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El aparato de perfusión aislada del corazón Langendorff y modelo de corazón de trabajo han dado lugar a algunos de los descubrimientos más fundamentales de la fisiología cardiaca, patología y farmacología. Versatilidad de este modelo permite su uso con una variedad de especies de bajo una variedad de condiciones normales y patológicas 1-18. Sin embargo, el modelo de corazón aislado no es de uso común para los grandes mamíferos, especialmente los corazones humanos, en parte debido a la mayor complejidad de diseño tanto aparato y recogida de datos. Por lo tanto, el protocolo presentado en el presente documento demuestra un intento de mejorar estas complejidades que se traduce en un medio relativamente reproducibles de estudio de corazones aislados de la especie porcina.
Un componente crucial de nuestra configuración es el reemplazo de la cámara de la distensibilidad arterial / poscarga con una bomba centrífuga. Este cambio permite un mejor control de la presión de perfusión coronaria y la poscarga en el corazón de Langendorff y modos de trabajo, respectivamente, permite que esta puesta a punto para adaptarse fácilmente a los corazones de diferentes tamaños y especies. Por ejemplo, en este diseño, corazones porcinos son reperfusión a 40-45 mmHg, mientras que los corazones humanos se reperfusión en 60-65 mmHg. Este cambio en la presión se logra simplemente mediante el ajuste de la configuración de la bomba centrífuga; ningún componente del sistema necesita ser ajustado físicamente. Además, la colocación de un transductor de presión dentro de la raíz aórtica para monitorear presiones de raíz permite una fácil transición entre el flujo constante y presión constante durante el modo de Langendorff. Aunque este cambio elimina la cámara de cumplimiento clásica, la bomba centrífuga, por lo que permite el flujo bidireccional ocurre basado en el gradiente de presión, puede servir como una cámara de cumplimiento. Con el volumen de eyección sístole y expulsado, el flujo retrógrado a través de la bomba sirve para disminuir la presión de la poscarga, replicando la elasticidad de la aorta.
El diseño abierto de este aparato es también importante. Tras el corazón que cuelga en una una abiertoREA, en lugar de una cámara semi-cerrado o embudo, permite fácil instrumentación de mediciones de presión-volumen. El diseño abierto permite el uso de una incisión transapical para LV colocación del catéter, evitando el enfoque transvalvular. El enfoque transvalvular es técnicamente más difícil, y por lo general requiere de fluoroscopia para la colocación adecuada. Además, este enfoque también puede inducir insuficiencia valvular. Mediante el uso de la vía transapical, que forma segura y fácil a colocar el catéter dentro del ventrículo izquierdo al tiempo que elimina el coste y los inconvenientes de la fluoroscopia adicional. El diseño abierto también permite un fácil acceso para la ecocardiografía y la recogida de efluentes, ampliando aún más los parámetros funcionales y bioquímicos que pueden ser evaluados, mientras que en este sistema.
El diseño abierto, al tiempo que facilita la recogida de datos, hace que la regulación de temperatura del miocardio más difícil. El mantenimiento de la temperatura fisiológica es uno de los problemas conocidos con una Langendorffo trabajando sistema del corazón 1,3,11,13. El sistema de Langendorff contiene típicamente una cámara térmica que ayuda a mantener una temperatura adecuada, pero esta cámara también hace que la inserción de un catéter de presión-volumen ventricular más difícil. Para resolver la regulación de la temperatura inferior del diseño abierto, un intercambiador oxigenador / calor se coloca después del depósito. El espacio mínimo entre el intercambiador de calor y la cánula aórtica reduce la pérdida de calor, y la sonda de temperatura infarto asegura la normotermia. El uso de tubos de encamisado o fuentes de calentamiento externas también se puede utilizar para ayudar con control de temperatura.
Otro elemento singular de este protocolo es el lavado de la sangre autóloga de los cerdos en estudio y reconstituir con solución salina normal. Aunque, el uso de cualquiera de perfundidos de sangre entera o células rojas de la sangre aumentada con tampones cristaloides no es raro, lo hace presente con temas. El ex general requiere una donación de animales, lo que añade substcostos antial del experimento, mientras que el último puede tener problemas de inmunogenicidad, ya que por lo general se deriva de 1,11-13 sangre bovina. Al lavar la propia sangre del cerdo original, el protocolo sólo requiere un único animal y las cuestiones de inmunogenicidad se ablación. Además, el proceso de lavado elimina la mayor parte de los electrolitos, lo que significa que pueden ser fácilmente manipulados por los parámetros experimentales. Finalmente, el uso de una unidad de conservación de la sangre elimina la mayor parte de las proteínas dentro de la sangre, que es a la vez una ventaja y desventaja de este proceso. La ventaja es que cualquier coagulación y proteínas inmunológicas / infecciosas se eliminan, disminuyendo la probabilidad de formación de coágulos o la contaminación. La desventaja es que esta mezcla tiene una presión oncótica baja, lo que puede conducir a edema miocárdico y, posiblemente, la pérdida de la función cardíaca en el tiempo. Este problema puede ser dirigida, sin embargo, a través de la adición de albúmina u otro coloide.
Asegurar que un tamaño adecuado de unaIMAL y el catéter se han seleccionado es tan importante como usar el aparato cardíaco funcionamiento. Idealmente, el catéter se coloca con todos los electrodos de detección dentro del espacio ventricular, con dos electrodos de excitación (es decir, los electrodos más proximales) fuera del espacio ventricular. Si cavidad ventricular del animal es demasiado pequeño, o la separación entre los electrodos es demasiado grande, entonces todos los segmentos no cabe en el espacio de LV. Si bien la ubicación de los electrodos de excitación se puede ajustar, una pequeña cavidad LV también puede hacer que el catéter se doble o se curva, lo que hace difícil la recogida de datos. Por lo tanto, para el análisis funcional de los corazones de animales grandes, se recomienda un tamaño de los animales de al menos 60 kg. Con un animal de este tamaño, el espaciamiento del electrodo de 7 mm por lo general permite la inserción completa del catéter.
En conclusión, este manuscrito describe un sistema aislado de trabajo del corazón que simplifica la regulación de la presión de perfusión, col de datoslección, y el diseño en general, al tiempo que el control de temperatura sólo un poco más difícil. Estas modificaciones en el corazón aislado de trabajo se espera que permitirá el aumento de su uso con grandes corazones de mamíferos, incluidos los humanos, la promoción de nuestra comprensión de la patología cardiaca y permitiendo más opciones de tratamiento clínicamente relevantes para ser descubierto.