מודל כירורגי של אי ספיקת לב עם מקטע פליטה שמור במיני-חזירים טיבטיים
18 בפברואר 2022
הפרוטוקול הנוכחי מתאר הליך שלב אחר שלב לביסוס מודל מיני-חזיר של אי ספיקת לב עם מקטע פליטה שמור באמצעות התכווצות אבי העורקים היורדת. כמו כן מוצגות השיטות להערכת מורפולוגיה לבבית, היסטולוגיה ותפקוד של מודל מחלה זה.
יותר ממחצית ממקרי אי ספיקת הלב ברחבי העולם מסווגים כאי ספיקת לב עם מקטע פליטת דם שמור או HFpEF. סרטון זה מציג צעד אחר הליך סטטיסטי למודל HFpEF minipigs וכן טכניקות אקוקרדיוגרפיה להערכת תפקוד הלב. מודל זה כולל מסנן נטייה יחיד.
יש התכווצות אבי העורקים, עומס לחץ מושרה. לפיכך, המודל מועיל לחקר סוג מסוים של HFpEF. בנוסף לטכניקה כירורגית לכל תכנון ניתוח, בקרת איכות בעלי חיים וטיפול בבעלי חיים לאחר הניתוח הם צעדים קריטיים.
הבדיקות הביוכימיות והאלקטרוקרדיוגרפיה מסייעות במעקב אחר בריאות בעלי החיים ושינויים במבנה ובתפקוד שלהם. Xiaohui Li, מנתח לב קליני. ויי-ג'יאנג טאן, מנתח בעלי חיים מיומן.
שיאנג לי, מרדים מיומן לניתוח זה. שואנג צ'ן, אחות חדר ניתוח בהכשרתה. והונגהואה צ'ן, אחות חדר ניתוח מיומנת תדגים את ההליך.
להתחיל להתאקלם במתקן במשך 14 יום לפני הניתוח. הכינו את חדר הניתוח והמכשירים. יש לרסן ולהניח את המיני-חזיר בתנוחת שכיבה צידית ימנית על שולחן הניתוחים.
הפעל את מערכת החימום כדי לשמור על טמפרטורת הגוף של החיה. בצע את אקוקרדיוגרפיה ולאסוף דגימת דם של שני מיליליטר. התחל את האוורור בשמונה מיליליטר לקילוגרם נפח גאות ו -30 נשימות לדקה.
ביסוס קנולציה תוך ורידית באמצעות קטטר תוך ורידי היקפי מווריד האוזן. לאחר מכן חבר את בעל החיים לצג וטרינרי. יש לגלח את אזור בית החזה השמאלי.
יש למרוח 0.7% יוד ו-75% אלכוהול כדי להכין את העור מעצם השכמה לסרעפת. מניחים וילונות סטריליים מעל אזור הניתוח. סמן חתך באורך של כ -15 ס"מ לאורך החלל הבין-קוסטלי הרביעי.
לאחר מכן בצע את חתך העור באמצעות electrocautery. פתח את החזה באמצעות שילוב של דיסקציה קהה וקהה של השריר ורקמת החיבור. השתמש retractor צלעות כדי להפיץ את הצלעות.
אתר את מקטע אבי העורקים היורד של בית החזה וקבע את אתר ההתכווצות והשתמש בשני שלושה תפרים כירורגיים OTT כדי להסתובב סביב המקטע פעמיים. הגדר יחידות מדידת לחץ. כדי לקבוע את מידת ההתכווצות, הדקו את התפר הניתוחי המקיף את מקטע אבי העורקים היורד בהדרגה כדי להשיג את דרגת ההתכווצות הרצויה.
אפשרו לקריאות הלחץ להתייצב למשך 20 דקות והדקו לצמיתות את הקשרים הכירורגיים. השתמש בצינור חזה ניקוז כדי לפנות את האוויר ואת עודפי הנוזלים בחלל החזה. עקוב אחר נוכחות מצמוץ העיניים ותנועת הגפיים של החיה.
נתק את מכונת ההנשמה, אך עזוב את הצינור האנדוטרכאלי ועקוב אחר נוכחות נשימה ספונטנית. הניחו את בעל החיים ביחידת ריסון ניידת עם כיסוי בד. לגלח את החזה השמאלי של החיה.
הניחו אצבעות על המרכז השמאלי של החזה כדי להרגיש את הדופק האפי. החל את הג'ל קולי על האזור שמסביב. מקם את מתמר מערך השלבים של מערכת האולטרסאונד בחלל הבין-קוסטלי השלישי.
הזיזו את המתמר לכיוון קדמי או אחורי וכווננו את זווית החריץ. זהה את האטריה, החדרים ואבי העורקים והקלט את תמונות הציר הארוך של מצב B ו- M mode. בשלב הבא בתצוגת הציר הקצר של עצם החזה, זהו את המחיצה הבין-חדרית, את הדופן האחורית של החדר השמאלי ואת השריר הפפילרי, ורשמו את התמונות במצב B ובמצב M.
השתמש בתחנת העבודה המסופקת על ידי יצרן מערכת האולטרסאונד כדי להעריך את מבנה הלב ותפקודו. הערכת מבנה הלב והתפקוד הראתה את הרישומים המוצגים במצב B ובמצב M של הציר הקצר של עצם החזה. עובי מחיצת החדר גדל בלבבות התכווצות אבי העורקים היורדים, ואילו עובי הדופן האחורית גדל ולאחר מכן ירד במהלך תקופת התצפית, דבר המצביע על עיצוב מחדש היפרטרופי בחדר השמאלי של מיני-חזירי התכווצות אבי העורקים היורדים.
הממד הפנימי של החדר השמאלי בסוף הדיאסטולה ירד בשבועות ארבע ושש, ולאחר השבוע השמיני עלה בהדרגה, מה שמרמז על כך שהחדרים עברו היפרטרופיה קונצנטרית לפני ההתרחבות. מקטע פליטת החדר השמאלי של לבבות המודל נשמר ביותר מ -50% במהלך 12 השבועות. בהשוואה ללבבות דמה, נצפתה הגדלה של לבבות התכווצות אבי העורקים היורדים.
סמן אי ספיקת הלב, טרופונין לבבי I, היה גבוה משמעותית בשבועות 4, 8 ו-12 בקבוצת התכווצות אבי העורקים היורדת מאשר בקבוצת הדמה בנקודות הזמן המקבילות. קרדיומיוציטים במחיצת חדר אטריה ובחדרים הציגו היפרטרופיה עם פיגנוזיס. שכבות שריריות הופחתו במסתם רירית הרחם ונצפתה היפרפלזיה אנדותל וסקולרית באבי העורקים.
יתר על כן, התכווצות יורדת של אבי העורקים גרמה לפיברוזיס נרחב בשריר הלב של המיניחזירים, מלווה בחדירת תאי דלקת בחדרים השמאליים, באטריום הימני ובקירות אבי העורקים. מודל זה הוא כלי רב עוצמה לחקר נזק לרקמות, פיברוזיס, דלקת ותפקוד לקוי קונצנטרי בעומס יתר המושרה על ידי HFpEF.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול זה מפרט שיטה להקמת מודל של אי-ספיקת לב עם מקטע פליטה שמור (HFpEF) במיני-חזיר באמצעות היצרות של האבטרה היורדת. הוא מפרט את הערכת המורפולוגיה, ההיסטולוגיה והתפקוד של הלב במודל מחלה זה.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- קרדיולוגיה
- מודלים של בעלי חיים
- מחקר על אי-ספיקת לב
רקע
- HFpEF מהווה למעלה מחצי ממקרי אי-ספיקת הלב ברחבי העולם.
- מודל חזירי המיני-פיג (minipig) שימושי לחקר סוגים ספציפיים של HFpEF.
- היצרות של אבי העורקים (Aortic constriction) גורמת לעומס לחץ, המדמה תנאים של HFpEF.
- טכניקה כירורגית נכונה וטיפול הולם בבעלי החיים חיוניים להצלחת המודל.
מטרת המחקר
- פיתוח מודל חזירי מיני (minipig) מהימן למחקר של HFpEF.
- הערכת תפקוד לבבי באמצעות טכניקות של אקו-קרדיוגרפיה.
- מתן מסגרת להערכת מורפולוגיה והיסטולוגיה לבביות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- הצרת אבי העורקים היורד להשראת אי-ספיקת לב.
- בדיקת אקו-לב להערכת תפקוד הלב.
- הערכה של מורפולוגיה והיסטולוגיה של הלב.
- טיפול בבעלי החיים לאחר הניתוח ואמצעי בקרת איכות.
תוצאות עיקריות
- הקמה מוצלחת של מודל חזיר מיניאטורי עבור HFpEF.
- הדגמת טכניקות להערכת תפקוד לבבי.
- תובנות לגבי שינויים מורפולוגיים והיסטולוגיים ב-HFpEF.
- הדגשת החשיבות של דיוק כירורגי ורווחת בעלי החיים.
מסקנות
- מודל החזיר המיניאטורי הוא כלי בעל ערך למחקר של HFpEF.
- מתודולוגיה נכונה מבטיחה תוצאות מהימנות במחקרים קרדיאליים.
- מחקרים עתידיים יכולים להתבסס על מודל זה כדי לבחון מנגנונים של HFpEF.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
מודלים של בעלי חיים גדולים המשחזרים אי-ספיקת לב עם מקטע פליטה שמורה (HFpEF) הם קריטיים למחקר תרגומי ולהערכה פרה-קלינית של אסטרטגיות טיפוליות. מודל ה-DAC בחזיר מיניאטורי טיבטי מאפשר הפחתת סיכונים מכניסטית ותיקוף מטרות במערכת רלוונטית פיזיולוגית, ובכך תומך בביטחון ניבויי לקידום פורטפוליו התרופות. מודל זה נותן מענה לנקודת מפתח בתהליך גילוי תרופות קרדיווסקולריות על ידי גישור בין שלב הגילוי המוקדם לתיקוף הפרה-קליני.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר חקירה של הפתופיזיולוגיה של HFpEF במערכת של בעלי חיים גדולים.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות באמצעות השראה מבוקרת של עומס לחץ.
- מסייע בהפחתת סיכונים מכניסטיים על ידי מידול של פיברוזיס, דלקת והיפרטרופיה.
- מספק פלטפורמה להערכה של גורמים מולקולריים ותאיים למחלה.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מבסס מערכת in vivo הניתנת לשחזור לצורך פיתוח סמנים ביולוגיים ובדיקות פונקציונליות בהמשך.
- מספק פלט אקו-קרדיוגרפי וביוכימי כמותי לצורך סטנדרטיזציה של הבדיקה.
- מאפשר סריקה של התערבויות מועמדות בהקשר רלוונטי למחלה.
- תומך ביכולת הרחבה (scalability) ובהשוואה בין מחקרים באמצעות פרוטוקולים סטנדרטיים של ניתוח והדמיה.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- תואם למאפייני HFpEF בבני אדם, ובכך משפר את התיקוף של סמנים ביולוגיים תרגומיים.
- מספק רצף משלב הגילוי דרך הערכת יעילות ובטיחות פרה-קלינית.
- מאפשר קבלת החלטות על קידום מותאם סיכונים המבוססות על נתונים מבעלי חיים גדולים.
- תומך בהערכה של רמיodeling לבבי ונקודות קצה תפקודיות הרלוונטיות לתרגום קליני.
שילוב תהליכי עבודה וצנרת עיבוד
מודל HFpEF המושרה על ידי DAC זה משתלב בין שלב הגילוי המוקדם לבין תיקוף מובילי תרופות פרה-קליני, ובכך מאפשר בדיקת היפותזות והמשכיות תרגומית עבור תוכניות למחקר קרדיווסקולרי.
- ביולוגיה של תגליות: מאפשר חקירה מבוססת היפותזות של עיצוב מחדש ותפקוד לקוי של הלב המודעים על ידי עומס לחץ.
- סריקה: מספקת מדדים אקו-קרדיוגרפיים וביוכימיים כמותיים להערכת מועמדים.
- אנליטיקה: תומכת בהשוואה סטטיסטית של מבנה הלב, תפקודו ורמות של סממנים ביולוגיים בין קבוצות ניסוי.
- מחקר תרגומי: מגשר בין מחקרים מכניסטיים לבדיקות יעילות פרה-קליניות במודל רלוונטי קלינית.
- שימוש חוזר ארגוני: מציע פלטפורמה סטנדרטית וניתנת לשימוש חוזר למחקר של מטרות לב-כלי דם וסממנים ביולוגיים.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי ומפחית עמימות מנגנונית במחקר של HFpEF.
- ערך תפעולי: מספק נתונים הניתנים לשחזור, להרחבה ולסטנדרטיזציה מבעלי חיים גדולים עבור צוותים רב-תחומיים.
- ערך אסטרטגי: משפר את איכות קבלת ההחלטות של go/no-go ואת יעילות ההון בתיקי פיתוח קרדיו-וסקולריים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תיעדוף מותאם סיכונים וקידום של מועמדים טיפוליים עבור HFpEF.
שיקולי יישום
- דורש מומחיות בניתוחים בבעלי חיים גדולים, אקו-קרדיוגרפיה וטיפול לאחר ניתוח.
- מחייב גישה לתשתיות ניטור וטרינרי, דימות ואנליזה ביוכימית.
- דורש סטנדרטיזציה קפדנית של פרוטוקולים כירורגיים ואנליטיים בין הצוותים.
- התאמה למינים אחרים של בעלי חיים גדולים עשויה לדרוש אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- המודל ספציפי ל-HFpEF המושרה על ידי עומס לחץ ועשוי שלא לשקף את כל סוגי המחלה.
