Method Article

تشغيل الانقباض الأبهري المستعرض مع خياطة قابلة للامتصاص للحصول على تضخم عضلة القلب العابر

DOI:

10.3791/61686

⸱

September 9th, 2020

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cardiology, State Key Laboratory of Organ Failure Research, Nanfang Hospital, Southern Medical University, 2Department of Geriatrics, Pingxiang People's Hospital of Southern Medical University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم هذا البروتوكول طريقة محسنة للحصول على تضخم عضلة القلب العابر مع خياطة قابلة للامتصاص ، ومحاكاة انخفاض تضخم البطين الأيسر بعد إزالة الحمل الزائد للضغط. يمكن أن تكون ذات قيمة للدراسات على الشروط المسبقة فرط عضلة القلب.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

استنادا إلى الانقباضات الأبهرية العرضية مرتين (TACs) في الفئران ، ثبت أن الشروط المسبقة فرط عضلة القلب (MHP) يمكن أن تخين تضخم عضلة القلب وتبطئ التقدم إلى فشل القلب. بالنسبة للمبتدئين ، ومع ذلك ، فإن نموذج MHP عادة ما يكون من الصعب جدا إثباته بسبب العقبات التقنية في عملية التنفس الصناعي ، وفتح الصدر مرارا وتكرارا ، والنزيف الناجم عن إزالة النطاق. لتسهيل هذا النموذج، لزيادة معدل النجاح الجراحي والحد من حدوث النزيف، تحولنا إلى خياطة قابلة للامتصاص لأول تمشيط تاك مع تقنية خالية من جهاز التنفس الصناعي. باستخدام خياطة قابلة للامتصاص لمدة أسبوعين ، أثبتنا أن هذا الإجراء يمكن أن يسبب تضخما كبيرا في عضلة القلب في أسبوعين ؛ وبعد 4 أسابيع من الجراحة، تراجع تضخم عضلة القلب بشكل كامل تقريبا إلى خط الأساس. وباستخدام هذا البروتوكول، يمكن للمشغلين إتقان نموذج الحركة القومية للشغل بسهولة مع انخفاض معدل وفيات العمليات.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الشروط المسبقة الإقفارية هي ظاهرة تحفز نوبات قصيرة غير قاتلة من نقص التروية والتشويش على القلب ولديها القدرة على الحد بشكل كبير من إصابة عضلة القلب1. ونظرا للآثار السريرية الواضحة للشرط المسبق الإقفاري، مثل الحد من حجم احتشاء عضلة القلب2 وقمع عدم انتظام ضربات القلب البطيني بعد إعادة الأوعية الدموية عضلة القلب3،كانت هناك الكثير من البحوث لتشريح الآليات الكامنة وراء آثار القلب واقية الناجمة عن الشرط المسبق4،5. وعلى النقيض من ذلك، لم تحظ أنواع أخرى من الشروط المسبقة غير الكيميائية إلا باهتمام ضئيل نسبيا. تضخم القلب قد تكون حادة في المرضى الذين يعانون من تضيق الأبهر يخضع لاستبدال الصمام الأبهري6. أينما كانت حالة تضخم عضلة القلب المرضي موجود ، نادرا ما يتم الإبلاغ عن مبدأ الشرط المسبق.

في عام 1991، أسس روكمان وآخرون أولا نموذج فأر من تضخم البطين الأيسر عن طريق انقباض الأبهر العرضي (TAC)7. من خلال تشغيل TAC مرتين في الفئران، وقد أثبتنا سابقا أن الشروط المسبقة فرط عضلة القلب (MHP) يؤدي إلى التحفيز المفرط عابرة في القلب مما يجعل القلب أكثر مقاومة للإجهاد المفرط المستمر في المستقبل8. تم التحقق من صحة خصائص نموذج MHP من خلال الموجات فوق الصوتية biomicroscope وتقييم الدورة الدموية9. النقاط الرئيسية في بناء النموذج هو إجراء استئصال الصدر ثلاث مرات، تاك لمدة أسبوع، debanding لمدة أسبوع، وTAC الثانوية لمدة 6 أسابيع. ومع ذلك ، يمكن أن يسبب إزالة النطاق النزيف ، مما يجعل من الصعب أن يتقن من قبل المبتدئين ويصعب تعميمها. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يمثل أيضا تحديا تقنيا لفئران التنبيب. التنبيب غير السليم يمكن أن يسبب إصابة القصبة الهوائية، استرواح الصدر، وحتى الموت في الفئران. لذا، فمن الضروري والقيمة لتحسين بعض الإجراءات أثناء بناء نموذج الحركة القومية.

للحد من صعوبة النموذج وزيادة نجاحه، انتقلنا إلى الغرز القابلة للامتصاص لأول TAC ورصد نجاح النموذج من خلال قياس تدرج الضغط عبر انقباض الأبهر تحت تخطيط صدى القلب10. استنادا إلى تجربتنا الأولية، سيكون من الصعب الحث على تضخم عضلة القلب الكافي في الفئران ذات التدرج الضغط المنخفض جدا، في حين أن الفئران ذات التدرج عالي الضغط جدا ستصاب بفشل القلب الحاد أو حتى تموت. يتراوح تدرج الضغط المثالي للطراز من 40-80 مم زئبق11. بالإضافة إلى ذلك ، لم تعتمد هذه التجربة على جهاز التنفس الصناعي ، والذي يمكن أن يتجنب بشكل فعال التلاعب التقني المرتبط بجهاز التنفس الصناعي والإصابة12.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد نفذت جميع الإجراءات وفقا للمبادئ التوجيهية لرعاية واستخدام المختبرات التي نشرتها المعاهد الوطنية للصحة في الولايات المتحدة (المنشور رقم 85-23 الصادر عن المعاهد القومية للصحة، المنقح في عام 1996). تم توفير الفئران الذكور C57BL/6J (8-10 أسابيع، 20-25 غرام) من قبل مركز الحيوان في جامعة جنوب الطب.

1. التحضير قبل الجراحة

  1. قرصة قبالة غيض من إبرة 25 G مع حامل إبرة وحادة مع كائن الثابت مثل حامل.
  2. تمرير خياطة 5-0 للامتصاص من خلال الإبرة ومن ثم منحنى إلى 90 درجة مع حامل13.
    ملاحظة: وفقا لأغراض بحثية مختلفة، يمكن للمحققين اختيار خطوط قابلة للامتصاص مع وقت امتصاص مختلف. في هذا البروتوكول، استخدمنا خياطة قابلة للامتصاص لمدة أسبوعين لتضييق القوس الأبهري.
  3. منحنى آخر 25 إبرة G إلى 120 درجة وتنعيم تلميح مع حامل لاستخدامها كمساف في خطوة الربط.
    ملاحظة: تم استخدام إبرة 25 G كمسافة للفئران التي لديها وزن الجسم (BW) > 25 غرام. استخدم إبرة 26 G للفئران التي تراوح 19-24 جراما من كيلوواط.
  4. تطهير موقع المنطوق مع الكحول 75٪.
  5. ضبط درجة حرارة وسادة التدفئة إلى 37 درجة مئوية.
  6. إعداد أدوات جراحية معقمة (بما في ذلك مقص العيون واحد، مقص صغير واحد، 2 ملاقط الكوع الجراحية المجهرية، 1 حامل إبرة، و 1 حامل إبرة صغيرة).

2. تحريض التخدير والحلاقة

  1. تخدير الماوس عن طريق الحقن داخل الصفاق من خليط من الزيلازين (5 ملغم / كجم) والكيتامين (100 ملغ / كجم) المخفف في محلول ملحي (0.9٪ NaCl). تأكيد تخدير كامل مع منعكس انسحاب دواسة السلبية.
  2. إبقاء الماوس في موقف supine عن طريق تحديد القواطع مع خياطة وتحديد الأطراف مع أشرطة لاصقة.
  3. تطبيق كريم إزالة الشعر لإزالة الشعر على رقبته و xiphoid. تطهير المنطقة باليود تليها 75٪ الكحول.

3. الجراحة

  1. إجراء شق أكثر من 10 ملم في موقف خط الوسط بين درجة فوق القص والصدر مع مشرط. ثم، فصل الجلد واللفافة السطحية.
  2. تحديد الفضاء الوربي الأول عن طريق عد الأضلاع من زاوية القص. إجراء الشق في الفضاء الوربي الأول وأقرب ما يمكن إلى القص. تخترقه بصراحة بملاقط الكوع لفتح هذه المساحة.
  3. فصل بلطف parenchyma والثقوس حتى قوس الأبهر عرضية مرئية.
    ملاحظة: لا تلف الجنب الجداري لتجنب استرواح الصدر.
  4. تمرير خياطة 5-0 القابلة للامتصاص تحت القوس الأبهري بين الشريان العضدي والشريان السباتي الأيسر المشترك مع إبرةمزلاج 14. يرجى التأكد من أن الشريان البراتشيوسيفي، والشريان السباتي الأيسر الشائع، والشريان تحت الترقوة الأيسر مرئية في مجال العملية.
  5. ضع المتباعد، الذي أعد في الخطوة 1.3، على الشريان الأورطي العرضي واعقد عقدة مزدوجة على المتباعد مع الغرز في الخطوة 3.4.
    ملاحظة: يجب أن يكون طرف المتباعد صريحا لتجنب إتلاف الشريان الأورطي المستعرض أثناء إزالته.
  6. إزالة المسافة بسرعة ولكن بلطف، ومن ثم قطع نهايات خياطة.
  7. أغلق أول مساحة واربية والجلد باستخدام خياطات نايلون 5-0. تطهير الجلد مرة أخرى مع الكحول 75٪.
  8. ضع الماوس على لوحة التدفئة لتعزيز الانتعاش. حقن البوبرينورفين (0.1 ملغم/كغ، q12h) intraperitoneally لأول 3 أيام بعد الجراحة.
  9. أعد الماوس إلى القفص في غرفة دورة خفيفة/داكنة 12 ساعة عندما يستعيد وعيه.
  10. إجراء جراحة صورية مطابقة لجميع الخطوات المذكورة أعلاه ولكن دون انقباض (الخطوة 3.5).
  11. إجراء عملية جراحية لمجموعة خياطة الحرير، مطابقة لجميع الخطوات المذكورة أعلاه ولكن باستخدام خياطة الحرير 5-0 في الخطوة 1.2.

4. التقييم صدى القلب من الربط الناجح والقياسات

  1. إجراء تقييم صدى القلب في اليوم (D) 7 بعد الجراحة.
  2. تخدير الماوس مع 3٪ isoflurane من خلال استنشاق للتحريض، و 1.5٪ للحفاظ على عمق التخدير، مع معدل تدفق الأكسجين 0.5-1 لتر / دقيقة.
  3. ضع الماوس في وضعية فائقة على المنصة، وحافظ على درجة حرارتها 37 درجة مئوية، ولصق أطرافه على القطب الكهربائي.
  4. إزالة شعر الصدر مع كريم إزالة الشعر وتطبيق عامل اقتران بالموجات فوق الصوتية على صدر الماوس.
  5. تقييم انقباض الأبهر العرضي مع مسبار 30 ميغاهرتز.
    1. إمالة المنصة إلى أقصى اليسار. الحفاظ على التحقيق في وضع عمودي وخفضه على الصدر على طول الخط الفاصل بين الخطوط اليمنى. ثم، معالجة المحور س و ص محور تحت وضع B حتى قوس الأبهر مرئيا بوضوح.
    2. تحديد موقع انقباض ب-وضع للحصول على عرض القوس الأبهري11. استخدم وضع دوبلر اللوني والموجة النابضة لقياس سرعة التدفق القصوى واختيار الفئران التي تزيد سرعتها عن 3000 مم/ثانية كمجموعة TAC (تستند القيم إلى التجارب الأولية).
    3. حساب التدرج الضغط وفقا للنسخة المعدلة من معادلة برنولي11:
      ضغط الانحدار = 4 × Vماكس2.
      ملاحظة: يتراوح تدرج الضغط المثالي لنموذج الانقباض الأبهري المستعرض من 40-80 مم زئبق11.
    4. احفظ البيانات والصور باستخدام متجر Cine ومتجر الإطارات.
  6. تقييم أبعاد وانقباض البطين الأيسر (LV) باستخدام مسبار 30 ميغاهرتز.
    1. أعد تعيين النظام الأساسي إلى الموضع الأفقي. الحفاظ على التحقيق في 30 درجة عكس عقارب الساعة بالنسبة للخط الفاصل بين الخطوط اليسرى.
    2. استخدم وضع B وتلاعب ب X و Y للحصول على عرض محور واضح وكامل للقلب.
    3. اضغط على وضع M لإظهار خط المؤشر. الحصول على الصور مع مخزن سيني ومخزن الإطار لقياس لاحق من البعد غرفة LV، تقصير كسور، وسماكة الجدار LV.
  7. بمجرد الانتهاء من ذلك ، وقف استنشاق isoflurane والسماح للفأر للتعافي من التخدير. ثم، العودة الحيوان إلى قفصه في غرفة دورة ضوء / الظلام 12 ساعة.
  8. على D14 و D28 بعد الجراحة، كرر الخطوات المذكورة أعلاه لقياس معلمات القلب ومن ثم حصاد القلب للدراسات النسيجية.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

في هذه الدراسة، قسمنا عشوائيا 45 فأرا إلى ثلاث مجموعات، الشام، مجموعة خياطة الحرير، ومجموعة الغرز القابلة للامتصاص (كان عدد كل مجموعة على D0 (خط الأساس)، D14، و D28 بعد TAC 15 و 10 و 5 على التوالي). في D7 و D14 و D21 و D28 بعد الجراحة ، تم تحديد سرعة الذروة الضيقة من خلال تخطيط صدى القلب. وجدنا أن سرعة تدفق الدم عند الانقباض كانت لا تزال أكبر من 3000 مم / ثانية في الأسبوع الثاني بعد TAC على الرغم من أن خياطة قابلة للامتصاص قد استخدمت لتضييق القوس الأبهري(الشكل 1A). وعلاوة على ذلك، تم الحفاظ ...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

لا تزال هناك منطقة غير مستكشفة إلى حد كبير في الشروط المسبقة غير الإقفارية القلبية. بناء على دراساتنا السابقة، تحولنا إلى استخدام الغرز القابلة للامتصاص لتحسين نموذج الشروط المسبقة للشغاف العضلي.

في تقارير سابقة، استخدم العديد من المحققين خياطة الحرير لتضييق القوس الأبهري8،14،15. كانت خياطة الحرير متاحة بسهولة وغالبا ما كانت تستخدم لغرزة الجرح الجراحية وربط الأنسجة وإصلاح الأنسجة. في هذا البروتوكول، ا...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وقد دعم هذا العمل منح من المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (81770271؛ إلى Y، لياو)، والصناديق المشتركة للمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (U1908205؛ إلى Y، لياو)، ومشاريع التخطيط البلدي للتكنولوجيا العلمية في قوانغتشو (201804020083؛ للدكتور لياو).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
خياطة قابلة للامتصاص (5-0)شاندونغ كانغ ليدا للمنتجات الطبية المحدودة5-0ربط
نظام الموجات فوق الصوتية للحيوانات VEVO2100البصري سونيكVEVO2100تخطيط صدى القلب
إضاءة الضوء الباردأوليمبوسILD-2وسادة الحرارة
الخفيفة - النظام الجراحي الحراري (ALC-HTP-S1)شنغهاي ألكوت التكنولوجيا الحيويةالمحدودة ALC-HTP-S1التدفئة
IsofluraneRWD علوم الحياةR510-22التخدير المستنشق
Matrx VIP 3000 Isofurane VaporizerMidmark CorporationVIP 3000التخدير
خياطة النايلون الطبية (5-0)شركة نينغبو الطبية للإبرة5-0أغلق الجلد
ملح الصوديوم PentobarbitalMerck25MGالتخدير
الدقة التوازن الإلكترونيدنفر InstrumentTB-114مستشعر الوزن
فاصل ذاتي الصنع25 مقياس إبرة
خياطة حريرية (5-0)شركة Yangzhou Yuankang Medical Devices Co.، Ltd.5-0ربط
معدات الجراحة المجهرية للحيوانات الصغيرةNapoxMA-65الأدوات الجراحية
نقل هلامGuang Gong pai250MLتخطيط صدى القلب
كريم إزالة الشعرReckitt BenchiserRQ / B 33 النوع 2إزالة شعر الفئران
معقم بخار الضغط الكهروحراري الأوتوماتيكيالعمودي شركة Hefei Huatai Medical Equipment Co.LX-B50Lتنظيف الأدوات الجراحية تلقائيا

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Murry, C. E., Jennings, R. B., Reimer, K. A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 74 (5), 1124-1136 (1986).
  2. Ban, K., et al. Phosphatidylinositol 3-kinase gamma is a critical mediator of myocardial ischemic and adenosine-mediated preconditioning. Circulation Research. 103 (6), 643-653 (2008).
  3. Wu, Z. K., Iivainen, T., Pehkonen, E., Laurikka, J., Tarkka, M. R. Ischemic preconditioning suppresses ventricular tachyarrhythmias after myocardial revascularization. Circulation. 106 (24), 3091-3096 (2002).
  4. Hausenloy, D. J., Yellon, D. M. Preconditioning and postconditioning: underlying mechanisms and clinical application. Atherosclerosis. 204 (2), 334-341 (2009).
  5. Heusch, G. Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre-, post-, and remote conditioning. Circulation Research. 116 (4), 674-699 (2015).
  6. Lund, O., Emmertsen, K., Dorup, I., Jensen, F. T., Flo, C. Regression of left ventricular hypertrophy during 10 years after valve replacement for aortic stenosis is related to the preoperative risk profile. European Heart Journal. 24 (15), 1437-1446 (2003).
  7. Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proceedings of the National Academy of Sciiences of the United States of America. 88 (18), 8277-8281 (1991).
  8. Wei, X., et al. Myocardial hypertrophic preconditioning attenuates cardiomyocyte hypertrophy and slows progression to heart failure through upregulation of S100A8/A9. Circulation. 131 (17), 1506-1517 (2015).
  9. Huang, J., et al. Ultrasound biomicroscopy validation of a murine model of cardiac hypertrophic preconditioning: comparison with a hemodynamic assessment. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 313 (1), 138-148 (2017).
  10. Oka, T., et al. Cardiac-specific deletion of Gata4 reveals its requirement for hypertrophy, compensation, and myocyte viability. Circulation Research. 98 (6), 837-845 (2006).
  11. Li, L., et al. Assessment of cardiac morphological and functional changes in mouse model of transverse aortic constriction by echocardiographic imaging. Journal of Visualized Experiments. (112), e54101(2016).
  12. Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines. The European Respiratory Journal. 17 (3), 488-494 (2001).
  13. Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431(2019).
  14. Eichhorn, L., et al. A closed-chest model to induce transverse aortic constriction in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57397(2018).
  15. Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. Technique of minimally invasive transverse aortic constriction in mice for induction of left ventricular hypertrophy. Journal of Visualized Experiments. (127), e56231(2017).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Transverse Aortic ConstrictionMyocardial HypertrophyAbsorbable SutureVentilator Free TechniqueEchocardiographic AssessmentLeft Ventricular RemodelingSurgical ProcedurePressure Overload ModelCardiomyocyte HypertrophyHeart Failure Progression

Related Articles