Iniezione guidata da ecocardiografia per la somministrazione mirata e affidabile di cellule staminali intramiocardiche in un modello di infarto miocardico di ratto

Per iniziare, utilizzare un applicatore sterile per applicare il gel oftalmico su entrambi gli occhi di un ratto anestetizzato per prevenire la secchezza. Dopo la completa depilazione, disinfettare il sito di iniezione alternando un appropriato agente scrub chirurgico con etanolo al 70%. Trasferisci il ratto dal termoforo sulla piattaforma animale del sistema di imaging a ultrasuoni.

Applicare una piccola quantità di gel per elettrodi per fissare le zampe del ratto agli elettrodi della piattaforma, migliorando la qualità del segnale. Quindi inserire la sonda di temperatura rettale per monitorare continuamente la temperatura corporea. A questo punto, è possibile acquisire le immagini di base o pre-iniezione desiderate, comprese le viste dell'asse lungo e dell'asse corto parasternale sia in modalità B che in modalità M, nonché le immagini di quattro camere per la valutazione anatomica e funzionale.

Per preparare il sistema di iniezione, collegare un ago guida sterile calibro 22 a una siringa da un millilitro. Montare la siringa con l'ago guida sul morsetto di iniezione e fissarla in posizione. Quindi, allineare il trasduttore a ultrasuoni con il supporto per iniezione per assicurarsi che l'ago guida sia visibile nel campo di imaging.

Regolare la posizione del trasduttore utilizzando il supporto del trasduttore e il morsetto di fissaggio. Senza muovere il ratto, ruotare la piattaforma dell'animale finché la tacca sul trasduttore non punta verso la spalla destra del ratto. Per mettere a punto l'imaging, regolare le viti del micromanipolatore sulla guida della piattaforma dell'animale.

Tenere fermo il trasduttore per mantenere l'allineamento con l'ago. Ora, utilizzando la modalità B dell'asse lungo parasternale e l'imaging in modalità M, visualizza l'area infartuata. Valutare l'entità dell'infarto, il movimento regionale della parete e le aree di assottigliamento della parete per determinare la fattibilità dell'iniezione.

Identificare la zona peri-infartuale e scegliere un'area ipocinetica accanto al nucleo dell'infarto che abbia uno spessore della parete telediastolica maggiore di un millimetro. Successivamente, utilizzando il sistema di binari, far avanzare il supporto di iniezione verso la piattaforma per animali. Quindi regolare le viti del micromanipolatore del supporto per iniezione per allineare con precisione la punta dell'ago con il centro esatto del campo del trasduttore.

Ora, per far avanzare lentamente l'ago guida e perforare la pelle, ruotare la vite del micromanipolatore di iniezione sul supporto di iniezione e verificare che la punta dell'ago sia visibile nel campo degli ultrasuoni. Quindi attivare la funzione di guida dell'ago nel software a ultrasuoni per confermare la traiettoria pianificata dell'ago guida. Far avanzare l'ago guida verso il sito di iniezione selezionato, fermandosi con lo smusso a uno o due millimetri dalla parete anteriore del ventricolo sinistro.

Una volta che l'ago è in posizione, istruire un operatore a stabilizzare l'ago guida alla base per mantenere una visualizzazione ecografica costante. Chiedere a un altro operatore di allentare la siringa clamp, rimuovere con cautela la siringa e sostituirla con la siringa contenente l'iniettato. Quindi, collegare un ago calibro 29 lungo 88 millimetri alla siringa contenente l'iniettato.

Fissare la siringa sul supporto per iniezione. Inserire manualmente l'ago attraverso l'ago guida fisso, effettuando piccole regolazioni con le viti del micromanipolatore lungo l'asse x, se necessario. Continuare ad avanzare manualmente l'ago fino a quando lo smusso diventa visibile nella cavità toracica all'ecografia.

Una volta che l'ago calibro 29 è visibile all'ecografia, farlo avanzare nel miocardio della parete anteriore del ventricolo sinistro utilizzando le viti del micromanipolatore per un controllo preciso. Assicurarsi che l'intera lunghezza dello smusso dell'ago sia incorporata nel miocardio. Iniettare lentamente l'iniettato nel miocardio.

Confermare l'esito positivo dell'iniezione osservando un punto ecogeno luminoso e denso nel sito di iniezione che si muove con il movimento della parete anteriore del ventricolo sinistro. Infine, rimuovere la siringa e gli aghi dal supporto per iniezione per evitare punture accidentali dell'ago. Solleva con cautela il ratto dalla piattaforma dell'animale e posizionalo su un termoforo per il recupero.

L'imaging a bioluminescenza ha rivelato una perdita parziale delle cellule staminali iniettate a causa del ritiro prematuro dell'ago, indicata da un segnale luminescente diffuso nella cavità toracica. Il successo dell'iniezione intramiocardica è stato confermato da un segnale luminescente concentrato nella regione dell'apice medio del ventricolo sinistro. L'imaging ex vivo dei cuori sezionati ha mostrato il segnale bioluminescente più forte nella fetta dell'apice medio con segnali più deboli nelle sezioni dell'apice e del ventricolo medio.

L'imaging post-mortem del cuore ha mostrato un idrogel viola visibile adiacente alla zona dell'infarto, confermando la somministrazione mirata. L'imaging a fluorescenza del tessuto cardiaco ha mostrato che il tracciante rosso era confinato alla zona peri-infartuale, confermando la consegna localizzata. La colorazione rossa Sirius ha confermato che il tracciante è stato consegnato in una regione di spessore intermedio della parete tra il nucleo dell'infarto e il miocardio sano.

L'imaging color Doppler ha confermato che l'ago è stato posizionato correttamente all'interno del miocardio senza flusso sanguigno visibile prima dell'iniezione. Durante l'iniezione, la parete anteriore è rimasta intatta senza che sia stato rilevato alcun flusso sanguigno esterno. Dopo il ritiro dell'ago, l'iniettato trattenuto era visibile all'interno del miocardio e non è stata osservata alcuna emorragia.