需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用

方法文章

改良大鼠异位腹腔心脏移植术及新型主动脉瓣反流模型

3.4K 次观看

⸱

DOI:

10.3791/64813

⸱

2023年6月2日

 ,  , 

本文内容

摘要

本研究展示了一种可重复的大鼠异位腹腔心脏移植技术,初学者可学习并实施该技术。此外,通过进行大鼠异位腹腔心脏移植并在供体心脏获取后使用导丝损伤其主动脉瓣,可建立一种新型的大鼠主动脉瓣反流模型。

摘要

在过去50年中,许多研究人员报道了在小鼠和大鼠中进行异位腹部心脏移植,手术技术存在一些差异。通过改进移植操作以加强心肌保护,可以在保持供体心脏功能的同时延长缺血时间。该技术的关键点如下:在获取供体心脏前切断其腹主动脉以减轻心脏负荷;使用冷心脏停跳液灌注供体冠状动脉;以及在吻合过程中对供体心脏进行局部降温。因此,由于该操作延长了可接受的缺血时间,初学者也能轻松实施并获得较高的成功率。

此外,本研究建立了一种新的主动脉瓣反流(AR)模型,所采用的技术不同于现有方法 ,现有模型是通过从右颈总动脉插入导管并在持续超声心动图引导下穿刺原生主动脉瓣而建立的。本研究利用这种新型AR模型进行了异位腹腔心脏移植。在该方案中,获取供体心脏后,将一根较硬的导丝插入供体的头臂动脉,并向主动脉根部推进。当导丝遇到阻力后继续向前推送以穿刺主动脉瓣,从而诱导产生AR。与传统AR模型所述方法相比,该方法更易损伤主动脉瓣。此外,该新型AR模型不参与受体的血液循环,因此预期可产生比传统方法更为严重的AR模型。

引言

大鼠异位腹部心脏移植术最早由 Abbott 等人于 1964 年报道1,并已被用于研究急性与慢性同种异体移植物排斥反应、心脏同种异体移植物血管病变、缺血-再灌注损伤以及心脏重塑2,3,4,5,6,7,8,9,10,11。在过去 50 年中,该手术技术已进行了若干改良。目前手术的基本步骤如下:将供体的升主动脉和肺动脉(PA)分别以端-侧吻合方式连接至受体的腹主动脉和下腔静脉。尽管供体的左心房和左心室不接受任何心腔内血流,但血液仍可流入供体的冠状动脉系统;因此,在解除钳夹后,供体心脏可重新开始搏动。

一些经验丰富的专家在完成数百甚至数千例手术后报告称,异位腹部心脏移植....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

方案

所有动物实验操作均按照 "动物福利与管理法概要" 和 "实验动物护理、饲养及减轻疼痛的相关标准" 由日本政府环境省及 "动物实验规范操作指南" 日本科学理事会16,17,18动物实验方案经东京大学机构动物护理与使用委员会审查并批准(M-P19-065)。

1. 大鼠异位腹部心脏移植

注意:异位腹部心脏移植手术在7至9周龄的雄性Jcl:Wistar大鼠中进行。手术使用放大倍数为6.7倍至45倍的显微镜操作。手术器械经高压灭菌处理以实现消毒。

  1. 供体心脏获取
    1. 麻醉供体大鼠 通过 腹腔注射美托咪啶(0.15 mg/kg)、咪达唑仑(2.0 mg/kg)和布托啡诺(2.5 mg/kg)。
    2. 将大鼠仰卧位固定于手术板上的加热垫上,并使用弹性绷带固定四肢。先用电动剃毛器尽可能去除毛发,再使用脱毛膏进一步脱毛。随后,用碘伏和70%酒精棉球对术区进行三次擦拭消毒。
    3. 用剪刀做一个约1厘米的小切口,随后向腹部注射肝素(100 U)。
    4. 用剪刀从尿道外口....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

结果

对于正常模型,在松开夹闭后成功建立了良好的左心室收缩功能。移植心脏的缺血时间及受体的麻醉时间分别约为60分钟和130分钟(表1)。

在新的AR模型中,去夹后也获得了良好的左心室收缩功能。移植心脏的缺血时间以及受体在AR模型中的麻醉时间,相较于正常模型分别延长了约5分钟和10分钟。表2)。AR 模型显示左心室(LV)尺寸显著大于正常模型,且左心室壁更薄表3),术后超声心动图在主动脉瓣反流模型中检测到反流束血流(图3)。大体检查显示左心室扩张和心内膜增厚(图4),Masson 三色染色样本显示心肌和心内膜存在纤维化改变(图5)。相比之下,正常模型中未发现这些纤维化改变。

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

讨论

研究发现了若干关键步骤,可防止供体心脏在移植过程中发生僵硬。首先,获取供体心脏前必须横断其腹主动脉,以减轻供体心脏的负荷4,7。若供体手术未进行气管插管,则开胸后呼吸将停止,导致供体肺循环受阻,从而使供体心脏负荷过重,去夹后难以实现良好收缩。其次,用停跳液灌注供体冠状动脉至关重要8。因此,在获取供体心脏后,应使用镊子夹闭升主动脉开口,将停跳液灌注至冠状动脉,直至冠状动脉的红色明显减退。第三,必须使用冰屑和冷生理盐水对供体心脏进行局部降温。供体心脏接触肠管时容易升温并变僵硬。将供体心脏置于小托盘上,可在其周围放置冰屑。此外,在吻合过程中还可将供体心脏浸入冷生理盐水中。同时,可减少所需冰屑和冷生理盐水的用量,从而避免受体过度降温。此外,使用侧壁钳夹钳夹腹主动脉和下腔静脉操作便捷7。这类侧壁钳可同时夹闭两根血管的分支,并防止血液从这些分支反流,从而简化供体心脏的吻合过程。

具有.......

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

披露

作者声明无利益冲突。

致谢

我们感谢 Editage(www.editage.com)提供的英文语言编辑服务。

....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
抗镇静剂(阿替美唑)Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd.
多米特(美托咪定)Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd.
多美康(咪达唑仑)Maruishi Pharmaceutical Co., Ltd.
肝素AY Pharmaceuticals Co.,Ltd.
Jcl:Wistar 大鼠CLEA Japan, Inc.
显微镜Orinpas Co., Ltd.SZ61
改良 Krebs-Henseleit 停跳液Merck KGaA
七氟烷FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation
SURGICEL FIBRILLARJohnson & Johnson K.K.
维他诺菲(丁丙诺啡)Meiji Animal Health Co., Ltd.

参考文献

  1. Abbott, C. P., Lindsey, E. S., Creech, O. Jr, Dewitt, C. W. A technique for heart transplantation in the rat. Archives of Surgery. 89, 645-652 (1964).
  2. Plenter, R. J., Zamora, M. R., Grazia, T. J. Four decades of vascularized heterotopic cardiac transplantation in t....

访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。

重印与许可

探索更多文章

异位心脏移植大鼠心脏移植心肌保护冷心脏停跳液局部心脏冷却主动脉瓣穿刺导丝技术超声心动图引导