2022年12月23日
本文介绍了一种在冷保存后利用离体心脏灌注系统可靠定量供体心脏左右心室功能的实验方案 离体 灌注系统
通过所述方案,我们可以比较供体心脏左心室在保存前后的心室功能,并可研究在保存过程中两个心室之间保存生物学特性的差异。该技术利用离体灌注系统来评估心脏保存后的心功能,为筛选改善供体心脏保存后功能的新疗法提供了强大且可靠的工具。
按照文中所述方法准备面团,并取一小块面团塑造成椭圆形,作为头部。将其固定在一根干意面的一端。将头部浸入已配制好的糖溶液中,待其表面均匀覆盖一层薄薄的溶液后,缓慢取出。
然后,将意大利面 strand 悬挂在聚苯乙烯泡沫块或其他支架上,使头部形成均匀且有光泽的涂层,并过夜干燥。第二天,将模具浸入分散于二甲苯中的硅橡胶中,然后将意大利面 strand 重新放回聚苯乙烯泡沫块中,在 37 摄氏度下放置两小时或直至干燥。重复此步骤一次。
然后,将模具放入水中以分离并收集球囊。将球囊保存在0.02%叠氮化钠中。现在,从22号针头截取两段钝端,将其中一钝端连接至硅胶球囊,另一钝端连接至PE导管。
使用4-0丝线将球囊固定在针头上。取C57Black/6小鼠,向其腹腔内注射200单位肝素以进行抗凝。通过脚趾夹捏确认麻醉效果后,在胸骨下方做一切口。
用剪刀剪开肋骨处的膈肌,打开胸腔。然后将前胸壁折叠,充分暴露胸腔,并在靠近主动脉弓的降主动脉处进行剪切。随后,将小鼠的心脏、肺和胸腺转移至冰冷的组氨酸-色氨酸-酮戊二酸盐(HTK)缓冲液中,以分离器官。
通过去除周围结缔组织暴露主动脉。将主动脉末端连接至22号针头,并用6-0丝线结扎固定。确保导管位于主动脉根部上方,以免影响主动脉瓣功能。
用预冷至4°C的10毫升HTK缓冲液灌注主动脉,持续约10分钟。根据实验类型,可将心脏置于含有冰冻HTK缓冲液的50毫升离心管中保存8小时,或立即进行灌注。进行灌注时,将安装在针头上的心脏连接至Langendorff装置的插管,并用丝线缝合固定。
以每分钟3毫升的恒定流速模式开始灌注,随后切换至70至80毫米汞柱的恒定压力模式,并将灌注速率调整至约每分钟6毫升。接下来,将一个未充气的注水硅胶球囊通过三通阀连接至压力传感器和一个注水注射器。在前一灌注阶段结束后,经过15至20分钟的平衡期,剪开右心房(RA),并通过右心房将球囊插入右心室(RV)。使用胶带将球囊固定在右心室内,并尽量减少右心房的开放面积,以帮助将球囊限制在心室内。
在采集右心室(RV)功能数据20分钟后,剪开左心房(LA),通过左心房将一个未充气的注水球囊插入左心室(LV)。使用胶带将球囊固定在左心室内。为校准压力传感器,首先用温盐水充满一个10毫升的注射器,并通过三通阀将注射器连接到传感器室。打开阀门,缓慢用盐水填充传感器室,然后关闭所有阀门并取下注射器。接着,将充满盐水的传感器室连接到压力传感器上,将压力表连接至三通阀的第三个端口。
在记录软件中,从连接换能器的通道下拉菜单中选择“Bridge Amp”选项。开始记录前,单击“0”以将换能器读数校准至零毫米汞柱。记录数秒后,缓慢推动注射器,将压力逐渐升高至100。
单击“停止”以结束记录。在“单位转换”对话框中,选择记录中对应0毫米汞柱的区域,然后在输入0毫米汞柱之前,单击箭头指向1。类似地,选择记录中对应100毫米汞柱的区域。
点击箭头至 2 并输入 100 毫米汞柱。现在,点击“确定”以校准换能器。校准完成后,将对应带有球囊的压力换能器的通道重命名为心室压力或左心室压力(LV Pressure),并在心脏连接至系统后开始记录。
将球囊插入心室后,通过三通阀使用微量注射器调节球囊内的水量,使心室舒张末期压力维持在5至10毫米汞柱。接下来,将一个空白通道重命名为dP/dt,并将导数源通道保持为心室压力。该通道用于记录心室收缩期间心腔内压力变化的速率。
在进入血压模块设置之前,选择测量的稳定时间段。然后,选择LV压力作为输入通道,并在点击选择后按OK。接着,点击分类视图以去除任何异常的心动周期,并点击表格视图以生成所选时间段内最大dP/dt和最小dP/dt的平均值表格。当小鼠心脏在灌注前于HTK缓冲液中保存零小时时,左心室(LV)记录到的收缩压高于右心室(RV)。此外,与右心室相比,左心室还表现出明显更强的肌肉收缩及舒张能力。
然而,在心脏经历八小时冷保存后进行灌注时,左心室(LV)和右心室(RV)的功能均较零小时阶段显著下降。其中,左心室功能下降程度较右心室更为严重。经过八小时保存后,左心室的收缩和舒张功能分别为零小时基准的25.1%和30.7%,而右心室则分别为32.5%和29.1%。这表明,在长时间保存后,左心室的原发性移植物功能障碍较右心室更为显著。保存质量在很大程度上取决于HTK的灌注效果。
确保灌注的一致性对于精确比较不同处理至关重要。通过精确测量供体心脏的保存功能,该方法可易于用于筛选能够改善供体心脏功能的药物,并进一步利用异位移植模型进行验证。
本方案详细描述了一种利用离体灌注系统在冷保存后定量评估供体心脏左右心室功能的方法。该方法可用于比较保存后的心室功能,并研究保存过程中的生物学变化。
小鼠双心室功能的离体可靠评估在朗根多夫模型中实现,可精确评价供体心脏在低温保存后的活力,直接应对移植研究中移植物原发性功能障碍的风险。左心室和右心室反应的定量测量有助于机制层面的风险评估,并为保存策略或候选治疗药物的早期筛选提供依据。该平台提升了临床前关键阶段的预测可信度,支持在心脏移植研发中进行风险校准的项目推进 关键词:小鼠,双心室功能,朗根多夫模型,离体评估,心脏移植,供体心脏,低温保存,移植物功能障碍,心室反应,定量测量,保存策略,候选治疗药物,临床前研究&D.
这种离体朗根多夫模型将心脏保存评估置于移植研究的早期发现、先导物识别和临床前验证的交汇点。