olabilir. Bu nedenle, büyük hayvan yürekleri fonksiyonel analizi için, en az 60 kg'lık bir hayvan boyutu tavsiye edilir. Bu büyüklükteki bir hayvana ile 7 mm elektrot aralığı genellikle kateterin tam takılmasını sağlar.
Sonuç olarak, bu el yazması perfüzyon basıncı regülasyonu kolaylaştıran izole bir çalışma kalp sistemi, veri col açıklarbiriktirme ve genel tasarımı, sadece biraz daha zor sıcaklık kontrolü yaparken. İzole çalışma kalbine bu değişiklikler umarım kardiyak patoloji anlayışımızı sürdürmek ve keşfedilmeyi daha fazla klinik ile ilgili tedavi seçenekleri sağlayan, insan dahil büyük memeli kalpleri ile artan kullanımı için izin verir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| PowerLab 16/35 with LabChart Pro | ADInstruments | PL3516/P | |
| MPVS Ultra Pressure-Volume Unit | ADInstruments | 880-0168 | |
| Ventri-Cath Catheter (5F, 12E, 7 mm, DField, Straight, 122 cm) | Millar | VENTRI-CATH-507s | |
| Pressure Catheter (3.5F, Single, Straight, 100 cm, Ny, Non Repairable) | Millar | SPR-524 | |
| PV Extension Cable (10 ft) | ADInstruments | CEC-10PV | |
| Catheter Interface Cable (10 ft) | ADInstruments | PEC-10D | |
| Rho Calibration Cuvette | ADInstruments | 910-1060 | |
| MPVS Ultra BNC Cable Pack | ADInstruments | 880-0172 | |
| Autotransfusion system | Sorin | 7320000 | |
| Bowl Set with Low Volume (135 ml) Centrifuge Bowl | Sorin | 7135100 | |
| Oxygenator/Heat Exchanger | Terumo | 3CXSX18RX | |
| Perivascular flow probe | Transonic Systems | PAU Series | Size of flow probe will depend on animal size; for 60 kg pig, recommend 20 or 24 mm probe |
| Perivascular flowmeter module | Transonic Systems | TS420 | |
| Myocardial temerpature sensor | Smiths Medical | MTS-40015 | |
| 16 G 1" Regular needle | BD Inc. | 305197 | |
| 4-0 polypropylene suture (double-arm) | Ethicon | 8526H | For purse-string stitches |
| 2-0 polypropylene suture (single-arm) | Ethicon | 8833H | |
| Cable ties | ULINE | S-1021 | |
| Cable tie gun | ULINE | H-241 | |
| Clear, Flexible PVC Tubing | VWR International | 89068 | Inner diameter depends on cannulas, pumps and other equipment used; most commonly use 1/4", 3/8" tubing |
| Straight Tubing Connectors | VWR International | 46600 | |
| Y-Shaped Tubing Connectors | Thermo Scientific | 6152 | |
| Jacketed Bubble Trap | Radnoti | 14040 | For preload chamber |
| Centrifugal pump | Maquet | 70105 | The centrifugal pump and roller pumps were obtained used from perfusion department after clinical use. |
| Roller pumps | Maquet | HL-20 | |
| Hemostasis Valve | Merit Medical | MAP150 | |
| Blood gas analyzer | Instrumentation Laboratory | 570001000 |
References
- Skrzypiec-Spring, M., Grotthus, B., Szelag, A., Schulz, R. Isolated heart perfusion according to Langendorff---still viable in the new millennium. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 55, 113-126 (2007).
- Cheung, P. Y., et al. Matrix metalloproteinase-2 contributes to ischemia-reperfusion injury in the heart. Circulation. 101, 1833-1839 (2000).
- Ytrehus, K.
- Ferdinandy, P., Schulz, R. Nitric oxide, superoxide, and peroxynitrite in myocardial ischaemia-reperfusion injury and preconditioning. British Journal of Pharmacology. 138, 532-543 (2003).
- Ohno, N., et al. Transplantation of cryopreserved muscle cells in dilated cardiomyopathy: effects on left ventricular geometry and function. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 126, 1537-1548 (2003).
- Hamlin, R. L., et al. Sensitivity and specificity of isolated perfused guinea pig heart to test for drug-induced lengthening of QTc. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 49, 15-23 (2004).
- Lee, M. S., Lill, M., Makkar, R. R. Stem cell transplantation in myocardial infarction. Reviews in Cardiovascular Medicine. 5, 82-98 (2004).
- Ryugo, M., et al. Myocardial protective effect of human recombinant hepatocyte growth factor for prolonged heart graft preservation in rats. Transplantation. 78, 1153-1158 (2004).
- Valentin, J. P., Hoffmann, P., De Clerck, F., Hammond, T. G., Hondeghem, L. Review of the predictive value of the Langendorff heart model (Screenit system) in assessing the proarrhythmic potential of drugs. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 49, 171-181 (2004).
- Southworth, R., Blackburn, S. C., Davey, K. A., Sharland, G. K., Garlick, P. B. The low oxygen-carrying capacity of Krebs buffer causes a doubling in ventricular wall thickness in the isolated heart. Canadian Journal of Physiology and Pharmacology. 83, 174-182 (2005).
- Bell, R. M., Mocanu, M. M., Yellon, D. M. Retrograde heart perfusion: the Langendorff technique of isolated heart perfusion. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 50, 940-950 (2011).
- Hearse, D. J., Sutherland, F. J. Experimental models for the study of cardiovascular function and disease. Pharmacological Research: the Official Journal of the Italian Pharmacological Society. 41, 597-603 (2000).
- Sutherland, F. J., Hearse, D. J. The isolated blood and perfusion fluid perfused heart. Pharmacological Research: the Official Journal of the Italian Pharmacological Society. 41, 613-627 (2000).
- Hill, A. J., et al. In vitro studies of human hearts. Ann Thorac Surg. 79, 168-177 (2005).
- Colah, S., et al. Ex vivo perfusion of the swine heart as a method for pre-transplant assessment. Perfusion. 27, 408-413 (2012).
- Ozeki, T., et al. Heart preservation using continuous ex vivo perfusion improves viability and functional recovery. Circ J. 71, 153-159 (2007).
- Garbade, J., et al. Functional, metabolic, and morphological aspects of continuous, normothermic heart preservation: effects of different preparation and perfusion techniques. Tissue engineering. Part C, Methods. 15, 275-283 (2009).
- Poston, R. S., et al. Optimizing donor heart outcome after prolonged storage with endothelial function analysis and continuous perfusion. Ann Thorac Surg. 78, 1362-1370 (2004).
