Izolowany działający system serca dla dużych modeli zwierzęcych

Ogólnym celem tej procedury jest pomiar funkcji serca dużych zwierząt w obwodzie ex vivo. Osiąga się to poprzez pierwszy montaż działającego aparatu serca. W drugim etapie krew jest przemywana, rozpuszczana w roztworze soli fizjologicznej, a w ostatnim etapie optymalizuje się elektrolity.

Serce jest przyczepione replikując parametry hemodynamiczne in vivo. Ostatecznie cewnik konduktancyjny wprowadzony do komory może być użyty do uzyskania ilościowych pomiarów funkcji komory. Główną zaletą tej techniki w porównaniu z istniejącymi metodami, takimi jak wykorzystanie modeli małych zwierząt, jest to, że pozwala ona uzyskać klinicznie istotne dane, unikając jednocześnie problemów immunologicznych, które obserwuje się w przypadku przeszczepów dużych zwierząt.

Aby zbudować aparat langor, zacznij od połączenia zbiornika serca ze zbiornikiem krwi za pomocą trzech ósmych calowych rurek, upewniając się, że rurka przechodzi przez pompę rolkową. Następnie podłącz zbiornik krwi do natleniacza grzałki za pomocą większej rurki o średnicy trzech ósmych cala, a następnie podłącz natleniacz grzałki do złącza Y. Podłącz jedno ramię złącza Y do pompy odśrodkowej.

Następnie podłącz pompę odśrodkową do drugiego złącza Y, aby utworzyć pułapkę bąbelkową i sposób na włożenie przetwornika ciśnienia. Przymocuj kawałek trzech ósmych calowych rurek, aby przymocować zawór hemostazy do ramienia skierowanego do góry. Następnie przymocuj kawałek rurki o długości trzech ósmych cala do ramienia skierowanego w dół i podłącz drugie ramię złącza Y do dopływu komory obciążenia wstępnego.

Upewnij się, że ta rurka przechodzi przez drugą pompę rolkową. Najpierw przymocuj przewód napięcia wstępnego do części odpływowej komory obciążenia wstępnego. To w końcu połączy się z lewym atrium.

Podłącz nadmiar rurki o średnicy trzech ósmych cali do odpływu tej komory, a następnie podłącz zbiornik tlenu i aparat grzewczy do natleniacza nagrzewnicy. Na koniec należy zacisnąć przewód biegnący od złącza Y do komory napięcia wstępnego, ponieważ przewód ten nie będzie używany, dopóki serce nie zostanie przełączone w tryb pracy. Teraz włącz urządzenie do podgrzewania butli tlenu, pompę rolkową, łącząc dwa zbiorniki i pompę odśrodkową, umyj krew zgodnie z instrukcjami producenta.

Następnie rozpuść umyte czerwone krwinki w roztworze soli fizjologicznej do pożądanego stężenia hematokrytu. Dodaj rozcieńczoną krew do aparatu langor i sprawdź hematokryt. Dostosuj prędkości obu pomp, aby rozpocząć przepływ krwi przez system, z wyłączeniem komory obciążenia wstępnego.

Sprawdź pH i elektrolity w mieszaninie krwi i dostosuj do fizjologicznych dla stosowanych gatunków, aby zapobiec szkodliwemu napływowi wapnia po reperfuzji. Utrzymuj początkowo poziom wapnia w aparacie do ospałości na poziomie od 0,3 do 0,5 milimola na litr. Po skalibrowaniu aparatu do ospałości szybko wyjmij odpowiednio wypoczęte serce z pojemnika do przechowywania.

Wylej dowolny roztwór do przechowywania z komór. Osusz tkankę do sucha i zważ ją. Następnie umieść serce z powrotem w pojemniku do przechowywania i ustaw je tak, aby aorta była skierowana do góry, aby pomóc utrzymać niską temperaturę mięśnia sercowego.

Następnie włóż kaniulę trzy ósme cala do aorty i zabezpiecz ją opaską zaciskową. Zmniejsz pompę odśrodkową do powolnej strużki i wlej krew do aorty, aż zostanie wypełniona i całkowicie się wypełni, gdy aorta jest pełna krwi. Ostrożnie przymocuj kaniulę aorty do rurki aortalnej w Lendorfie, zwracając uwagę na czas mocowania.

Następnie włóż skalibrowany przetwornik ciśnienia przez zastawkę hemostazy do natywnej aorty. Rozpocznij pomiary ciśnienia i dostosuj prędkość pompy odśrodkowej, aż do uzyskania żądanego ciśnienia reperfuzji. Uważnie monitoruj ciśnienie w aorcie, szczególnie podczas początkowej reperfuzji i stopniowo zwiększaj temperaturę na urządzeniu grzewczym, aż temperatura wewnątrz mięśnia sercowego osiągnie 37 stopni Celsjusza.

Uzyskać próbkę wyjściową pomnożoną przez zero ze zbiornika krwi żylnej w celu zmierzenia elektrolitów pH i innych pomiarów biochemicznych. Następnie włóż sondę temperatury do przegrody i monitoruj temperaturę mięśnia sercowego. Pobieraj próbki krwi co 15 minut, dostosowując parametry fizjologiczne zgodnie z potrzebami eksperymentu i dodając około jednego milimola wapnia do roztworu krwi co pięć minut.

Zapewnienie, że jonowy wapń jest większy niż 0,8 milimola na litr przed rozpoczęciem trybu pracy. Po wprowadzeniu serca w tryb pracy, użyj nici polipropylenowej z trzema zerami, aby umieścić szew sznurkowy w torebce na wierzchołku lewej komory. Następnie używa igły o rozmiarze 16, aby wykonać nacięcie w sznurku torebki.

Wprowadzić cewnik konduktancyjny do objętości ciśnienia w nacięciu wierzchołkowym. Przyjrzyj się wynikom danych, aby określić, ile segmentów woluminu jest aktywnych. Jeśli wszystkie segmenty nie są aktywne, dostosuj pozycję cewnika, aż do niewielkiego skręcenia cewnika, aby zoptymalizować morfologię pętli.

Następnie za pomocą odpowiednio skalibrowanego cewnika uzyskaj co najmniej 30-sekundowe dane dotyczące objętości ciśnienia podstawowego, aby określić zależne od objętości pomiary czynności serca. Po uzyskaniu wystarczającej liczby pętli użyj rurki clamp, aby powoli zatkać rurkę napięcia wstępnego. Pętle objętości ciśnienia powinny zacząć się zmniejszać i przesuwać w dół i w lewo.

Nazywa się to spacerem w dół. Po uzyskaniu od 10 do 15 sekund danych dotyczących chodzenia w dół, zwolnij zacisk rurki, aby umożliwić ponowne wejście obciążenia wstępnego do lewego przedsionka i uzyskanie niezależnych od objętości pomiarów czynności serca. Na koniec kliknij przycisk zatrzymania, aby zatrzymać zbieranie danych w celu uzyskania powtórzonych pomiarów.

Po pięciu minutach powtórz procedurę. Począwszy od etapu okluzji, zmiany oporu wieńcowego mogą powodować wahania ciśnienia perfuzji. Różnice te mogą być niewielkie i stopniowo korygować się w czasie.

Jednak w niektórych przypadkach zmiany te mogą być nagłe i wymagać regulacji przepływu przez pompę odśrodkową w celu utrzymania pożądanego ciśnienia reperfuzji. W tym eksperymencie, po początkowym wprowadzeniu cewnika objętościowego do serca świni, które było przechowywane w temperaturze czterech stopni Celsjusza przez dwie godziny, pętle były złej jakości z wieloma obszarami skrzyżowania i bez dostrzegalnych składników cyklu sercowego. Jednak przy minimalnej manipulacji cewnikiem w komorze, morfologia pętli uległa znacznej poprawie, co pozwoliło na uzyskanie pomiarów pomimo optymalizacji położenia cewnika.

Pętle nabyte w obwodzie ex vivo mogą mieć inną morfologię niż pętle in vivo, co prawdopodobnie wynika z innej orientacji serca w obwodzie w porównaniu z u zwierzęcia leżącego na wznak, a także z powodu braku anatomicznych przyczepów znajdujących się u żywego zwierzęcia. Co więcej, użycie przewodów stymulujących, które pomagają regulować tętno, wprowadza zewnętrzny prąd elektryczny, co prowadzi do skoku widocznego w prawej dolnej części pętli ex vivo. Jednak tak długo, jak pętle te nadal zawierają składowe cyklu sercowego, nadal mogą dawać dane możliwe do interpretacji.

Postępując zgodnie z tą procedurą. Inne metody, takie jak elektrokardiografia i echokardiografia, można wykonać w celu zbadania innych właściwości fizycznych serca, w tym przewodnictwa.