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O isolado de Langerdorff perfusão do coração aparelhos e modelo de coração levaram a algumas das descobertas mais fundamentais da fisiologia cardíaca, patologia e farmacologia. Versatilidade deste modelo permite a sua utilização com uma grande variedade de espécies, sob uma variedade de condições normais e patológicas 1-18. No entanto, o modelo de coração isolado não é comumente usado para grandes mamíferos, especialmente os corações humanos, em parte devido ao aumento da complexidade do projeto, tanto aparelhos e coleta de dados. Portanto, o protocolo aqui apresentado demonstra uma tentativa de melhorar essas complexidades, que resulta em um meio relativamente reprodutíveis de estudar corações suínos isoladas.
Um componente crucial da nossa configuração é a substituição da câmara de complacência arterial / pós-carga com uma bomba centrífuga. Esta troca permite maior controle da pressão de perfusão coronária e pós-carga em Langendorff e modos de trabalho, coração respectivamente, permite que este set-up para ser facilmente adaptado aos corações de diferentes tamanhos e espécies. Por exemplo, neste projeto, corações suínos são reperfundido a 40-45 mmHg, enquanto que os corações humanos são reperfundido em 60-65 mmHg. Esta mudança de pressão é alcançado simplesmente ajustando as configurações da bomba centrífuga; nenhum componente do sistema tem de ser ajustado fisicamente. Além disso, a colocação de um transdutor de pressão dentro da raiz aórtica para monitorar as pressões de raiz permite fácil transição entre o fluxo e pressão constante durante o modo de Langendorff. Embora esta mudança remove a câmara de amortecimento clássico, a bomba centrífuga, permitindo que o fluxo bidireccional ocorre com base no gradiente de pressão, pode servir como uma câmara de amortecimento. Com o volume de ejeção sístole e ejetado, fluxo retrógrado através da bomba serve para diminuir a pressão pós-carga, replicando a elasticidade da aorta.
O design aberto deste aparelho também é importante. Tendo o coração pendurado em um um abertorea, em vez de uma câmara ou funil semi-fechado, permite a instrumentação mais fácil para as medições de pressão e volume. O design aberto permite o uso de uma incisão transapical para a colocação do cateter LV, evitando a abordagem transvalvar. A abordagem transvalvar é tecnicamente mais difícil, e geralmente requer fluoroscopia para a colocação correta. Além disso, esta abordagem também pode induzir a insuficiência valvular. Utilizando a abordagem transapical, que de forma segura e facilmente colocar o cateter no interior do ventrículo esquerdo, enquanto eliminando os custos e inconvenientes de fluoroscopia extra. O design aberto também oferece fácil acesso para a ecocardiografia e coleta de efluentes, ampliando ainda mais os parâmetros funcionais e bioquímicas que podem ser avaliados, enquanto no sistema.
O design aberto, facilitando a coleta de dados, faz a regulação da temperatura do miocárdio mais difícil. A manutenção da temperatura fisiológica é um dos problemas conhecidos com um Langendorffou trabalhando sistema coração 1,3,11,13. O sistema de Langendorff tipicamente contém uma câmara térmica que ajuda a manter uma temperatura adequada, mas esta câmara também torna a inserção de um cateter de pressão-volume ventricular mais difícil. Para resolver a regulamentação do projeto aberto temperatura inferior, um trocador de oxigenador / calor foi colocado após o reservatório. O espaço mínimo entre o permutador de calor e a cânula aórtica reduz a perda de calor, e a sonda de temperatura do miocárdio assegura normotermia. A utilização de tubos com camisa de aquecimento ou de fontes externas, também podem ser usadas para ajudar a controlar a temperatura.
Outro elemento único deste protocolo é lavar o sangue autólogo do porco em estudo e reconstituindo-lo com soro fisiológico. Embora, a utilização quer de perfusato de sangue completo ou glóbulos vermelhos do sangue aumentada com tampões cristalóides não é raro, se manifesta com problemas. O primeiro geralmente requer um animal doador, o que acrescenta substcustos antial para o experimento, enquanto o último pode ter problemas de imunogenicidade, uma vez que geralmente é derivado 1,11-13 sangue bovino. Ao lavar o sangue do próprio porco original, o protocolo requer apenas um único animal e as questões de imunogenicidade são ablated. Além disso, o processo de lavagem remove a maior parte dos electrólitos, o que significa que pode ser facilmente manipulado por os parâmetros experimentais. Finalmente, utilizando-se uma unidade de conservação do sangue elimina a maioria das proteínas no sangue, o que é uma vantagem e desvantagem deste processo. A vantagem é que toda a coagulação e proteínas infecciosas / imunológicos são removidos, diminuindo a probabilidade de formação de coágulos ou contaminação. A desvantagem é que esta mistura tem uma baixa pressão oncótica, o que pode conduzir a um edema do miocárdio e, possivelmente, perda da função cardíaca ao longo do tempo. Esta questão pode ser abordada, contudo, por meio da adição de albumina ou de outra colóide.
Garantir que um tamanho adequado de umaimal e cateter ter sido seleccionada é tão importante como a utilização do aparelho de coração de funcionamento. Idealmente, o cateter irá ser colocado com todos os eléctrodos de detecção dentro do espaço ventricular, com dois eléctrodos de excitação (ou seja, os eléctrodos mais proximal) fora do espaço ventricular. Se cavidade ventricular do animal é muito pequena, ou o espaçamento entre os eléctrodos é muito grande, então todos os segmentos não vai encaixar dentro do espaço de LV. Embora a localização dos eléctrodos de excitação pode ser ajustada, de uma pequena cavidade LV também pode fazer com que o cateter dobre ou curva, tornando difícil a recolha de dados. Portanto, para análise funcional de corações de animais grandes, um tamanho de animais de pelo menos 60 kg é recomendada. Com um animal deste tamanho, espaçamento de eléctrodo de 7 milímetros geralmente permite a completa inserção do cateter.
Em conclusão, este manuscrito descreve um sistema isolado trabalhando coração que simplifica a regulação da pressão de perfusão, col dadoslição, e design em geral, ao mesmo tempo que o controle apenas um pouco mais difícil de temperatura. Essas modificações no coração isolado venha permitir a sua maior utilização com grandes corações de mamíferos, incluindo seres humanos, promovendo a nossa compreensão da patologia cardíaca e permitindo que as opções de tratamento mais clinicamente relevantes a serem descobertos.