من أجل فهم الآليات الخلوية والجزيئية الكامنة وراء neotissue تشكيل وتطوير تضيق في الأنسجة المهندسة وصمامات القلب، تم تطوير نموذج الفئران من زرع صمام القلب منتبذ. تم زرع صمام القلب الرئوي إلى المتلقي باستخدام تقنية زرع القلب منتبذ.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
زرع صمام الرئوي عن طريق نموذج الفأر من غيري مكاني القلب زرع
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
الأنسجة المهندسة وصمامات القلب والصمامات وخاصة decellularized، بدأت تكتسب زخما في الاستخدام السريري الجراحة الترميمية مع نتائج مختلطة. ومع ذلك، لا يتم بحثها الآليات الخلوية والجزيئية لتطور neotissue، صمام سماكة، والتنمية تضيق نطاق واسع. للإجابة على الأسئلة أعلاه، قمنا بتطوير الفئران منتبذ القلب صمام نموذج الزرع. وكان حصاد صمام القلب من الماوس المانحة صمام وزرعها لماوس المانحة القلب. تم زرع قلب مع صمام جديدة heterotopically إلى ماوس المتلقي. أظهرت القلب المزروع ضربات القلب الخاص به، مستقلة عن نبضات القلب المستلم. وكان كميا تدفق الدم باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية عالية التردد مع موجة دوبلر نابض. أظهرت تدفق عبر الصمام الرئوي إلى الأمام مزروع تدفق مع الحد الأدنى من قلس وكان تدفق الذروة ما يقرب من 100 ملم / ثانية. هذا نموذج الفئران من زرع صمام القلب هو HIGHLذ تنوعا، لذلك يمكن تعديلها وتكييفها لتوفير بيئات مختلفة الدورة الدموية و / أو يمكن استخدامها مع مختلف الفئران المعدلة وراثيا لدراسة تطوير neotissue في الأنسجة المهندسة صمام القلب.
المقدمة
العيوب الخلقية القلب والأوعية الدموية هي واحدة من الأسباب الرئيسية لوفيات الرضع في العالم الغربي 1،2. من بينها، الرئوي تضيق صمام ضاحكة وعيوب الصمام الأبهري هي شكل تحدث في كثير من الأحيان 3. جراحة استبدال صمام القلب هو خيار روتينية من العمليات الجراحية الترميمية؛ ومع ذلك، بما في ذلك مضاعفات تضيق وتكلس في صمام القلب، والاعتماد على مضادات التخثر مدى الحياة هي مصدر كبير من اعتلال الصحة المزمن والموت 4-7. وعلاوة على ذلك، فإن الافتقار إلى إمكانات النمو يتطلب مراجعة العمليات الجراحية، والذي يزيد من وفيات هؤلاء المرضى الصغار 4،8،9.
في محاولة لتطوير صمام قلب بديل وظيفي مع إمكانات النمو، Shinoka وآخرون. خلايا ذاتي المصنف الصعود إلى تحلل صمامات القلب الاصطناعية 8. صمام الاصطناعية تحول إلى صمام القلب الأصلي مثل هيكل مع potenti النموآل. أظهرت الدراسات على الحيوانات الكبيرة الأولية جدوى استخدام هذه المنهجية لخلق صمام القلب وظيفية 10. ومع ذلك، أثبتت الدراسات زرع المدى الطويل الفقراء المتانة نظرا لسماكة التدريجي للneotissue صمام مما أدى إلى تضييق صمام القلب. العمل من Sodian يستخدم آخرون منهجية Shinoka، ولكن في نهاية المطاف استبدال PGA مصفوفة مع المطاط الصناعي القابلة للتحلل، والذي أعطى خصائص النشاط الحيوي للصمام هندسة الأنسجة يرسموا صورة أكثر الفسيولوجية 9،11،12. في الدراسة في الجسم الحي، على الرغم من نجاح الزرع، لم تشكل بطانة الخلايا البطانية متكدسة التي يمكن أن تحد من نجاح على المدى الطويل من هذه السقالة 12.
من أجل تصميم بعقلانية محسنة من الجيل الثاني صمام قلب اصطناعي، تم إنشاء نموذج الفئران من زرع صمام القلب للتحقيق في الآليات الخلوية والجزيئية underlyinتشكيل ز neotissue، صمام سماكة، والتنمية تضيق. نماذج الفئران تقدم مجموعة واسعة من الكواشف الجزيئية، بما في ذلك البذور المعدلة وراثيا، والتي لا تتوفر بسهولة في الأنواع الأخرى 7. في هذا القلب نموذج زرع صمام، تم تنفيذ بحكم فيفو مسانج استبدال صمام القلب الرئوي الأولى؛ ثم تم زرع قلب مع صمام القلب مزروع heterotopically في مجموعة مسانج باستخدام تقنية المجهرية. هذا النموذج يمكن استبدال صمام القلب من دون الحاجة لتغيير شرايين القلب.
في هذه الورقة، شرحا مفصلا للحصاد صمام القلب، الاستعدادات القلب المانحة، زرع صمام القلب، وزرع القلب منتبذ يوصف. أظهرت النتائج ضربات القلب المستمر من القلب المانحة، التي كانت مستقلة عن نبضات القلب المتلقي. وقد تم قياس تدفق الدم عبر الصمام الرئوي مزروع باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية عالية التردد مع موجة نابض هلppler.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
ملاحظة: تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل لجنة مستشفى المؤسسي رعاية الحيوان واستخدام البلاد للطفولة.
1. صمام القلب الرئوي الحصاد من صمام القلب المانحة ماوس
- الأوتوكلاف جميع الأدوات الجراحية قبل الجراحة: 1x أخرى مقص غرامة، وملقط الدقيقة 3X، والمشابك الأوعية الدموية الصغيرة 2X، 1X المشبك ملقط تطبيق، 1x أداة حامل الإبرة الصغيرة، مقص الربيع 1X، 1X ضام.
- ويستخدم 6-8 الاسبوع القديمة الإناث C57BL / 6 الماوس بوصفه الرئوي المانحة صمام القلب. إزالة الماوس من قفصه وتزن عليه، ثم الموت ببطء مع كوكتيل الكيتامين / زيلازين (الكيتامين، 200 ملغ / كغ وزيلازين، 20 مغ / كغ، IP) جرعة زائدة.
- مقطع منطقة الصدر ووضع الماوس في وضع رقود ظهري على وسادة. ثم جعل بضع الصدر. فضح القلب، وجعل قطع صغيرة على الأذين الأيمن، ويروي البطين الأيسر مع المياه المالحة الباردة الجليد.
- بصراحة تشريح الشريان الرئوي (السلطة الفلسطينية) من تصاعدي لأورتا. قطع صمام الرئوي (PV) جنبا إلى جنب مع 2 مم صفعة من الشريان الرئوي. التخلص من ما تبقى من القلب.
- تخزين الكهروضوئية في الهيبارين الباردة ومحلول ملحي (100 وحدة / مل). ملاحظة: PV يمكن أن تظل في حل لزرع قبل ساعتين إلى القلب المانحة.
2. إعداد القلب المانحة
- ويستخدم 6-8 الاسبوع القديمة الإناث C57BL / 6 الماوس بوصفه المانحة القلب. إزالة الماوس من قفصه وتزن عليه، ثم الموت ببطء مع كوكتيل الكيتامين / زيلازين (الكيتامين، 200 ملغ / كغ وزيلازين، 20 مغ / كغ، IP) جرعة زائدة. هذا هو إجراء المحطة.
- مقطع منطقة الصدر ووضع الماوس في وضع رقود ظهري على وسادة. ثم جعل بضع الصدر. بصراحة فصل القلب والوريد الأجوف السفلي (IVC)، متفوقة الوريد الأجوف (SVC)، الأبهر الصاعد، والسلطة الفلسطينية، والوريد الرئوي. يروي IVC مع الثلج الباردة ملحي معقم.
- Ligate في IVC، SVC، والوريد الرئوي مع الحرير 6-0 خياطة قطع ثم متفوقة علىالحروف المركبة.
- قطع الشريان الأورطي والسلطة الفلسطينية مع 2 مم الكفة.
- قطع الكهروضوئية والتصرف فيها.
3. زرع صمام القلب على القلب المانحة
- على الفور بعد الخطوة 2.5، وضع صمام القلب من الخطوة 1.5 إلى قلب المانحة وتوجيه صمام القلب.
- تأمين PV مع غرزة على الجانب الأيمن من صمام باستخدام 10-0 الغرز حيدة على الإبر مدبب والبدء في خياطة باستمرار مع 5-6 غرز من الجانب الآخر من PV.
- بعد الانتهاء من الجانب الأمامي، وتناوب على القلب أفقيا والبدء في خياطة الجانب الخلفي من PV على قلب المانحة.
- تخزين قلب في العقيمة الحل الهيبارين / المالحة الباردة. ملاحظة: يمكن الاحتفاظ القلب المانحة في حل لزرع قبل ساعتين على الماوس المتلقي.
4. زرع غيري مكاني القلب إلى مستلم ماوس
- تم استخدام 6-8 الاسبوع القديمة الإناث C57BL / 6 الماوس بوصفه RECIpient. إزالة الماوس من قفصه وتزن عليه، ثم تخدير مع كوكتيل الكيتامين / زيلازين (الكيتامين، 100 ملغ / كغ وزيلازين 10 ملغ / كلغ). يستخدم كيتوبروفين (5 ملغ / كلغ) كما مقدمات التخدير مسكن.
- بعد التحقق من مستوى التخدير عن طريق الذيل معسر، لقص الشعر في البطن والصدر. تليين العينين مع مرهم للعين معقمة، ووضع الماوس في وضع رقود ظهري على وسادة. تطهير البطن مع بتدين والكحول منصات. ثم تغطية الماوس مع ثنى العقيمة وفضح منطقة شق فقط.
- جعل خط الوسط شق البطن من تحت سيفي الشكل إلى منطقة فوق العانة، وإدراج ضام الاحتفاظ النفس. التفاف الأمعاء في المياه المالحة الشاش المبلل. تحدد بصراحة الشريان الأورطي infrarenal والوريد الأجوف.
- وضع اثنين من الغرز 6-0 الحرير قريب وبشكل أقصى حول الأبهر وIVC لكبح جماح الدورة الدموية.
- وضع القلب المانحة على الجانب الأيمن من الشريان الأورطي البطني وتغطية ذلك مع غاو العقيمةزي. ترطيب مع المياه المالحة.
- جعل بضع الأبهر في الشريان الأورطي البطني باستخدام إبرة G 30 وتمديد فتح مع مقص لحجم الشريان الأورطي المانحة.
- إجراء نهاية إلى جانب مفاغرة باستخدام الخيوط الجراحية المعقمة 10-0 حيدة على الإبر مدبب. تأمين الشريان الأورطي المانحة مع غرزة واحدة على نهاية القريبة من فتحة في الشريان الأورطي البطني والبدء في خياطة باستمرار مع 4-5 غرز من نهاية القاصية من الشريان الأورطي البطني.
- الوجه القلب إلى الجانب الأيسر، وتغطية ذلك مع الشاش غرست المالحة، والبدء في خياطة باستمرار مع 4-5 غرز من نهاية القاصية من الشريان الأورطي البطني.
- جعل فصد في IVC باستخدام إبرة 30 G وتوسيع الانفتاح على حجم الشريان الرئوي المانحة.
- إجراء مفاغرة نهاية إلى الجانب باستخدام العقيمة الغرز 10-0 حيدة على الإبر مدبب. تأمين المانحة للسلطة الفلسطينية مع غرزة واحدة على نهاية القريبة من فتحة في IVC والبدء في خياطة باستمرار مع 4-5 غرز منفي النهاية البعيدة من الوريد الأجوف السفلي. هذه المرة، لأن الشريان الأورطي هو في الطريق، تأكد من خياطة الجدار تبقى من السلطة الفلسطينية والمانحين في الداخل من IVC.
- مسح التجويف IVC مع الهيبارين ومحلول ملحي (100 وحدة / مل). إغلاق الحق جدار السلطة الفلسطينية المانحة والمتلقية IVC من قبل خياطة لهم بشكل مستمر لنهاية البعيدة.
- إزالة ربطة القاصي والسيطرة على النزيف من خلال تطبيق موضعي للامتصاص وكيل مرقئ العقيمة. عندما يتوقف النزيف تماما، وإزالة خياطة الداني والسيطرة على النزيف بنفس الطريقة.
- العودة الأمعاء وإغلاق الجهاز العضلي في البطن والجلد في طبقتين باستخدام مادة البولي أميد 6-0 سوداء خياطة حيدة.
- حقن 0.5 مل تحت الجلد المالحة ووضع الماوس في قفص الانتعاش على وسادة الاحترار حتى الماوس النقالة بشكل كامل. بعد شفائهم، والعودة الماوس لقفص جديد مع الفراش ورقة. إعطاء مسكنات للألم (ايبوبروفين، 30 مغ / كغ، ومياه الشرب) لمدة 48 ساعة. فعللن يعود الحيوان الذي خضع لعملية جراحية للشركة من الحيوانات الأخرى حتى تعافى تماما.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
ويوضح الشكل (1) والخطط للقلب صمام نموذج باستخدام زرع القلب زرع منتبذ. وكان حصاد صمام القلب من القلب المانحة وزرعها على القلب من الماوس المانحة الثاني. ثم تم زرع قلب مع صمام القلب الجديد في البطن من الماوس المتلقي. يبين الشكل 2 مثالا من قلب مزروع على مساحة البطن (A)، والحق بعد زرع القلب (B)، و 5 دقائق بعد الزرع. عند إزالة الغرز على كلا الجانبين من الشريان الأورطي وIVC، والقلب يبدأ في فوز 1-2 دقيقة في وقت لاحق ويصبح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
معدل وفيات من هذا الإجراء هو ما يقرب من 20٪، والذي يعود في الغالب من قبل نزف في موقع زرع PV مفاغرة وعلى الشريان الأورطي المانحة إلى الشريان الأورطي البطني المتلقي. في معظم الحالات، يقلل من معدل وفيات بشكل ملحوظ بعد الجراحة 48 ساعة. وأظهرت الفئران بقاء دقات القلب قوية وتدفق الدم من خلال PV مزروع. العملية برمتها تستغرق أربع ساعات للجراح الصغيرة من ذوي الخبرة. سوف يستغرق ما يقرب من 250 الفئران لإتقان هذه التقنية. زرع قلب منتبذ هو مستقيم إلى الأمام نسبيا بالمقارنة مع زرع PV إلى القلب ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدينا شيء في الكشف عنها.
شكر وتقدير
وأيد هذا العمل في جزء منها عن طريق منحة من المعاهد الوطنية للصحة (RO1 HL098228) لCKB.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| DPBS | Gibco | 14190-144 | |
| مجهر | Leica | M80 | |
| C57BL / 6J (H-2b) ، | مختبرات جاكسون | 664 | 8-12 أسابيع |
| حقن الكيتامين هيدروكلوريد | Hospira Inc. | NDC 0409-2053 | |
| محلول زيلازين معقم | Akorn Inc. | NADA # 139-236 | |
| Ketoprofen | Fort Dodge Animal Health | NDC 0856-4396-01 | |
| Ibuprofen | PrecisionDose | NDC 68094-494-59 | |
| صيدلانيات هيبارين | صوب | NDC 25021-400 | |
| محلول ملحي (معقم 0.9٪ كلوريد الصوديوم) | Hospira Inc. | NDC 0409-0138-22 | |
| 0.9٪ حقن كلوريد الصوديوم | Hospira Inc. | NDC 0409-4888-10 | |
| مرهم الفازلين للعيون | Dechra المنتجات البيطرية | NDC 17033-211-38 | |
| وسادات اليود الإعدادية | Triad Disposables، Inc. | NDC 50730-3201-1 | |
| وسادات إعداد الكحول | McKesson Corp. | NDC 68599-5805-1 | |
| أدوات تطبيق قطنية ذات رأس | فيشر Sientific | 23-400-118 | |
| مقص ناعم | FST | 14028-10 | |
| Micro-Adson Forcep | FST | 11018-12 | |
| المشبك تطبيق الملقط | FST | 00072-14 | |
| S & T الأوعية الدموية المشبك | FST | 00396-01 | |
| مقص الربيع | FST | 15008-08 | |
| ضادات Colibri | FST | 17000-04 | |
| دومون # 5 ملقط | FST | 11251-20 | |
| دومون # 7 - ملقط ناعم | FST | 11274-20 | |
| دومون # 5/45 ملقط | FST | 11251-35 | |
| حامل إبرة تيش / ملقط | Micrins | MI1540 | |
| خيوط حيدة حيدة من مادة البولي أميد السوداء ، 10-0 | شركة AROSurgical Instruments | Corporation TI638402 | لخياطة خيوط |
| حيدة الشعيرات السوداء من مادة البولي أميد السوداء ، 6-0 | AROSurgical Instruments | SN-1956 | للعضلات وإغلاق الجلد |
| الإسفنج غير المنسوج | McKesson Corp. | 94442000 | |
| إرقاء قابل للامتصاص | إيثيكون | 1961 | |
| 1 مل حقنة | BD | 309659 | |
| 3 مل حقنة | BD | 309657 | |
| 10 مل حقنة | BD | 309604 | |
| 18 جم 1 1/2 بوصة ، إبرة | BD | 305190 | |
| 25 جم 1 بوصة ، إبرة | BD | 305125 | |
| 30 جم 1 بوصة ، إبرة | BD | 305106 | |
| الماء الدافئ | Gaymar | TP-700 | |
| وسادة الاحترار | Gaymar | TP-22G | |
| ماكينة تشذيب | Wahl | 9854-500 | |
| VEVO2100 عالية التردد الموجات فوق الصوتية | VisualSonics | http://www.visualsonics.com/vevo2100< / a> | يمكن الحصول على رقم الكتالوج والتسعير من مندوبي المبيعات. |
| جل نقل الموجات فوق الصوتية | مختبرات باركر ، INC. | 01-02 | |
| نظام تخدير المختبر | على الطاولة VetEquip ، INC. | 901806 | |
| إيزوفلوران | باكستر | 1001936060 |
المراجع
- Polito, A., et al. Increased morbidity and mortality in very preterm VLBW infants with congenital heart disease. Intens Care Med. 39, 1104-1112 (2013).
- Wren, C., Reinhardt, Z., Khawaja, K. Twenty year trends in diagnosis of life threatening neonatal cardiovascular malformations. Arch Dis Child Fetal. 93, F33-F35 (2008).
- Vacanti, J. P. Beyond transplantation Third annual Samuel Jason Mixter lecture. Archives of surgery. 123, Chicago Ill. 545-549 (1960).
- Tudorache, I., et al. Orthotopic replacement of aortic heart valves with tissue-engineered grafts. Tissue engineering Part A. 19, 1686-1694 (2013).
- van Geldorp, M. W., et al. Patient outcome after aortic valve replacement with a mechanical or biological prosthesis weighing lifetime anticoagulant related event risk against reoperation risk. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 137, 881-886 (2009).
- El Oakley, R., Kleine, P., Bach, D. S. Choice of prosthetic heart valve in today's practice. Circulation. 117, 253-256 (2008).
- Quinn, R. W. Animal Models for Bench to Bedside Translation of Regenerative Cardiac Constructs. Progress in Pediatric cardiology. 35, (2013).
- Shinoka, T., et al. Tissue engineering heart valves valve leaflet replacement study in a lamb model. The Annals of thoracic surgery. 60, S513-S516 (1995).
- Sodian, R., et al. Tissue engineering of heart valves in vitro experiences. The Annals of thoracic surgery. 70, 140-144 (2000).
- Shinoka, T., et al. Tissue engineered heart valves. Autologous valve leaflet replacement study in a lamb model. Circulation. 94, II164-II168 (1996).
- Sodian, R., et al. Evaluation of biodegradable three dimensional matrices for tissue engineering of heart valves. ASAIO journal (American Society for Artificial Internal Organs. 46, 107-110 (1992).
- Sodian, R., et al. Early in vivo experience with tissue-engineered trileaflet heart valves). Circulation. 102, III22-III29 (2000).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
الوسوم
