L'appareil isolé coeur de perfusion de Langendorff et de travail modèle de cœur ont conduit à certaines des découvertes les plus fondamentales en physiologie cardiaque, pathologie, et la pharmacologie. La polyvalence de ce modèle permet son utilisation avec une variété d'espèces sous une variété de conditions normales et pathologiques 1-18. Cependant, le modèle de coeur isolé n'est pas couramment utilisé pour les grands mammifères, en particulier les cœurs humains, en partie en raison de la complexité accrue de la fois la conception de l'appareil et la collecte de données. Par conséquent, le protocole présenté ici montre une tentative pour améliorer ces complexités qui se traduit par un moyen relativement reproductibles de l'étude de coeurs isolés de porcs.
Un élément essentiel de notre dispositif est le remplacement de la chambre de la compliance artérielle / post-charge d'une pompe centrifuge. Cet échange permet d'améliorer le contrôle de la pression de perfusion coronaire et la post-charge de travail dans Langendorff et modes de coeur, respectivement, permet ce set-up pour être facilement adapté aux coeurs de différentes tailles et espèces. Par exemple, dans cette conception, coeurs porcine sont reperfusés à 40-45 mmHg, alors que les coeurs humains sont reperfusés à 60-65 mmHg. Cette variation de pression est obtenu simplement en ajustant les paramètres de la pompe centrifuge; aucun élément du système doit être ajusté physiquement. En outre, en plaçant un capteur de pression à l'intérieur de la racine de l'aorte pour surveiller les pressions de racine permet de passer aisément entre un débit constant et pression constante pendant le mode de Langendorff. Bien que cette modification supprime la chambre de compliance classique, la pompe centrifuge, en permettant un écoulement bidirectionnel se produit fondé sur le gradient de pression, peut servir de chambre de compliance. Avec un volume de course systole et éjecté, flux rétrograde à la pompe sert à diminuer la pression de la post-charge, la réplication élasticité aortique.
La conception d'ouverture de cet appareil est également importante. Ayant le coeur accroché à un un ouvertrea, au lieu d'une chambre semi-fermée ou un entonnoir, permet de faciliter l'instrumentation pour la mesure de pression-volume. La conception ouverte permet l'utilisation d'une incision transapical pour LV pose du cathéter, en évitant de l'approche transvalvulaire. L'approche transvalvulaire est techniquement plus difficile, et nécessite généralement la fluoroscopie pour un placement correct. En outre, cette approche peut également induire une insuffisance valvulaire. En utilisant l'approche transapicale, nous mettons toute sécurité et facilement le cathéter dans le ventricule gauche tout en éliminant les coûts supplémentaires et les inconvénients de la fluoroscopie. La conception ouverte permet également un accès facile à l'échocardiographie et collecte des effluents, élargissant ainsi les paramètres fonctionnels et biochimiques qui peuvent être évalués tandis que sur ce système.
La conception ouverte, tout en facilitant la collecte de données, ne fait régulation de la température du myocarde plus difficile. Maintien de la température physiologique est l'un des problèmes connus avec une Langendorffou comment fonctionne le système cardiaque 1,3,11,13. Le système Langendorff contient typiquement une chambre thermique qui aide à maintenir une température adéquate, mais cette enceinte permet également l'insertion d'un cathéter ventriculaire pression-volume plus difficile. Pour résoudre le réglage de la température inférieure de la conception ouverte, un échangeur oxygénateur / de chaleur est placé après le réservoir. L'espace minimal entre l'échangeur de chaleur et la canule aortique réduit la perte de chaleur, et la sonde de température du myocarde assure la normothermie. L'utilisation d'un tube à double enveloppe ou sources de chauffage externe peut aussi être utilisé pour aider à la régulation de la température.
Un autre élément unique de ce protocole est de laver le sang autologue du porc à l'étude et la reconstitution avec une solution saline normale. Bien que l'utilisation soit perfusats de sang total ou de globules rouges avec des tampons cristalloïdes augmentée n'est pas rare, il ne présente des problèmes. Le premier exige généralement un animal donneur, ce qui ajoute substcoûts antial à l'expérience, tandis que celui-ci peut avoir des problèmes d'immunogénicité, car il est généralement issus de bovins 1,11-13 de sang. En lavant le sang du porc d'origine, le protocole ne nécessite qu'un seul animal et les questions d'immunogénicité sont soumis à une ablation. En outre, le processus de lavage élimine la plupart des électrolytes, ce qui signifie qu'ils peuvent être facilement manipulés par les paramètres expérimentaux. Enfin, en utilisant une unité de conservation du sang élimine la plupart des protéines dans le sang, ce qui est à la fois un avantage et un inconvénient de ce procédé. L'avantage est que tout coagulation des protéines immunologiques et / infectieuses sont éliminées, ce qui diminue le risque de formation de caillots ou de contamination. L'inconvénient est que ce mélange a une faible pression oncotique, ce qui peut conduire à un œdème myocardique et peut-être la perte de la fonction cardiaque au fil du temps. Ce problème peut être résolu, mais, grâce à l'ajout d'albumine ou d'un autre colloïde.
Veiller à ce que la bonne taille d'uniMAL et le cathéter ont été sélectionnés est aussi importante que l'aide de l'appareil approprié cardiaque de travail. Idéalement, le cathéter sera placé avec toutes les électrodes de détection à l'intérieur de l'espace ventriculaire, avec deux électrodes d'excitation (c.-électrodes les plus proximales) à l'extérieur de l'espace ventriculaire. Si la cavité ventriculaire de l'animal est trop petit, ou l'espacement entre les électrodes est trop grande, alors tous les segments ne sont pas adaptés à l'intérieur de l'espace de LV. Bien que l'emplacement des électrodes d'excitation peut être ajustée, une petite cavité de LV peut également provoquer le cathéter de se plier ou de la courbe, ce qui rend difficile la collecte de données. Par conséquent, pour l'analyse fonctionnelle des coeurs de grands animaux, une taille de l'animal d'au moins 60 kg est recommandée. Avec un animal de cette taille, la distance entre les électrodes est de 7 mm permet habituellement pour l'insertion complète du cathéter.
En conclusion, ce manuscrit décrit un système isolé de travail cardiaque qui simplifie la réglementation de la pression de perfusion, col de donnéescollecte, et la conception globale, tout en contrôle seulement un peu plus difficile de température. Ces modifications à cœur de travailler isolé, nous l'espérons permettre son utilisation accrue de grands coeurs de mammifères, dont les humains, approfondir notre compréhension de la pathologie cardiaque et permet des options de traitement plus cliniquement pertinentes à découvrir.