Methodenartikel

3D Whole-Herz Myocardial Gewebeanalyse

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DOI:

10.3791/54974

12. April 2017

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt ein neues Verfahren für den 3D-Vergleich von ganzem Herzen Herzmuskelgewebe mit MRI. Dies ist für die genaue Beurteilung der intramyokardialer Injektionen in der Infarktrandzone eines chronischen Schweinemodell eines Myokardinfarkts entworfen.

Zusammenfassung

Cardiac regenerative Therapien zielen darauf ab, die verletzten Herzen bei Patienten mit ischämischer Herzkrankheit zu schützen und zu reparieren. Durch die Injektion von Stammzellen oder andere Biologika, die Angio- oder Vaskulogenese in die Infarkt Grenzzone (IBZ), Gewebeperfusion verbessert und das Myokard verbessern kann vor weiteren Schäden geschützt werden. Für eine maximale therapeutische Wirkung, wird angenommen, dass die regenerative Substanz am besten auf die IBZ geliefert wird. Dies erfordert eine genaue Injektionen und hat zur Entwicklung neuer Injektionstechniken geführt. Um diese neuen Techniken zu validieren, haben wir ein Validierungsprotokoll entwickelt, basierend auf Myokardgewebe Analyse. Dieses Protokoll umfasst Ganz Herz Herzmuskelgewebes Verarbeitung, die detaillierten zweidimensionalen (2D) ermöglicht und dreidimensionale (3D) Analyse der Herzanatomie und intramyokardialer Injektionen. In einem Schwein wurde Myokardinfarkt durch eine 90-min Okklusion der linken vorderen absteigenden Koronararterie erstellt. Vier Wochen später ein mixture eines Hydrogels mit superparamagnetischen Eisenoxidteilchen (SPIOs) und fluoreszierenden Kügelchen wurden in der IBZ mit einem minimal-invasiven Ansatz endokardialen injizieren. 1 h nach der Injektion wurde das Schwein getötet und das Herz wurde in Agarose (Agar) ausgeschnitten und eingebettet. Nach dem Erstarren des Agars, Magnetresonanztomographie (MRI), Aufschneiden des Herzens, und die Fluoreszenz-Bildgebung durchgeführt. Nach Bildnachverarbeitung wurde 3D-Analyse durchgeführt, die IBZ Zielgenauigkeit zu beurteilen. Dieses Protokoll stellt ein strukturiertes und reproduzierbares Verfahren für die Beurteilung der Zielgenauigkeit der intramyokardialen Injektion in den IBZ. Das Protokoll kann leicht verwendet werden, wenn die Verarbeitung von Narbengewebe und / oder Validierung der Injektionsgenauigkeit des ganzen Herzens erwünscht ist.

Einleitung

Ischämische Herzkrankheit hat die führende Todesursache weltweit seit den letzten Jahrzehnten ein. Akute Behandlung nach Myokardinfarkt zielt darauf ab , den Blutfluss zum Herzmuskel über perkutane koronare Intervention oder koronaren Bypass - Operation wiederherzustellen. In schweren Infarkten ist ein großer Bereich des Herzmuskels vernarbt, und diese Fälle führen oft bei ischämischen Herzinsuffizienz (HF) 2. Aktuelle Behandlungsmöglichkeiten für HF-Konzentration auf die Prävention und die Erhaltung der Herzfunktion für die HF-Patienten, aber nicht auf die Regeneration.

Im letzten ....

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Protokoll

Das In - vivo - Experiment wurde in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren , hergestellt durch das Institut für Labortierforschung durchgeführt. Das Experiment wurde von dem örtlichen Tierversuchen Committee genehmigt.

1. Herstellung von injizierbaren und Embedding-Lösung

  1. Bereiten Sie die injizierbaren Gels.
    1. Bereiten 1 ml ureido-pyrimidinon (UPy) Gel gemäß zuvor beschriebenen Protokolle 12, 13.
    2. Hinzufügen superparamagnetische Eisenoxidteilchen (SPIOs) zu der Lösung mit einer Konzentration von ....

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Ergebnisse

Gewebeein

Durch die Einbettung, eine enddiastolische förmige Geometrie hergestellt wurde. Der Agar erfolgreich an das Herzgewebe eingehalten, um das Gewebe ermöglicht , in der gewünschten Abwinkelung mit gleichen Schichtdicken (2A und 2C) wird in Scheiben geschnitten.

Beurteilung Narben und die Injektionsstelle

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Diskussion

Whole-heart 3D Myokardgewebe Verarbeitung gemäß diesem Protokoll stellt ein strukturiertes Verfahren, das die 3D-Analyse des Infarkts ermöglicht, die IBZ, und die durchgeführten Injektionen in Bezug auf die Herzanatomie. Das Füllvolumen des Herzens hängt von der gewünschten Analyse. In dieser Studie wurden die Injektionsgenauigkeit beurteilen zu können, war es unser Ziel, das Herz ähneln der enddiastolischen Geometrie so nah wie möglich zu füllen. Zur Durchsetzung dieser wird der LV-Apex zum Boden des Behälters befestig.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Danksagungen

Die Autoren möchten sich Marlijn Jansen, Joyce Visser, und Martijn van Nieuwburg für ihre Unterstützung bei den Tierversuchen danken. Wir erkennen an stark Martijn Froeling und Anke Wassink für ihre Unterstützung bei der MRI-Bildgebung.

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,9 % KochsalzlösungBraun
AgaroseRoche DiagnosticsMehrzweck-Agar in wissenschaftlicher Qualität
Biomolekularer Fluoreszenzscanner Typhoon 9410 GE Healthcare
EinbettbehälterKunststoff, Maße 17 x 14,5 x 14 cm
FluoSpheres Polystyrol MikrosphärenInvitrogenF8834rot, 10 & micro; m
GadoliniumGadovist1,0 mmol/mL
dS 32-Kanal-KopfspulePhilipsOder ähnlich
MatlabMathworksUm die Kompatibilität zu gewährleisten 2015a oder neuer
FleischschneidemaschineBerkel
Myostar InjektionskatheterBiosense Webster
Super paramagnetische EisenoxidpartikelSinerem
Triphenyl-tetrazoliumchloridMerck
UPy-PEG10k
Vicryl 2-0Ethicon

Referenzen

  1. Nowbar, A. N., Howard, J. P., Ja Finegold,, Asaria, P., Francis, D. P. 2014 global geographic analysis of mortality from ischaemic heart disease by country, age and income: statistics from World Health Organisation and United Nations. Int J Cardiol. 174 (2), 293-298 (2014).
  2. Kannel, W. B., Belanger, A. J.

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Schlagwörter

3D Gewebeverarbeitung des gesamten HerzensTargetierung der InfarktborderzoneMagnetresonanztomographieFluoreszenzbildgebungAgarose EinbettungGewebeschnittierungBildnachbearbeitungRekonstruktion von 3D ModellenBewertung der Injektionsgenauigkeit

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