Model nakłucia ulotki zastawki mitralnej pod kontrolą obrazu kontrolowanego przeciążenia objętości z powodu niedomykalności zastawki mitralnej u szczura
19 maja 2020
Zgłaszany jest model gryzoni z przeciążeniem objętości lewego serca spowodowanym niedomykalnością zastawki mitralnej. Niedomykalność zastawki mitralnej o kontrolowanym nasileniu jest indukowana przez wprowadzenie igły o określonych wymiarach do przedniego płatka zastawki mitralnej, w bijącym sercu, pod kontrolą ultrasonograficzną.
Niedomykalność zastawki mitralnej jest powszechną chorobą zastawki, która prowadzi do niewydolności serca. Ten szczurzy model MR może pomóc w lepszym zrozumieniu mechanizmów leżących u podstaw niewydolności serca. Model ten może być stosowany do indukowania rezonansu magnetycznego w bijącym sercu, naśladując hemodynamikę obserwowaną u pacjentów z tą zmianą zastawki i czyniąc ten model klinicznie istotnym.
Doświadczenie w mikrochirurgii i obsłudze pomoże w odtworzeniu tego protokołu, a znajomość obrazowania echokardiograficznego i interpretacji obrazu jest kluczowym aspektem udanego umieszczenia igły. Ponieważ jest to technika sterowana obrazem, wizualna demonstracja metod może pomóc w zrozumieniu procedury. Po wykonaniu torakotomii lewej strony zgodnie ze standardowymi protokołami u znieczulonego dorosłego szczura Sprague-Dawley o wadze od 350 do 400 gramów, użyj szwu 6-0 PROLENE i uchwytu mikroigłowego, aby umieścić szew torebkowy na wierzchołku lewej komory.
Delikatnie zapnij szew wierzchołkowy, aby ustabilizować wierzchołek i włóż igłę o rozmiarze 23 przepłukaną solą fizjologiczną i kranem na dystalnym końcu do środka szwu torebkowego i do lewej jamy komorowej. Używając jednej ręki do stabilnego prowadzenia igły, drugą ręką do jednoczesnego manipulowania sondą echa przezprzełykowego, aby uzyskać optymalny widok echa do wizualizacji igły. Korzystając ze wskazówek ultrasonograficznych w czasie rzeczywistym, przesuń igłę w kierunku komorowej strony przedniego płatka mitralnego.
Po potwierdzeniu położenia igły należy przesunąć igłę jednym drobnym ruchem przez ulotkę zaworu. Po przeczytaniu ulotki wsuń igłę do lewej komory z dala od zastawki mitralnej i poproś asystenta, aby włączył kolorowe obrazowanie dopplerowskie, aby potwierdzić MR dostosowując sondę echa w razie potrzeby, aby uzyskać lepszy widok. Po potwierdzeniu rezonansu magnetycznego całkowicie wycofaj igłę z lewej jamy komorowej i delikatnie zawiąż szew torebkowy.
Następnie użyj sterylnej gazy, aby wchłonąć krew na wierzchołku i w klatce piersiowej. Po pięciu do 10 minutach stabilnej czynności serca użyj przerwanego szwu Vicryl 4-0, aby przybliżyć żebra, jednocześnie zmniejszając izofluran do 2%Następnie włóż rurkę piersiową do szóstej przestrzeni międzyżebrowej i przymocuj rurkę do sterylnych zasłon, aby uniknąć przypadkowego przesunięcia rurki do jamy klatki piersiowej, a następnie zakończ przybliżanie żeber. Użyj ciągłego szwu, aby zamknąć warstwę mięśniową z izofluranem w stężeniu 1,5% i warstwę skóry z izofluranem w 1% Podłącz 10-mililitrową strzykawkę z zaworem Luer lock do rurki klatki piersiowej i spuść od 10 do 12 mililitrów powietrza z jamy klatki piersiowej przed wyjęciem rurki.
Po wyjęciu rurki należy podać ostatnią podskórną dawkę karprofenu. Po wyłączeniu izofluranu kontynuuj wentylację mechaniczną, podczas gdy szczur odzwyczaja się od znieczulenia, monitorując parametry życiowe. Na początku spontanicznego oddychania wyłącz wentylację, aby przetestować zdolność szczura do utrzymania takiego oddechu i dobrego nasycenia tlenem w jamie obwodowej.
Gdy szczur będzie w stanie utrzymać poziom nasycenia tlenem w obwodowych naczyniach włosowatych bez wentylacji, przeciąć szwy kotwiczące do rurki dotchawiczej i ekstubować zwierzę. Gdy szczur jest w stanie chodzić, przenieś zwierzę do czystej klatki z minimalną ściółką i kontynuuj monitorowanie parametrów życiowych za pomocą ręcznego obwodowego kapilarnego monitora nasycenia tlenem. W ciągu trzech godzin od przebudzenia należy podać buprenorfinę.
Dwa tygodnie po operacji umieść znieczulonego szczura w odpowiedniej pozycji odleżynowej i włóż ośmiomegahercową 8-francuską wewnątrzsercową sondę ultrasonograficzną z niewielką ilością żelu nałożonego na końcówkę do przełyku zwierzęcia. Korzystając z kolorowego obrazowania dopplerowskiego w widoku dwukomorowym, uwidocznij lewą komorę i lewy przedsionek oraz zmierz obszar lewego przedsionka i strumienia MR, aby umożliwić obliczenie frakcji obszaru strumienia MR zgodnie ze wskazaniami. Aby przybliżyć obszar otworu niedomykalności, użyj zewnętrznej średnicy igły, aby obliczyć powierzchnię igły o rozmiarze 23 za pomocą wzoru.
Uzyskaj obrazowanie dopplerowskie fali ciągłej z bramką Dopplera w otworze strumienia niedomykalności i prześledź przebieg, aby obliczyć całkę w czasie prędkości dżetu regurgitanckiego. Użyj wzoru, aby oszacować objętość MR. Następnie obróć sondę echa na boki zgodnie z ruchem wskazówek zegara, aby uzyskać obrazowanie dopplerowskie fali tętna żyły płucnej i zmierz prędkości fali skurczowej i rozkurczowej, korzystając z równania do obliczenia stosunku.
Na tych obrazach można zaobserwować kierunek, w którym igła jest wprowadzana do zastawki mitralnej. W tym przypadku pokazano dziurę pozostawioną w płatku zastawki mitralnej u reprezentatywnego szczura eksplantowanego po dwóch tygodniach od zabiegu. Dwa tygodnie po operacji serca szczurów z MR są kuliste i silnie rozszerzone, a widoczny jest wyraźny strumień MR o średniej powierzchni około 21 milimetrów kwadratowych i średniej całki w czasie prędkości około 40 centymetrów.
Znormalizowana frakcja MR wynosi zwykle około 42%co jest uważane za ciężkie zgodnie z wytycznymi Amerykańskiego Towarzystwa Echokardiografii. Nasilenie MR jest wystarczające do wywołania odwrócenia przepływu płucnego ze spadkiem stosunku skurczowego/rozkurczowego z około 0,9 na początku badania do około minus 0,7 po dwóch tygodniach. Obrazowanie w czasie rzeczywistym z echokardiografią przezprzełykową i wprowadzeniem igły do bijącego serca w celu nakłucia płatka mitralnego jest wykonalną procedurą chirurgiczną, której można się nauczyć.
Nasz model można połączyć z kardiomiopatiami komorowymi w celu zbadania przebudowy serca i ułatwia badanie wpływu wczesnego początku i późnego początku MR na przebudowę serca.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Przegląd
Niniejszy artykuł przedstawia model gryzoni z przeładowaniem objętościowym lewej komory serca spowodowanym niedomykalnością zastawki mitralnej, wywołanym w bijącym sercu pod kontrolą ultrasonograficzną. Model ten ma na celu pogłębienie zrozumienia mechanizmów niewydolności serca.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Fizjologia układu sercowo-naczyniowego
- Badania nad niewydolnością serca
- Modele gryzoni
Wprowadzenie
- Niedomykalność zastawki mitralnej jest powszechną chorobą zastawek.
- Może ona prowadzić do znacznej niewydolności serca.
- Niniejszy model odzwierciedla hemodynamikę pacjentów z niedomykalnością zastawki mitralnej.
- Zrozumienie tego stanu jest kluczowe dla opracowania metod leczenia.
Cel badania
- Stworzenie klinicznie istotnego modelu niedomykalności zastawki mitralnej.
- zbadanie mechanizmów leżących u podstaw niewydolności serca.
- ułatwienie przyszłych badań nad chorobami układu sercowo-naczyniowego.
Zastosowane metody
- Indukcja niedomykalności zastawki mitralnej z wykorzystaniem techniki igłowej.
- Wykorzystanie USG do precyzyjnego umieszczenia igły.
- Wykonanie lewostronnej torakotomii u dorosłych szczurów Sprague-Dawley.
- Zastosowanie szwu PROLENE 6-0 do wykonania szwu pierścieniowego.
Główne wyniki
- Model z powodzeniem odwzorowuje hemodynamikę niedomykalności zastawki mitralnej.
- Demonstracja wizualna ułatwia zrozumienie procedury.
- Doświadczenie w mikrochirurgii usprawnia replikację protokołu.
- Niezbędna jest biegłość w zakresie obrazowania echokardiograficznego.
Wnioski
- Model ten jest cenny w badaniu mechanizmów niewydolności serca.
- Pozwala on na zrozumienie znaczenia klinicznego niedomykalności zastawki mitralnej.
- W przyszłych badaniach można wykorzystać ten model do poszukiwania opcji terapeutycznych.
Najczęściej zadawane pytania
Znaczenie dla przemysłu
Model ten umożliwia mechanistyczne badanie przebudowy serca wywołanej niedomykalnością zastawki mitralnej, wspierając walidację celów w szlakach niewydolności serca. Poprzez odtworzenie klinicznie istotnej hemodynamiki w systemie gryzoni, stanowi on platformę istotną dla przebiegu choroby, służącą do przedklinicznego ograniczania ryzyka w przypadku kandydatów na leki. Model ułatwia podłużną ocenę zmian strukturalnych i funkcjonalnych, dostarczając informacji niezbędnych do podejmowania decyzji o kontynuacji lub przerwaniu prac w wczesnych etapach procesów odkrywania leków.
Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju (R&D) biofarmaceutyków
Wczesne odkrywanie i walidacja celu
- Wartość naukowa: Umożliwia badanie hipotez terapeutycznych związanych ze szlakami sygnałowymi przeciążenia objętościowego.
- Wartość operacyjna: Zapewnia powtarzalną indukcję ciężkiej niedomykalności zastawki mitralnej w celu uzyskania spójnego fenotypu.
- Wartość prognostyczna: Wspiera ocenę stopnia związania z celem poprzez mierzalne punkty końcowe przebudowy serca.
Przesiewy i opracowanie testu
- Gotowość do analizy: Generuje zwalidowane systemy biologiczne z potwierdzonym stopniem nasilenia MR w echokardiografii do późniejszego testowania związków.
- Wyniki ilościowe: Dostarcza mierzalne parametry, w tym frakcję powierzchni strumienia MR, całkę prędkość-czas oraz stosunki przepływu w żyłach płucnych.
- Kwestia skalowalności: Wymaga wiedzy specjalistycznej w zakresie mikrochirurgii i obrazowania, co ogranicza zastosowania wysokoprzepustowe, ale umożliwia ukierunkowany screening mechanistyczny.
Badania translacyjne i przedkliniczne
- Znaczenie dla choroby: Naśladuje hemodynamikę przeciążenia objętościowego przy niskim ciśnieniu, obserwowaną w przypadku niedomykalności zastawki mitralnej u ludzi.
- Ciągłość translacyjna: Pozwala na badanie wpływu wczesnej i późnej niedomykalności zastawki mitralnej na przebudowę komory, co dostarcza informacji na temat optymalnego czasu rozpoczęcia terapii.
- Postęp z uwzględnieniem ryzyka: Umożliwia ocenę związków kandydackich pod kątem cofania sferycznego rozszerzenia oraz biomarkerów odwrócenia przepływu płucnego.
Integracja potoku i przepływu pracy
Służy jako narzędzie biologii odkrywczej do testowania hipotez dotyczących mechanizmów niewydolności serca, umożliwiając przejście od identyfikacji celu do walidacji przedklinicznej dzięki mierzalnemu fenotypowaniu hemodynamicznemu i strukturalnemu.
- Biologia odkrywcza: Wspiera wyjaśnianie szlaków sygnałowych i biologiczną minimalizację ryzyka w przypadku celów terapeutycznych zaangażowanych w odpowiedź na stres serca.
- Analityka: Zapewnia ilościowe odczyty echokardiograficzne (pole powierzchni strumienia MR, VTI, stosunek skurczowy/rozkurczowy) do analizy porównawczej stanów chorobowych.
- Badania translacyjne: Łączy z walidacją przedkliniczną poprzez modelowanie postępującego rozszerzenia komór oraz objawów nadciśnienia płucnego.
- Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy wielokrotnego użytku platformę obrazowania chirurgicznego do generowania modelu przeciążenia objętościowego w programach odkryć kardiologicznych.
Wpływ operacyjny i przedsiębiorstwowy
- Wartość naukowa: Redukuje niejednoznaczność mechanistyczną w patogenezie MR poprzez kontrolowane generowanie zmian pod kontrolą obrazowania.
- Wartość operacyjna: Standaryzuje indukcję MR za pomocą techniki szwu zaciskowego i ultrasonografii w czasie rzeczywistym.
- Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji go/no-go poprzez powiązanie modulacji celu z odwróceniem ciężkich fenotypów przebudowy.
- Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację skorygowaną o ryzyko w oparciu o skuteczność w normalizacji frakcji powierzchni przedsionka i dynamiki przepływu w żyłach płucnych.
Wskazówki dotyczące wdrożenia
- Wymaga wiedzy z zakresu mikrochirurgii w celu wykonania torakotomii, założenia szwów pierścieniowych oraz manipulacji igłą.
- Zależność od infrastruktury echokardiograficznej oraz biegłości operatora w obrazowaniu kolorowym i dopplerowskim.
- Wymaga opieki pooperacyjnej, w tym podawania leków przeciwbólowych i monitorowania funkcji życiowych.
- Ograniczenia wynikające z rozmiaru szczura w kontekście obrazowania podłużnego i kompatybilności urządzeń.
- Wysoki stopień złożoności technicznej w celu uzyskania spójnego nakłucia płatka bez uszkodzenia komory.
