כל בעלי החיים קיבלו טיפול הומני בהתאם להנחיות המועצה הלאומית לבריאות ומחקר רפואי (אוסטרליה). כל ההליכים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי חיים של מכון גארוואן למחקר רפואי (סידני, אוסטרליה).
1. הכנת חיץ קרבס-הנסלייט (KH)
- הכן 2 ליטר של תמיסת מלאי 20x של מאגר KH המכיל 2.36 M NaCl, 0.094 M KCl, 0.024 M MgSO4, 0.024 M KH2PO4. Aliquot לתוך צינורות 50 מ"ל ולאחסן ב -20 ° C.
- לפני הניסוי, הכינו שתי צלוחיות 2 ליטר Erlenmyer של חיץ 1x KH המכיל 1900 מ"ל מים שעברו דה-יוניזציה, 100 מ"ל של 20x מאגר KH, 4.20 גרם של NaHCO3 (25 מילימול) ו-3.96 גרם גלוקוז (11 מילימול).
- הניחו את צלוחיות החיץ באמבט מים בטמפרטורה של 37°C וגזו את התמיסה עם קרבוגן (95% חמצן, 5% פחמן דו חמצני, קצב זרימה מוגדר ל-2 ליטר/דקה) דרך אבני אוויר (מסנן כניסה מחליק) למשך 5 דקות, ולאחר מכן הוסיפו 2.8 מ"ל של 1 M CaCl2 (1.4 mM). המשיכו לבעבע את התמיסה לפחות שעה לפני תחילת הניסוי. שימוש באבן אוויר מסייע לאוורור אחיד של החיץ.
- מניחים נפח קטן (~ 50 מ"ל) של חיץ לתוך צלחת מתכת עגולה ב -20 ° C כדי להתקרר וליצור שכבה של חיץ קר.
2. הכנת מעגל זילוח
- יש לוודא שכל הצינורות וכלי הזכוכית נקיים ללא גידול/זיהום נראים לעין.
- הגדר גבהים של תאי זכוכית כך שיתאימו ללחצי הזילוח הנדרשים בהתבסס על 1 ס"מ H2O שווה ערך ל- 1.36 מ"מ כספית: Langendorff-to-heart 100 ס"מ (כ- 75 מ"מ כספית), לפני עומס עבודה מצד ללב 15 ס"מ (כ- 11 מ"מ כספית), תא עומס מלב לחלל 100 ס"מ (כ- 75 מ"מ כספית).
- התחל את זרימת המים החמים סביב המעגל לפחות 10 דקות לפני זילוח הלב.
- הכניסו מסנני מיקרופייבר (1.2 מיקרומטר) למחזיקי המסננים והדקו אותם היטב.
- הפעילו את המעגל עם חיץ KH, כדי לוודא שכל האוויר מוסר, והשתמשו במהדק צינורות בקרת זרימה כדי לכוונן את הזרימה בצד לנגנדורף (איור 1A, B) ל~50 מ"ל/דקה. הזרימה האיטית יותר מאפשרת הקלה על קנולציה של אבי העורקים ומונעת את עקירת הלב לפני הקשירה. מקם מדחום בתוך המעגל באמצעות מחבר צינורות בצורת T כדי לפקח על טמפרטורת המאגר ב~ 37 ° C.
3. הקמת תוכנת Lab Chart (ניתוח נתונים)
- ודא ש-Powerlab (מערכת איסוף נתונים) ומד זרימה מופעלים ומחוברים למחשב לפני פתיחת תוכנת ניתוח הנתונים.
- פתח קובץ חדש.
- הגדר איסוף נתונים על-ידי בחירת התפריט הנפתח הגדרות ובחירה באפשרות הגדרות ערוץ. בחרו לחץ אבי העורקים, זרימת אבי העורקים וקצב הלב (איור 2A).
- הגדר כל ערוץ עם ההגדרות המוצגות באיור 2B.
4. הכנת בעל חיים לבידוד לב חולדה
הערה: המתודולוגיה לבידוד לב חולדה וזילוח עבור לבבות שאינם DBD ושאינם DCD לאחסון סטטי קר מתוארת להלן. השיטות למכשור לב על מעגל הזלוף דומות יחסית ללא קשר לשיטת התרומה בה משתמשים. ההבדלים בפרוטוקול תרומת לב של חולדות DBD ו-DCD מתרחשים בעיקר מרגע כניסת ההרדמה לתוקף ועד להוצאת הלב מהחיה.
- לשקול את החיה, להבטיח כי משקלו הוא >330 גרם. טווח המשקל האידיאלי עבור חולדות זכרים הוא 330-420 גרם.
- מתן זריקה תוך צפקית של קטמין (80 מ"ג/ק"ג) וקסילזין (10 מ"ג/ק"ג). ודא שמישור כירורגי מתאים של הרדמה מבוסס על היעדר רפלקס דוושה (רפלקס צביטת בוהן) ורפלקס מצמוץ עיניים.
- מניחים את החיה במצב שכיבה, מאבטחים את הגפיים עם קלטת. לתת חמצן לחיה דרך חרוט האף.
- יש את מיכל המתכת של KH חוצץ קרח ומיכל מתכת קטן עם קרח בתחנת הניתוח. השרו גזה בגודל 7.5 ס"מ x 7.5 ס"מ במאגר KH והניחו אותה על המיכל בקרח.
- לאחר אישור מישור כירורגי הולם של הרדמה, לגלח את העור באתר החתך הכירורגי ולנקות את העור עם אספטי כגון betadine או 70% אלכוהול. בצע חתך רוחבי לאורך הבטן (laparotomy) והזז את הקיבה והמעיים הצידה כדי לאפשר גישה לווריד הכליה השמאלי. יש להזריק 1500 IU הפרין ולהפעיל לחץ על אתר ההזרקה עד לדימום מפסיק. יש להמתין 1-2 דקות עד שההפרין יזרום לפני שתמשיך בשאיבת הלב.
- פתח את חלל החזה על ידי חיתוך דרך כלוב הצלעות משני הצדדים וחיתוך על פני הסרעפת. החזיקו והרימו בזהירות את גוש הלב-ריאה תוך כדי חיתוך לאורך אבי העורקים היורד, וודאו שקשת אבי העורקים נשארת שלמה. זה יאפשר מספיק אורך אבי העורקים להישאר עבור קנולציה.
- החולדה מורדמת על ידי הסרת הלב והריאות בזמן הרדמה. השקיעו את גוש הלב-ריאה בגוש הקרח KH כדי לאפשר ללב לעצור.
5. שימורי הלב למעגל זילוח הלב העובד המבודד
- מעבירים את גוש הלב-ריאה לגזה על קרח. מנתחים עודפי שומן סביב אבי העורקים, חותכים את אבי העורקים כדי להשאיר אורך 3-5 מ"מ לקנולציה, ומבצעים חתך קטן ~ 1-2 מ"מ בעורק הריאה. זה יאפשר נתיב לשפכים הכליליים.
- הניחו את גוש הלב-ריאה החתוך (בעודו עדיין על קרח) ישירות מתחת לצינוריות. כוונן את הזרימה מצד לנגנדורף באמצעות מהדק צינורות בקרת זרימה כדי להקל על קנולציה של אבי העורקים. בזהירות צינור אבי העורקים על הצינורית השמאלית, להחזיק אותו עם מהדק שחור, ולקשור אותו עם תפר משי 2-0.
- הגדל את הזרימה מזילוח לנגנדורף על ידי פתיחה מלאה של מהדק צינורות בקרת הזרימה. פתח את מהדק העומס שלאחר מכן. ודא שיש זרימה רציפה מתא לנגנדורף. התחל לנטר את פעילות הלב באמצעות תוכנה.
הערה: אם ערך זרימת אבי העורקים בתצוגת מד הזרימה הוא <10 מ"ל/דקה, ודא שעורק הריאה הוא בגודל מספיק. עקב/ערך נמוך של זרימת אבי העורקים יכול גם להצביע על כך שצינורית אבי העורקים הוחדרה רחוק מדי.
- התאימו את גוש הלב-ריאה כך שהמשטח הקדמי של הריאות פונה למפעיל. קשרו את אונת הריאה השמאלית בתפר משי 2-0 וחתכו עודפי רקמת ריאה שמאלית. קשרו את אונות הריאה הנותרות בטאטוא אחד בתפר משי 2-0 וחתכו את הרקמה. סובב את הלב כך שהריאות הקשורות יהיו לכיוון הגב.
- בעזרת מספריים קטנים של Vannas, חותכים קצה של 2-3 מ"מ של תוספתן פרוזדורים שמאלי, ומבטיחים שיושג פתח קטן לתוך האטריאה. בזהירות לצבוע את תוספתן פרוזדורים שמאל לצינורית השמאלית, להחזיק אותו עם מהדק שחור, ולקשור אותו עם תפר משי 2-0. איור 3A מראה את המיקום של שתי הצינוריות.
- כוונן את מעיל המים של תא הלב כך שהלב ישב במרכז החדר.
- פתח את מתמר הלחץ לאוויר ואפס את מתמר הלחץ בתוכנה על ידי בחירת התפריט הנפתח לחץ אבי העורקים > גשר מגבר > אפס. לחץ על אישור.
- מבלבלים את הלב במצב לנגנדורף למשך 10 דקות. ודא כי זרימת אבי העורקים לנגנדוף מודדת בין 10-20 מ"ל / דקה (אידיאלי 20 מ"ל / דקה).
- לפני החלפת מצב העבודה, ודא שאבן האוויר (מסנן כניסה מחליק) ממאגר החיץ Langendorff KH ממוקמת במאגר החיץ KH העובד.
- העבר את הלב למצב עבודה על ידי סגירת המהדק הגדול המוביל לצינורית אבי העורקים ופתיחת הזרימה המובילה לתוספתן הפרוזדורים השמאלי. פתח ברז תלת-כיווני המוביל מעבודה מבלבלת. העבירו את צינור ההחזרה המשותף (החזרת חיץ KH למאגר) ממאגר לנגנדורף למאגר העובד.
- מחוררים את הלב במצב עבודה למשך 15 דקות. ערכי זרימת אבי העורקים חייבים להיות באופן אידיאלי >30 מ"ל/דקה בתום זילוח של 15 דקות. לאחר שהלב התייצב, התחל להקליט נתונים בתוכנת ניתוח נתונים.
- יש למדוד שפכים כליליים (זרימה כלילית) בדקה, 5 דקות, 10 דקות ו-15 דקות.
הערה: ערכי הזרימה הכלילית צריכים להיות בין 10-20 מ"ל/דקה. זרימה כלילית גדולה מ-22 מ"ל/דקה מצביעה בדרך כלל על דליפה שמקורה בכלי ריאתי לא קשור. קצב הלב צריך להיות בין 200-300 פעימות לדקה. ניתן לאסוף שפכים כליליים לצורך ניתוח במורד הזרם של סמני פגיעה ברקמות (למשל, טרופונין-I, שחרור לקטט דהידרוגנאז).
6. מתן cardioplegia לאחסון סטטי קר של הלב
- מלאו את תא הקרדיופלגיה (ממוקם בגובה של 60 ס"מ כדי להפיק לחץ זילוח של כ-40 מ"מ כספית) בתמיסת שימור לב ייעודית של 50 מ"ל (עם או בלי תוספת).
- הנמיכו את מעיל המים וסגרו את הברז התלת-כיווני בצד מצב העבודה.
- עצור את הזרימה לכיוון צינורית הפרוזדורים השמאלית על ידי סגירת המהדק.
- פתח את הזרימה לצינורית אבי העורקים.
- סגור את המהדק מצד לנגנדוף ועל העומס הבא.
- פתח את המהדק מקו הקרדיופלגיה ושטף 15 מ"ל של קרדיופלגיה מקו הלחץ. סגור את הברז בקו הלחץ.
- אפשר ללב להיות סמוק עם cardioplegia דרך צינורית אבי העורקים ולאסוף את השפכים הכליליים. הפעל cardioplegia במשך 3 דקות להקליט את נפח cardioplegia מנוהל.
- הפסק להקליט נתונים בתוכנה ושמור את הקובץ.
- לאחר 3 דקות, סגור את מהדק cardioplegia ואת מהדק כחול קטן המוביל צינורית אבי העורקים.
- מניחים מהדק בולדוג על צינורית אבי העורקים ומהדק בולדוג שני על הצינורית השמאלית. נתקו את גוש צינורית הלב מהמעגל והניחו אותו בתוך המכילה קרדיופלגיה בקופסת קרח (איור 3B, C).
- אחסנו את הלב במקרר למשך 6 שעות (או זמן האחסון הקר הרצוי).
7. זילוח לב לאחר אחסון סטטי קר
- הכינו חיץ KH לפי סעיף 1.
- הקדימו את מעגל הזלוף לפי סעיף 2.
- פתח את הקובץ שנשמר מזילוח מקו הבסיס.
- הסר בזהירות את גוש צינורית הלב מקופסת הקרח וחבר אותו למעגל הזילוח. לפני חיבור מחדש של צינורית אבי העורקים, השתמש במזרק 18 G קהה מלא בחיץ KH כדי להסיר אוויר מהצינורית. חבר תחילה את צינורית אבי העורקים, פתח את מהדק הצינור בצד לנגנדורף וודא שמהדק הצינור פתוח.
- חבר מחדש את צינורית הפרוזדורים השמאלית, וודא שהאוויר הוסר מהצינורית לפני החיבור למעגל הזילוח. שמור על מהדק צד העבודה סגור עד שהגיע הזמן לעבור ממצב לנגנדורף למצב עבודה.
- מחוררים את הלב במצב לנגנדורף למשך 15 דקות. הקפד להתחיל להקליט נתונים בתחילת הרפרפוזיה של לנגנדורף.
- לפני המעבר למצב עבודה, מקם את שתי האבנים המבעבעות במאגר KH, פתח את הברז התלת-כיווני בצד העבודה, והעבר צינורות החזרה נפוצים למאגר העבודה.
- סוגרים את מהדק לנגנדורף הלבן, פותחים את מהדק הצד הלבן ומערבבים את הלב למשך 30 דקות. למדוד ולאסוף שפכים כליליים בנקודות זמן ייעודיות לניתוח במורד הזרם (למשל, סמני פגיעה לבבית). הקפד להפסיק להפעיל מחדש את הקלטת התוכנה כדי להתחיל קטע חדש (או לחילופין, הוסף תגובה).
- לאחר כ-15 דקות פרפוזיה של מצב עבודה, סגור את ההקשה התלת-כיוונית.
- בסוף הרפרפוזיה, שמור את קובץ הנתונים, עצור את הזרימה דרך המעגל, ונתק את בלוק הלב. איסוף דגימות חדר שמאל לעיבוד היסטולוגי ו/או הקפאת הצמדה למחקרים עתידיים (למשל, מיצוי חלבונים למחקרי כתמים מערביים).
- הסירו את המסננים ממחזיקי המסנן, רוקנו את החיץ מהמעגל ושטפו פעמיים ב-5 ליטר מים מזוקקים.
הערה: למרות שזה לא הכרחי, זה עוזר לחמם מראש את המים המזוקקים במיכל גדול בתוך אמבט המים.
8. ניתוח התאוששות תפקודית
- פתח את הקובץ LabChart.
- סמן אזור של הקלטה של 30 שניות לפחות ולאחר מכן לחץ על Command > Add data selection OR Multiple add to data. פעולה זו תוסיף את הפרמטרים הרצויים לקובץ DataPad בתוך התוכנה.
- בחר תפריט נפתח חלון > DataPad.
- סמן והעתק את ערכי השחזור מ- DataPad לגיליון אלקטרוני לצורך ניתוח שחזור פונקציונלי. חשב התאוששות פונקציונלית כאחוזמהערך הבסיסי המתאים 1,6,7.