בעוד שהשתלת לב היא השיטה הטיפולית היעילה ביותר לאי ספיקת לב סופנית, פחות מ-50% מהתורמים הפוטנציאליים הופכים לתורמי לב בפועל. הגורם העיקרי לניצול חסר של לב התורם הוא הזמן האיסכמי המקסימלי של 4 שעות המותר במהלך דום מכני עם אחסון בקירור, המגביל את התפוצה הגיאוגרפית של הלבבות עקב מגבלות זמן ההובלה. חשוב לציין, זמן איסכמי ממושך הוא גורם סיכון חשוב לתפקוד לקוי של השתל הראשוני (PGD), כאשר תפוקת הלב של התורם אינה מספקת לזלוף איברים. PGD הוא אתגר משמעותי המתרחש ב-10%-20% מהשתלות הלב. בעוד ששיעור התמותה מהשתלת לב בחודש אחד הוא כ-8%, PGD מהווה 39% ממקרי המוות הללו.
השימוש הקליני האחרון במכשירי זלוף נורמותרמיים מחוץ למקום הזמינים מסחרית האריך את זמן "מחוץ לגוף" של לבבות תורמים תוך הפחתת זמן האיסכמיה הקרה. טכנולוגיה זו הניבה יתרונות משמעותיים במונחים של התאמת תורמים למקבלי הסיוע למרחקים גיאוגרפיים ארוכים. זלוף מחוץ למקום הקל גם על השימוש בלבבות תורמים "שוליים" עם מאפיינים כמו היפרטרופיה חדרית, זמנים איסכמיים ארוכים יותר וגיל תורם מבוגר יותר. בניסוי קליני שנערך לאחרונה במערכת זלוף לב ex vivo , שיעורי ה-PGD החמור של החדר השמאלי (LV) או החדר הימני (RV) נותרו גבוהים ועמדו על 10.7% עבור לבבות תורמים של מוות מוחי (DBD) למרות זלוף לב נורמותרמי במהלך הובלת איברים לבית החולים המקבל1. ואכן, שיעורי ה-PGD החמור הדורש תמיכה מכנית במחזור הדם גבוהים עוד יותר עבור לבבות תורמים של מוות לבבי (DCD). יתר על כן, זלוף היפותרמי מתמשך של לב התורם עם תמיסת שימור קרה שימש להובלה. גישות חדשות אלה מתרכזות סביב זלוף במספר תנאים: זלוף עם דם אוטולוגי או תמיסת שימור, זלוף בטמפרטורות נורמותרמיות (37 מעלות צלזיוס) או קרות (4-10 מעלות צלזיוס), וזלוף מחוץ למקום באמצעות מכשיר משאבה או in vivo באמצעות זלוף אזורי נורמותרמי (NRP). היתרונות הקליניים המדויקים של גישות מסוימות על פני אחרות אינם מוגדרים בבירור, אך מודלים מחקריים יאפשרו מחקר שיטתי של כל שילוב של גישות.
לשימוש במודלים להערכת לב עכברים יש יתרון בזמינות של מגוון רחב של מודלים של עכברים טרנסגניים למחקר מפורט של המנגנונים המולקולריים של PGD ומצבים אחרים הכרוכים בתפקוד לב לקוי (למשל, אוטם שריר הלב). Li et al.2 מתארים טכניקה אלגנטית להשתלת לבבות תורמי עכברים באמצעות טכניקת "שרוול" באזור צוואר הרחם של העכברים המקבלים. יש לכך יתרונות משמעותיים מבחינת קלות הביצוע הטכנית, הנגישות להערכת השתל והיכולת לבצע הדמיה דו-פוטונית תוך-חיונית (למשל, למעקב אחר לויקוציטים). Noly et al.3 מדווחים גם על שימוש בעכברים במחקרים מחוץ למקום של תפקוד הלב, עם יתרון דומה של גישה למגוון רחב של מודלים טרנסגניים. זלוף מחוץ למקום עם מאגר קרבס מאפשר לחקור את הביולוגיה של השימור של תאי הלב המקומיים ללא תגובות תאיות של הנמען. זה יאפשר לחוקרים לבחון עוד יותר את ביולוגיה השימור של הלב הטבעי מבלי לחדור לויקוציטים ולהוסיף מורכבות לאירוע הרפרפוזיה. יתר על כן, Noly et al.3 מדגימים שיטה להערכת תפקוד הלב של הלב השמאלי והימני באמצעות בלון קטן במודל ex situ זה. בהתחשב בשכיחות של אי ספיקת לב ימנית מבודדת בהשתלת לב קלינית, זוהי טכניקה רלוונטית מאוד להערכת אי ספיקת שתל חד-חדרי לעומת דו-חדרית.
תרומת לב DCD צוברת תאוצה כמקור חשוב ללבבות תורמים להשתלה. מודל השתלת לב DCD של חולדה שהוצג על ידי Quader et al.4 מספק פלטפורמה חשובה לבעלי חיים בגודל בינוני לחקר לבבות תורמי DCD ומאפשר בדיקה של מגוון חומרים שעשויים להפחית פגיעה לבבית במהלך תרומת DCD. פרוטוקול תרומת DCD של מכרסמים משקף את זה של הליכי רכישת איברים קליניים. מודלים של מכרסמים להערכת לב הם קריטיים לחקר מנגנונים מולקולריים וסינון לטיפולים יעילים פוטנציאליים, ויש להם יתרון בקנה מידה מבחינת מתן אפשרות לשימוש בקבוצות ניסוי גדולות יחסית. עם זאת, האם התובנות המתקבלות ממכרסמים רלוונטיות לחולים אנושיים היא דאגה תקפה. לפיכך, פלטפורמות של בעלי חיים גדולים (כולל לבבות אנושיים המשמשים למחקר) משמשות לאימות הידע שנצבר ממודלים של בעלי חיים קטנים יותר. Khalil et al.5 מתארים מודל חזירי של NRP עם לבבות חזירים באמצעות חמצון ממברנה חוץ-גופית. הקבוצה שלהם מדגישה גם הבדלים חשובים מתגובות הלב האנושיות בנוגע להפרעות קצב לב. מערכת זו מספקת אמצעי לבדיקת אסטרטגיות פרמקולוגיות ולא פרמקולוגיות שונות לשיקום לבבות DCD להשתלה בסביבה זו. Dang Van et al.6 מוסיפים עוד יותר לתחכום של ההערכה ההמודינמית של לבבות בעלי חיים גדולים על ידי שילוב לולאות לחץ-נפח באמצעות צנתרי מוליכות ואקו לב פני השטח. ל-NRP יש יתרון מובהק בכך שהוא מאפשר הערכה של לבבות בתנאי עבודה "טעונים" בהשוואה להגדרות לנגנדורף "שאינן עובדות" המשתמשות בזילוף קונבנציונלי מחוץ לאתר .
מלבד חקר לבבות שלמים, ניתן להעריך את תפקוד ההתכווצות ברמת התא הבודד, כפי שמודגם על ידי Lavey et al.7. ניתן למדוד את קיצור סרקומר ושטפי הסידן בדיוק רב במיוציטים בודדים. ניתן להשיג עריכה מולקולרית ברמה התאית ביעילות באמצעות טכניקות שונות של העברת גנים (למשל, טרנספקציה ויראלית), וניתן להעריך את ההשפעות ברמה התאית. זהו כלי סינון חשוב לטיפולים חדשניים ולהבנת המנגנונים הבסיסיים של תפקוד לקוי של הלב. Bermea et al.8 מספקים שיטה אמינה לחקר מרכיבים חיסוניים ותפקידם בתיווך פגיעה לבבית. היכולת ללכוד את כל תאי החיסון המעניינים בלב היא תנאי מוקדם לפיתוח הבנה מדויקת של התגובות החיסוניות לפגיעה לבבית. ניתן לשלב את הטכניקות המתוארות עם פלטפורמות הלב ex situ ו-NRP שהוזכרו לעיל לחקר חסינות בשימור, פציעה ותיקון לב.
אוסף שיטות זה אוסף כמה מהטכניקות המתקדמות ביותר להערכת פגיעה ותפקוד לבבי. בעוד שרבים מהמודלים מיועדים לחקר PGD לאחר שימור לב, אוסף זה נשאר רלוונטי לחקר תפקוד הלב במסגרות אחרות (למשל, איסכמיה חמה גלובלית או אזורית, קרדיומיופתיה גנטית). אנו אופטימיים שכלי מחקר אלה ישפרו את ההבנה של PGD ויאפשרו גילוי של טיפולים חדשניים לשימור תפקוד הלב לאחר פציעה.