הפרוטוקול מספק הקדמה מפורטת לניסיון השימוש בשיטת הקטטריזציה הימנית של הלב לזיהוי לחץ בעורקי הריאה בעכברים, מה שיסייע לקבל נתונים מדויקים ביעילות רבה יותר ולשפר את שיעור הצלחת הניסוי. שיטה זו גם משפרת את השחזוריות של ניסויים במעבדות שונות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מדידת לחץ בעורק הריאה בעכברים באמצעות קטטריזציה של הלב הימני
במאמר זה
סיכום
תקציר
לחץ עורק ריאה (PAP) הנמדד באמצעות קטטריזציה של הלב הימני נחשב לסטנדרט הזהב לאבחון יתר לחץ דם ריאתי. חולדות שימשו ליצירת מודלים של יתר לחץ דם ריאתי. עם זאת, כאשר המתחילים מבצעים קטטריזציה של הלב הימני כדי למדוד PAP במודלים של חולדות ליתר לחץ דם ריאתי, הקטטר לעיתים נכנס בטעות לווריד הנוב התחתון או נתקע בחדר הימני מבלי להגיע לעורק הריאתי, מה שמוביל לקטטריזציה ממושכת, שמורידה את קצב הלב בעכברים ומספקת קריאות לחץ מעוותות. יתרה מזאת, קיים סיכון לנקב באטריום הימני, מה שיגרום לכישלון הניסוי. מחקר זה נועד לשתף את הניסיון של המעבדה שלנו במדידת PAP באמצעות קטטריזציה של הלב הימני באמצעות מצגת וידאו. אנו מפרטים את שלבי הניתוח המעורבים בקטטריזציה של הלב הימני, וכן את הכלים הנדרשים לניתוח. שיפרנו את בחירת הקטטרים בהתבסס על תכונות חומרי הקטטר ותיארנו את שיטת הכנת הקטטר. הסברנו גם את תהליך הכנסת הקטטר לעורק הריאתי ואת קביעת מיקום הקטטר. אנו מאמינים שפרוטוקול זה יהיה מועיל למתחילים במדידת לחץ בעורקי הריאה.
מבוא
נכון להיום, לחץ עורקי הריאה הנמדד באמצעות קטטריזציה של הלב הימני הוא התקן הזהב לאבחון יתר לחץ דם ריאתי1. בבני אדם ובבעלי חיים גדולים, הקטטר הצף משמש בעיקר לקטטריזציה של הלב הימני2. עם זאת, בבעלי חיים קטנים (כגון חולדות), בשל היעדר קטטרים צפים מתאימים, השימוש בטכניקה זו מוגבל, מה שמקשה על מחקר מדעי לשכפול מודלים של יתר לחץ דם ריאתי באמצעות חולדות3. חולדות המשמשות בדרך כלל למידול יתר לחץ דם ריאתי הן בדרך כלל בטווח משקל של 300-400 גרם. גודל גוף קטן יותר אומר שיש להם כלי דם דקים יותר ודפנות לב דקות יותר, מה שמקשה על הקטטריזציה. למרות שהיו דיווחים ספרותיים על שיטת יצירת קטטר לב ימין עם צינור פוליאתילן (PE) בקוטר חיצוני של 0.9 מ"מ וקוטר פנימי של 0.5 מ"מ, וטכניקת האינטובציה 3,4,5, גל הלחץ של לחץ העורק הריאתי נעקב בהצלחה. אך בפעולה עצמה, עדיין קיימות בעיות רבות: הקטטר צפוי להיכנס בטעות לווריד הנוב התחתון או להישאר בחדר הימני זמן רב ולא להיכנס לעורק הריאתי. זמן ממושך של הכנסת הקטטר עלול גם להוביל לירידה בקצב הלב של העכברוש ולמדידת לחץ מעוותת. הקטטר אף עלול לנקב את העלייה הימנית עקב פעולה לא נכונה, מה שמוביל לכישלון הניסוי 4,5,6. בניתוח הסיבות, ייתכן שהקשיחות והקשיחות של הקטטר משפיעות על עקמומיות קצה הקטטר, מה שמקשה על כניסה לעורק הריאתי.
כדי לפתור בעיה זו, במחקר זה נבחר צינור פוליוויניל כלוריד שנוסף על ידי פלסטייזר (קוטר חיצוני 1.6 מ"מ, קוטר פנימי 1.0 מ"מ, אורך 25 ס"מ, מתאים לורידים יוגולריים של חולדות מעל 150 גרם) עם גמישות וקשיחות גבוהה יותר כחומר לייצור הקטטר. הצענו סט של שיטות פעולה שיטתיות, כולל יצירת הפיגטייל בקצה הקטטר, ניתוק הווריד היוגולרי החיצוני, הכנסת הקטטר וקביעת מיקום הקתטר. באמצעות שיפורים בשיטות הקודמות, אנו מצליחים להשיג מעבר קל יותר לעורק הריאתי ושיעור הצלחה גבוהיותר 7,8. לכן, אנו יכולים לספק תמיכה טכנית אמינה יותר למחקר על מודלים של יתר לחץ דם ריאתי בבעלי חיים קטנים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
כל ההליכים בוצעו בהתאם להנחיות ועדת הטיפול המוסדי בבעלי חיים של האוניברסיטה הרפואית של הצבא. ההליכים שננקטו בוצעו בהתאם להנחיות המוסדיות. עקב הפולשה של קטטריזציה בלב ימין, יש להמתים את בעלי החיים מיד לאחר איסוף הנתונים. המתת חסד צריכה להתבצע בהתאם להנחיות המחקרים בבעלי חיים של המוסד. חולדות זכרים בריאים מסוג Sprague-Dawley (SD), בדרגת SPF (SPF), משקל גוף 300 ± 20 גרם שימשו כאן.
1. הכנת הקטטר
- בחר מחט עירוי ורידית (צינור PVC) בקוטר חיצוני של 1.6 מ"מ, קוטר פנימי של 1.0 מ"מ ואורך של 25 ס"מ. חתוך את קצה המחט. הברג חוט נחושת בקוטר קטן מ-1.0 מ"מ לתוך הצינור.
- הפוך את קצה הזנב למעגל בקוטר 7 מ"מ (איור 1A). הניסוי יכול להשתמש באובייקט גלילי בגודל מתאים (כמו עיפרון) כדי לסייע בכיפוף הקטטר. טבלו את הקצה העגול במים בטמפרטורה של 100°C למשך 10 דקות ואז מוציאים אותו. הסר את חוט הנחושת. קצה הזנב דומה לקוטל, והקצה השני יכול להיות מחובר לטרקול תלת-כיווני (איור 1B).
איור 1: ייצור הקטטר. (א) השחיל חוט נחושת דרך צינור ה-PVC וכופף את קצה הצינור למעגל בקוטר 7 מ"מ. (ב) לאחר הטבלת קצה המעגל במים של 100°C למשך 10 דקות, הסר את חוט הנחושת. הצינור מעוצב, הדומה לצורת צמות. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
2. הכנת בעלי חיים
- בקרת טמפרטורה: הפעל את כרית החימום והגדר את הטמפרטורה ל-37 מעלות צלזיוס. שמור על טמפרטורה של 37°C לאורך כל הניתוח.
- הרדימו את העכבר על ידי הזרקה תוך-פרטונאלית של 0.3 מ"ל של 2% נתרן פנטוברביטל לכל 100 גרם משקל גוף. כדי לבדוק שהבעל חיים מורדם, בדוק אם יש חוסר תגובה בכף הרגל או בזנב. הימנע ממצבים שבהם בעלי חיים מתעוררים במהלך ניתוח בגלל חוסר הרדמה מספקת, וכן ממוות או תופעות לוואי אחרות הנגרמים מהרדמה מופרזת. במהלך הניתוח, יש לעקוב באופן רציף אחרי הדופק והנשימה של העכברוש תקינים.
- הניחו את העכברוש בשכיבה על כרית החימום של שולחן הניתוח ומאובטחים את חותכי החותכות והגפיים האחוריות לשולחן הניתוח באמצעות גומיות.
3. הליך ניתוחי
- גלח את אזור צוואר הרחם הימני וחטא את האזור עם מטוש כותנה ספוג באלכוהול. השתמש במספריים לרקמות כדי ליצור חתך בגודל 2 ס"מ בעור בצד ימין של הצוואר. השתמשו במלקחיים עיניים מעוקלים כדי לנתח בצורה ישירה את הווריד היוגולרי החיצוני בצד ימין.
- שחרר כ-1 ס"מ מהווריד. לחבר את הקצה הדיסטלי של הווריד עם חוט תפר 5-0. קשור קשר חלקלק בקצה הקרוב. מהדק את חוט התפר בקצה המרוחק עם המוסטאט ומשך אותו בעדינות לכיוון הראש כדי להדק במידה מתונה את כלי הדם.
- לוונטומיה, כופף את מחט מספר 7 המוכנה 45° בכיוון ההפוך לקצה המחט (איור 2A), ודקר את הווריד היוגולרי החיצוני לכיוון הקצה הפרוקסימלי (איור 2B).
אזהרה: מחטים נחשבות לכלים חדים. הימנע ממגע ישיר עם הקצה המחודד בעת השימוש.
איור 2: כלי הוונוטומיה. (א) כופף את מחט מספר 7 בכיוון ההפוך לקצה המחט. (ב) לנקב את הווריד הג'וגולרי החיצוני לכיוון הקצה הפרוקסימלי. עקב הכיפוף הקודם של המחט, הפעולה של הניסוי תהיה נוחה יותר. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
- מלאו את הקטטר הקרדיאלי שמחובר לקו העצירה התלת-כיווני בתמיסת הפארין סודיום וסגרו את הסטופוק התלת-כיווני.
הערה: הפארין, כנוגד קרישה, יכול למנוע היווצרות קרישי דם במהלך הקטטריזציה. הכינו 500 מ"ל תמיסת נפתרין הפארין בעוצמה של 1000 IU/mL על ידי ערבוב סודיום הפארין ומלח רגיל. - הכנס את קצה המחט המכופפת של מחט מספר 7 שיצרה בעצמך לתוך הווריד, הרם אותו, והכנס את המלקחיים העקומים לתוך הווריד כדי לפתוח אותו (איור 3A). תמשוך את המחט. הכנס את הקטטר לווריד דרך הפער שנפתח על ידי המלקחיים (איור 3B).
- הסר את המלקחיים העיניים המעוקלים. שחררו את קשר ההחלקה, דחפו את הקטטר קדימה, ואז קשרו קשר החלקה חדש כדי לקבע את הקטטר ולמנוע ממנו ליפול (איור 3C). אין לקשור את קשר ההחלקה חזק מדי, כדי להבטיח שאין דליפת דם וניתן לדחוף את הקטטר בחופשיות בו זמנית.
איור 3: קטטריזציה. (א) הכנס את המלקחיים העקומים לתוך הווריד כדי לפתוח את הווריד. (ב) להכניס את הקטטר לווריד דרך הפער שנפתח על ידי המלקחיים. (ג) לקשור קשר החלקה חדש כדי לתקן את הקטטר ולמנוע ממנו ליפול. ודא שאין דליפת דם ושהקטטר יכול להידחף בחופשיות בו זמנית. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
- הפעל את הפוליגרף, חבר את מתמר הלחץ, ורוקן את מתאם הלחץ עם מלח רגיל כדי לוודא שאין בועות אוויר.
- פתח את תוכנת ההקלטה, מאתר אותה על ידי חשיפתה לאטמוספירה, ואז בצע כיול דו-נקודתי עם ספיגמומנומטר כספית. בתוכנה, הגדר את סוג המסנן למעבר נמוך, תדר החיתוך ל-40 הרץ, וקצב הדגימה ל-1000 SPS.
- מדידת צורת גל ושיפוט מיקום: חבר את העצירה התלת-כיוונית המחובר לקטטר לממיר הלחץ, כדי להבטיח שאין בועות אוויר בבעל העצירה התלת-כיווני. לאחר מכן פותחים וסובבו את המתג של הנבל התלת-כיווני כדי שהקטטר יתקשר עם מתמר הלחץ, וניתן לראות את צורת הגל הוורידי (איור 4A).
- סובב את הקטטר תוך כדי דחיפתו קדימה. אם יש התנגדות, אל תכריח אותה להתקדם. הרם את הכרית (עשויה עם להב ניתוח), משוך את הקטטר קצת החוצה, ואז סובב ודחף אותו שוב. כאשר מרגישים תחושת ריקנות, ניתן לראות את גל החדר (איור 4B).
- דחוף אותו שוב קדימה כדי להגיע לעורק הריאתי. ניתן להרגיש את החלקת קצה הקטטר על דופן הלב במהלך התקדמות. גל העורק הריאתי יופיע (איור 4C).
- אם מופיע גל החדר המוצג באיור 4D , ייתכן שזה אומר שקשה לקטטר להיכנס לעורק הריאתי במצב זה. משכו את הקטטר מעט, סובבו אותו ודחפו אותו קדימה עד שמופיעה צורת הגל החדרית שמופיעה באיור 4B , ואז קל מאוד להיכנס לעורק הריאתי. במקביל, מתחילים יכולים גם לפנות לסרקר ואחרים להבנה טובה יותר של צורות גל בשלבים שונים9.
איור 4: צורת גל של לחץ. (א) צורת הגל הוורידית. (B) גל החדרים. (ג) צורת הגל של עורק הריאה. (D) גל החדר הלא תקין. אנא לחצו כאן כדי לצפות בגרסה מוגדלת של הדמות הזו.
4. איסוף נתונים
- לאחר שצורת הגל האופיינית של לחץ העורק הריאתי מאושרת והגל נשאר יציב למשך דקה, מניחים בעדינות את הקטטר ושמרו עליו יציב. עכשיו, מדוד את ה-PAP.
- רשם גל יציב לפחות ל-10 מחזורי לב רצופים. אם הניסוי דורש מדידה רציפה לטווח ארוך של PAP, יש להניח רפידות גזה על העור החשוף כדי למנוע יובש או תגובות שליליות הנגרמות מחשיפה ממושכת לסביבה.
- קבעו את הלחצים של העלייה הימנית, החדר הימני והעורק הריאתי על 2-6 מ"מ כספית, 0-25 מ"מ כספית, ו-10-25 מ"מ כספית, בהתאמה, כל אחד עם שיאים אופייניים 7,8,9,10,11,12,13. כאשר לשיא הסיסטולי של גל לחץ החדר הימני יש חריץ, הקטטר נוטה יותר להיכנס לעורק הריאתי.
- לאחר סיום איסוף הנתונים, יש להמתים את בעלי החיים בהתאם להנחיות המחקר על בעלי החיים של המוסד. נקה את הקטטרים אחרי שכל איסוף הנתונים יסתיים.
הערה: כל הפסולת שנוצרת מההליכים צריכה להיות מנוהלת כראוי. מחטים משומשות וחדות אחרות יש להניח מיד במיכלי הטמנה ייעודיים. רקמות ביולוגיות (כולל גופות בעלי חיים) צריכות להיות חסרות פגע. יש לשפוך חומרים כימיים משומשים למיכלי נוזל פסולת ולשחרר אותם לאחר טיהור מרכזי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
פרסמנו את הנתונים על לחץ עורקי הריאה הממוצע של חולדות עם יתר לחץ דם ריאתי כרוני שנגרם מהיפוקסיה וחולדות ביקורת תקינות מהמישורים שנמדדו בשיטהזו 7,8. התוצאות תואמות בעיקר את הנתונים שדווחו בספרות 9,10,11,12. באמצעות השיטה שלנו לניסויים, שיעור ההצלחה יכול להגיע ל-95%.
<...הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
בשנת 1970, סוואן וגאנץ דיווחו על שימוש בקטטר צף למדידת לחץ בעורקי ריאה13, מה שקבע את קטטריזציה פולשנית של לב ימין כסטנדרט הזהב לאבחון יתר לחץ דם ריאתי 14,15. עם זאת, במחקרים שעסקו בבעלי חיים קטנים כמו חולדות, גודל הקטטר מגביל את היתכנות הקטטריזציה של החזה הסגור. בשנת 1984, בו ואח'תיארו שיטה המשתמשת בקטטר לב ימני שיצר בעצמם עם צינור PE בקוטר חיצוני בקוטר 0.9 מ"מ למדידת לחץ בעורקי הרי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
המחברים מצהירים שאין ניגוד עניינים הקשור לפרסום מאמר זה.
תודות
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המדע הטבעי של סין (מס' 81971784, 81830062).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| חוט תפר 5-0 | ג'ונגקה הוידה | 23030306 | |
| חומר חיטוי עם 75% אלכוהול | שאנדונג ג'ואוג'יאן Medical Technology Co., LTD. | Q/371402SDZJ005 | |
| ביקר | מפעל כלי הזכוכית של צ'נגדו | GG-17 | 250 מ"ל |
| חוט נחושת | תרמופישר | 000098.G2 | |
| כרית חימום | טייגרג'ין טכנולוגיה בע"מ | TG-TP-BS | 20&00; 35 ס"מ |
| מלקחיים המוסטטיים | ביוטיים | FS245 | |
| מחט עירוי תוך-ורידית | מפעל ציוד רפואי של חומת החומה הגדולה של מחוז חאנג'יאנג | בריטניה 18671-2002 | |
| שדרוג LabChart Pro v7 ל-Windows | AD אינסטרומנטס | GR85-XNCB-MEDA | |
| מטוש צמר גפן רפואי | חברת ציוד רפואי חואטאי, בע"מ. | YY/T 10330-2015 | |
| מערכת ההקלטה הפיזיולוגית הרב-ערוצית (PowerLab 4/35, AD Instruments) | AD אינסטרומנטס | PowerLab 4/35 | |
| מחט | קבוצת פיתוח העסקים של שנחאי בע"מ. | 0.7&f; 32 TW ליינבקר | |
| סליין רגיל | סרוויסביו | G4702-500ML | ממס? נוזל ניקוי |
| מלקחיים עיניים מעוקלים | ביוטיים | FS229 | |
| ממירי לחץ | AD אינסטרומנטס | SP 844 | |
| שולחן ניתוח עכברים | כלי יויאן | 30351 | |
| נתרן הפארין | ביושארפ | BS145 | אפקט נוגדי קרישה |
| נתרן פנטוברביטל | סיגמא-אלדריץ' | P3761 | הוא משמש להרדמת חולדות |
| מזרק סטרילי | קבוצת פיתוח העסקים של שנחאי בע"מ. | 5 מ"ל | |
| להב ניתוחי | ביוטיים | FS205 | משמש לבניית המשטח |
| עצור תלת-כיווני | ב. בראון | 409511CN | |
| מספריים לרקמות | ביוטיים | FS209 |
מקורות
- Krishnan, A., Markham, R., Savage, M., Wong, Y. W., Walters, D. Right Heart Catheterisation: How To Do It. Heart Lung Circ. 28 (4), e71-e78 (2019).
- Kosova, E., Ricciardi, M. Cardiac Catheterization. JAMA. 317 (22), 2344(2017).
- Sun, P., Liu, W. L. Method for measuring the pulmonary artery pressure with a right cardiac catheter in rats. Acta Acad Med Sinicae. 6 (6), 465-467 (1984).
- Zou, L., Chen, M., Huang, X., Wang, L. A meliorative technique to measure pulmonary artery pressure by right heart catheterization in rats. Chinese J Pathophysiol. 30 (4), 757-762 (2014).
- Yan, H., et al. Optimization of the Method for Measuring Rat Pulmonary Artery Pressure via Right Heart Catheterization. Chinese J Integrative Med Cardio-Cerebrovasc Dis. 20 (11), 1986-1988 (2022).
- Tontodonati, M., Ridley, D., Remie, R., Clements, P. Improved method for the catheterization of the right ventricle in a rat model of pulmonary artery hypertension. Interact Cardiovasc Thorac Surg. 30 (4), 535-537 (2020).
- Yuan, Z., et al. Megakaryocytic leukemia 1 (MKL1) regulates hypoxia induced pulmonary hypertension in rats. PLoS One. 9 (3), e83895(2014).
- Yang, Y. D., et al. Nogo-B Receptor Directs Mitochondria-Associated Membranes to Regulate Vascular Smooth Muscle Cell Proliferation. Int J Mol Sci. 20 (9), 2319(2019).
- Sarkar, T., et al. Catheterization of Pulmonary and Carotid Arteries for Concurrent Measurement of Mean Pulmonary and Systemic Arterial Pressure in Rat Models of Pulmonary Arterial Hypertension. Bio Protoc. 13 (16), e4737(2023).
- Neelakantan, S., et al. Dissecting contributions of pulmonary arterial remodeling to right ventricular afterload in pulmonary hypertension. Bioeng Transl Med. 10 (4), e70035(2025).
- Neelakantan, S., et al. Right Ventricular Stiffening and Anisotropy Alterations in Pulmonary Hypertension: Mechanisms and Relations to Right Heart Failure. J Am Heart Assoc. 14 (5), e037126(2025).
- Mendiola, E. A., et al. Right Ventricular Architectural Remodeling and Functional Adaptation in Pulmonary Hypertension. Circ Heart Fail. 16 (2), e009768(2023).
- Swan, H. J., et al. Catheterization of the heart in man with use of a flow-directed balloon-tipped catheter. New Engl J Med. 283 (9), 447-451 (1970).
- Ruopp, N. F., Cockrill, B. A. Diagnosis and Treatment of Pulmonary Arterial Hypertension: A Review. JAMA. 327 (14), 1379-1391 (2022).
- Ferrero, P., Krishnathasan, K., Constantine, A., Chessa, M., Dimopoulos, K. Pulmonary arterial hypertension in congenital heart disease. Heart (British Cardiac Society). 110 (18), 1145-1152 (2024).
- Deten, A., Millar, H., Zimmer, H. G. Catheterization of pulmonary artery in rats with an ultraminiature catheter pressure transducer. Heart Circ Physiol. 285 (5), H2212-H2217 (2003).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
תגיות
