גירוי חשמלי מתוכנת עכברים
26 במאי 2010
גירוי חשמלי מתוכנת מספק את היכולת לקבוע תכונות ההולכה של הלב, ואת האפשרות להשפיע ולסיים הפרעות בקצב הלב באמצעות פרוטוקולים שונים לצעוד. באמצעות קטטר transvenous, הקלטות intracardiac electrogram ניתן להשיג אצל עכברים הבאים מתוכנת פרוטוקולים גירוי חשמלי לזהות מצעים arrhythmogenic.
העכבר המורדם מודבק על לוח חימום במצב שכיבה. וריד הצוואר הימני מופרד והקצה הפרוקסימלי של הווריד נקשר. הצנתר הצרפתי 1.1 OC Apolar מוחדר לווריד, ולאחר מכן הצנתר מתקדם לתוך הפרוזדור הימני והחדר הימני.
לבסוף, הקצה הדיסטלי של הווריד נקשר כדי לאבטח את מיקום הצנתר ולמנוע דימום. היי, אני נעלי מהמעבדה של ד"ר זבר במחלקה לפיזיולוגיה מולקולרית וביופיזיקה במכללת ביילור לרפואה. היום נראה לכם נוהל לתכנות הגירוי החשמלי בעכברים.
אנו משתמשים בהליך זה במעבדה שלנו כדי לחקור הפרעות קצב השראת בעכברים. אז בואו נתחיל. לפני הניתוח לקנולציה והחדרת קטטר, השתמש בקוצץ שיער כדי לגלח את פרוות העכבר המורדם מקו הצוואר ועד לגובה אמצע החזה.
לחטא את אזור הניתוח עם 10% פובידון יוד. הנח את העכבר במצב שכיבה והדבק את גפיו על אלקטרודות א.ק.ג משולבות. בלוח חימום אנו ממליצים על מערכת הכוללת בדיקת טמפרטורה רקטלית המחוברת לכרית חימום הנשלטת על ידי מערכת אנלייזר תרמית, כך שטמפרטורת הגוף נשמרת על 37 פלוס מינוס מעלה צלזיוס.
לאחר אישור על ידי צביטת גרירה שהעכבר מורדם לחלוטין, בצע חתך של חצי סנטימטר מימין לקו האמצע עם קצה הקודאל בגובה עצם הבריח. הפרד את הרקמה התת עורית, בלוטות הרוק ורקמות הלימפה על ידי דיסקציה קהה. כדי לדמיין את וריד הצוואר הימני, קשרו את הקצה הפרוקסימלי של הווריד עם שישה תפרים.
הנח תפר נוסף מתחת לווריד בקצה הדיסטלי של הקטע החזותי. כעת התחל ברכישת נתונים מבוססת מחשב כדי להקליט א.ק.ג על פני השטח. חבר את הצנתר לסטימולטור חיצוני במצב הקלטה.
לאחר מכן, השתמש במספריים מיקרו כדי לבצע חתך קטן בכיוון האורך של הווריד תוך משיכה עדינה של התפר הפרוקסימלי. כדי לעזור לשמור על הווריד ישר, קדם את קטטר המושך הצרפתי 1.1 אוקטו דרך הווריד לתוך הפרוזדור והחדר הימני. מיקום הצנתר הנכון מאומת על ידי הדמיה של צורות הגל של ארבע האלקטרוגרמות התוך-לבביות ברמת קודקוד החדר הימני, בסיס החדר הימני, צומת חדר הפרוזדורים והפרוזדור הימני קושרים לבסוף את התפר הדיסטלי כדי לאבטח את מיקום הצנתר ולמנוע דימום אפשרי לקוצב הפרוזדורים.
זוג האלקטרודות הממוקם בתוך האטריום מועבר ממצב הקלטה למצב גירוי בעוד שזוגות האלקטרודות האחרים נשארים במצב הקלטה. כדי לקבוע אם לעכבר יש פגיעות מוגברת להפרעות קצב פרוזדורים, מבוצע גירוי חשמלי מתוכנת של הפרוזדור הימני. ראשית, קבע את סף קצב הפרוזדורים על ידי הפעלת פעימות זרם של לפחות 52 אלפיות השנייה באורכי מחזור בסיסיים שונים או BCL כדי לבדוק את עקביות לכידת הגירוי.
ה-BCL של רכבת הדופק הראשונית נמוך מעט מה-BCL הפנימי ויורד ב-10 אלפיות השנייה. משרעת הזרם האופיינית הנדרשת ללכידת גירוי היא 100 עד 200 מיקרו-אמפר. לאחר הפעלת רכבת קצב פרוזדורים של 15 שניות ב-BC של 100 אלפיות השנייה, מדוד את זמן ההתאוששות של צומת הסינוס או SNRT, המוגדר כמרווח בין הגירוי האחרון ברכבת הקצב לתחילת פעימת הסינוס הספונטנית הראשונה.
כדי לקבוע את תקופת העקשן האפקטיבית של הפרוזדורים או ERP יש להחיל סדרה של רכבות קצב פרוזדורים ב-BCLS קבוע אחד עם כמה גירוי מוקדם קצר יותר S שתיים. מרווח ה-S 1 עד S 2 מצטמצם בהדרגה בשתי אלפיות השנייה בכל רכבת קצב מ-70 אלפיות השנייה ל-20 אלפיות השנייה עם תקופת התאוששות של לפחות 30 שניות בין כל פרוטוקול גירוי. ה-A ERP מוגדר כמרווח הצימוד הארוך ביותר של S אחד עד S שניים עבור פרוזדורים שלא הצליחו לייצר פעימה מופצת עם S שתיים.
יישום דומה של רכבות קוצב פרוזדורים וגירויים מוקדמים משמש לקביעת תקופת העקשן האפקטיבית של צומת חדר הפרוזדורים AV NERP. ה-AV NERP מוגדר כמרווח הצימוד הארוך ביותר של S אחד עד S שניים שבו הגירוי המוקדם המועבר לאטריום מלווה בפוטנציאל שריקה, אך לא על ידי קומפלקס QRS. ניתן לבדוק את השראת הפרעות קצב הפרוזדורים, כולל פרפור פרוזדורים, באמצעות פרוטוקול קצב פרץ שבו מיושמת סדרה של התפרצויות של שתי שניות.
לפרץ של שתי השניות הראשונות יש אורך מחזור או CL של 40 אלפיות השנייה, ולכל פרץ של שתי שניות רצופות יש CL של שתי אלפיות שנייה קצר יותר מההתפרצות הקודמת עד ל-CL הסופי של 20 אלפיות השנייה. לאחר סיום כל פרוטוקולי הקצב, איסוף הנתונים נעצר. במקרה של מחקרי EP סופניים, הקשר משוחרר בעדינות כדי לשחרר את הצנתר.
כאן אנו מראים כמה א.ק.ג משטח מייצג ואלקטרוגרמות תוך לבביות בעכבר. א.ק.ג משטח זה מראה קצב סינוס רגיל בתדירות של כ-540 פעימות לדקה. ארבע האלקטרוגרמות הבאות מציגות רישומי אלקטרוגרמה תוך לבביים דו-קוטביים ברמת הפרוזדור הימני.
צומת חדר הפרוזדורים, בסיס החדר הימני וקודקוד החדר הימני. הגל התוך-לבבי ברישום האלקטרוגרמה ברמת הפרוזדור הימני תואם את גל ה-P על פני השטח. CCG. גל ה-V באלקטרוגרמה החדרית מתאים לגל ה-QRS על פני השטח CCG.
לאחר מכן אנו מראים אלקטרוגרמות CCG ותוך לב מייצגות ועכבר שפיתח פרפור פרוזדורים לאחר קצב פרוזדורים על פני השטח. CCG, מרווח ה-RR אינו סדיר ואין גלי P נראים לעין. מצד שני, האלקטרוגרמה הפרוזדורית חושפת אותות פרוזדורים מהירים שאינם סדירים התואמים לפרפור פרוזדורים.
לאלקטרוגרמה החדרית יש תדר איטי יותר בדומה למרווחי RR של עופרת פני השטח. זה עתה הראינו לך כיצד לבצע את תכנות הגירוי החשמלי בעכבר על ידי ביצוע הליך זה, חשוב לזכור להימנע מדימום נרחב ולשמור על טמפרטורת הגוף בטווח הנורמלי של 36 עד 37 מעלות. בנוסף, נסו למזער את החשיפה לעוף פלורין מכיוון שחשיפה לריכוז גבוה יותר משעתיים עלולה לדכא את תפקוד הלב והנשימה בעכבר.
לכן, המלצנו שהכל יתחיל להסתבך תוך שעתיים. אז זהו. תודה על הצפייה ובהצלחה בניסויים שלך.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
מאמר זה מציג נוהל לגירוי חשמלי מתוכנת בעכברים, המאפשר הערכת תכונות הולכה לבבית וגרימת הפרעות קצב. השימוש בקטטר טרנסוונלי מאפשר הקלטת אלקטרוגרמות תוך-לביות לזיהוי תשתיות אריתמוגניות.
מרכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- אלקטרופיזיולוגיה לבבית
- מחקר הפרעות קצב
- מודלים של עכברים
רקע
- גירוי חשמלי מתוכנת היא טכניקה המשמשת להערכת הולכה לבבית.
- היא יכולה לעזור בהבנת המנגנונים שמאחורי הפרעות קצב לבביות.
- הקלטות אלקטרוגרמות תוך-לביות מספקות נתונים חשובים למחקר.
- שיטה זו מועילה במיוחד במחקרים פרה-קליניים המשתמשים במודלי עכברים.
מטרת המחקר
- להדגים את הנוהל לגירוי חשמלי מתוכנת בעכברים.
- לזהות תשתיות אריתמוגניות באמצעות הקלטות אלקטרוגרמות.
- לשפר את ההבנה של תכונות ההולכה הלבבית.
שיטות בשימוש
- העכבר המורדם ממוקם על לוח חימום.
- ניגשים ומכינים את הווריד הצווארי הימני להכנסת קטטר.
- מחדירים קטטר OC Apolar 1.1 French לוריד ומקדמים אותו לתוך הלב.
- משיגים הקלטות אלקטרוגרם בעקבות פרוטוקולי גירוי חשמלי מתוכנתים.
תוצאות עיקריות
- הצבה מוצלחת של קטטר באטריום הימני ובחדר הימני.
- הקלטות אלקטרוגרם חושפות את תכונות ההולכה של הלב.
- ניתן לגרום להפרעות קצב ולהפסיקן באמצעות פרוטוקולי פיסינג.
- הזיהוי של תשתיות אריתמוגניות מושג באמצעות שיטה זו.
מסקנות
- גירוי חשמלי מתוכנת היא שיטה יעילה לחקר תפקוד הלב בעכברים.
- טכניקה זו מסייעת בהבנת הפרעות קצב והמנגנונים העומדים מאחוריהן.
- מחקר עתידי יכול לבנות על ממצאים אלו כדי לחקור התערבויות טיפוליות.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Programmed electrical stimulation in genetically modified mice enables precise interrogation of cardiac conduction and arrhythmia mechanisms at the preclinical stage. This approach provides high-resolution, quantitative data on electrophysiological properties, supporting mechanistic de-risking and target validation for cardiac drug discovery portfolios. Its integration into early discovery workflows enhances predictive confidence for arrhythmia liability and therapeutic hypothesis testing.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables functional validation of molecular targets implicated in cardiac conduction and arrhythmias.
- Supports mechanistic de-risking by quantifying inducibility and recovery parameters in disease-relevant models.
- Facilitates portfolio triage by providing robust, reproducible electrophysiological endpoints.
Screening & Assay Development
- Establishes validated in vivo systems for downstream compound screening targeting cardiac electrophysiology.
- Delivers standardized, quantitative outputs such as sinus node recovery time and refractory periods.
- Enables reproducible assessment of arrhythmia susceptibility for compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with human arrhythmia phenotypes for translational biomarker development.
- Provides continuity from molecular discovery to in vivo validation of cardiac safety and efficacy.
- Supports risk-adjusted advancement decisions by quantifying arrhythmogenic potential in vivo.
Pipeline & Workflow Integration
Programmed electrical stimulation in mice bridges early discovery and preclinical validation, informing lead identification and safety assessment for cardiac programs.
- Discovery Biology: Quantifies conduction and arrhythmia phenotypes to test therapeutic hypotheses and clarify mechanistic pathways.
- Screening: Provides reproducible, quantitative readouts for arrhythmia risk and conduction parameters.
- Analytics: Enables statistical comparison of pacing thresholds, refractory periods, and arrhythmia inducibility across genotypes or treatments.
- Translational Research: Aligns in vivo findings with clinical arrhythmia endpoints for biomarker and safety translation.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable, standardized platform for cardiac electrophysiology studies across multiple programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, scalable, and reproducible in vivo electrophysiology workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by de-risking cardiac liabilities early.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of cardiac assets and supports cross-program comparability.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and cardiac electrophysiology.
- Needs specialized instrumentation for intracardiac pacing and electrogram acquisition.
- Demands rigorous cross-team standardization of protocols and data analysis.
- Adaptation may be needed for different mouse strains or genetic backgrounds.
- Procedural duration and anesthesia exposure must be carefully managed to avoid confounding effects.
