Un Isolato sistema Cuore di lavoro per i grandi modelli animali

L'obiettivo generale di questa procedura è misurare la funzione cardiaca di animali di grossa taglia su un circuito ex vivo. Ciò si ottiene assemblando prima l'apparato cardiaco funzionante. Nella seconda fase, il sangue viene lavato, ricostituito con soluzione fisiologica normale e gli elettroliti vengono ottimizzati nella fase finale.

Il cuore è attaccato replicando i parametri emodinamici in vivo. In definitiva, un catetere a conduttanza inserito nel ventricolo può essere utilizzato per ottenere misurazioni quantitative della funzione ventricolare. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti, come l'utilizzo di piccoli modelli animali, è che produce dati clinicamente rilevanti evitando i confondenti immunologici che si osservano con il trapianto di animali di grandi dimensioni.

Per costruire l'apparato langor iniziare collegando il serbatoio cardiaco al serbatoio del sangue con un tubo di tre ottavi di pollice, assicurandosi che il tubo passi attraverso una pompa a rulli. Quindi, collegare il serbatoio del sangue all'ossigenatore del riscaldatore con altri tre tubi da un ottavo di pollice, quindi collegare l'ossigenatore del riscaldatore a un connettore a Y. Collegare un braccio del connettore a Y alla pompa centrifuga.

Quindi collegare la pompa centrifuga a un secondo connettore a Y per creare una trappola per le bolle e un mezzo per inserire il trasduttore di pressione. Collegare un pezzo di tre tubi da un ottavo di pollice per fissare una valvola per emostasi al braccio rivolto verso l'alto. Quindi collegare un pezzo di tre tubi da un ottavo di pollice al braccio verso il basso e collegare l'altro braccio del connettore a Y all'afflusso della camera di precarico.

Assicurarsi che questo tubo passi attraverso la seconda pompa a rulli. Collegare prima la linea di precarico alla parte di deflusso della camera di precarico. Questo alla fine si collegherà all'atrio sinistro.

Collegare il tubo in eccesso di tre ottavi di pollice al deflusso di questa camera, quindi collegare il serbatoio di ossigeno e l'apparecchio di riscaldamento all'ossigenatore del riscaldatore. Infine, clamp il filo che va dal connettore a Y alla camera di precarico, poiché questo filo non verrà utilizzato fino a quando il cuore non sarà messo in modalità di lavoro. Ora, accendi l'apparato di riscaldamento del serbatoio di ossigeno, la pompa a rulli, collegando i due serbatoi e la pompa centrifuga, lava il sangue secondo le istruzioni del produttore.

Successivamente, ricostituire i globuli rossi lavati con soluzione fisiologica alla concentrazione di ematocrito desiderata. Aggiungere il sangue diluito all'apparato langor e controllare l'ematocrito. Regolare le velocità delle due pompe per iniziare il flusso sanguigno attraverso il sistema, esclusa la camera di precarico.

Controllare il pH e gli elettroliti della miscela di sangue e regolarli fino a quando non sono fisiologici per le specie utilizzate per prevenire l'afflusso di calcio deleterio in seguito a riperfusione. Mantenere il livello di calcio sull'apparato languore inizialmente a 0,3-0,5 millimoli per litro. Dopo aver calibrato l'apparecchio per languori, rimuovere rapidamente un cuore adeguatamente riposato dal contenitore di conservazione.

Versare l'eventuale soluzione di conservazione dai ventricoli. Asciugare il fazzoletto e pesarlo. Quindi rimetti il cuore nel contenitore di conservazione e orientalo in modo che l'aorta sia rivolta verso l'alto per aiutare a mantenere una temperatura miocardica fredda.

Quindi, inserire una cannula da tre ottavi di pollice nell'aorta e fissarla con una fascetta. Diminuire la pompa centrifuga a un lento rivolo e gocciolare il sangue nell'aorta fino a riempirla e completamente agire quando l'aorta è piena di sangue. Fissare con cautela la cannula aortica al tubo aortico dell'endorf L facendo notare il tempo di fissaggio.

Quindi inserire il trasduttore di pressione calibrato attraverso la valvola dell'emostasi nell'aorta nativa. Iniziare le misurazioni della pressione e regolare la velocità della pompa centrifuga fino a raggiungere la pressione di riperfusione desiderata. Monitorare attentamente la pressione aortica, soprattutto durante la riperfusione iniziale e aumentare in modo incrementale la temperatura sull'unità di riscaldamento fino a quando la temperatura intra-miocardica raggiunge i 37 gradi Celsius.

Ottenere un campione di base moltiplicato per zero dal serbatoio del sangue venoso per misurare il pH, gli elettroliti e altre misurazioni biochimiche. Quindi inserire una sonda di temperatura nel setto e monitorare la temperatura del miocardio. Prelevare campioni di sangue ogni 15 minuti, regolando i parametri fisiologici come desiderato per l'esperimento e aggiungendo circa un millimolino di calcio alla soluzione di sangue ogni cinque minuti.

Assicurarsi che il calcio ionico sia superiore a 0,8 millimoli per litro prima dell'inizio della modalità di lavoro. Dopo aver messo il cuore in modalità di lavoro, utilizzare una sutura in polipropilene a tre zeri per posizionare una sutura a cordino di borsa all'apice ventricolare sinistro. Quindi utilizza un ago calibro 16 per praticare un'incisione di pugnalata all'interno del cordone della borsa.

Inserire il catetere di conduttanza pressione-volume nell'incisione apicale. Esaminare l'output dei dati per determinare il numero di segmenti di volume attivi. Se tutti i segmenti non sono attivi, regolare la posizione del catetere fino a quando non sono leggermente attorcigliati del catetere per ottimizzare la morfologia dell'ansa.

Quindi, utilizzando un catetere correttamente calibrato, ottenere almeno 30 secondi di dati sul volume della pressione di base per determinare le misurazioni della funzione cardiaca dipendenti dal volume. Una volta ottenuti anelli sufficienti, utilizzare un tubo clamp per occludere lentamente il tubo di precarico. I circuiti del volume di pressione dovrebbero iniziare a diventare più piccoli e spostarsi verso il basso e verso sinistra.

Questo è chiamato la camminata verso il basso. Dopo aver ottenuto da 10 a 15 secondi di dati di camminata, rilasciare il morsetto del tubo per consentire al precarico di rientrare nell'atrio sinistro e ottenere misurazioni indipendenti dal volume della funzione cardiaca. Infine, fare clic sul pulsante di arresto per interrompere la raccolta dei dati per ottenere misurazioni replicate.

Dopo cinque minuti, ripetere la procedura. A partire dalla fase di occlusione, le variazioni della resistenza coronarica possono causare fluttuazioni della pressione di perfusione. Queste variazioni possono essere minori e correggersi gradualmente nel tempo.

Tuttavia, in alcuni casi, queste variazioni possono essere brusche e richiedere la regolazione del flusso attraverso la pompa centrifuga per mantenere la pressione di riperfusione desiderata. In questo esperimento, dopo l'introduzione iniziale del catetere a volume di pressione in un cuore suino che era stato conservato a quattro gradi Celsius per due ore, le anse erano di scarsa qualità con più aree di crossover e nessun componente del ciclo cardiaco distinguibile. Tuttavia, con una manipolazione minima del catetere all'interno del ventricolo, la morfologia dell'ansa è migliorata notevolmente, consentendo di ottenere misurazioni nonostante l'ottimizzazione della posizione del catetere.

Le anse acquisite sul circuito ex vivo possono avere una morfologia diversa rispetto alle anse in vivo probabilmente a causa del diverso orientamento del cuore sul circuito rispetto a un animale supino, nonché della mancanza degli attacchi anatomici presenti all'interno di un animale vivo. Inoltre, l'uso di fili di stimolazione per aiutare a regolare la frequenza cardiaca introduce una corrente elettrica esterna che porta al picco visto nella parte in basso a destra dei loop ex vivo. Tuttavia, finché questi loop presentano ancora i componenti del ciclo cardiaco, possono ancora fornire dati interpretabili.

Seguendo questa procedura. Altri metodi come l'elettrocardiografia e l'ecocardiografia possono essere eseguiti per esaminare altre proprietà fisiche del cuore, inclusa la conduzione.