Shunt-Chirurgie, Rechtsherzkatheter und Gefäß Morphometry in einem Rattenmodell für Durchfluss-induzierte pulmonale arterielle Hypertonie

Das übergeordnete Ziel dieser Verfahren ist es, ein Modell für die flussinduzierte pulmonale arterielle Hypertonie bei Ratten zu erstellen und ihre wichtigsten hämodynamischen und histologischen Endpunkte durch Rechtsherzkatheterisierung und Gefäßmorphometrie zu analysieren. Wir stellen die Erstellung eines Rattenmodells für flussassoziierte pulmonale Hypertonie vor, das durch einen neuen vaskulären Umbau vom Intimaltyp ähnlich der humanen pulmonalen arteriellen Hypertonie gekennzeichnet ist und durch einen klinisch gut anerkannten Auslöser, nämlich einen erhöhten pulmonalen Blutfluss, induziert wird. Diese Eigenschaften werden die Übertragbarkeit der Erkenntnisse aus diesem Modell auf die menschliche Krankheit verbessern.

Wir zeigen auch standardisierte Methoden zur hämodynamischen Bewertung und Charakterisierung der Histopathologie mittels quantitativer Morphometrie. Die Implikationen dieser Techniken erstrecken sich auf die Entdeckung und Bewertung neuartiger Behandlungsstrategien und ermöglichen die Bewertung der spezifischen Auswirkungen auf die pulmonale Hämodynamik und die Gefäßmorphologie. Die Verfahren werden von Annemieke Smit-Van Oosten und Michel Weij, Mikrochirurgen dieses Labors, vorgeführt.

Vor Beginn der Operation schrubben Sie die Haut einer anästhesierten Ratte zur Desinfektion mit Chloridhexaden und injizieren Sie Buprenorphin subkutan zur postoperativen Analgesie. Als nächstes machst du mit einer Schere einen Schnitt in der Mittellinie entlang des Bauches, der einen Zentimeter unterhalb des Zwerchfells beginnt und sich bis knapp über die Genitalien erstreckt. Übertragen Sie den Darm auf eine sterile Gaze, die mit 0,9 % Kochsalzlösung angefeuchtet ist, auf die linke Seite des Tieres und bedecken Sie das Organ mit einer feuchteren, sterilen Gaze.

Verwenden Sie neue Tupfer, um die Membranen zu trennen, die die Bauchschlagader und die Hohlvene unterhalb des umgebenden Gewebes verbinden. Verwenden Sie unter einem Präpariermikroskop eine Splitterzange, um das perivaskuläre Aortenfett direkt über der Bifurkation auf der rechten Seite der Aorta zu entfernen, in die die Nadel eingeführt wird. Trennen Sie dann die Aorta und die Hohlvene von zwei Millimetern oberhalb der Stelle, der Nadeleinstichstelle, um Platz für eine Beamerklemme zu schaffen.

Legen Sie nun eine lose 5-O-Naht um die Aorta und platzieren Sie eine Kocher-Klemme auf der Naht, um Spannung auf die Ligatur oberhalb des Schnitts zu erzeugen. Platzieren Sie die Beamerklemme knapp oberhalb der Naht und verwenden Sie einen neuen Austausch, um die Hohlvene so distal wie möglich zu komprimieren, um den Fluss zu behindern. Biegen Sie dann eine 18-Gauge-Nadel in einen 45-Grad-Winkel, wobei die Fase nach außen zeigt, halten Sie die Nadel 90 Grad zum Tier und führen Sie die Nadelspitze in die Aorta direkt über der Bifurkation ein, wobei die Fase nach links zeigt.

Präparieren Sie die Membranen, die die Aorta und die Hohlvene umschließen, gerade so weit, dass der Einführbereich für den Shunt gut sichtbar ist, da eine Überdissektion dazu führt, dass der Shunt undicht wird. Bewegen Sie die Spitze der Nadel nach links und führen Sie die Nadel in die Hohlvene ein, bis sie im Gefäß zu sehen ist. Um eine Thrombose zu verhindern, drücken Sie mit einem neuen Wattestäbchen das restliche Blut durch die Einstichstelle aus der Aorta und trocknen Sie den Bereich um den Shunt mit einer sterilen Gaze ab.

Entfernen Sie die Nadel und tragen Sie sofort einen Tropfen Gewebekleber auf die Einstichstelle auf. Entfernen Sie dann die Klemme von der Aorta und lösen Sie die Ligatur an der Aorta promixal manuell zum Shunt. Die Hohlvene distal des Shunts sollte hellrot werden und Turbulenzen an der Shuntstelle erzeugen.

Nachdem Sie den Shunt überprüft haben, führen Sie den Darm wieder in die Bauchhöhle zurück und verwenden Sie resorbierbare 4-0-Nähte, um die Muskel- und Hautschichten zu schließen. Beatmung des Tieres dann mit 100 % Sauerstoff für die Wiederherstellung der Anästhesie. Desinfizieren Sie bei der Rechtsherzkatheteruntersuchung den Hals mit Chloridhexaden und verwenden Sie eine Skalpellklinge mit der Nummer 10, um einen 1,5 Zentimeter langen Schnitt in der rechten ventralen Seite des Halses vom rechten Schlüsselbein bis zum Unterkieferknochen zu machen.

Verwenden Sie unter dem Präpariermikroskop eine Schere, um das Gewebe zu spreizen, und ziehen Sie es dann mit einer Pinzette vorsichtig auseinander, bis die Halsvene zum Vorschein kommt. Präparieren Sie die Membranen um die Halsvene mit einer Splitterzange. Legen Sie dann eine lose 5-O-Naht um das Gefäß und kleben Sie die Ligatur mit der Beatmungsmaske zusammen, um die Spannung auf die Vene zu erhöhen.

Platzieren Sie stromabwärts der Einstichstelle eine lose Ligatur um das Gefäß. Biegen Sie anschließend mit den Zangengriffen die Spitze einer 20-Gauge-Nadel leicht mit der Fase nach innen und führen Sie die Spitze der Nadel in die Vene ein. Legen Sie schnell eine Kanüle mit einem Katheter in das Gefäß und entfernen Sie die Nadel, indem Sie die nachgeschaltete Ligatur um die Kanüle schließen, um die Kanüle an Ort und Stelle zu halten.

Führen Sie nun die Kanüle und den Katheter in die Halsvene und manövrieren Sie die Kanüle unter dem Schlüsselbein hindurch, um in den rechten Vorhof zu gelangen. Richten Sie die Spitze der Kanüle auf das Herz, um in den rechten Ventrikel einzudringen. Auf dem Monitor am Krankenbett sollte eine Druckkurve des rechten Ventrikels angezeigt werden.

Wenn die Druckkurve des rechten Ventrikels konstant ist, notieren Sie den systolischen und diastolischen rechtsventrikulären Druck und manipulieren Sie die Spitze der Kanüle nach links und oben. Schieben Sie den Katheter innerhalb der Kanüle vor und schieben Sie den Katheter dann in die Lungenhauptarterie vor. Wenn die Druckkurve der Lungenarterie konstant ist, notieren Sie den systolischen, diastolischen und mittleren Lungenarteriendruck.

Schieben Sie dann den Katheter innerhalb der Kanüle vor, bis sich die Kugel an der Spitze des Katheters in einer Lungenarterie verkeilt. Der Abfall der Druckkurve sollte auf dem Monitor am Krankenbett beobachtet werden. Wenn die Keildruckkurve konstant ist, zeichnen Sie den systolischen, diastolischen und mittleren Keildruck auf.

Ziehen Sie dann den Katheter langsam zurück und erfassen Sie, geleitet von den Kurven auf dem bettseitigen Monitor, die jeweiligen Werte für PA- und RV-Druck. Wenn der Katheter den rechten Ventrikel erreicht, ziehen Sie die Kanüle und den Katheter leicht zurück und messen Sie den mittleren rechten Vorhofdruck. In diesem repräsentativen Experiment wird 28 Tage nach MCT-Verabreichung und einer erhöhten pulmonalen Durchblutung ein mittlerer Anstieg des systolischen rechten ventrikulären, der systolischen Pulmonalarterie und des mittleren pulmonalarterischen Drucks beobachtet.

Das Verhältnis von rechtsventrikulärem, linksventrikulärem und septalem Gewicht nimmt ab dem 14. Tag nach der Behandlung bis zum Stadium des rechtsventrikulären Versagens signifikant zu, was auf eine Hypertrophie des rechten Ventrikels hinweist. Das Nass-Trocken-Verhältnis der Leber ist auch im Stadium des rechtsventrikulären Versagens signifikant erhöht, was auf ein Ödem der Leber sowie auf ein kongestives rechtsventrikuläres Versagen hinweist. Die Muskularisierung der interazinären Gefäße nimmt während des Fortschreitens der pulmonalarteriellen Hypertonie progressiv zu, wobei fast die Hälfte der Gefäße am Tag 14 nach der Behandlung in fast allen Arteriolen, die im Endstadium der Erkrankung muskularisiert sind, eine totale Muskelmasse aufweist.

Darüber hinaus werden neo-intimale Läsionen erstmals am Tag 21 beobachtet, wobei etwa 65% aller Arteriolen am Ende des Krankheitsverlaufs eine neo-intimale Schicht aufweisen. Dies führt zu einem fortschreitenden Gefäßverschluss, bei dem im Endstadium der Erkrankung bis zu 60 % des Lumens verschlossen sind. Einmal gemeistert, können diese Techniken in 20 Minuten pro Technik abgeschlossen sein.

Im Anschluss an dieses Verfahren können weitere Methoden wie Echo-Kardiographie oder Druckvolumen-Looping durchgeführt werden, um zusätzliche Fragen zur rechtsventrikulären Funktion zu beantworten. Nach ihrer Entwicklung ebnet diese Technik den Weg für Forscher auf dem Gebiet der pulmonalen arteriellen Hypertonie, um die Auswirkungen eines erhöhten Blutflusses auf das Lungengefäßsystem zu erforschen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man ein Modell für die flussinduzierte pulmonale arterielle Hypertonie bei Ratten erstellt und wie man seine wichtigsten hämodynamischen und histologischen Endpunkte analysiert.