Un sistema de trabajo del corazón aislada por grandes modelos animales

El objetivo general de este procedimiento es medir la función cardíaca de animales grandes en un circuito ex vivo. Esto se logra ensamblando primero el aparato cardíaco que funciona. En el segundo paso, la sangre se lava, se reconstituye con solución salina normal y los electrolitos se optimizan en el paso final.

El corazón se acopla replicando parámetros hemodinámicos in vivo. En última instancia, se puede utilizar un catéter de conductancia insertado en el ventrículo para obtener mediciones cuantitativas de la función ventricular. La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes, como el uso de modelos de animales pequeños, es que produce datos clínicamente relevantes al tiempo que evita los factores de confusión inmunológicos que se observan con el trasplante de animales grandes.

Para construir el aparato de langor, comience conectando el reservorio cardíaco al reservorio de sangre con un tubo de tres octavos de pulgada, asegurándose de que el tubo pase a través de una bomba de rodillo. A continuación, conecte el depósito de sangre al oxigenador del calentador con más tubos de tres octavos de pulgada y luego conecte el oxigenador del calentador a un conector Y. Conecte un brazo del conector Y a la bomba centrífuga.

A continuación, conecte la bomba centrífuga a un segundo conector Y para crear una trampa de burbujas y un medio para insertar el transductor de presión. Conecte un trozo de tubo de tres octavos de pulgada para asegurar una válvula de hemostasia al brazo orientado hacia arriba. A continuación, conecte un trozo de tubo de tres octavos de pulgada al brazo descendente y conecte el otro brazo del conector Y al caudal de entrada de la cámara de precarga.

Asegurándose de que este tubo pase a través de la segunda bomba de rodillos. Conecte primero la línea de precarga a la parte de salida de la cámara de precarga. Con el tiempo, se conectará a la aurícula izquierda.

Conecte el tubo sobrante de tres octavos de pulgada al flujo de salida de esta cámara y luego conecte el tanque de oxígeno y el aparato de calefacción al oxigenador del calentador. Por último, sujete la línea que va desde el conector Y hasta la cámara de precarga, ya que esta línea no se utilizará hasta que el corazón se ponga en modo de funcionamiento. Ahora, encienda el aparato de calefacción del tanque de oxígeno, la bomba de rodillo, conecte los dos depósitos y la bomba centrífuga, lave la sangre de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

A continuación, reconstituya los glóbulos rojos lavados con solución salina normal hasta la concentración de hematocrito deseada. Añadir la sangre diluida al aparato de langor y comprobar el hematocrito. Ajuste las velocidades de las dos bombas para iniciar el flujo sanguíneo a través del sistema, excluyendo la cámara de precarga.

Verifique el pH y los electrolitos de la mezcla sanguínea y ajústelos hasta que sea fisiológico para la especie utilizada para evitar la afluencia deletérea de calcio en la reperfusión. Mantenga el nivel de calcio en el aparato de languidez inicialmente entre 0,3 y 0,5 milimoles por litro. Después de calibrar el aparato de languidez, retire rápidamente un corazón debidamente descansado del recipiente de almacenamiento.

Vierta cualquier solución de almacenamiento de los ventrículos. Seque el tejido y péselo. Luego, regrese el corazón al recipiente de almacenamiento y oriéntelo de modo que la aorta quede hacia arriba para ayudar a mantener una temperatura miocárdica fría.

A continuación, inserte una cánula de tres octavos de pulgada en la aorta y asegúrela con una brida. Disminuya la bomba centrífuga a un goteo lento y gotee la sangre en la aorta hasta que esté llena y completamente terminada. Fije con cuidado la cánula aórtica al tubo aórtico del L endorf, anotando el tiempo de conexión.

A continuación, inserte el transductor de presión calibrado a través de la válvula de hemostasia en la aorta nativa. Comience las mediciones de presión y ajuste la velocidad de la bomba centrífuga hasta alcanzar la presión de reperfusión deseada. Monitorizar de cerca la presión aórtica, especialmente durante la reperfusión inicial y aumentar gradualmente la temperatura en la unidad de calentamiento hasta que la temperatura intramiocárdica alcance los 37 grados centígrados.

Obtener una muestra basal por cero del depósito de sangre venosa para medir el pH, los electrolitos y otras mediciones bioquímicas. A continuación, inserte una sonda de temperatura en el tabique y controle la temperatura miocárdica. Tome muestras de sangre cada 15 minutos, ajustando los parámetros fisiológicos según lo desee para el experimento, y agregue aproximadamente un milimol de calcio a la solución sanguínea cada cinco minutos.

Asegurar que el calcio iónico sea superior a 0,8 milimoles por litro antes del inicio del modo de trabajo. Después de poner el corazón en modo de funcionamiento, use una sutura de polipropileno de tres ceros para colocar una sutura de cuerda de bolsa en el vértice del ventrículo izquierdo. Luego usa una aguja de calibre 16 para hacer una incisión de puñalada dentro de la cuerda de la bolsa.

Inserte el catéter de conductancia de volumen de presión en la incisión apical. Examine la salida de datos para determinar cuántos segmentos de volumen están activos. Si todos los segmentos no están activos, ajuste la posición del catéter hasta que estén ligeramente retorcidos el catéter, puede ser necesario optimizar la morfología del asa.

Luego, usando un catéter correctamente calibrado, obtenga al menos 30 segundos de datos de volumen de presión de referencia para determinar las mediciones dependientes del volumen de la función cardíaca. Una vez que se obtengan suficientes bucles, use una abrazadera de tubo para ocluir lentamente el tubo de precarga. Los bucles de volumen de presión deben comenzar a hacerse más pequeños y desplazarse hacia abajo y hacia la izquierda.

A esto se le llama caminar hacia abajo. Después de obtener de 10 a 15 segundos de datos de caminata, suelte la pinza del tubo para permitir que la precarga vuelva a ingresar a la aurícula izquierda y para obtener las mediciones independientes del volumen de la función cardíaca. Por último, haga clic en el botón de parada para detener la recopilación de datos y obtener mediciones replicadas.

Después de cinco minutos, repita el procedimiento. A partir de la etapa de oclusión, los cambios en la resistencia coronaria pueden causar fluctuaciones en la presión de perfusión. Estas variaciones pueden ser menores y graduales, corrigiéndose con el tiempo.

Sin embargo, en algunos casos, estas variaciones pueden ser bruscas y requerir un ajuste del flujo a través de la bomba centrífuga para mantener la presión de reperfusión deseada. En este experimento, tras la introducción inicial del catéter de volumen de presión en un corazón porcino que se había almacenado a cuatro grados centígrados durante dos horas, los bucles eran de mala calidad con múltiples áreas de cruce y sin componentes discernibles del ciclo cardíaco. Sin embargo, con una manipulación mínima del catéter dentro del ventrículo, la morfología del asa mejoró drásticamente, lo que permitió obtener mediciones a pesar de la optimización de la posición del catéter.

Los bucles adquiridos en el circuito ex vivo pueden tener una morfología diferente a la de los bucles in vivo probablemente debido a la diferente orientación del corazón en el circuito en comparación con un animal supino, así como a la falta de las uniones anatómicas que se encuentran dentro de un animal vivo. Además, el uso de cables de estimulación para ayudar a regular la frecuencia cardíaca introduce una corriente eléctrica externa que conduce al pico que se ve en la parte inferior derecha de los bucles ex vivo. Sin embargo, mientras estos bucles sigan contando con los componentes del ciclo cardíaco, aún pueden producir datos interpretables.

Siguiendo este procedimiento. Se pueden realizar otros métodos, como la electrocardiografía y la ecocardiografía, para examinar otras propiedades físicas del corazón, incluida la conducción.