קשירת עורקים כלילית לבין הזרקת Intramyocardial ב מודל Murine של אוטם
June 7th, 2011
מניפולציות גנטיות רבות ו / או זריקות intramyocardial של גנים, חלבונים, תאים, ו / או biomaterials באים על גבי מימד הזמן במחקרים של פגיעה איסכמיה / reperfusion חריפה שיפוץ כרונית בעכברים. וידאו זה ממחיש את הליכי microsurgical עבור איסכמיה / reperfusion, קשירת עורק כלילי קבע, ומחקרים הזרקת intramyocardial.
המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא להדגים את השיטות המיקרו-כירורגיות לביצוע קשירת עורקים כליליים זמנית או קבועה, כמו גם הזרקה תוך שריר הלב בלב העכבר. זה מושג על ידי הכנה וחיטוי ראשוני של אזור הניתוח. לאחר מכן העכבר מוחדר עם צינורות PE 90 כדי לספק אוורור בלחץ חיובי במהלך בית החזה.
לאחר הבידוד, העורק הכלילי יכול להיות חסום באופן זמני או קבוע. בנוסף, ניתן להזריק חומר ללב. מתקבלות תוצאות המראות את מידת הפגיעה המוטלת על הלב על סמך נקודות קצה היסטולוגיות ומורפומטריות, סמני רקמה וחלבון בסרום, כמו גם מדדים תפקודיים.
שמי TKA Rag ואני במחלקה לפיזיולוגיה בבית הספר לרפואה ברודי באוניברסיטת מזרח קרוליינה. מטרת סרטון זה היא להדגים את ההליכים המיקרו-כירורגיים המשמשים לקשירת עורקים כליליים זמניים וקבועים, כמו גם הזרקה תוך שריר הלב ללב עכבר. כדי להתחיל, הניחו מכשירי ניתוח סטריליים ואפליקטורים עם קצה כותנה בגודל 3 אינץ' על משטח תחתון סטרילי.
לאחר מכן, הפעל מעקר חרוזים כך שיהיה מוכן לעקר מכשירים בין ניתוחים בודדים. כדי להכין את החיה לניתוח, יש למרוח חומר סיכה סטרילי על עיניו של עכבר מורדם. לאחר מכן, הסר את הפרווה מהצד השמאלי של החזה בעזרת חומר האפילציה, כגון נארה.
נגב היטב את קרם האפילציה כדי למנוע כוויות כימיות או דרמטיטיס. הנח את העכבר על פד איזותרמי שלב דלתא קבוע לשולחן פרספקס. קבעו כל איבר בעזרת סרט ומקמו חוט עבה מתחת לשיניים העליונות כדי להחזיק את הלסת העליונה במקומה.
נגב את אזור הניתוח עם בטדין ולאחר מכן אלכוהול בסך הכל שלוש פעמים. השתמש באור סיב אופטי כדי להאיר את אזור הצוואר כדי לעזור לדמיין את קנה הנשימה במהלך החדרת צינור ה-PE. לאחר ההדלקה, הכנס בזהירות את הצינור דרך הפה.
חבר את הצינור למאוורר כדי לנהל אוורור בלחץ חיובי. לאחר אישור האוורור על ידי תנועות חזה סינכרוניות, תקן את החיבור לכרית עם סרט כדי לשמור אותו במקומו. במהלך הניתוח יש להשתמש במלקחיים משוננים כדי למשוך את העור למעלה והרחק מהחזה ולבצע חתך של 1.5 ס"מ בעור במקביל לעצם החזה.
לאחר מכן, השתמש במספריים מיקרו מעוקלים של Vana כדי לחתוך את שרירי החזה וליצור חור קטן בשריר הבין-צלעי. לאחר נסיגת השריר, השתמש במספריים מיקרו קהים ישרים כדי לחתוך שלוש צלעות. השתמש בספקולום כדי למשוך את כלוב הצלעות.
פתח בעדינות את שק קרום הלב כדי לדמיין את הלב באמצעות מחזיק מחט TRO Viejo וחוט מחט נקודתי מחודד, תפר פוליאתילן מתחת לעורק הכלילי היורד הקדמי השמאלי לקשירה זמנית הניתנת להסרה לצורך רפרפוזיה מתוזמנת, חותכים חתיכה של 0.5 עד 1 סנטימטר של PE 90 ומניחים אותה על הלב. במקביל לעורק הכלילי, קשרו את התפר שנמצא בלולאה מתחת לעורק הכלילי לצינור. לאחר פרק זמן מוגדר, שחרר את הקשירה כדי לאפשר ל-reperfusion לבצע חסימה קבועה.
הקשירה השרוכה מתחת לעורק הכלילי קשורה. הלבנה ודיסקינזיה צריכות להיות ניכרות. חתכו את הקצה הארוך של התפר לזריקות תוך שריר הלב, הכניסו מחט סטרילית בגודל 30 לבסיס הלב מעל אזור הפגיעה מימין לקשירה.
קדם את המחט לאזור הפציעה ומשוך מעט כך שניתן יהיה לראות את השיפוע בערך באזור הגבול. הזרקו כמות קטנה מהתמיסה והחזיקו את המחט במקומה. משוך את המזרק, עוד מילימטר עד שלושה מילימטרים והזריק את שאר התמיסה.
החזק את המזרק במקומו עד שהדם שנוצר על ידי התמיסה יתפוגג. לאחר שהתפזר, הסר את המחט. אם מופיע דימום, יש ללחוץ בעדינות על האפליקטור עם קצה כותנה עד שהדימום ייפסק.
לאחר השלמת המניפולציות של שריר הלב, הסר את מחזירי הצלעות וסגור את חלל בית החזה בשניים עד שלושה תפרי מזרן. לאחר מכן, סגור את שרירי החזה עם שניים עד שלושה תפרי מזרן. מרחו טיפה אחת עד שלוש טיפות של 0.25% במי מלח סטריליים על השריר, והשתמשו בשניים עד שלושה תפרי מזרן נוספים כדי לסגור את העור.
הסר את העכבר ממכונת ההנשמה והקפד על נשימה קצבית ורדודה ומהירה. הזריקו 0.5 מיליליטר של מי מלח סטריליים חמים לחלל התת עורי הגבי והניחו את העכבר בכלוב המכיל כרית חימום עד שהוא מתאושש. ניידות. לצורך ניסויי הישרדות, העכברים מוחזרים לכלובי הבית שלהם ומוחזרים לוויווריום עד למועד ההקרבה.
נגב את מכשירי הניתוח עם אתנול והכנס אותם לתוך מעקר החרוזים כדי להתכונן לניתוח הבא לאיסוף דגימות לניתוח, בודד את הלב ונקב את אזור הבסיס האחורי של החדר בעזרת מחט המכילה אשלגן כלורי קר, או שתי תמיסת דיון חד חמצני שלוש בוטאן. הזרקו את התמיסה לאט לתוך החדר עד שהלב נעצר לדיאסטולה. הסר את הלב והשתמש ב-PBS כדי להסיר את כל הדם שנותר.
לאחר טבילת הלב בקיבוע, הלב מעובד ומוטמע על פי נהלים שגרתיים. ניתן לדמיין את הפציעה החריפה הנגרמת על ידי קשירה זמנית באמצעות צביעה. בתמונה זו, הצבע הכחול מופץ לאזורים החסומים של הלב ומסמן צביעת TTC רקמה בת קיימא מבחינה מטבולית.
באדום, אזורים נמקיים אינם מכתימים ולכן נשארים חיוורים. ניתן להשתמש בתוכנת הדמיה כדי לחשב את האזור בסיכון כפונקציה של החדר השמאלי ואזור האוטם כפונקציה של האזור בסיכון. בדוגמה זו, לב פגוע נחתך לרוחב דרך אזור האוטם, ארבעה ימים לאחר ה-mi ומוכתם בהמט, המטין ואואין.
הכוכב מציין נמק רקמות ואילו החצים מצביעים על צביעת קולגן ברקמת גרנולציה בפרוזה. ניתן להשתמש באדום רציני, ירוק מהיר למדידת פיברוזיס אינטרסטיציאלי, הקשור למדדים תפקודיים של התקשות קירות. תמונה זו של לב עכבר ארבעה שבועות לאחר מכן מציגה את הציטופלזמה בירוק וסיבי קולגן באדום.
סדרת תמונות זו מייצגת את ההתפלגות של שישה מיקרוליטרים של תמיסת הצבע הכחול של אוון שהוזרקה לאזור הגבול של הלב לאחר קשירת עורקים קבועה. שימו לב שהצבע מתקדם לכיוון הפציעה כמו גם לכיוון הבסיס, וגם טרנסמוראלי הדמיה של העורק הכלילי וחסימה מהימנה. זה מאוד מאתגר ודורש הרבה תרגול כדי להיות מיומן.
חשוב מאוד לזכור במהלך ההליך להימנע מניקוב הריאות ובנוסף להימנע מהוצאת צינורית של בעל החיים במהלך המניפולציות הכירורגיות.
סקירה
הסרטון הזה מדגים טכניקות מיקרו-כירורגיות לקשירה זמנית וקבועה של עורק הלב ולהזרקה תוך-שרירית בלבבות עכברים. הוא מתאר את ההכנה, הביצוע והניתוח של נהלים אלו כדי לחקור נזק איסכמי/החייאת רקמה.
רכיבי מחקר עיקריים
תחום המדע
- פיזיולוגיה קרדיווסקולרית
- טכניקות מיקרוכירורגיה
- מחקר נזק איסכמי/החייאת רקמה
רקע
- הבנת ההשפעות של איסכמיה על רקמת הלב חיונית לפיתוח טיפולים.
- טכניקות מיקרוכירורגיות מאפשרות התערבויות מדויקות במודלים של בעלי חיים.
- הערכות היסטולוגיות ופונקציונליות חיוניות להערכת נזק ללב.
- מחקר בתחום זה יכול להוביל להבנות לגבי רִמוּדל כרוני לאחר הפציעה.
מטרת המחקר
- להמחיש את הנהלים המיקרוכירורגיים לקשירת עורק הלב.
- להדגים טכניקות הזרקה תוך-שרירית בלבבות עכברים.
- לספק מסגרת להערכת נזק ללב והתאוששות.
שיטות בשימוש
- הכנת אזור הניתוח והחיה.
- סתימה זמנית וקבועה של עורק הלב.
- הזרקה תוך-שרירית של חומרים להערכת נזק ללב.
- ניתוח היסטולוגי להערכת נזק לרקמות והתאוששות.
תוצאות עיקריות
- הדגמה מוצלחת של טכניקות לקשירת עורק הלב.
- ויזואליזציה של נזק איסכמי באמצעות צביעה היסטולוגית.
- הערכת תפקוד שריר הלב לאחר הניתוח.
- תובנות לגבי תהליך ההתאוששות לאחר נזק איסכמי.
מסקנות
- הטכניקות המיקרוכירורגיות המוצגות יעילות לחקר נזק ללב.
- שיטות אלו ניתן ליישם לחקר התערבויות טיפוליות.
- יש צורך במחקר נוסף כדי לחקור רִמוּדל כרוני לאחר הפציעה.
שאלות נפוצות
Executive Industry Relevance
Murine coronary artery ligation and intramyocardial injection models are foundational for evaluating acute cardiac injury, chronic remodeling, and therapeutic interventions in cardiovascular drug discovery. These models enable precise hypothesis testing and mechanistic de-risking at early discovery and preclinical inflection points, supporting translational continuity from target validation to functional outcome assessment. Their reproducibility and quantitative outputs are critical for portfolio triage and risk-adjusted advancement decisions in cardiovascular R&D.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to ischemic injury and myocardial repair.
- Supports biological de-risking by modeling acute and chronic cardiac responses in vivo.
- Facilitates functional target validation through quantifiable injury and remodeling endpoints.
- Provides predictive confidence for prioritizing cardiovascular targets and interventions.
Screening & Assay Development
- Establishes validated murine models for downstream efficacy and mechanistic studies.
- Delivers standardized, reproducible injury and injection protocols for assay development.
- Generates quantitative histological and functional readouts for compound evaluation.
- Enables scalable screening of candidate therapeutics in a controlled in vivo context.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical models with disease-relevant endpoints such as infarct size and fibrosis.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation of cardiac therapies.
- Provides risk-adjusted data for advancing candidates toward IND-enabling studies.
- Facilitates biomarker discovery and validation in translational cardiovascular research.
Pipeline & Workflow Integration
This murine model integrates across the discovery continuum, from early hypothesis testing to preclinical lead evaluation, enabling robust assessment of cardiac injury and therapeutic efficacy.
- Discovery Biology: Supports mechanistic hypothesis testing and pathway clarification in cardiac injury and repair.
- Screening: Provides reproducible, quantitative injury models for evaluating candidate interventions.
- Analytics: Enables morphometric, histological, and functional measurements for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges discovery and preclinical validation with disease-relevant endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, reusable platform for cardiovascular R&D pipelines.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in cardiac target validation.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable in vivo protocols.
- Strategic Value: Improves go/no-go decision-making and capital efficiency in cardiovascular portfolios.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of therapeutic candidates.
Implementation Considerations
- Requires advanced microsurgical expertise and rigorous training for reproducibility.
- Demands specialized instrumentation for intubation, ventilation, and precise injections.
- Necessitates cross-team standardization of surgical and analytical protocols.
- Adaptation may be needed for different genetic backgrounds or therapeutic modalities.
- Technical complexity and survival rates must be optimized for consistent outputs.
