Summary
Här beskriver vi en hjärt kirurgiskt ingrepp för att implantat vävnadstekniska i atrioventrikulärt (AV)-spår av en vuxen Lewis råtta.
Abstract
Gnagare kirurgi är ofta en viktig komponent i att bedöma nyttan av tekniska vävnader. Ett brett utbud av kirurgiska ingrepp kan utföras gemensamt laboratorium råttor eller möss och dessa ganska ofta fungera som ett mellansteg mellan bänkbaserade experiment och stora djurförsök eller försök på människa. Med tanke på att gnagare är en etablerad, kostnadseffektiv, och fysiologiskt relevant modellsystem för att testa nya kombinationer av byggnadsställningar material och celler, de är särskilt väl lämpade för kardiovaskulära studier tissue engineering. För närvarande beskriver vi en öppen hjärt-kirurgiskt ingrepp för implantat vävnadstekniska innehåller myogenic stamceller i atrioventrikulärt (AV) spår av en råtta hjärta. Dessa implantat är avsedda att skapa en elektrisk ledning mellan höger förmak och höger kammare med det slutliga målet att ge en alternativ behandling med konventionell pacemaker implantation hos barn med komplett hjärtblock [1]. Den vävnadstekniska är implanteras i AV-spår med hjälp av en torakotomi. För våra syften, Lewis råttor är bedövad och invasivt ventilerade för att upprätthålla CPAP under sterila kirurgiska ingreppet. Den metod som till hjärtat utförs av en rätt torakotomi genom en anterolaterala snitt vid 5
Protocol
Del 1: Induktion av allmän anestesi
- En 200-250 g Lewis råttan är sövda med 50 mg / kg ketamin och 4 mg / kg Xylazine injiceras med en 30 G nål i intraperitoneal hålighet. Den övre delen av buken och höger bröst klipps för att ta bort hår och snittet platsen rengöras med 70% etanol och därefter en povidon-jod aktuell antiseptisk lösning.
- Djuret är intuberade endotracheally med en 16 g intravenös kateter ansluten till ett litet djur andningsskydd (Harvard Apparatus). Andningsskyddet är ansluten till en Vaporizer att leverera från 0,5 till 1,0% isofluran (Baxter) blandas med 100% syrgas för att upprätthålla narkos. Andningsfrekvens och tidalvolym justeras efter kroppsvikt hos råtta. Djuret är placerad på en värmedyna (Hood Thermo-pad) för att upprätthålla kroppstemperaturen under det kirurgiska ingreppet.
- För att övervaka hjärtfrekvens och syremättnad under det kirurgiska ingreppet en pulsoximeter enhet (Nellcor) är klippt på en av de bakre extremiteterna.
Del 2: torakotomi och vävnadstekniska implantation
- Operationsområdet är beredd med sterila kirurgiska draperingar som hålls på plats med handduk klämmor.
- Ett snitt görs från anterolaterala till laterala väggen i högra bröstet, strax ovanför 5: e interkostalrummet. Interiören i bröstet nås via 5: e interkostalrummet och en liten upprullningsdon (Roboz) är positionerad för att maximera utsikten.
- Hjärtsäcken skärs strax ovanför appendix till höger förmak och höger kammare från basen mot spetsen av hjärtat. Efteråt är det AV-spår identifieras och epicardial lagret i anslutning till aorto-atrioventrikulär triangel är lätt retad isär.
- En 7-0 Prolene sutur (Ethicon) placeras genom de basala axeln på höger kammare. En 2 x 2 x 2 mm bit är dissekeras från vävnadstekniska konstruera och placeras inom AV-spåret och försiktigt bunden med Prolene sutur.
- Den kirurgiska området kontrolleras för blödning och två 4-0 Vicryl suturer (Ethicon) placeras mellan den övre och nedre interkostalrummet för att avsluta RIB-buren.
- Någon uppenbar pneumotorax grävs genom att utvidga lungorna med hjälp av fläkten.
- Bröstkorgen stängs sedan i lager.
Del 3: Återvinning
- Medan djuret återhämtar sig från operationen, är snittet webbplatsen infiltrerade med 5 ml 0,25% Bupivakain [2].
- Djuret är extubated efter avvänjningen från respirator och är tillbaka till en bur med nytt strö när det är helt vaken och sternala. Råttan därefter administreras 0,01 mg / kg buprenorfin analgesi subkutant var 12: e timme i 3 dagar.
Del 4: representativa resultat
Om det utförs korrekt, de beskrivna kirurgisk implantation av vävnadstekniska i AV-spår i hjärtat (Figur 1) resultat i mer än 90% återvinning av djuren.
Figur 1. Ett fotografi av den exponerade hjärtat som visar platsen för implantation av vävnadstekniska.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
För ett positivt resultat för det kirurgiska ingreppet är det viktigt att korrekt intuberas och invasivt ventilera djuret. Om råttan är helt enkelt lugnande preparat och tillåtas att spontant andas, kommer båda lungorna kollapsar oundvikligen medan bröstkorgen öppnas på grund av gemensamma lungsäck hos gnagare. Innan du stänger bröstet, behöver någon pneumothorax att vara helt elimineras och lungorna fullt utbyggt att minska atelektas. Annars kommer avvänjning från respirator och återhämtning misslyckas och djuret blir hypercapnic och / eller hypoxiska [3]. Borttagning av epicardial vävnad inom AV-spåret är potentiellt farliga och kan leda till massiv venös blödning från höger förmak på grund av den känsliga karaktären hos råtta förmaksflimmer väggen. Medan placera Prolene sutur i steg 2,4, är det viktigt att vara medveten om och undvika de epicardial koronar grenar. Djuret ska hållas varm på en rubrik pad under återhämtningsperioden eller dess kroppstemperatur sjunker abrupt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Försök på djur har utförts i enlighet med de riktlinjer och regler som anges av Institutional Animal Care och användning kommittén vid barnens Hospital Boston.
Acknowledgments
Detta arbete stöds av forskningsanslag från National Institutes of Health (HL068915, HL088206) och bidrag till hjärtöverledning fonden vid barnsjukhuset 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).
