في هذا المقال، وصفنا بروتوكولا قابلا للتكرار ويتم التحكم فيه بدرجة الحرارة لتحليل طياف الرنين المغناطيسي للفوسفور-31 خارج الجسم الحي ، مما يمكن من التقييم التسلسلي والكمي لطاقة عضلة القلب أثناء حفظ الأعضاء.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
في هذا المقال، وصفنا بروتوكولا قابلا للتكرار ويتم التحكم فيه بدرجة الحرارة لتحليل طياف الرنين المغناطيسي للفوسفور-31 خارج الجسم الحي ، مما يمكن من التقييم التسلسلي والكمي لطاقة عضلة القلب أثناء حفظ الأعضاء.
الحفاظ الموثوق على الأعضاء أمر بالغ الأهمية لزيادة توفر المتبرعين وتحسين نتائج الزراعة. بينما لا يزال التخزين الساكن هو المعيار في قلوب المتبرعين، هناك حاجة لطرق دقيقة لمراقبة طاقة عضلة القلب طوال فترة الحفظ.
يتيح مطيافية الرنين المغناطيسي للفوسفور-31 (31P MRS) القياس المباشر والديناميكي لمستقلبات الطاقة الرئيسية، بما في ذلك الفوسفوكريتين (PCr)، أدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP)، الفوسفات غير العضوي (Pi)، والرقم الهيدروجيني داخل الخلية. تسمح هذه التقنية بتقييم طولي وكمي ودقيق لحالة الأيض في عضلة القلب أثناء التخزين خارج الجسم الحي . تشمل مزايا MRS التقييم الديناميكي لحالة الطاقة وتقييما عالميا لطاقة البطين.
يبدأ البروتوكول بتعافي متبرع الخنازير، وإعطاء القلب، واستئصال القلب. يقطع القوس الأبهر بالقرب من الجذع العضدي والسيفالي لتعظيم طول الشريان الأبهر الصاعد. يتم تثبيت قنية مضلعة في الشريان الأبهر الصاعد البعيد، ويتم وضع علامة على الأذين الأيسر، ووضع القلب في وعاء أسطواني معزول مملوء مسبقا بشلل القلب حسب درجة الحرارة. يتصل الغطاء بالكانيولا، معلقا القلب بداخله، ويتم إغلاق الحاوية، مع الحفاظ على درجة حرارة ضمن 1 درجة مئوية لمدة ساعة.
توضع الحاوية في صندوق من الستايروفوم مخصص مع فتحة لملف مضبوط بالفوسفور، بحيث يتوافق مركز الملف مع مركز البطين الأيسر (LV). صور الاستطلاع تؤكد وضع LV بالقرب من ملف 31P. يضمن الاهتزاز B0 إثارة منتظمة، يتبعه اكتساب طيف MR غير محلي 31P. تحدد المعالجة اللاحقة القمم الطيفية لحساب PCr/ATP، ونسب PCr/Pi، ودرجة الحموضة داخل الخلية.
في بروتوكولنا، يتم إجراء 31P MRS في نقاط زمنية تسلسلية بين h 0 و8. بين الفترات الزمنية، يخزن القلب في جهاز تخزين قياسي عند درجة الحرارة المطلوبة.
31سمح لنا P MRS بدراسة التغيرات المعتمدة على الوقت في استنزاف الطاقة ودور درجة حرارة التخزين في التخفيف من استنزاف الطاقة مع مرور الوقت.
تظل زراعة القلب العلاج النهائي لمرضى مختارة يعانونمن فشل القلب في المرحلة النهائية. ومع ذلك، فإن النقص المستمر في الأعضاء المتبرعة المناسبة وقيود استراتيجيات الحفظ الحالية تشكل عوائق رئيسية أمام النتائج المثلى وتوسيع توفر الزراعة 2,3. تقليديا، يتم حفظ قلوب المتبرعين باستخدام التخزين الساكن البارد، وهو أمر بسيط وفعال من حيث التكلفة، لكنه معرض لاستنزاف الطاقة تحت السريري أثناء النقل المطول 2,4. مع تزايد قبول البرامج لأعضاء ذات مخاطرة أعلى وبعيدة جغرافيا، هناك حاجة متزايدة لأدوات موضوعية تصف الحالة الأيضية لعضلة القلب أثناء الحفظ بدلا من الاعتماد فقط على وقت الإقفار والفحص الإجمالي 5,6,7. بالإضافة إلى ذلك، يتأثر استقلاب عضلة القلب وتحمل الإقفاري بشدة بدرجة الحرارة، ويمكن أن يؤدي التبريد غير الكافي وانخفاض الحرارة المفرط إلى تفاقم استنزاف الطاقة وإصابة الخلايا أثناء التخزين. تقييم قلوب المتبرعين عند درجات حرارة حفظ متعددة ذات صلة سريرية يساعد في تحديد الحالات التي تحافظ على بقاء عضلة القلب بشكل أفضل مع مرور الوقت3.
التقييم الدقيق والديناميكي للطاقة الحيوية لعضلة القلب أثناء التخزين ضروري لتحسين تقنيات الحفظ وتعظيم استخدام الأعضاء. حاليا، تعتمد الممارسة القياسية على التخزين البارد الساكن عند درجات حرارة تتراوح بين حوالي 4-8 درجات مئوية8. على الرغم من أن هذا البروتوكول أظهر نتائج ناجحة خلال فترات تخزين قصيرة، إلا أن التخزين المطول عند هذه الدرجة قد يعرض سلامة عضلة القلب للخطر. لذلك، من الضروري إجراء قياسات متسلسلة للنشاط الأيضي عبر درجات حرارة وفترات مختلفة لتحديد أفضل ظروف التخزين اللازمة لضمان نجاح زراعة الأعضاء. غالبا ما يعتمد التقييم التقليدي لإصابة الحفظ على الفحص النسيجي أو الفحوصات الكيميائية الحيوية من خزعات عضلة القلب، والتي تكون غازية ومدمرة وتوفر فقط لقطات إقليمية متقطعة لحالة الأنسجة9. على النقيض من ذلك، يعد مطيافية الرنين المغناطيسي للفوسفور-31 (31P MRS) وسيلة قوية وغير مدمرة تتيح القياس المباشر والمتسلسل لمستقلبات الطاقة الرئيسية، بما في ذلك الفوسفوكرياتين (PCr)، الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP)، الفوسفات غير العضوي (Pi)، والرقم الهيدروجيني داخل الخلية، ضمن أنسجة القلب السليمة 6,10,11,12. من خلال السماح بإجراء قياسات متكررة في نفس العضو دون معالجة إضافية للأنسجة، يوفر 31P MRS رؤى عالمية وطولية حول الحالة الطاقية لعضلة القلب، مما يعزز الدقة التجريبية وقابلية التكرار مقارنة بالطرق القائمة على الخزعة أو النهج البديل في المصل 6,13.
تمت مراجعة تقييم جدوى زراعة القلب باستخدام 31P MRS من قبل برناردوآخرون 14. هنا، يعرض بروتوكول مفصل ومنظم بدرجة الحرارة لجهاز MS خارج الجسم الحي 3 تسلا 31P لقلب الخنزير أثناء الحفظ. توفر هذه الطريقة إطارا عمليا لمراقبة استنزاف الركائز، واختبار متغيرات التخزين، والتحقق من تدخلات الحفظ. البروتوكول مناسب بشكل خاص للمختبرات التي تسعى لقياسات تسلسلية على كامل البطين أثناء التخزين البارد الثابت، مثل دراسات الحفظ المعتمد على درجة الحرارة، أو إصابة نقص الدم بإعادة التروية، أو تحسين المحاليل لقلوب المتبرعين ذات المعايير الهامشية والممتدة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتبع هذا البروتوكول إرشادات رعاية الحيوانات المؤسسية وقد تمت الموافقة عليه من قبل لجنة رعاية واستخدام الحيوانات في جامعة جونز هوبكنز (رقم البروتوكول SW24M319) لجميع الإجراءات التي تشمل الحيوانات الحية حتى ويشمل الحصاد الجراحي. أجريت جميع التجارب الخارجية اللاحقة باستخدام أنسجة تم الحصول عليها بعد القتل الرحيم.
1. إجراءات ما قبل الحصاد
2. إجراءات الحصاد
3. بروتوكول التحليل الطيفي
4. تحليل البيانات
5. المعادلات

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
أدى التداخل المحلي منالدرجة الثانية 16 إلى حقل مغناطيسي أكثر تجانسا B0 عبر منطقة الاهتمام، كما يتضح من تقليل الانحراف المعياري عند كل نقطة زمنية (0 ساعة: 14.0 إلى 4.0 هرتز؛ 4 ساعات: 17.5 إلى 3.2 هرتز؛ 8 ساعات: 16.0 إلى 3.2 هرتز). وقد ضمن ذلك تحقيق جودة طيفية ممتازة في كل نقطة زمنية (الشكل 7). تشير التغيرات الأيضية في عضلة القلب أثناء التخزين البارد خارج الجسم إلى استنزاف سريع لمخزون الفوسفات عالي الطاقة وتحمض داخل الخلايا تدريجيا مع مرور...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تصف هذه المخطوطة تحضيرا جراحيا وبروتوكول اكتساب وتحليل MRS بحجم 31P للتقييم المتسلسل لطاقة عضلة القلب أثناء حفظ القلب. 31يسمح P MRS بتقييم متسلسل وغير مدمر للمستقلبات القلبية الرئيسية عند درجات حرارة تخزين باردة مختلفة، مما يوفر رؤى جديدة حول قابلية نسيج عضلة القلب الأيضية. هذا البروتوكول 31P MRS سريع نسبيا، ويتطلب وقتا ضئيلا للماسح، مما يسمح بتقييم الطاقة القلبية قبل حدوث تغيرات كبيرة في درجة حرارة الأنسجة. هذا النهج قابل للتكيف مع نماذج الحيوانات الكبير...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لا يوجد لدينا أي تضارب مصالح.
نود أن نشكر فريقنا في جونز هوبكنز في قسم جراحة القلب والأشعة للمساعدة في تنفيذ هذا البحث بنجاح. تم تمويل هذه الدراسة من قبل الجمعية الأمريكية لجراحة الصدر (AATS).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الحاضنة | بنچمارک ساينتفيك | H2265-HC | حاضنة التبريد الساخنة MyTemp 65HC |
| مبرد عازل | جاتوريد | 052000047097 UPC | مبرد مشروبات رياضي معزول من جاتوريد |
| إصدار jMRUI 7.0 | جافا | www.jmrui.eu | واجهة المستخدم الرسومية لتحليل البيانات |
| مسبار درجة حرارة عضلة القلب | دي رويال | 81-030415 | مسبار درجة حرارة عضلة القلب من سلسلة DeRoyal 400 (15 مم) |
| ماسح الرنين المغناطيسي | فيليبس | https://www.philips.com/healthcare/diagnostic-imaging/magnetic-resonance-imaging | أشييفا 3T، فيليبس للرعاية الصحية |
| ملف الفوسفور ذو الحلقة الواحدة | فيليبس للرعاية الصحية | https://www.philips.com/healthcare/diagnostic-imaging/magnetic-resonance-imaging | P140، فيليبس للرعاية الصحية |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تم نشر هذه المقالة
الفيديو قريباً