Die Februar-Ausgabe des Journal of Visualized Experiments (JoVE) greift ein klinisches Thema mit der Veröffentlichung von zwei Artikeln auf, die die Implantation von medizinischen Geräten zur Behandlung von Herzrhythmusstörungen demonstrieren. Genauer gesagt konzentrieren sich beide Artikel auf die Behandlung von Vorhofflimmern - einer verheerenden Erkrankung, die letztendlich zu einem Schlaganfall führen kann.
Der erste Eingriff, der von Professor Dietmar Baensch vom Universitätsklinikum Rostock geleitet wird, beinhaltet die chirurgische Implantation eines implantierbaren Kardioverter-Defibrillators (ICD). ICDs sind Geräte, die häufig zur Beendigung ventrikulärer Arrhythmien eingesetzt werden. Wenn die Stelle der abnormalen Schrittmacherbildung jedoch supraventrikulären Ursprungs ist, wie z. B. im linken Vorhof, können diese Geräte unangemessene und schmerzhafte Schocks abgeben. Um dieses Problem mit möglichen Fehldiagnosen und höheren Komplikationsraten bei Doppelkammer-Elektroektroden zu lösen, hat Biotronik eine einzige ICD-Leitung entwickelt, die sowohl die atriale als auch die ventrikuläre Sensorik beherrscht. Angeleitet von Röntgendurchleuchtung und Elektrophysiologie demonstrieren Dr. Baensch und sein Team das chirurgische Verfahren zum Einführen, Testen und Verankern der Einkammerelektrode. Nach der Elektrodenpositionierung wird der Lumax-Defibrillator mit der Elektrode verbunden und in den Patienten eingeführt. Zur Beurteilung der Gerätefunktion wird Kammerflimmern über einen T-Wellen-Schock induziert, und die Fähigkeit des Defibrillators, Herzrhythmusstörungen zu erkennen und einen Korrekturschock zu verabreichen, wird bewertet.
Während das Lumax ICD-System Herzrhythmusstörungen durch Korrektur der Herzschrittmacher abschwächen kann, ist das WATCHMAN Okklusionsgerät für das linke Vorhofohr (LAA) von Boston Scientific für eine schwere Komplikation mit Vorhofflimmern konzipiert - einen thromboembolischen Schlaganfall. Bei Patienten mit Vorhofflimmern kann das linke Vorhofohr, ein Muskelbeutel im linken Vorhof, als Reservoir für die Blutgerinnung dienen, die, wenn sie sich löst, Embolien bilden kann, die einen Schlaganfall verursachen können. Nach der Implantation kann das WATCHMAN-Gerät Gerinnsel in der LAA einfangen, bevor sie austreten. Nach der Beurteilung der LAA-Morphologie demonstrieren unsere Autoren unter der Leitung von Dr. Sven Möbius-Winkler von der Universität Leipzig Methoden zum Einführen eines Führungsdrahts durch die Oberschenkelarterie in das Herz, zum Vorschieben des Geräts in den linken Vorhof und zum Einsatz des Geräts im linken Vorhofohr. Studien haben gezeigt, dass Patienten, die eine WATCHMAN-Intervention erhalten, im Vergleich zu Patienten, die das Antikoagulans Warfarin erhalten, eine geringere Wahrscheinlichkeit für unerwünschte kardiale Ereignisse aufweisen.
Obwohl sowohl das Lumax-ICD-System als auch das WATCHMAN-Okklusionsgerät vielversprechend für die Behandlung von Herzrhythmusstörungen und deren Komplikationen sind, ist keines der beiden Geräte für die Verwendung in den USA zugelassen. Durch die Videoveröffentlichung in JoVE haben unsere Autoren US-Ärzten eine Ressource zur Verfügung gestellt, um diese empfindlichen Verfahren zur Implantation von Geräten zu sehen, bevor sie auf der anderen Seite des Atlantiks verfügbar werden.
Eine Folge von Thromboembolien ist Hypoxie, und JoVE reist an die Universität von Rochester, um eine Methode zur 2-Photonen-Bildgebung von mikroregionaler Hypoxie in der Großhirnrinde zu dokumentieren. Unsere Autoren veranschaulichen eine detaillierte Präparation des offenen Schädelfensters, gefolgt von einer 2-Photonen-Bildgebung der endogenen Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Fluoreszenz (NADH). NADH ist bekannt für seine Fähigkeit, Elektronen während der Zellatmung zu transportieren, und es ist einfach so, dass die NADH-Fluoreszenz eine nichtlineare Beziehung zum Partialdruck von Sauerstoff im Gewebe aufweist. Im Kortex nimmt die NADH-Fluoreszenz zu, wenn Hypoxie induziert wird, was es diesen Forschern ermöglicht, zu bestimmen, welche kortikalen Bereiche am anfälligsten für Hypoxie sind, sowie das geometrische Muster der Sauerstoffdiffusion aus den Gefäßen.
Für Bioengineering begibt sich JoVE an die Wayne State University, um ein Verfahren zur Visualisierung der Mikroumgebung von Brustkrebstumoren in vitro zu erfassen. Unsere Autoren demonstrieren ein Verfahren zum Aufbau eines Brustkrebs-Co-Kultursystems, das sie als Mammary Architecture und Microenvironment Engineering (MAME) bezeichnen. Kurz gesagt, bestehen diese Kulturmodelle aus einer Schicht menschlicher Brustfibroblasten in Kollagen-1-Matrix, unterhalb einer Schicht aus rekonstituierter Basalmembranmatrix, auf die duktale Karzinomzellen aus der Brust hinzugefügt werden, bevor das gesamte Modell in Medium getaucht wird. Bei der Abbildung in 4D oder in 3 Dimensionen über die Zeit kann die Proliferation von Karzinomzellen verfolgt werden. Darüber hinaus kann auch der Abbau der Basalmembran beurteilt werden, dank des Einbaus einer Art von Kollagen, das bei Hydrolyse fluoresziert. Dieses innovative Kultursystem kann Brustkrebsforschern Einblicke in die proteolytischen Signalwege geben, die invasive Phänotypen in Brustkrebszellen fördern, und kann zum Screening auf neue niedermolekulare Inhibitoren verwendet werden, die die Tumorproliferation behindern können.
In Immunology and Infection verlagert JoVE seinen Fokus auf vektorübertragene Krankheiten, wo Forscher des Center for Disease Control in Fort Collins, Colorado, drei grundlegend wichtige Verfahren vorstellen, um zu verstehen, wie infektiöse Krankheitserreger durch die Zecke wandern. Der erste Eingriff besteht darin, der Zecke eines der Beine zu entfernen, was die Sammlung von Hämolymphe ermöglicht - die Flüssigkeit transportiert Sauerstoff zu den Organen der Zecke. Die Bakterien, die die Lyme-Borreliose verursachen, Borrelia burgdorferi, wandern in die Hämolymphe der Zecke, sobald eine Blutmahlzeit vom Mitteldarm aufgenommen wurde. Das zweite Dissektionsprotokoll veranschaulicht die Schritte für den Zugang zum Hämocoel und die Entfernung der Speicheldrüsen, in denen sich die Borrrelien vor der Übertragung auf einen Wirt befinden. Das abschließende Protokoll beginnt mit der Applikation des Muskarin-Agonisten Pilocarpin auf die Rückenoberfläche einer geschwollenen Zecke, um den Speichelfluss zu induzieren. Der Speichel wird aus einem Mundwerkzeug gesammelt, das als Hypostom bezeichnet wird, und es werden manuelle Techniken zur Förderung des Speichelflusses der Zecken durch sanfte Massage demonstriert.
Von vektorübertragenen Krankheiten bis hin zur Implantation von Medizinprodukten ist der Februar randvoll mit Inhalten, die von Autoren eingereicht wurden, die sich dem Verständnis und der Behandlung menschlicher Krankheiten widmen. Zu den weiteren bemerkenswerten Artikeln für den Monat Februar gehören Methoden zur Beurteilung des Metastasierungspotenzials von Eierstockkrebs, die räumliche Analyse von Neuropeptiden in einem Nagetiermodell für Parkinson und Messungen des Ventrikeldrucks bei neonatalen und embryonalen Mäusen. Vom Labor bis zum Krankenbett bietet keine andere Zeitschrift so einen Einblick in die biomedizinische Forschung wie JoVE. Bleiben Sie dran für die Inhalte des Februars!