Summary
Qui, descriviamo una procedura chirurgica per l'impianto cardiaco di ingegneria tessutale nella atrio-ventricolare (AV)-solco di un ratto adulto Lewis.
Abstract
Chirurgia roditore è spesso una componente importante nel valutare l'utilità dei tessuti ingegnerizzati. Una vasta gamma di procedure chirurgiche possono essere eseguite su ratti di laboratorio comuni o nei topi e questi molto spesso servono come un passaggio intermedio tra banco esperimenti e test sugli animali di grandi dimensioni o sperimentazione umana. Dato che i roditori fornire un sistema modello stabilito, conveniente, e fisiologicamente rilevanti in cui sperimentare nuove combinazioni di materiali ponteggi e cellule, sono particolarmente adatti per gli studi di ingegneria dei tessuti cardiovascolari. Attualmente, ci descrivono un cuore aperto procedura chirurgica per l'impianto di ingegneria tessutale che contiene cellule progenitrici miogeniche nel atrio-ventricolare (AV) solco di un cuore di ratto. Questi impianti hanno lo scopo di creare un condotto elettrico tra l'atrio destro e ventricolo destro con l'obiettivo finale di fornire un trattamento alternativo a impianto di pacemaker convenzionale in pazienti pediatrici con blocco cardiaco completo [1]. L'ingegneria tessutale è impiantato nel AV-scanalatura per mezzo di una toracotomia. Per i nostri scopi, i ratti Lewis sono anestetizzati e invasivo ventilato per mantenere la pressione positiva delle vie aeree durante la procedura chirurgica sterile. L'approccio verso il cuore viene eseguito da una toracotomia destra attraverso uno antero-laterale incisione presso i 5
Protocol
Parte 1: induzione di anestesia generale
- Un g 200-250 ratto Lewis è anestetizzato con 50 mg / kg di ketamina e 4 mg / kg xylazina iniettato con un ago 30 G nella cavità intraperitoneale. La parte superiore dell'addome e del torace a destra vengono tagliate per eliminare i peli e il sito di incisione accuratamente puliti con etanolo al 70% e poi un povidone-iodio soluzione antisettica topica.
- L'animale è intubato endotracheally utilizzando un catetere endovenoso 16 G collegato ad un respiratore piccolo animale (Harvard Apparatus). Il respiratore è collegato ad un vaporizzatore per la fornitura di 0,5-1,0% isoflurano (Baxter) mescolato con ossigeno al 100% per mantenere l'anestesia generale. Frequenza respiratoria e volume corrente viene regolata in base al peso corporeo del topo. L'animale è posto su una piastra elettrica (Hood Thermo-Pad) per mantenere la temperatura corporea durante la procedura chirurgica.
- Per monitorare la frequenza cardiaca e saturazione di ossigeno durante l'intervento chirurgico di un dispositivo pulsoximeter (Nellcor) è ritagliato su uno degli arti posteriori.
Parte 2: toracotomia e l'impianto di ingegneria tessutale
- Il sito chirurgico viene preparato con sterili drappeggi chirurgico che è tenuto in posizione con fascette asciugamano.
- Un'incisione è fatta dal antero-laterale alla parete laterale del petto a destra, appena sopra il 5 ° spazio intercostale. L'interno della cassa si accede tramite il 5 ° spazio intercostale e un divaricatore piccolo (Roboz) è posizionata per massimizzare la vista.
- Il pericardio viene tagliato appena sopra l'appendice dell'atrio destro e ventricolo destro dalla base verso l'apice del cuore. In seguito, il solco AV è identificato e lo strato epicardico adiacente al aorto-atrio-ventricolare triangolo è gentilmente preso in giro a parte.
- Un Prolene 7-0 sutura (Ethicon) è inserito attraverso la spalla basale del ventricolo destro. A 2 x 2 x 2 pezzi mm è sezionato dalla costruzione di ingegneria tessutale e posizionato all'interno della scanalatura AV e dolcemente legato con la sutura Prolene.
- Il campo chirurgico viene controllato per il sanguinamento e due punti di sutura Vicryl 4-0 (Ethicon) sono poste tra il superiore e inferiore spazio intercostale, per la chiusura della gabbia toracica.
- Qualsiasi pneumotorace apparente è scavato, espandendo i polmoni per mezzo del ventilatore.
- La parete toracica viene poi chiuso a strati.
Parte 3: Recupero
- Mentre l'animale recupera dalla chirurgia, il sito di incisione sono infiltrati di 5 ml bupivacaina 0,25% [2].
- L'animale è estubato dopo lo svezzamento dal respiratore e viene restituito a una gabbia con lettiere fresche una volta che è completamente sveglio e sternale. Il ratto viene successivamente somministrato 0,01 mg / kg Buprenorfina analgesia per via sottocutanea ogni 12 ore per 3 giorni.
Parte 4: I risultati rappresentativi
Se eseguita correttamente, il descritto impianto chirurgico di ingegneria tessutale nella AV-scanalatura del cuore (figura 1) si traduce in più del 90% di recupero degli animali.
Figura 1. Una fotografia del cuore esposto che mostra il sito dell'impianto di ingegneria tessutale.
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Discussion
Per un esito favorevole alla procedura chirurgica, è fondamentale per intubare correttamente e invasivo ventilare l'animale. Se il ratto è semplicemente sedato e ha permesso di respirare spontaneamente, entrambi i polmoni inevitabilmente crollare mentre il torace è aperto a causa della pleura comuni nei roditori. Prima di chiudere il petto, ogni pneumotorace deve essere completamente eliminato ei polmoni completamente espansa per ridurre atelettasia. Altrimenti, lo svezzamento dal respiratore e recupero sarà successo e l'animale diventerà ipercapnici e / o ipossia [3]. Rimozione del tessuto epicardico all'interno del solco AV è potenzialmente pericolosa e può causare emorragie venose massiccia dall'atrio destro a causa della natura delicata del muro ratto atriale. Pur ponendo la sutura Prolene al punto 2.4, è essenziale essere consapevoli ed evitare i rami epicardici coronarici. L'animale deve essere tenuto caldo su un blocco titolo durante il periodo di recupero o la sua temperatura corporea cadrà bruscamente.
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Disclosures
Gli esperimenti sugli animali sono stati eseguiti secondo le linee guida e regolamenti stabiliti dalla cura degli animali e del Comitato Istituzionale utilizzo del Children s Hospital di Boston.
Acknowledgments
Questo lavoro è sostenuto da borse di ricerca dal National Institutes of Health (HL068915; HL088206) e contributi al Fondo di conduzione cardiaca presso il Children Hospital di Boston.
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).
