פולשנית הערכה היפודינמית עבור מערכת המוח הימני ואת ההיפוקסיה המושרה לחץ דם ריאתי בעכברים
24 באוקטובר 2019
כאן, אנו מציגים פרוטוקול לבצע הערכה פולשנית הומודינמיקה של החדר הימני והעורק הריאתי בעכברים באמצעות גישה לניתוח פתוח בחזה.
פרוטוקול זה הוא ניתוח חזה פתוח המבוסס על הערכה המודינמית והוא שימושי להערכת לחץ החדר והרירית הנכונה בבעלי חיים קטנים כגון עכברים. היתרון של הליך זה הוא שזה יכול ליצור גם סמנכ"ל וגם PAP פרמטרים בו זמנית. אז זה עדיף עבור הערכות של מודלים PAH.
התחל על ידי הגדרת הציוד לניתוח. משרים את קטטר מתמר הלחץ ב-0.9% מלוחים בטמפרטורת החדר לפחות 30 דקות לפני הניסוי המודינמי. לאחר מכן, חבר את הקטטר למערכת נפח לחץ.
כייל את מתמר הלחץ על-ידי הפיכת ידית הכיול לאפס ו- 25 מילימטרים של כספית כדי לשלוח אות לחץ אימות לתוכנה לרכישת נתונים ולאחר מכן קבע את תצורת הגדרת הכיול. סובב את הידית לתמר, והתאם את שסתום האיזון לאפס בסיס. הגדר מיקרוסקופ סטריאו סטנדרטי, שולחן ניתוחי קטן הנשלט על ידי טמפרטורה של בעלי חיים, ומערכת תאורת אור למיקרו-כירורגיה.
לאחר העכבר הוא הרדמה כראוי, להסיר את החזה ואת פרווה בצוואר באמצעות מכונת גילוח וקרם להסרת שיער. אבטחו את העכבר בתמקם האופין על השולחן הכירורגי הנשלט בטמפרטורה. לאחר הבטחת כי ההרדמה היא בתוקף, לעשות חתך קו האמצע על העור בצוואר.
לנתח את שריר השלד באמצעות מדחפים מעוגלים ולחשוף את קנה הנשימה. בצע צנרור דרך הפה עם קטטר נדן תוך וריד 22 מד, המאשר כי הצינור הוא בקנה הנשימה עם ממטרים. חבר את הצינור למכונת הנשמה קטנה של בעלי חיים ואבטח אותה לאוורור באמצעות סרט הדבקה.
לאחר מכן, לבצע חתך קו האמצע על עור החזה בזהירות לנתח את שריר החזה באמצעות כלי צריבה. חותכים את עצם החזה באמצעות מספריים על פני האמצע, ולחשוף את חלל בית החזה. הקפד למנוע כל דימום באמצעות הכלי צרבת.
לחשוף את החדר הימני עם מפשקים, ולאחר מכן להכניס את מתמר לחץ ספוג מלוחים דרך מנהרה קטנה שנוצרה עם מחט מד 25 לתוך החדר הימני כדי למדוד את הלחץ בחדר הימני, או RVP. החזק את כבל הקטטר וחצה את שסתום הריאה באופן קואקסיאלי עם עורק הריאה. שימו לב ללחיצת הגל של הלחץ, והשגת לחץ עורק ריאתי יציב או אות PAP.
לאחר מכן, רשום את הנתונים המודינמיים באמצעות תוכנת רכישת הנתונים. מוציאים בזהירות את הקטטר ממערכת הלב הימנית ומ מניחים אותו במזרק מיליליטר אחד המכיל 1% תותב אנזים העיכול. פרוטוקול זה שימש בהצלחה כדי להשיג RVP ו PAP waveforms בעכברים על ידי החדרת קטטר מתמר לחץ לתוך החדר הימני ואת עורק הריאה.
כדי להימנע מיצירת נתונים מלאכותיים, מקטעים עם רעש לא נכללו בניתוח הנתונים ותיקונים נעשו אם רמת האפס של הקטטר נסחפה. RVP ו- PAP נמדדו בעכברים עם היפוקסיה כרונית המושרה, והתוצאות הושוו לאלה שהתקבלו בקבוצת ביקורת. PAP סיסטולי, PAP דיסטולי, PAP ממוצע, ולחץ סיסטולי חדרית ימנית הוגדלו באופן משמעותי בקבוצת היפוקסיה כרונית.
הדבר החשוב ביותר שיש לזכור הוא להכניס את קטטר מתמר הלחץ לחדר הימני בזהירות, הקפדה למנוע נזק לקטטר ולאשר את צורת הגל החלקה RVP מופיע על המסך.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מפרט הערכה המודינמית פולשנית של החדר הימני ועורק הריאה בעכברים באמצעות גישת ניתוח בחזה פתוח. הוא מאפשר הערכה סימולטנית של הלחצים בחדר הימני ובעורק הריאה, מה שהופך אותו לשימושי במיוחד עבור מודלים של יתר לחץ דם ריאתי (PAH).
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- פיזיולוגיה של מערכת לב-דם
- ניתוח בבעלי חיים קטנים
- הערכה המודינמית
רקע
- הערכות המודינמיות פולשניות הן חיוניות להבנת התפקוד הקרדיווסקולרי.
- ניתוח בחזה פתוח מספק גישה ישירה ללב ולעורק הריאתי.
- שיטה זו יכולה לספק נתונים בעלי ערך למחקר של PAH.
- מדידה סימולטנית של לחצים ונטריקולריים ועורקיים משפרת את דיוק הנתונים.
מטרת המחקר
- להערכת לחצים בחדר הימני ובעורק הריאתי בעכברים.
- לביסוס פרוטוקול מהימן להערכה המודינמית.
- לסיוע במחקר של מודלים שליתר לחץ דם עורקי ריאתי.
שיטות שבהן נעשה שימוש
- הכנת הציוד הניתוחי וקתטר עם חיישן לחץ.
- טכניקה ניתוחית של חזה פתוח לצורך גישה ללב.
- מדידה סימולטנית של לחצים בחדר הימני ובעורק הריאתי.
- שימוש במערכת לחץ-נפח (pressure volume system) לאיסוף נתונים.
תוצאות עיקריות
- מדידה סימולטנית מוצלחת של לחצי החדר הימני והעורק הריאתי.
- הוכחת מהימנותו של הפרוטוקול להערכות של מודלי PAH.
- אספקת תובנות לגבי שינויים המודינמיים בבעלי חיים קטנים.
- תיקוף השימוש בשיטה זו למחקרי קרדיווסקולריים עתידיים.
מסקנות
- פרוטוקול ניתוח החזה הפתוח יעיל להערכות המודינמיות.
- הוא מציע גישה מקיפה לחקר התפקוד הקרדיווסקולרי בעכברים.
- שיטה זו יכולה לקדם את המחקר באי-ספיקה של העורקים הראשתיים (pulmonary arterial hypertension).
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
הערכה המודינמית פולשנית של החדר הימני ועורק הריאה בעכברים מספקת נתונים קריטיים לתיקוף של מודלים של יתר לחץ דם ריאתי (PAH). מדידה סימולטנית של הלחץ בחדר הימני (RVP) והלחץ בעורק הריאה (PAP) מאפשרת הפחתת סיכונים מכניסטית של היפותזות טיפוליות על ידי כימות התגובות ההמודינמיות ל-PAH המושרה על ידי היפוקסיה. שיטה זו תומכת בתיקוף מטרות ובפיתוח מודלים פרה-קליניים על ידי אספקת קריאות לחץ כמותיות הניתנות לשחזור, החיוניות לקבלת החלטות go/no-go במסלולי גילוי קרדיווסקולריים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח של ביו-פרמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות על ידי מדידת שינויים ב-RVP וב-PAP במודלים של PAH המושרה על ידי היפוקסיה.
- ערך תפעולי: מספק קריאות המודינמיות סימולטניות של שני פרמטרים, דבר המפחית את השונות הניסויית ומשפר את עקביות הנתונים.
- ערך חיזוי: תומך בהפחתת סיכונים ביולוגיים של מטרות טיפוליות באמצעות פנוטיפ המודינמי מאומת במערכות רלוונטיות למחלה.
סריקה ופיתוח בדיקה
- ערך מדעי: יצירת מערכות ביולוגיות מתוקפות עם פלטים המודינמיים מדידים לצורך סריקת תרכובות בשלבים הבאים.
- ערך תפעולי: ביסוס פרוטוקולים סטנדרטיים לרכישת גלי לחץ המבטיחים הדירות בין סדרות ניסויים.
- יכולת הרחבה: תמיכה בשימוש חוזר בפלטפורמה לניטור המודינמי לאורכי בבדיקות פרה-קליניות של PAH.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- ערך מדעי: מספק מדדים המודינמיים רלוונטיים למחלה (PAP סיסטולי/דיאסטולי/ממוצע, RVSP) התואמים לסמנים ביולוגיים קליניים של PAH.
- ערך תפעולי: מאפשר קבלת החלטות על קידום הפיתוח מתוך התחשבות בסיכון, על ידי כימות החומרה ההמודינמית במודלים של היפוקסיה כרונית.
- המשכיות תרגומית: מגשר בין תיקוף מטרות בשלב הגילוי לבין בדיקות יעילות פרה-קליניות באמצעות נקודות קצה אובייקטיביות מבוססות לחץ.
שילוב תהליכי עבודה ומסלולי עיבוד
שיטה זו משתלבת ברצף הגילוי, החל מתיקוף המטרה ועד לתיקוף פרה-קליני, על ידי אספקת פנוטיפינג המודינמי המנחה את זיהוי המולקולות המובילות (lead identification) והחלטות על מיון הפורטפוליו.
- ביולוגיה של גילוי: תומכת בבדיקת השערות ובבירור מסלולים על ידי כימות תגובות הלחץ בלב ימין ובעורק הריאתי לאתגר היפוקסי.
- סריקה: מספקת מוכנות לבדיקה באמצעות גלי RVP ו-PAP יציבים ומסוננים מרעשים, המתאימים להערכת השפעת תרכובות.
- אנליטיקה: מאפשרת השוואה כמותית של פרמטרים המודינמיים בין קבוצות ניסוי באמצעות מדדים המופקים ממערכת לחץ-נפח.
- מחקר תרגומי: מקשרת ממצאים מכניסטיים לתיקוף פרה-קליני באמצעות נקודות קצה המודינמיות המשקפות את התקדמות ה-PAH הקלינית.
- שימוש חוזר ארגוני: משמשת כיכולת הערכה המודינמית רב-פעמית לצורך עידון איטרטיבי של המודל ואישור מטרה.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: ביטחון חיזוי בתיקוף המטרה באמצעות מדידה ישירה של ההמודינמיקה של הלב הימני והעורק הריאתי.
- ערך תפעולי: סטנדרטיזציה והדירות באמצעות פרוטוקולים של מתמיר לחץ מכויל ותיקון סחיפה של רמת האפס.
- ערך אסטרטגי: שיפור בקבלת החלטות לגבי המשך התקדמות (go/no-go) על ידי הפחתת עמימות מכניסטית באפיון מודלים של PAH.
- השפעה על הפורטפוליו: תעדוף מותאם סיכון המבוסס על מדדי חומרה המודינמיים כמותיים במודלים פרה-קליניים.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות במיקרו-כירורגיה של חזה פתוח ובצנתור של מתמיר לחץ בבעלי חיים קטנים.
- תלוי במערכת לחץ-נפח, מתמירים מכויילים, שולחנות ניתוח עם בקרת טמפרטורה ומכשירי הנשמה לבעלי חיים קטנים.
- מחייב סטנדרטיזציה בין-צוותית של הטכניקה הכירורגית, עומק ההרדמה ופרמטרים של רכישת נתונים המודינמיים.
- שיקולי התאמה כוללים קווי בסיס המודינמיים ספציפיים למודל ותאימות גודל הצנתר בין מינים או זנים.
- מגבלות מעשיות כוללות את הפולשנות הכירורגית, תלות במיומנות המפעיל ומגבלות התאוששות לאחר הניתוח המגבילות שימוש לאורכו של זמן.
