Een Geà ¯ soleerde Werken Hart voor grote Animal Models

Het algemene doel van deze procedure is het meten van de hartfunctie van grote dieren in een ex vivo circuit. Dit wordt bereikt door eerst de apparatuur voor het werkende hart te assembleren. In de tweede stap wordt het bloed gewassen en gereconstitueerd met normale zoutoplossing, waarna de elektrolyten in de laatste stap worden geoptimaliseerd.

Het hart wordt bevestigd waarbij de hemodynamische parameters in vivo worden gereproduceerd. Uiteindelijk kan een conductiekatheter die in de ventrikel wordt ingebracht, worden gebruikt om kwantitatieve metingen van de ventriculaire functie te verkrijgen. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals het gebruik van kleine diermodellen, is dat het klinisch relevante gegevens oplevert terwijl immunologische storende factoren, die optreden bij transplantaties in grote dieren, worden vermeden.

Om het Langendorff-apparaat op te bouwen, begint u met het verbinden van het hartreservoir met het bloedreservoir met slang van drie achtste inch, waarbij u ervoor zorgt dat de slang door een rollerpomp loopt. Verbind vervolgens het bloedreservoir met de heater-oxygenator met meer slang van drie achtste inch, en verbind daarna de heater-oxygenator met een Y-connector. Verbind één arm van de Y-connector met de centrifugaalpomp.

Sluit de centrifugale pomp vervolgens aan op een tweede Y-connector om een bellenvanger te maken en een mogelijkheid te creëren voor het inbrengen van de druktransducer. Bevestig een stuk slang van drie achtste inch om een hemostaseventiel aan de naar boven gerichte arm te zekeren. Bevestig daarna een stuk slang van drie achtste inch aan de neerwaartse arm en verbind de andere arm van de Y-connector met de instroom van de preloadkamer.

Zorg ervoor dat deze slang door de tweede rollerpomp loopt. Bevestig eerst de preload-lijn aan het uitstroomgedeelte van de preload-kamer. Deze zal uiteindelijk worden verbonden met het linker atrium.

Verbind de overtollige slang van drie achtste inch met de uitlaat van deze kamer, en sluit vervolgens de zuurstoftank en het verwarmingsapparaat aan op de heater-oxygenator. Klem tot slot de leiding die van de Y-connector naar de preload-kamer loopt, aangezien deze leiding niet wordt gebruikt totdat het hart in de werkmodus wordt gezet. Zet nu de zuurstoftank, het verwarmingsapparaat, de rollerpomp, de verbinding tussen de twee reservoirs en de centrifugaalpomp aan, en was het bloed volgens de instructies van de fabrikant.

Reconstitueer vervolgens de gewassen rode bloedcellen met normale zoutoplossing tot de gewenste hematocrietconcentratie. Voeg het verdunde bloed toe aan het langor-apparaat en controleer het hematocriet. Pas de snelheden van de twee pompen aan om de bloedstroom door het systeem te starten, met uitzondering van de preload-kamer.

Controleer de pH en de elektrolyten van het bloedmengsel en pas deze aan tot ze fysiologisch zijn voor de gebruikte soort om schadelijke calciuminstroom bij reperfusie te voorkomen. Houd het calciumgehalte in het languor-apparaat aanvankelijk op 0,3 tot 0,5 millimol per liter. Verwijder na het kalibreren van het languor-apparaat snel een adequaat uitgerust hart uit de bewaarcontainer.

Giet alle bewaaroplossing uit de ventrikels. Dep het weefsel droog en weeg het. Plaats het hart vervolgens terug in de bewaarcontainer en oriënteer het zodanig dat de aorta naar boven is gericht om een lage myocardtemperatuur te helpen handhaven.

Plaats vervolgens een canule van drie achtste inch in de aorta en zet deze vast met een kabelbinder. Verminder de snelheid van de centrifugale pomp tot een langzame stroom en laat het bloed in de aorta druppelen totdat deze gevuld en volledig ontlucht is. Wanneer de aorta vol bloed is, bevestigt u de aortacanule voorzichtig aan de aortaslang van het L-endorff, waarbij u het tijdstip van bevestiging noteert.

Voer vervolgens de gekalibreerde druktransducer via het hemostaseventiel in de native aorta in. Start de drukmetingen en stel de snelheid van de centrifugale pomp bij totdat de gewenste reperfusiedruk is bereikt. Bewaak de aortadruk nauwgezet, met name tijdens de initiële reperfusie, en verhoog stapsgewijs de temperatuur van de verwarmingseenheid totdat de intramyocardiale temperatuur 37 °C bereikt.

Neem een nulmeting-referentiemonster uit het veneuze bloedreservoir om de pH, elektrolyten en andere biochemische parameters te meten. Plaats vervolgens een temperatuursensor in het septum en monitor de myocardtemperatuur. Neem elke 15 minuten bloedmonsters, waarbij de fysiologische parameters naar wens voor het experiment worden aangepast en er elke vijf minuten ongeveer één millimol calcium aan de bloedoplossing wordt toegevoegd.

Zorg ervoor dat het ionische calcium hoger is dan 0,8 millimol per liter vóór de start van de werkmodus. Nadat het hart in de werkmodus is geplaatst, wordt een purse-stringhechting bij de apex van de linker ventrikel aangebracht met een drie-nul polypropyleenhechtdraad. Vervolgens wordt een 16 gauge naald gebruikt om een punctie-incisie binnen de purse-stringhechting te maken.

Voer de druk-volume-conductantiekatheter in via de apicale incisie. Bekijk de data-output om vast te stellen hoeveel volumesegmenten actief zijn. Als niet alle segmenten actief zijn, pas dan de positie van de katheter aan totdat dit wel het geval is; een lichte draaiing van de katheter kan nodig zijn om de loopmorfologie te optimaliseren.

Verkrijg vervolgens met een correct gekalibreerde katheter gedurende ten minste 30 seconden baseline druk-volumedata om de volumegestuurde metingen van de hartfunctie te bepalen. Zodra er voldoende lussen zijn verkregen, gebruik dan een slangclamp om de preload-slang langzaam af te sluiten. De druk-volume lussen moeten kleiner worden en naar beneden en naar links verschuiven.

Dit wordt de walk down genoemd. Nadat er 10 tot 15 seconden aan walk down-gegevens zijn verzameld, wordt de klem op de slang losgelaten zodat de preload weer in het linker atrium kan stromen en volumonafhankelijke metingen van de hartfunctie kunnen worden verkregen. Klik tot slot op de stopknop om de gegevensverzameling te beëindigen voor het verkrijgen van replica-metingen.

Herhaal de procedure na vijf minuten. Vanaf de occlusiestap kunnen veranderingen in de coronaire weerstand leiden tot schommelingen in de perfusiedruk. Deze variaties kunnen gering zijn en zich na verloop van tijd geleidelijk corrigeren.

In sommige gevallen kunnen deze variaties echter abrupt zijn en is aanpassing van de doorstroom via de centrifugale pomp vereist om de gewenste reperfusiedruk te handhaven. In dit experiment waren, bij de initiële inbreng van de druk-volumecatheter in een varkenshart dat twee uur lang bij vier graden Celsius was bewaard, de loops van slechte kwaliteit met meerdere kruisingspunten en geen waarneembare componenten van de hartcyclus. Echter, na minimale manipulatie van de catheter in de ventrikel verbeterde de morfologie van de loop drastisch, waardoor metingen konden worden verricht na optimalisatie van de positie van de catheter.

De lussen verkregen in het ex vivo circuit kunnen een andere morfologie hebben dan de in vivo lussen, waarschijnlijk door de andere oriëntatie van het hart in het circuit vergeleken met een dier in rugligging, evenals door het ontbreken van de anatomische aanhechtingen die in een levend dier aanwezig zijn. Bovendien introduceert het gebruik van pacing-draden om de hartslag te helpen reguleren een externe elektrische stroom, wat leidt tot de piek die zichtbaar is in het rechterondergedeelte van de ex vivo lussen. Zolang deze lussen echter nog steeds de componenten van de hartcyclus vertonen, kunnen ze nog steeds interpreteerbare gegevens opleveren.

Na het volgen van deze procedure kunnen andere methoden, zoals elektrocardiografie en echocardiografie, worden uitgevoerd om andere fysieke eigenschappen van het hart te onderzoeken, waaronder de geleiding.