Name: Nagetier Arbeits Herz Modell für die Untersuchung der myokardialen Leistung und Sauerstoffverbrauch (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-16T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 43 s
Description: Erfahren Sie die Präparation eines isolierten linken Arbeitsherzmodells aus Nagetieren zur Untersuchung der myokardialen Leistung und des Sauerstoffverbrauchs unter kontrollierten Bedingungen.

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Die Ausrüstung und die hier beschriebenen Experimente wurden von der Abteilung für Kardiologie, Boston Kinderkrankenhaus und von philanthropischen Spenden aus der Haseotes Familie finanziert. Wir danken Drs. Frank McGowan und Huamei er für uns mit frühen Erfahrungen mit diesem Modell bieten, und Lindsay Thomson für die Unterstützung mit Grafik.

Dieses Protokoll wird unter einem aktuellen Protokoll im Rahmen der Tierpflege Institution und Verwendung Ausschuss durchgeführt. 1. Vorbereitung für das Studium <ol><li> Schalten Sie das Wasserbad das Krebs-Henseleit-Puffer (KHB) Reservoir (auf 42 ° C) zu erwärmen. </li><li> Vorbereitung 16 L von KHB enthaltend (in mM) 128 NaCl, 5,7 KCl, 1,3 MgSO 4, 25 NaHCO 3, 2,7 CaCl 2, 0,53 EDTA, 0,54 NaC 3 H 3 O 3 und 10,8 Dextrose. 13 Die Substratmassen sind wie folgt : 27,584 g NaCl, 1,58 g KCl, 0,578 g MgSO 4, 8,401 g NaHCO 3, 1,47 g CaCl 2, 0,744 g EDTA, 0,22 g NaC 3 H 3 O 3 und 7,208 g Dextrose. Anmerkung: Diese Komponenten in konische Röhrchen in Pulverform gelagert werden kann zur Rekonstitution am Tag der Experimente. <ol><li> Filter 4 l deionisiertem Wasser durch einen 0,22 Mikron-Filter. </li><li> In 3,7 L dieses Wassers in einen 4 LBecherglas. Fügen Sie alle Komponenten mit Ausnahme von CaCl 2 zum Wasser. </li><li> Man löst das CaCl 2 in den verbleibenden 300 ml Wasser über einen separaten Becherglas verwendet wird . </li><li> Oxydieren , die Lösung mit 95% O 2/5% CO 2 in 1 L / min (LPM) für 5 min. Dies korrigiert den pH - Wert auf 7,40 erhöht und die Auflösung von CaCl 2. </li><li> Fügen Sie die CaCl 2 zu dem Rest des KHB. </li><li> Fügen Sie den fertig KHB zu einem Reservoir und zirkulieren durch alle Schläuche für 30 min. Stellen Sie sicher, dass das System frei von makroskopischen Blasen ist. Oxygenat mit 95% O 2/5% CO 2 bei 0,5 LPM. HINWEIS: KHB über Nacht im Kühlschrank können für nicht mehr als 1 gespeichert - vor 2 Tagen, brachte wieder auf Raumtemperatur und wieder gefiltert für den Einsatz. Nicht wiederverwenden KHB nicht zwischen den Experimenten. </li><li> Bereiten Sie 2 x 50 ml sauberen Becher mit eiskaltem KHB und legen Sie sie in einen Eimer mit Eis in der Nähe der Dissektion Station. Stellen Sie sicher, dass der KHB ist eiskalt (und nicht gekühlt) vor Ex<html> Begrünung des Herzens. </li><li> Setzen Sie den Mikro Druck-Volumen (PV) Katheter in einem 10-ml-Spritze mit gefiltertem KHB gefüllt für 30 Minuten vor der Kalibrierung, den Anweisungen des Herstellers. HINWEIS: Die Temperatur des KHB verwendete PV Katheter bis 37 ° C so nahe wie möglich zu tränken sollte. </li></ol></li><li> Bereiten Sie die Anästhesie und Sezieren Station für das Tier. <ol><li> Für ausreichende Isofluran in dem Reservoir. Zeichne bis 500 U Heparin in einer 1 ml-Spritze; legen Sie eine 26 Gauge (1/2 &quot;) Nadel auf dieser Spritze. eine Maske Bereiten Sie das Tier für betäuben. </li></ol></li><li> Stellen Sie die Aorten-Block Perfusionsdruck auf 80 mmHg und den linken Vorhof (LA) Block Perfusionsdruck auf 10 mmHg. Öffnen Sie sowohl die Aorten-Block und LA-Block zu ermöglichen, warme KHB zu tropfen. Wenn Sie bereit sind, das Tier zu sezieren, öffnen Sie die Aorten-Block heraus eine stetige langsame Tropf der KHB zu ermöglichen. </li><li> Kalibrieren Sie den PV-Katheter nach den Anweisungen des Herstellers. </li></ol>&quot;&gt; 2. Vorbereitung der Tiere und Dissection HINWEIS: Für beste Ergebnisse sorgen Tier zwischen 300 und 500 g; wir haben, dass ein Tier Gewicht zwischen 425 bis 450 g ist ideal für unser System nicht gefunden. <ol><li> Anesthetize das Tier in einer Kammer mit Isofluran (1 - 2%), bis das Tier bewusstlos ist. Übertragen Sie das Tier auf die Dissektion Station und legen Sie die Narkosemaske mit Isofluran und Sauerstoff auf das Tier. Führen Sie Zehe Prise Niveau der Sedierung zu beurteilen. Bewerben Tierarzt Salbe auf die Augen Trockenheit während der Narkose zu verhindern. </li><li> Injizieren Heparin, 500 Einheiten intraperitoneale in der Bauchhöhle. Erlauben 10 min für das Heparin absorbiert werden. Sichern Sie sich die Gliedmaßen des Tieres mit Klebeband Visualisierung des Thorax zu verbessern. </li><li> Dissection des Herzens. <ol><li> Sobald sichergestellt wird, dass es keine Antwort auf eine Zehe Prise ist, heben Sie die Haut weg von der Bauchhöhle mit einer Pinzette und dann mit einer Schere die Bauchhöhle einzuschneiden, nach der Kurve von ter Membran mit dem hinteren Winkel der Rippen zurück. </li><li> Sobald die Membran sichtbar ist, unter Verwendung einer kleinen Schere entlang der vorderen Fläche der Membran nach der Richtung der vorherigen Schnitte geschnitten für den Eintritt in den Brustkorb zu ermöglichen. Erweitern Sie jeden Schnitt entlang der Axillarlinie bilateral nach der Achselhöhle. HINWEIS: Die nächsten Schritte effizient durchgeführt werden sollte, da Belüftung beeinträchtigt wird, sobald die Membran eingeschnitten wird. </li><li> Ziehen Sie den Brustkorb nach vorne aus dem Xiphoidbasis mit einer Pinzette. Inzision das Perikard und Pleura. </li><li> Identifizieren Sie die untere Hohlvene (IVC) und Aorta nur oberhalb des Zwerchfells und einfahren sie en bloc nach vorne stumpfen Pinzette verwenden. </li><li> Mit großen, gebogenen Schere, machen schnell einen Einschnitt in der IVC und der Aorta, zieht das Herz und die Lunge aus der Brust en bloc. Geschnitten, um die Speiseröhre, die Luftröhre, brachiocephalic Arterien und Venen kranial das Herz und die Lungen aus dem Thorax zu entfernen. Excise die deinmic Gewebe mit diesem Block von Gewebe. Achten Sie darauf, nicht den proximalen Abschnitt der Aorta ascendens zu schneiden. </li><li> Sofort tauchen Sie das Herz und die Lunge in eiskaltem KHB und bewegen auf die Langendorff-Apparatur, stellen jedoch zuvor als in Schritt 1 beschrieben. </li></ol></li></ol> 3. Aortic Kanülierung <ol style="margin-left: 40px;"><li> Legen Sie die Herz-Lungen-Komplex in einer flachen Schale und orientieren das Herz mit der Thymusdrüse und der großen Gefäße der Experimentator zugewandt und den hinteren Teil der Lunge in der Tabelle gegenüber. Ziehen Sie die beiden Lappen des Thymus auseinander und den Start der brachiocephalic Arterien aus der Aorta zu identifizieren. <ol><li> Drapieren die Aorta über den Rand der Schale und transect die Aorta unter Verwendung einer kleinen Schere etwa 5 mm oberhalb der Aortenklappe, gerade proximal zu dem Start des rechten Arteria subclavia. HINWEIS: Der Schnitt sollte eine saubere Runde Kreis ergeben - die Aorta im Querschnitt. Wenn es sich um Off-Winkel (dh ein breites oval)oder unvollständig sind, wiederholen Sie den Schnitt um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Dadurch wird eine effiziente Aorten-Kanülierung erleichtern. </li></ol></li><li> Verwendung von 2 Paaren von gebogenen Pinzette auf beiden Seiten der Aorta, führen die Aorta über die Aortenkanüle (die langsam mit KHB tropft werden sollte). 2 mm unterhalb der Spitze der Kanüle - Die Aortenklappe sollte 1 sitzen. <ol><li> Nach Aorta Kanülierung neu positionieren die Zange senkrecht über der Aorta die Aorta in Position zu halten. Alternativ legen Sie eine kleine Klammer über die Aorta, die Herz-Lungen-Komplex in Position zu halten, eine einzige Experimentator ermöglicht dieses Modell zu vervollständigen. </li></ol></li><li> Haben Sie ein Assistent eine Seiden 4-0 Naht passieren knapp unter der Zange und binden an ihren Platz, Looping um die Kanüle und binden mehrere Male sowohl vor als auch hinter dem Herzen. Öffnen Sie die Kanüle vollständig voll retrograden Aortenfluß zu beginnen. Beachten Sie das Herz kräftig schlagen. HINWEIS: Wenn das Herz nicht schnell zu schlagen beginnt (~ 200 BPM) und kräftig, diebinden oder Kanüle sein kann, eine oder beide der Koronararterien-Okklusionsbauteil. Wenn dies vermutet wird, entfernen Sie die Krawatte und setzen Sie sie von den Koronararterien entfernt. Wenn das Herz bläht und schlägt nicht, kann die Kanüle über die Aortenklappe sein. Wenn die Koronararterie Lecks (KHB Sprays aus der Aortenwurzel), die Kanüle näher an der Aortenklappe vorzurücken (dieses Phänomen kann auftreten, wenn eine Arterie brachiocephalica kanülieren anstelle der aufsteigenden Aorta). </li></ol> 4. Pulmonary Vein Occlusion und Vorbereitung der Lungenarterie für Kanülierung HINWEIS: Der Zweck dieses Schrittes ist es, eine geschlossene linke atriale System zu schaffen, um sicherzustellen, daß alle Volumen und Druck von der linken Herzblock zu den linken Herzstrukturen übertragen wird. Nicht vollständig die Lungenvenen verstopfen könnte in Preload-Mangel und können die Ergebnisse verfälschen oder eine instabile Arbeits Herz Vorbereitung schaffen. <ol><li> Entfernen Sie die Thymusdrüse Exposition von th zu verbesserne Lungenarterie (PA). </li><li> Manuell drehen, um die Aortenkanüle, so dass die hintere Seite des Herzens dem Bediener zugewandt ist. Präparieren aus die Schiffe auf der rechten Lunge führt. Hängen Sie die rechte Lungengewebe einer Pinzette auf, diese Schiffe umreißen. Mit mittelgroßen chirurgischen Clips (oder Naht), verschließen die rechte Lungenarterie und Vene und Bronchus mit einem einzigen Clip. Resezieren der rechten Lunge distal zu dem Clip. HINWEIS: Aufgrund der Schwierigkeiten in der Lungenarterie frei seziert, unsere Praxis ist, die Lungenvenen zu verschließen, die Lungenarterie zu blähen, es einfacher zu machen, ohne die in der Nähe Strukturen in einem Herzschlag-Modell zu verletzen einzuschneiden. </li><li> Wiederholen Sie Schritt 4.2 auf der linken Lunge. HINWEIS: Mögliche Gefahren und Problemlösung: Wenn beide Lungenarterien verschlossen sind, werden sichtbar den rechten Vorhof aufblähen und das Herz kann bradykardischen werden. Dies ist, weil der rechte Ventrikel wird unter Druck gesetzt. Wenn dies nicht geschieht, ist es wahrscheinlich, dass die pulmonary Venen sind nicht vollständig verschlossen, und die Vorspannung für Arbeits Herz Modus unzureichend sein. Wenn das Herz nicht in der Lage die Herzleistung nach links Vorhof (LA) Kanülierung und versuchte, den Übergang ins Berufs Herz (siehe unten) zu halten, sollten Sie zusätzliche Clips platzieren oder eine Krawatte um den Stümpfen Pulmonalvene restliche Leck zu verschließen. Sobald die PAs verschlossen sind jedoch Schritt 5 sollte sofort durchgeführt werden, myokardiale Ischämie zu minimieren. Beachten Sie, dass einige Forscher die Lungenarterie vor der Ligation der Pulmonalvenen einzuschneiden Druckbeaufschlagung des rechten Ventrikels zu vermeiden. </li><li> Pulmonale arterielle Einschnitt <ol><li> Drehen Sie die Aortenkanüle, so dass die Vorderseite des Herzens ist der Betreiber gegenüber. Identifizieren Sie die Lungenarterie. Wiederum kann diese Arterie aufgetrieben werden. Mit einer kleinen Schere machen einen Querinzision etwa 3 mm über der Pulmonalklappe. Hinweis: das wird sofort den Druck zu entlasten und die Herzfrequenz erhöhen. Seinverursachen diese Kanüle leicht zu lösen, kanülieren die Lungenarterie nach linksatrialen Kanülierung abgeschlossen ist. </li></ol></li></ol> 5. Links Atrial Kanülierung <ol><li> Drehen Sie die Aortenkanüle, so dass der linke Vorhof dem Bediener zugewandt ist. Mit Hilfe der kleinen Schere, machen Sie eine 2 - 3 mm Einschnitt in den Oberkörper des linken Vorhofs, ca. 3 mm über der atrioventricular Nut. <ol><li> Positionieren Sie den linken Vorhof Kanüle senkrecht zur Ebene der Mitralklappe und wies auf die atriale Septum. </li><li> Öffnen Sie die LA Kanüle bis KHB fließt. Stellen Sie sicher, dass der KHB sich warm anfühlen, ist (es schnell kalt wird, wenn in jedem nicht-ummantelten Schlauch sitzend) um Myokarddysfunktion zu vermeiden wegen Hypothermie folgende Übergangsmodus zu arbeiten. Übergang zu einer Tropfrate während der Kanülierung. </li></ol></li><li> Mit einer Pinzette Gegen Traktion, legen Sie die atriale Kanüle in den Körper des linken Vorhofs zu halten, dabei nicht excessi zu verwendenve Kraft, die das Atrium reißen kann. HINWEIS: Die sollten LA Kanüle positioniert werden, so dass sie ohne jede Spannung an der Vorhofwand in der Mitte des Atriums liegt. </li><li> Übergeben Sie eine 4-0-Seidenfaden um den Körper des linken Vorhofs und verknoten eine Abdichtung des Atriums um die Kanüle zu schaffen. Achten Sie darauf, um sicherzustellen, dass die hintere Seite des linken Vorhof in die Naht enthalten ist. Fügen Sie zusätzliche Nähte wie nötig. Einmal versiegelt, ziehen Sie die Kanüle zurück 1 - 2 mm, so dass es in der Mitte des Atriums sitzt und nicht gegen die Vorhofseptums. HINWEIS: Der häufigste Grund, dass das Herz beim Übergang Modus zu arbeiten Herz malperfused wird ist, dass die LA Kanüle die Vorhofseptums anstößt, das linke Vorhof Zufluss verschliesst. Die LA - Tracing ändert sich oft eine richtige eine Welle und v Welle zu zeigen , wenn die Kanüle in der richtigen Position ist (siehe Abbildung 2E). </li><li> Öffnen des Kanülenventil LA vollständig die volle Vorspannung zum linken Atrium zu verabreichen. Überwachen Sie dieTropfgeschwindigkeit aus dem Herzen (die von koronaren Abwasser kommt). Stellen Sie sicher, dass die Tropfgeschwindigkeit ändert sich nicht, wenn die LA Kanüle geöffnet ist. Ist dies der Fall, retie das Atrium um die Kanüle herum, wie in Schritt 6.4 beschrieben, da dies ein Leck in dem System darstellt. </li></ol> 6. Pulmonalarterieller Kanülierung und Übergang in den Arbeits Herz-Modus <ol><li> Wenn myokardialen Sauerstoffverbrauch (oder anderen Substanzen in koronaren Ausflusses, wie Arzneimittelspiegel oder Cytokine) Messen, legen 1/32 &quot;flexible Schlauch in dem Stand der Einschnitt in der Lungenarterie. HINWEIS: Der Sauerstoffverbrauch wird als die Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen linksatrialen Perfusat und Pulmonalarterie Abstrom 2 gemessen. <ol><li> Für die kontinuierliche Messung des myokardialen Sauerstoffverbrauchs, verwenden Sie eine in-line Sauerstoffelektrode des linken Atriums und Koronarsinus Abwasser zu vergleichen. </li><li> Sammeln Sie Koronarsinus Abwasser (sowohl aus der Lungenarterie und tropft aus dem Herzen) in einem graduierten Zylinderinder für zeitlich Quantifizierung der koronaren Fluss. </li><li> Berechnen myokardialen Sauerstoffverbrauch , wie vorstehend beschrieben. 2 </li></ol></li><li> Übergang in das Berufs Herz-Modus mit der retrograden Aorten-Pumpe abgeschaltet wird. HINWEIS: Wenn dies geschehen ist, wird der LA Druck die Vorbelastungsdruck und der Widerstand, die zuvor Widerstand jetzt Widerstand gegen Herzleistung liefert zur retrograden Pumpe in Langendorff-Modus Bereitstellen wurde, einen mittleren arteriellen Druck erzeugt wird. Wenn der mittlere arterielle Druck sinkt unter ~ 80 mmHg, ist die Ursache wahrscheinlich entweder Vorbelastung oder myokardiale Funktion verwandt. Das wahrscheinlichste Problem ist die linke Vorhof Kanüle, die nach dem Neustart des rückläufigen Pumpe eingestellt werden sollte. </li></ol> 7. Einsetzen des linksventrikulären Druck Volumen Catheter HINWEIS: Der PV Katheter angeordnet werden kann entweder retrograden (durch die Aortenklappe) oder über apikalen Einstich. Der Vorteil der retrograden ist, dass position ist konsequenter und es entfällt die Notwendigkeit für apikal Stich- und den damit verbundenen Risiken der koronaren Verletzung oder Verlust der Vorspannung. Allerdings kann rückläufige Platzierung manchmal sehr schwierig sein, so dass wir beschreiben beide Techniken hier. <ol><li> Bringen Sie einen 1.4 Französisch Druck-Volumen-Katheter mit dem Druckvolumen-Loop-System. Kalibrieren des Systems in warmem KHB nach den Anweisungen des Herstellers. Sicherstellen, dass die Wellenform in Echtzeit sichtbar ist. Bringen Sie den Katheter und Leitungen dicht an der Oberfläche des LV, um ihn nicht zu lösen nach der Platzierung. </li><li> Zur retrograden Platzierung, öffnen Sie das einstellbare Ventil und führen Sie den PV-Katheter sanft über die Aortenklappe, bis ein stabiler Druck und Volumenwellenform identifiziert werden. Vermeiden Sie übermäßige Anwendung von Gewalt, die die Aortenklappe beschädigen oder die Herzspitze durchstechen. HINWEIS: Es wird festgestellt, dass es wichtig ist, die Länge der Rohrleitung und die Anzahl der Windungen zu minimieren, die die PV-Katheter navigieren müssen die AV zu nähern. Eskann hilfreich sein, um den Schlauch, der mit dem System kommt zu senken. </li><li> Für apikal Platzierung, eine 24 G Angio-Katheter mit einem apikal Einstich in der LV zu schaffen. Achten Sie darauf, den linken vorderen absteigenden Koronararterie zu vermeiden. Richten Sie die Nadel in Richtung der Aortenklappe von der Herzspitze. Voraus, um den Druck-Volumen-Katheter in den Körper des LV. Beenden Sie die Katheters sobald der LV Druck und Volumenwellenform identifiziert wird. </li><li> Sobald der Druck-Volumen-Katheter an Ort und Stelle ist, bewegen Sie den Wassermantel in die richtige Position um das Herz. Befestigen Sie den Katheter an der Wand des Wassermantels mit einem kleinen Stück Klebeband. </li><li> Stellen Sie sicher, mindestens einen Zeitraum von 30 Minuten von Stabilität vor irgendwelche Messungen oder Eingriffe zu beginnen. </li></ol> 8. Die Infusion von Medikamenten <ol><li> (Optional) Infuse Medikamente (zB Dopamin) in den linken Vorhof - Block eine Standardmedikation Pumpe. Anmerkung: Wir haben dosierte Medikamente nach dem whole Körpergewicht des Tieres, da Strömung äquivalent zu einem vollständigen Herzleistung geht durch den Vorhof-Block; nur ein kleiner Teil davon gelangt durch die koronare Durchblutung, wie es in vivo macht. Alternativ kann ein zweiter Satz von Perfusat mit einer vorgegebenen Konzentration von Medikamenten geschaffen werden und verwendet, um das Herz perfundiert. HINWEIS: In unserem Protokoll infundieren wir Medikamente über einen 12-minütigen Zeitraum, physiologische Daten, die während der letzten 10 min von jeder Infusion gesammelt und zu einer unmittelbar vorangehenden 10 min Basislinie verglichen wird. </li></ol> 9. Physiologische Manipulations <ol><li> Puls <ol><li> (Optional) Naht zwei Stimulationsdrähte auf die rechte Vorhofwand und heften sich an einem temporären Stimulationsgerät. HINWEIS: Dies ermöglicht eine genaue Steuerung der Herzfrequenz (oberhalb der nativen Sinusfrequenz) und ein Verständnis für die Beziehung zwischen Herzfrequenz und Kontraktilität unabhängig von einer cardiotonischen Medikamenten. </li></ol></li><li> Preload <ol><li> variieren Sie dieVorspannung (als linksventrikuläre enddiastolische Volumen definiert ist), indem die Höhe der Säule Variieren des linksatrialen Block speist. </li></ol></li><li> Blutdruck <ol><li> Betätigen Sie den Blutdruck (der primäre Faktor für die Nachbelastung in diesem Modell) unter Verwendung der Druckventile auf der IH-51. </li></ol></li><li> Koronare Sauerstoffgehalt <ol><li> Erledigen unterschiedlichem Ausmaß der myokardialen Hypoxie durch das Herz mit KHB Perfusion in verschiedenen Gasmischungen gesättigt. Tun Sie dies durch separate Mantel Reservoirs mit (jeweils mit eigenem Gasgemisch) Gleichgewicht zwischen dem Gas und KHB zu gewährleisten. </li><li> Erledigen koronare Ischämie durch die Naht mit einem distalen Koronararterie Ligatur. HINWEIS: Die Unterbindung der proximalen Koronararterien im Arbeits Herz-Modus in tödliche Myokarddysfunktion führen kann. </li><li> Induzieren global koronare Ischämie durch Unterbrechung oder retrograder Perfusion für eine definierte Zeit verzögert. </li></ol></li></ol>

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Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Dieses Arbeitsherzmodell erlaubt die Beurteilung der ventrikulären Leistung mit voller Kontrolle über Vorlast und Nachlast, Sauerstoffspannung des Perfusat sowie Herzfrequenz. Unter anderen Faktoren erlaubt es Beurteilung der intrinsischen myokardiale Wirkung von inotrope Medikamente unabhängig von Nachlast und Vorspannung, die Art und Weise , die nicht möglich sind , unter Verwendung eines in - vivo - Modell. Da dieses Modell eine kristalloider Perfusat verwendet, es Beurteilung das Myokard ohne Interferenz von Hämoglobin ermöglicht es , die spektroskopische Analyse der myokardialen Energiezustände zu vereinfachen, zum Beispiel. 14 In diesem Modell wird der rechte Vorhof nicht als Teil unserer Instrumentierung einer Kanüle versehen, obwohl es möglich ist , zu tun. Wir wählten absichtlich nicht so zu tun, um Probenahme von koronaren Sinus Fluss für die Beurteilung der myokardialen Sauerstoffverbrauch zu erleichtern. Wichtig ist aber, führt das rechte Herz immer noch Druck und Volumen der Arbeit in diesem Modell, wie es die Co-Pumpenronary Sinus fließen in die Lungenarterie Kanüle. Eine rechte ventrikuläre Vorspannung Bereitstellung verbessert Positionierung des Ventrikelseptums und verbessert die linksventrikuläre Leistung und ist ein wichtiger Bestandteil dieses Modells. 15 Es gibt mehrere experimentelle Fallen zu nennen. Die erste ist die anfängliche retrograden Kanülierung, die zweckmäßigerweise durchgeführt werden sollte (dh in weniger als 2 min) , um den Zeitraum der Ischämie zu minimieren. Die wichtigste Fähigkeit zu meistern ist die effiziente Isolierung, Herstellung und Handhabung der aufsteigende Aorta. Es ist wichtig, dass die Aortenstumpf nicht übermäßig kurz geschnitten werden, nicht ausreichend Platz für Kanülierung oberhalb der Aortenklappe zu verlassen. Es ist jedoch auch wichtig, dass der Aortenstumpf nicht zu lang sein, die Anziehhülse der Aorta um die Kanüle führen kann. Es ist auch wichtig, dass die Aorta Kanüle und Aortenwurzel geeigneter Größe abgestimmt sein. Eine zu große Aorta auf einer kleinen Kanüle kann auchführen zu Torquen der Aortenwurzel an der Kanüle. Die rechte Subclavia dauert in der Regel von der aufsteigende Aorta ca. 7 mm über der Aortenklappe ab. Die Ermittlung der brachiocephalic Gefäße (ca. 1 mm Durchmesser) bei der Präparation und Beschneiden der Aorta dienen als wichtige Ziele für die Quer Aorten-Schnitt. knapp unter dem Start der ersten brachiocephalic Arterie der Aorta Trimmen ist ratsam. Die Aufnahme dieses Schiffes in der getrimmten Aortenwurzel führt typischerweise zu einer Leckage von KHB und Verlust der Aortenwurzel Druck auf den Übergang in die Arbeits Herz-Modus. Eine weitere technische Herausforderung Aspekt der Kanülierung ist die linke Vorhof Kanülierung. Obwohl es möglich ist, das linke Herzohr zu kanülieren fanden wir, dass die Kanüle häufig im Anhängsel stecken bleibt, und geht nicht leicht in den Körper des linken Atriums. So bevorzugen wir, den Einschnitt in den Körper des linken Vorhofs zu bilden, ungefähr2 mm überlegen atrioventriculare Nut. Es ist wichtig, die linke Vorhof Kanüle in der richtigen Ebene vor dem Einsetzen, um den dünnwandigen Atrium zu vermeiden, zu positionieren, Reißen, wenn die Kanüle zu sichern. Wir fanden, daß die optimale Größe des linken Vorhofs Inzision von etwa 3 mm betrug. zu klein eines Einschnitts Erstellen kann auch die Platzierung der linken Herzkanüle erschwert und kann zum Reißen des linken Vorhofs führen. Wir verwenden eine gerade, 8 mm, abgeschrägte Stück sauerstoffundurchlässigen Schlauch (Innendurchmesser 2,9 mm) auf der linken Vorhofblock. Wir haben festgestellt, dass diese, anstatt eine Kanüle mit einer abgeschrägten Kante, führt zu beständigsten atrial Kanülierung und erleichtert den Prozess des linksatrialen Block sichern. Unabhängig von der Rohrleitung verwendet wird, ist es wichtig zu gewährleisten, dass das Ende des Rohres nicht durch die atriale Septum oder die Mitralklappe verschlossen ist (wie oben dargestellt, fanden wir, dass die linke atriale Druck Verfolgung in diesem rega hilfreich warrd), als auch subtile Bewegung der Vorhof Kanüle deutlich linksventrikulären Vorbelastung und die daraus resultierenden hämodynamischen Messungen verändern. Aus dem gleichen Grund ist es wichtig, um sicherzustellen, dass der linke Vorhof mit der linken nach dem Öffnen Vorhofblock nicht folgende entweicht. Es ist wichtig, unabhängig von der Art des Schlauches verwendet, um sicherzustellen, dass der Schlauch in diesem System ist Sauerstoff undurchlässig für ausreichende Sauerstoffversorgung des Herzens gewährleisten. Eine weitere technische Herausforderung Aspekt des Verfahrens war die Platzierung des Druck-Volumen (PV) Katheter. Wir begünstigt zunächst ein retrograder Plazierung des Katheters durch den Aorta Block. Obwohl technisch machbar, wir fanden es viel einfacher und sinnvoll sein, um die PV-Katheter über Transapikal- Einstich zu platzieren. Sorgfalt muss die Position des Katheters während der gesamten Dauer des Experiments zu überwachen genommen werden, da manchmal kann der Katheter in das oder aus dem linken Ventrikel zu bewegen. Dies kann durch Überwachung der pressu geschehenre und Volumen Kurven über die Zeit. Schließlich sollte darauf geachtet werden, sicherzustellen, dass KHB Lösung für jedes Experiment frisch erstellt wird. Es ist möglich, die Bestandteile von KHB abzuwiegen und speichern sie in konische Röhrchen in Pulverform vor der Zeit. Am Tag des Experiments, mit sterilem, gefiltertes Wasser, Kohlendioxid / Sauerstoff, und dann können diese Calcium zu der Mischung zugegeben gemischt werden. Es ist auch wichtig, das System mit Enzym aktiv Waschpulver wie Tergazyme (oder ähnlich) und ersetzen Sie das Perfusat Filter regelmäßig zu waschen. Mehrere Grenzen dieser Versuchsvorbereitung zu beachten. Erstens, ähnlich wie bei allen kristalloider perfundierter Langendorff-Präparate, KHB und andere asanguinous perfusates haben eine deutlich verminderte Sauerstofftransportfähigkeit in Bezug auf Blut. Obwohl dies teilweise durch koronare Vasodilatation und supraphysiologischen Koronarfluss kompensiert wird, ist die Herstellung nicht vollständig physiologic aus diesem Grund. Zweitens, wegen der nahezu unendlichen Nachgiebigkeit der Windkesselraum in diesem Instrument verwendet wird , werden nur die systolischen und diastolischen Druck minimal voneinander getrennt und damit die koronare Perfusionsdruck ist nicht physiologischen (siehe 2A). Dies kann in zukünftigen Modellen durch Einbau einer elastance Komponente zur Nachbelastung Block überwunden werden. Drittens, wie bei allen isolierten Herzpräparationen erfährt das Herz einen definierten Zeitraum (2 bis 3 min) von warmer Ischämie die wahrscheinlich myokardialer Verletzung oder Dysfunktion zu schaffen. diese Verletzung durch die Praxis der Technik zu minimieren ist von größter Bedeutung für repräsentative Ergebnisse. Obwohl ferner notwendig für den Tierschutz, kann inhalativen Anästhetika als myokardiale Unterdrückungs in den frühen Reperfusion Prozess dienen, obwohl erwartet wird, dass dieser Effekt schnell wie das Herz mit KHB Reperfusion wird abgeschafft wird. Die Arbeitsherz beschriebene System ermöglicht eine große Vielfalt von physiologic Untersuchungen relevant für die Patientenversorgung, Forschung und Lehre. Mit einigen zusätzlichen Modifikationen kann das System auch wichtig Physiologie zu simulieren relevant kongenitaler Herzkrankheit, einschließlich der pulmonalen Hypertonie und Einzel Ventrikel Physiologie verwendet werden. Einschränkungen umfassen , dass es eine ex - vivo - Herstellung ist, dass das Herz durch einen Puffer anstelle eines höheren Sauerstoffgehalt Blut perfundiert wird.

Die Untersuchung von isolierten Organen erlaubt die Kontrolle von physiologischen Bedingungen über das, was in vivo möglich ist. Ex - vivo - Herzpräparate wurden zuerst von Otto Langendorff beschrieben, 1, der ein isoliertes Modell mit retrograder Perfusion beschrieben. Anschließend anderen beschrieben , das Modell &quot;working heart&quot;, in dem das Myokard sowohl Druck- und Volumenarbeit ausführt. 2 Solche Präparate instrumental wurden Mechanismen der myokardialen Wirkung in Aufklären, 3 myokardialen Metabolismus, 4-6 und Wirkungen von kardiotonischen Medikamente. 7- 9 Der Einsatz von Medikamenten, die Kontraktilität verbessern, ist bei kritisch kranken Patienten häufig. Jedoch sind nur wenige Daten verfügbar, um die relativen Wirkungen dieser Medikamente auf die Kontraktilität und den myokardialen Sauerstoffverbrauch, Daten zu vergleichen, die in der Behandlung von Patienten mit klinischen Anzeichen einer Herzinsuffizienz in der postoperativen Einstellung nützlich sein können,10. Da jedoch die meisten kardiotonische Medikamente beeinflussen nicht nur das Myokard, sondern auch arteriolar Widerstand, venöse Kapazität 11 und eine Stoffwechselrate des Patienten 12 ex vivo isolierten Herzmodell bleiben die optimalen Mittel , mit denen die Auswirkungen solcher Arzneimittel auf den zu studieren Myokard richtig. Wir beschreiben die Verwendung eines ex vivo - Modell für die lastunabhängige Studie inotropen Medikamenten auf die myokardiale Funktion und Sauerstoffverbrauch. Herzen von Sprague Dawley-Ratten wurden unter Verwendung eines linksventrikulären Herzmodell Arbeits kanüliert und perfundiert eine modifizierte Krebs Henseleit Perfusat verwendet. Aortic und links wurden Vorhofdruck gesteuert. Druck-Volumen-Impedanz Katheter wurden für die kontinuierliche Überwachung der systolischen und diastolischen Funktion in den linken Ventrikel über apikalen Einstich platziert. Der Sauerstoffverbrauch wurde als der indexierten Differenz des Sauerstoffgehalts zwischen den linken atrialen perfus kontinuierlich gemessenaß und die Lungenarterie Abwasser. Medikamente werden sollten, wurden in den linken Vorhof Block infundiert getestet, und Veränderungen in der Herzleistung und Sauerstoffmetabolismus wurden mit einer unmittelbar vorhergehenden Basislinie gemessen und verglichen.

<table><tbody><tr><td>Natriumbicarbonat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5761</td><td>8,401 g/4 L</td></tr><tr><td>Ethylendiamintetraessigsäure</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E6758</td><td>0,744 g/4 L</td></tr><tr><td>Kaliumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P9333</td><td>1,580 g/4 L</td></tr><tr><td>Magnesiumsulfat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M7506</td><td>0,578 g/4 L</td></tr><tr><td>Natriumpyruvat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2256</td><td>0,220 g/ 4 l</td></tr><tr><td>Natriumchlorid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S3014</td><td>27,584 g/4 l</td></tr><tr><td>Dextrose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D9434</td><td>7,208 g/4 l</td></tr><tr><td>Calciumchlorid-Dihydrat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C7902</td><td>1,470 g/4 l</td></tr><tr><td>biventrikuläres Arbeitsherzmodell</td><td>Harvard Gerät</td><td>IH-51</td><td></td></tr><tr><td>Druckvolumenkatheter</td><td>Millar, Inc</td><td>SPR-944-1</td><td>Verwendeter Katheter mit 6 mm Abstand</td></tr><tr><td>LabChart Pro 8</td><td>AD-Geräte</td><td>Version 8.1</td><td></td></tr></tbody></table>

nagetier arbeits herz modell für die untersuchung der myokardialen leistung und sauerstoffverbrauch

Rodent Working Heart Model for the Study of Myocardial Performance and Oxygen Consumption

Isolierte Arbeitsherzmodelle wurden verwendet, um die Auswirkungen von Belastungsbedingungen, Herzfrequenz und Medikamenten auf die myokardiale Leistung auf eine Weise zu verstehen, die in vivo nicht erreicht werden kann. Zum Beispiel beeinflussen inotrope Medikamente häufig auch die Vor- und Nachlast, was eine belastungsunabhängige Bewertung ihrer myokardialen Wirkungen in vivo ausschließt. Darüber hinaus ermöglicht dieses Modell die Probenahme von Abwässern des Koronarsinus ohne Kontamination durch den systemischen venösen Rückfluss, was eine Beurteilung des myokardialen Sauerstoffverbrauchs ermöglicht. Darüber hinaus hat das Aufkommen miniaturisierter Druck-Volumen-Katheter die präzise Quantifizierung von Markern sowohl für die systolische als auch für die diastolische Leistung ermöglicht. Wir beschreiben ein Modell, in dem der linke Ventrikel untersucht werden kann, während er unter kontrollierten Bedingungen sowohl Volumen- als auch Druckarbeit ausführt. 
Bei dieser Technik werden Herz und Lunge einer Sprague-Dawley-Ratte (Gewicht 300-500 g) en bloc unter Vollnarkose entfernt. Die Aorta wird präpariert und für die retrograde Perfusion mit oxygeniertem Krebspuffer kanüliert. Die Lungenarterien und Venen werden ligiert und die Lunge aus dem Präparat entfernt. Anschließend wird der linke Vorhof mit einer separaten Venenkanüle, die an einem Vorspannblock befestigt ist, eingeschnitten und kanüliert. Sobald festgestellt wurde, dass dieses leckagefrei ist, wird das linke Herz belastet und die retrograde Perfusion gestoppt, wodurch das funktionierende Herzmodell entsteht. Die Lungenarterie wird eingeschnitten und kanüliert, um den Koronarabfluss zu sammeln und den Sauerstoffverbrauch des Myokards zu bestimmen. Ein Druckvolumenkatheter wird entweder retrograd oder durch apikale Punktion in den linken Ventrikel eingeführt. Falls gewünscht, können atriale Stimulationsdrähte platziert werden, um die Herzfrequenz präziser zu steuern. Dieses Modell ermöglicht eine präzise Steuerung der Vorspannung (mit einem linken Vorhofdruckblock), der Nachlast (mit einem Nachlastblock), der Herzfrequenz (mit Stimulationsdrähten) und der Sauerstoffspannung (mit Sauerstoffgemischen innerhalb des Perfusats).

Eine schematische Darstellung einer voll instrumentierten Herz in retrograder Perfusion (1A) und in die linksventrikuläre Herzarbeits (1B). Typische Aorten, linke atriale und linksventrikulärer Druck und Volumen - Kurven sind in Figur 2A gezeigt -. D Die typische enddiastolischen Druck etwa 3 bis 5 mmHg in diesem Modell, und der systolische Spitzendruck etwa 100 mmHg 2E veranschaulicht die Änderung. in atrialen Verfolgungs links, wenn die LA Kanüle aus dem Vorhofseptum während der Platzierung und Positionierung der Kanüle wegbewegt wird. In diesen Experimenten wurde Aortendrucks bei 90 mmHg eingestellt, und LA Druck auf 10 mmHg eingestellt. Um die Effekte von Katecholaminen testen, wobei jeder physiologische Parameter (vor allem aus dem Druck-Volumen-Katheter abgeleitet und zugeordnete Software) wurde im Vergleich zu dem unmittelbar vorhergehenden<html> Basisperiode. In dem gezeigten Beispiel ist Dopamin wurde bei 15 &amp; mgr; g / kg / min in den linken Vorhof-Block infundiert. Obwohl das enddiastolische Druck in den beiden Bedingungen, die identisch ist (der feste atrialen Druck in diesem Modell angegeben), verringert sich die linksventrikuläre enddiastolische Volumen um 2,5% und der linksventrikulären endsystolischen Volumen verringert sich um 4,9%, eine erhöhte Schlagvolumen Nachgeben (3A). Im Vergleich zu Placebo - Infusionen, die linksventrikuläre Hubarbeit, identifiziert als der Bereich innerhalb der Druck-Volumen - Kurve, erhöht um 32% während der Behandlung mit Dopamin (3B, P &lt;0.001, t - Test, n = 10 pro Gruppe). Dies wurde mit einem stärkeren Anstieg der myokardialen Sauerstoffverbrauch im Vergleich zu Placebo - Infusionen (3C) zugeordnet ist . Auf diese Weise kann die relative Potenz und Energiekosten von verschiedenen cardiotonischen Medikamenten und Dosierungen zu einander unabhängig von deren Auswirkungen auf die Belastungsbedingungen verglichen werden. Inhalt &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; 1 &quot;&gt; <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/54149/54149fig1.jpg" /> Abbildung 1: Schematische Darstellung der Strömung in einem Voll instrumentierte Herz in Retroperfusion und Arbeits Herz - Modus (Panel A: Langendorff - Modus; Feld B:.. Arbeits Herz - Modus Im retrograden Modus wird KHB bei einer eingestellten Perfusionsdruck in die Aortenwurzel infundiert. dieser Modus wird verwendet , um das Myokard folgende ischämischen Zeit und während der Instrumentierung zu erholen. im Herz - Modus arbeiten, Perfusat das linke Herz fließt durch , bevor Sie den Koronarkreislaufs Perfusion. In diesem Modus muss das Myokard seine eigene Perfusionsdruck erzeugen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54149/54149fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier um zu sehen eine größere Version dieser Figur.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/54149/54149fig2.jpg" /> Fild 2: Repräsentative Druck und Volumen Tracings während der Baseline Messungen. (A) Aortic Wurzeldruck, (B) des linken Atriums Druck, (C) linksventrikulären Druck und (D) linksventrikuläre Volumen Kurven während einer Baseline - Messung angezeigt werden. Hubvolumen, Schlaganfall Arbeit, Herzzeitvolumen, tau, und andere Parameter können automatisch von der Software in Echtzeit berechnet und angezeigt werden. Ein stumpfer linksatrielle Tracing (E) mit einem schlechten Herzleistung zugeordnet ist, in Arbeits Herz - Modus kann ein Hinweis sein , dass die Kanüle in den linken Vorhof Fehlpositionierung wird. Beachten Sie, dass die prominente v Welle in der gut platzierten linken Vorhofdruckkurve ist weit verbreitet, wahrscheinlich aufgrund einer verringerten linken Vorhofs Compliance in der voll instrumentierten Tier. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54149/54149fig2large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54149/54149fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Abbildung 3:. Wirkung von Dopamin auf die Druck-Volumen - Kurve Dopamine Infusion führt zu einer Verschiebung nach links in der PV - Kurve (A), einschließlich einer erhöhten Schlagvolumen verringerte systolische Volumen zu beenden, verglichen mit Baseline - Messungen. Man beachte , dass die Form einiger Komponenten dieser PV - Kurven von denen unterscheiden , die typischerweise in vivo gemessen aufgrund der Abwesenheit von arteriellen und venösen Elastanz (siehe 4). (B) Relative zu einem unmittelbar vorhergehenden Ausgangswert erhöht Hubarbeit deutlich während Infusionen von Dopamin als Placebo (**, P = 0,0017, t-Test), wie auch den myokardialen Sauerstoffverbrauch (*, P = 0,013, t-Test, C). Unter Verwendung dieses Modells war die durchschnittliche myokardialen Sauerstoffverbrauch zu Beginn der Studie 0,22 ± 0,02 mmol O 2 / Gramm Gewebe / Minute, eine geschätzte dissolv mited Sauerstoffgehalt von 165 &amp; mgr; mol / L in Kochsalzlösung bei 40 ° C Solche Messungen können die myokardialen Sauerstoffverbrauch verschiedener Medikamente zu vergleichen verwendet werden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54149/54149fig3large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54149/54149fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/54149/54149fig4.jpg" /> Abbildung 4: Analyse der Druck Volumen Loops. Die theoretische Druck-Volumen - Kurve gezeigt Beschreibt den normalen Herzzyklus Aortenklappe (AV) Verschluss (1) Im Anschluss an , isovolämischen Kontraktion (1 - 2) auftritt. Als ventrikuläre Druck sinkt unter Vorhofdruck. Die Dauer dieser Phase wird durch Tau dargestellt. Die Mitralklappe (MV) , dann öffnet sich gleichzeitig mit Vorhof Systole des Ventrikels Füllung (2 - 3). Systole beginnt dann mit isovolämischen contraction (3 bis 4) , bis ventrikulären Druck übersteigt Druck diastolischer arterieller, zu welcher Zeit das AV öffnet. Hubvolumen ist der Unterschied zwischen den Zeilen 1 - 2 und 3 -. 4 - Takt Arbeit ist der Bereich innerhalb des 1 - 2 - 3 -. 4 Kurve <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54149/54149fig4large.jpg" target="_blank">Bitte hier klicken</a> , um <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54149/54149fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a>

Isolierte Arbeitsherzmodelle können verwendet werden, um die Wirkung von Belastungsbedingungen, Herzfrequenz und Medikamenten auf die myokardiale Leistung und den Sauerstoffverbrauch zu messen. Wir beschreiben Methoden zur Erstellung eines Arbeitsmodells für das linke Herz von Nagetieren, das die Untersuchung der systolischen und diastolischen Leistung und des Sauerstoffverbrauchs unter verschiedenen Bedingungen ermöglicht.

Nagetier Arbeits Herz Modell für die Untersuchung der myokardialen Leistung und Sauerstoffverbrauch

Isolated working heart models have been used to understand the effects of loading conditions, heart rate and medications on myocardial performance in ways ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, ein isoliertes linkes Arbeitsherz-Modell zu erstellen, das eine präzise Steuerung der ventrikulären Belastungsbedingungen bei Nagetieren ermöglicht. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen der kardiovaskulären Physiologie zu beantworten, darunter die Wirkung von Medikamenten auf die myokardiale Kontraktilität, die textile Leistungsfähigkeit und den Sauerstoffverbrauch. Der Hauptvorteil dieser Technik liegt darin, dass die Belastungsbedingungen des Herzens exakt kontrolliert werden können.Die visuelle Demonstration dieser Methode ist entscheidend, da die Dissektion und Isolierung der Aorta, die Granulation des linken Vorhofs und die Isolierung der Lungenvenen Geschicklichkeit und Übung erfordern, um sie zu beherrschen. Nach geeigneter Sedierung, Analgesie und Antikoagulation mit Heparin beginnen Sie die Operation am Spender-Ratten. Ziehen Sie zunächst mit einer Pinzette die Haut vom Bauchraum weg und schneiden Sie mit einer Schere die Bauchhöhle auf.Dem Verlauf des Zwerchfells entlang zurück zum hinteren Winkel der Rippen folgen. Sobald das Zwerchfell sichtbar ist, mit der Schere entlang der vorderen Fläche des Zwerchfells in Fortsetzung der vorherigen Schnitte schneiden, um den Brustkorb zu eröffnen. Jeden Schnitt beidseits entlang der Achselhöhlenlinie bis zur Achselhöhle verlängern.Ziehen Sie dann mit einer Pinzette den Rippenkorb von der Schwertfortsatzgegend nach anterior. Anschließend schneiden Sie das Perikard und die Pleura ein. Arbeiten Sie zügig, da die Ventilation beeinträchtigt ist, sobald das Zwerchfell eingeschnitten wurde.Identifizieren Sie die untere Hohlvene und die Aorta direkt oberhalb des Zwerchfells und verwenden Sie stumpfe Pinzette, um sie nach vorne zu verlagern. Schneiden Sie anschließend mit großen gekrümmten Scheren schnell durch die untere Hohlvene und die Aorta. Schneiden Sie den Ösophagus, die Trachea, die arteriae brachiocephalicae und die Venen kranial, ohne die aufsteigende Aorta zu durchtrennen.Entfernen Sie dann diese Thymusgewebe zusammen mit dem Herzen und den Lungen auf dem Block. Tauchen Sie das Herz und die Lungen unverz&uuml;glich in eiskaltes KHB und bringen Sie sie zum Langendorff-Apparat. Legen Sie den Herz-Lungen-Komplex in eine flache Schale und positionieren Sie das Herz so, dass der Thymus und die gro&szlig;en Gef&auml;&szlig;e zum Experimentator zeigen.Und die hintere Fläche der Lungen, die der Tischplatte zugewandt ist. Ziehen Sie anschließend die beiden Lappen des Thymus auseinander und identifizieren Sie den Abgang der Arteriae brachiocephalicae aus der Aorta. Legen Sie nun die Aorta über die Kante der Schale.Dann mit einer kleinen Schere die Aorta etwa fünf Millimeter oberhalb der Aortenklappe unmittelbar vor dem Abgang der rechten Arteria subclavia durchtrennen. Es ist ein kreisförmiger Querschnitt erforderlich. Wiederholen Sie den Schnitt so lange, bis ein solcher erreicht ist.Die folgende Videomikroskopie verdeutlicht einen kritischen Teil dieses Verfahrens, die Dissektion und Durchtrennung der Aorta zur Vorbereitung der Kanülierung. Wie hier gezeigt, sollte der Thymus in der Mitte geteilt und leicht auseinandergezogen werden. Verwenden Sie sanfte Bewegungen mit gebogenen Pinzetten, um das Perikard zu öffnen und das umliegende Gewebe um die Aorta zu durchsuchen.Vermeiden Sie die Anwendung übermäßiger Kraft. Der Stumpf der Arteria anonyma sollte identifiziert und als Zugpunkt an der Aorta erfasst werden. Anschließend sollte die Aorta mit einer kleinen scharfen Schere quer in der Mitte zwischen der Aortenklappe und dem Abgang der Arteria subclavia incidiert werden.Wenn der Schnitt zu hoch gesetzt wird, wird die Aorta überflüssig und kann eine Verdrehung des Herzens um die Kanüle verursachen. Alternativ kann Pufferlösung aus einem verbliebenen Stumpf der Arteria brachiocephalica austritten. Wenn der Stumpf zu kurz ist, könnte die Kanülenspitze die Aortenklappe passieren.Danach mit zwei Paar gebogenen Pinzetten die Aorta über die Aortenkanüle führen, aus der langsam KHB tropfen sollte. Die Aortenklappe sollte sich einen bis zwei Millimeter unterhalb der Kanülenspitze befinden. Danach die Pinzetten quer zur Aorta neu positionieren, um die Aorta an Ort und Stelle zu halten.Es kann auch eine Klemme verwendet werden. Dann lassen Sie einen Assistenten die Kanüle mit mehreren Knoten auf beiden Seiten des Herzens mit Seidensatz 4-0 befestigen. Öffnen Sie nun die Kanüle vollständig, um den vollständigen retrograden aortalen Fluss einzuleiten.Das Herz sollte kräftig schlagen. Eine mögliche Fallgrube besteht darin, dass die Kanülenspitze in die Aortenklappe eindringt und in den linken Ventrikel gelangt. Wie hier gezeigt, erscheint das Herz blass und der linke Vorhof ist dilatiert, falls dies eintritt.Dies muss unverz&uuml;glich korrigiert werden, indem der koronare Fluss kurzzeitig angehalten und das Herz neu auf der Aortenkan&uuml;le positioniert wird. Beachten Sie, dass aortales Gewebe bei Nagetieren empfindlich ist und leicht einreißt. Eine weitere potenzielle Fallgrube ist ein Leck im Aortenwurzelbereich, entweder infolge eines Einrisses oder eines zu hoch angesetzten Schnitts an der Aorta, wodurch eine brachiozephalische Arterie KHB austritt.Dies kann behoben werden, indem der koronare Fluss gestoppt, das Herz von der Aortenkanüle entfernt und neu positioniert wird. Der Zweck dieses Schritts besteht darin, ein geschlossenes System zu schaffen, in dem der gesamte Druck aus dem Vorspannblock auf die Strukturen des linken Herzens übertragen wird. Wenn die Lungenvenen nicht vollständig verschlossen werden, kann dies zum Verlust der Vorspannung führen und eine instabile Herzpräparation verursachen oder die Ergebnisse verfälschen.Drehen Sie die Aortenkanüle manuell so, dass die hintere Seite des Herzens dem Operateur zugewandt ist. Dissezieren Sie nun die Gefäße, die zur linken Lunge führen. Um den Zugang zu den Gefäßen zu erleichtern, verwenden Sie eine Pinzette, um das Lungengewebe der linken Seite zu fixieren.Verwenden Sie dann eine einzige mittlere chirurgische Klammer, um die linke Lungenarterie und -vene sowie den Bronchus zu verschließen. Resektieren Sie anschließend die linke Lunge distal zur Klammer. Wiederholen Sie nun den Vorgang an der rechten Lunge.Wenn beide Lungenarterien vollständig verschlossen sind, wird sich das rechte Vorhof ausdehnen und das Herz kann bradykard werden. Fügen Sie bei Bedarf zusätzliche Klammern oder Nähte hinzu, um Leckagen zu verschließen, und arbeiten Sie effizient. Führen Sie nun den Schnitt in der Lungenarterie durch.Drehen Sie die Aortenkanüle, um die Vorderseite des Herzens freizulegen, und identifizieren Sie die Lungenarterie. Machen Sie mit einer kleinen Schere einen Querschnitt etwa drei Millimeter oberhalb der Lungenklappe. In einem späteren Schritt kann nun die Lungenarterie kanüliert werden.Als Nächstes katheterisieren Sie den linken Vorhof. Betrachten Sie den linken Vorhof und machen Sie mit einer kleinen Schere einen zwei bis drei Millimeter langen Schnitt im oberen Bereich des linken Vorhofs, etwa drei Millimeter oberhalb der atrioventrikulären Furche. Positionieren Sie dann die Kanüle des linken Vorhofs senkrecht zur Ebene der Mitralklappe, gerichtet zum Vorhofseptum.Öffnen Sie die linke vordere Kanüle, bis warmes KHB sichtbar fließt. Stellen Sie sicher, dass das KHB warm anfühlt, da sonst eine Hypothermie eintreten kann. Während der Kanülierung wechseln Sie die KHB-Zufuhr auf eine Tropfgeschwindigkeit.Halten Sie nun mit einer Pinzette Gegenzug und führen Sie die Vorhofkanüle in den Körper des linken Vorhofs ein. Verwenden Sie keine übermäßige Kraft, da der Vorhof empfindlich ist. Positionieren Sie die Kanüle so, dass sie mittig im Vorhof sitzt, ohne Zug auf die Vorhofwand auszuüben.Befestigen Sie nun die Kanüle am Vorhof mit einer 4-0-Seidennaht, die um den Körper des linken Vorhofs herumgeführt wird, einschließlich der hinteren Seite des linken Vorhofs. Fügen Sie nach Bedarf zusätzliche Nähte hinzu. Sobald die Abdichtung erfolgt ist, ziehen Sie die Kanüle um ein bis zwei Millimeter zurück, sodass sie in der Mitte des Vorhofs liegt und nicht am Vorhoftrennwand. Dies kann durch die Untersuchung des linken atrialen Wellenmusters überprüft werden. Öffnen Sie nun das Kanülenventil vollständig, um die gesamte Vorlast dem linken Vorhof zuzuführen. Es ist entscheidend, die Tropfgeschwindigkeit des Herzens zu überwachen.Es sollte stabil sein, während die Kanüle geöffnet ist. Falls nicht, binden Sie den Vorhof erneut um die Kanüle, um die Leckage abzudichten, die wahrscheinlich das Problem verursacht. Um Substanzen im koronaren Effluent wie Gase, Arzneimittel oder Zytokine zu messen, führen Sie einen flexiblen Schlauch in den Schnitt in der Lungenarterie ein.Um eine kontinuierliche Messung von Druck und Volumen zu ermöglichen, führen Sie einen kalibrierten Katheter zur Druck-Volumen-Leitfähigkeitsmessung in das linke Ventrikel ein. Dies erfolgt am besten retrograd durch die Aortenklappe. Wenn dies technisch schwierig ist, kann der Katheter alternativ über eine punktuelle ventrikuläre Apikalpunktion eingeführt werden.Der DPDT-Maximalwert sollte für eine ausreichende Vorbereitung mindestens 3500 bis 4000 betragen. Sammeln Sie das Koronarsinus-Effluent aus der Lungenarterie und aus dem Herzen in einem Messzylinder, um den koronaren Fluss zeitlich gestaffelt zu quantifizieren. Berechnen Sie nun den myokardialen Sauerstoffverbrauch.Schalten Sie schließlich die retrograde Aortenpumpe aus, um in den Arbeitsherzmodus zu wechseln. Eine retrograde Perfusion wurde wie beschrieben vorbereitet. Der Fluss war anfangs retrograd während der Einrichtung.Wenn die retrograde Pumpe abgeschaltet wurde, wechselte der Fluss in antegrade Richtung, wodurch ein funktionierendes Herz entstand. Der typische enddiastolische Druck liegt in diesem Modell bei etwa drei bis fünf Millimetern Quecksilbersäule. Und der maximale systolische Druck beträgt etwa 100 Millimeter Quecksilbersäule.Wenn die linke Vorhofkanüle vom Vorhoftrennwall weg bewegt wurde, kann eine Veränderung der linken Vorhofaufzeichnung festgestellt werden. In diesen Experimenten wurde der aortale Druck auf 90 Millimeter Quecksilber und der linke Vorhofdruck auf 10 Millimeter Quecksilber eingestellt. Für ein Experiment wurde Dopamin mit 15 Mikrogramm pro Milligramm pro Minute in den linken Vorhofabschnitt infundiert.Obwohl der enddiastolische Druck unverändert blieb, führte Dopamin zu einer Abnahme des linksventrikulären enddiastolischen Volumens um 2,5 % und des linksventrikulären endsystolischen Volumens um 4,9 %, was ein erhöhtes Schlagvolumen ergab. Im Vergleich zu Placebo-Infusionen stieg die linksventrikuläre Schlagarbeit, definiert als die Fläche innerhalb der Druck-Volumen-Kurve, während der Behandlung mit Dopamin um 32 %. Dies war ebenfalls mit einer stärkeren Zunahme des myokardialen Sauerstoffverbrauchs assoziiert.Wenn die Technik einmal beherrscht ist, kann sie bei ordnungsgemäßer Durchführung in 15 Minuten abgeschlossen werden.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

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Das Myokardischämie-Reperfusionsmodell des Rattenherzens wird durch die Verwendung eines selbst hergestellten Retraktors, einer Polyvinylchloridröhre und einer einzigartigen Knotenmethode verbessert. Die Ergebnisse der Elektrokardiogramm-, Triphenyltetrazoliumchlorid- und histologischen Färbung sowie die Ergebnisse der prozentualen Überlebensanalyse zeigten, dass die verbesserte Modellgruppe höhere Erfolgs- und Überlebensraten aufweist als die bereits bestehende Modellgruppe.

Verbessertes Nagetiermodell der Myokardischämie und Reperfusionsverletzung

Wir beschreiben ein ex vivo isoliertes funktionierendes Rattenherzprotokoll, um Strategien zur Erhaltung des Spenderherzens zu testen. In diesem Artikel wird das Protokoll für die Verwendung in der statischen Kühllagerung von Nagetierspenderherzen beschrieben. Das Protokoll kann aber auch für Spenderherzen verwendet werden, die nach einer Spende nach Kreislauftod und Hirntod gewonnen wurden.

Verwendung eines isolierten funktionierenden Rattenherzmodells zum Testen von Strategien zur Erhaltung des Spenderherzens

Erfahren Sie die Präparation eines isolierten linken Arbeitsherzmodells aus Nagetieren zur Untersuchung der myokardialen Leistung und des Sauerstoffverbrauchs unter kontrollierten Bedingungen.

Nagetier Arbeits Herz Modell für die Untersuchung der myokardialen Leistung und Sauerstoffverbrauch

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