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Medição da aorta ascendente Rigidez In Vivo Em ratos usando ultra-som

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DOI:

10.3791/52200

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2 de dezembro de 2014

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1Department of Biomedical Engineering, Johns Hopkins University, 2Department of Anesthesiology and Critical Care Medicine, Johns Hopkins University, 3Department of Medicine (Cardiology), Johns Hopkins University, 4The Australian School of Advanced Medicine, Macquarie University

Neste artigo

Resumo

Descrevemos uma técnica para medir a rigidez aórtica a partir de sua relação pressão-diâmetro in vivo em camundongos. O diâmetro da aorta é registrado por ultrassom e a pressão aórtica é medida de forma invasiva com um cateter de pressão de estado sólido. A pressão arterial é alterada de forma incremental e o diâmetro resultante é medido.

Resumo

Nós apresentamos um protocolo para a medição da rigidez aórtica vivo em ratos usando ultra-sonografia de alta resolução. Diâmetro aórtico é medido por ultra-sons e a pressão sanguínea aórtica é medido de forma invasiva com um cateter de pressão de estado sólido. A pressão arterial é levantada depois baixou de forma incremental por infusão intravenosa de drogas vasoativas fenilefrina e nitroprussiato de sódio. Diâmetro aórtico é medido para cada etapa de pressão para caracterizar as relações de pressão de diâmetro da aorta ascendente. Rigidez índices derivados da relação de pressão de diâmetro pode ser calculado a partir dos dados recolhidos. Cálculo da complacência arterial é descrito neste protocolo.

Esta técnica pode ser utilizada para estudar os mecanismos subjacentes a rigidez da aorta aumentado associado com doença cardiovascular e envelhecimento. A técnica produz uma medida fisiologicamente relevante de rigidez em relação ao ex vivo aproxima porque phinfluências ysiological na rigidez aórtica são incorporados na medição. A principal limitação desta técnica é o erro de medição introduzido a partir do movimento da aorta durante o ciclo cardíaco. Este movimento pode ser compensada através do ajuste da localização da sonda com o movimento da aorta, bem como fazer múltiplas medições de pressão a relação de diâmetro da aorta e expandir o tamanho grupo experimental.

Introdução

O aumento da rigidez aórtica é uma característica da doença cardiovascular. Envelhecimento 1, fumar 2, 3 diabetes, hiperlipidemia 4, e outros factores de risco de doença cardiovascular têm sido mostrados para aumentar a rigidez da aorta. Estudos epidemiológicos têm demonstrado mais rigidez aórtica como um poderoso preditor independente de o aparecimento da doença cardíaca coronariana e acidente vascular cerebral, bem como a ocorrência de eventos e mortalidade 5-8 cardiovasculares. Devido à importância clínica e de saúde pública da rigidez aórtica aumentada, a pesquisa atual está focada na compreensão dos mecanismos subjacentes ao desenvolvimento e progressão da rigidez vascular. Portanto, grande interesse existe no desenvolvimento de medidas precisas de rigidez vascular em modelos experimentais de doença cardiovascular.

A rigidez do material pode ser caracterizado pela sua relação de tensão-deformação e quantificados como modificação elásticaulus. Um material elástico linear deforma reversível e seu estresse aumenta proporcionalmente à tensão. A aorta e as artérias são grandes corpos elásticos não lineares: quando esticado, a rigidez da artéria não permanece constante, mas aumenta com o grau de distensão. Esta não-linearidade das propriedades mecânicas de grandes artérias é devido às diferentes propriedades de rigidez dos elementos de suporte de cargas, ou seja, a elastina e o colagénio, o que constitui a parede do vaso. A elastina é altamente extensível, com um módulo de elasticidade de 0,6 MPa. Em comparação, o colagénio é muito rígido com um módulo de elasticidade de 1 GPa 9. A rigidez inicial exibido pela aorta em valores de deformação mais baixos é atribuída a elastina, enquanto a alta rigidez exposto em valores elevados de tensão é devido ao colágeno. A carga é transferida da elastina como o colagénio para o navio e distende-se esta região de transferência de carga é o sistema vascular, onde opera. Portanto, a pressões fisiológicas, a rigidez arterialdepende da contribuição de ambos elastina e colágeno 10.

A distribuição e orientação de colagénio e elastina variar por camada dentro da parede arterial. Nos meios de comunicação, a elastina, colágeno e células musculares lisas são empacotados em hélices apertados que estão em camadas de forma concêntrica. Este arranjo permite que a artéria para resistir cargas elevadas na direcção circunferencial. A adventícia é predominantemente colágeno com pouca elastina e fibras de colágeno são organizados de forma net-like. Estas fibras de colágeno são ondulado em um estado átono e endireitar como carga aumenta. Aumenta rigidez, as fibras de colágeno endireitar, impedindo assim a artéria de overstretching e ruptura. Por causa da organização estrutural e orientação variável das fibras de colágeno, as artérias são anisotrópica: a rigidez exibiu depende se o navio é esticada longitudinalmente ou circunferencial 11 in vivo stiffnes.s é, portanto, um composto de rigidez longitudinal e circunferencial da aorta.

A rigidez arterial é geralmente quantificada in vivo como velocidade de onda de cumprimento ou de pulso (VOP). Complacência arterial é definido como C = ΔD / AP onde ΔD é a mudança de diâmetro e AP é a mudança correspondente na pressão. Os valores mais baixos de cumprimento indicam vasos mais duras. A conformidade é calculado a partir da relação de pressão de dimensão da artéria e é, portanto, uma medida directa de rigidez. Como rigidez é disseminada não uniformemente na vasculatura 12, cumprimento deverá ser medido no mesmo local / semelhantes em cada disciplina para fazer comparações significativas entre os grupos experimentais.

A diferença entre a aderência e o módulo de elasticidade é que o módulo de elasticidade é normalizado com as dimensões do material. Conformidade reflecte, portanto, a rigidez estrutural, ao passo que o módulo elástico reflects rigidez do material. Com o envelhecimento, parede arterial espessura aumenta e elastina / proporção de colágeno diminui, por isso tanto a rigidez estrutural e rigidez do material são maiores.

Em comparação com o cumprimento, a VOP é uma medida indireta da rigidez arterial. VOP é a velocidade a que um impulso de pressão desloca ao longo de um comprimento da artéria e é influenciada pelas propriedades da parede do vaso. A equação Moens-Korteweg é utilizado para modelar a relação entre VOP e módulo de elasticidade: VOP 2 = E h / (2 ρ r) onde E é o módulo elástico incremental, h é a espessura da parede, ρ é a viscosidade do sangue, e r é raio do vaso . Por conseguinte, um valor mais elevado VOP sugere um navio mais rígida.

Compliance e módulo de elasticidade pode ser medido experimentalmente ex vivo em um segmento extirpado da embarcação. Para determinar a conformidade, o segmento do vaso é montado sobre uma pressão myograph 13,14. Pressão dentro do vaso é aumentado passo a passo e the resultando mudança de diâmetro é rastreado usando microscopia de vídeo. Compliance é determinada a partir dos dados de pressão de diâmetro. Módulo de elasticidade incremental pode ser medido por ensaio de tracção. Nestas experiências, o recipiente é puxado para além dos dados escalonada e força-deslocamento é recolhido até que o anel vaso quebras. Os valores de tensão e deformação podem ser calculados e plotados para determinar o módulo de elasticidade incremental. Estes ex vivo abordagens podem ser usadas para avaliar as alterações nas propriedades passivas que influenciam a rigidez.

In vivo, para além da parede de conteúdo, rigidez vascular é influenciada de forma dinâmica pelo tono do músculo liso e 13,15,16 pressão arterial. VOP é o método mais utilizado para a medição da rigidez aórtica vivo em modelos experimentais. VOP pode ser determinada de forma não invasiva com ultra-som Doppler ou tonometria de aplanação 17. Pulso de pressão é medido em dois pontos separados e o tempo necessário parao pulso para atravessar a distância é a velocidade da onda de pulso. Porque VOP é medida ao longo de um comprimento da aorta, que é um valor médio da rigidez. As grandes artérias são não-linear elástico, de modo a rigidez e, portanto, a VOP irá variar com a pressão arterial. Um valor maior VOP poderia, portanto, surgir do aumento da rigidez ou pressão elevada. Valores da VOP, portanto, deve ser normalizado a pressão arterial para tirar conclusões sobre a rigidez da embarcação. Os métodos de medição que incorporam a influência da pressão arterial com as propriedades passivas da parede vascular e os efeitos de mediadores vasoactivos que alteram o tom produziria um índice fisiologicamente relevante de rigidez arterial. Esta abordagem é implementada pela medição VOP invasiva com um cateter com dois sensores de pressão separados a uma distância fixa 13. Este cateter de pressão dupla é inserido na aorta e as drogas vasoactivas, tais como a fenilefrina ou nitroprussiato de sódio, são infundidos intravenosamente atravésum cateter venoso para levantar e pressão arterial mais baixa.

Este protocolo descreve um método para determinar a rigidez da aorta in vivo a partir da sua relação de pressão de dimensão num modelo de ratinho. Esta abordagem oferece várias vantagens sobre a medição invasiva VOP. Índices de rigidez, tal como o cumprimento, pode ser calculada a partir dos dados de pressão de dimensão recolhidos por este procedimento. Além disso, esta técnica permite a medição da rigidez aórtica local, pois a rigidez é medido a partir de um único local. Esta abordagem é particularmente útil para medir a rigidez da aorta ascendente como o comprimento curto da região faz uma medição VOP difícil de obter. O interesse dos pesquisadores existe especificamente na aorta ascendente, porque suas propriedades mecânicas influenciar a perfusão da circulação coronária ea resposta cardíaca à disfunção vascular.

Para medir a relação de pressão de diâmetro da aorta in vivo , a aorta ascendente é visualizado e o seu diâmetro é medido por ultra-sonografia. Pressão sanguínea aórtica é medido de forma invasiva com um cateter de pressão. A pressão arterial é alterada de forma incremental por infusão intravenosa de drogas vasoativas. A fenilefrina contrai os vasos sanguíneos e é usado para elevar a pressão aórtica. O nitroprussiato de sódio dilata os vasos sanguíneos e é utilizado para baixar a pressão aórtica. Diâmetros da aorta sistólica e diastólica e pressões aórtica correspondentes são medidos para cada aumento de pressão. A conformidade pode ser calculado a partir dos dados recolhidos pressão de diâmetro.

Protocolo

Este protocolo foi aprovado pelo Comitê de Uso e Cuidado Animal Institucional da Universidade Johns Hopkins.

1. Preparação de Soluções, Materiais e animal

  1. Prepara-se uma solução / ml 300 ug de fenilefrina (PE) e 300 ug / ml, solução de nitroprussiato de sódio (SNP) em 0,9% de solução salina. Prepara-se uma solução de heparina-solução salina separado por mistura de 1 mL de 1.000 U / ml de heparina em 10 ml de solução salina a 0,9%.
    NOTA: Os medicamentos devem estar em temperatura ambiente antes do uso.
  2. Faça o cateter para a infusão de drogas intravenosas de dois 30 G x ½ "agulhas hipodérmicas e PE 10 tubos de polietileno. Para fazer com que o cateter, inserir uma agulha numa extremidade do tubo. Remover a parte da agulha da outra agulha hipodérmica e inserir a extremidade cega na outra extremidade do tubo. Anexar o cateter a uma seringa de 1 ml e preencher o cateter com a solução de heparina-solução salina.
  3. Colocar o mouse na indução da anestesia câmara containing 2-2,5% de isoflurano em 100% de oxigênio. Deixe o mouse na câmara de indução até que ele não responde a estímulos externos.
  4. Retire o rato da câmara de indução e colocá-lo no bloco de eletrocardiograma aquecida (ECG). Manter o animal em 2% de isoflurano.
  5. Aplicar pomada veterinário ou solução salina para os olhos do animal para evitar a secura durante o procedimento.

2. A inserção de um cateter dentro da veia da cauda

  1. Uma vez que as veias da cauda estão localizados lateralmente em ambos os lados da cauda, ​​deve colocar o animal no seu lado para um melhor acesso. Fixe o mouse sobre o bloco de ECG com fita adesiva. Certifique-se de que o animal é mantido quente para promover a vasodilatação das veias da cauda.
  2. Utilizar um pedaço de tubo de silastic como um torniquete, o torniquete laço em torno da base da cauda. Amarre o garrote apertado o suficiente para fechar as veias, mas não o suficiente para cortar a circulação arterial. Depois de 2-3 min, a veia deve ser empurrada para fora e se tornam mais visíveis.
  3. Puxe delicadamente a cauda esticada. Dobre a cauda em um ângulo com uma mão e segure a agulha paralela à cauda com o outro. Pierce da agulha onde a cauda é dobrada através da pele para dentro da veia. O sangue irá empurrar para trás para dentro do cateter, se a agulha é inserida na veia.
  4. Coloque uma gota de cola de tecidos em que a agulha é inserida para proteger o cateter. Retire o torniquete e confirmar a permeabilidade através da injeção de solução salina com pouca resistência.

3. A inserção do cateter de pressão arterial através artéria femoral

  1. Posicionar o cateter de pressão para uma seringa de 30 ml cheia com água destilada e conectar o cateter para a unidade de controlo de pressão. Mergulhe o cateter em água, ligado, por 30-45 min durante os procedimentos de set-up e cirurgia.
  2. Coloque o supino animais e gravar suas patas sobre o bloco de ECG. Aplique o creme depilatório no peito e na área sobre a artéria femoral.
    1. Espere 3-5 minutos e remova o creme e cabelo. Thoroughly remover os pêlos do peito para evitar artefatos durante o ultra-som. Limpe tanto a regiões do membro posterior de peito e com uma almofada umedecida para remover o excesso de creme depilatório.
  3. Utilizando uma tesoura fina, fazer uma incisão na pele acima da localização da artéria femoral. Dissecar através do tecido adiposo subcutâneo para revelar a artéria femoral. A artéria femoral é parcialmente coberto pelo abdômen. Use hemostáticos para mover o abdómen de distância. Mantenha os tecidos úmidos cobrindo-o com uma gaze úmida ou, alternativamente, pingando salina sobre ele periodicamente para evitar tecidos de secar.
  4. Usando uma pinça fina, separar o nervo longe do bundle-veia artéria. Suavemente perfurar a bainha em torno do feixe artéria veia para separar a artéria da veia. Passar um fio de sutura em volta da artéria, a extremidade proximal e colocar-se duas suturas na extremidade distal.
  5. Segurança num nó da sutura mais distal para parar o fluxo de sangue distal. Use hemostats para puxar o psutura roximal para interromper temporariamente o fluxo de sangue na artéria femoral. Use microtesouras para fazer uma pequena incisão na artéria femural. Faça a incisão perto do nó distal.
  6. Calibrar o software de aquisição de dados para o cateter usando as configurações de calibração da unidade de controle de pressão. Ligue o aparelho de controlo de pressão de volta para a leitura do transdutor e equilibrar o cateter de pressão para que as saídas de cateter 0 mm Hg na seringa cheia de água.
  7. Inserir o cateter na artéria femoral. Abrir a incisão com uma pinça fina com uma mão e insira a cabeça do cateter na artéria com a outra mão.
    1. Atar o meio de sutura em torno do fio do cateter para fixar o cateter no interior da artéria. Relaxe a sutura proximal e avançar o cateter para a frente na aorta abdominal. Ate a sutura proximal para proteger ainda mais o cateter e prevenir o sangramento.
  8. Mova cuidadosamente a almofada ECG com o mouse, cateter de pressão e salina syringe para a fase de imagens de ultra-sons. Conectar o cateter de pressão sanguínea para a unidade de controlo de pressão. Colocar a seringa de solução salina na bomba de seringa. Permitir que o animal e o cateter para equilibrar durante 20 min.

4. Medir diâmetro da aorta em uma faixa de pressões de sangue

  1. Reduzir isoflurano a 1,5%. Visualize a aorta ascendente longitudinalmente sobre B-mode usando uma visão de longo eixo. Montar o transdutor no sistema ferroviário, de modo que o mesmo ponto de vista é mantida durante a duração da experiência.
  2. No mainframe de ultra-som, coloque o cursor do modo-M sobre a seção de aorta a ser rastreado. Acompanhe a mudança aórtica diâmetro ao longo do ciclo cardíaco usando M-mode.
  3. Alterar a solução salina na seringa para a solução de PE e colocar a seringa na bomba de seringa.
    1. Grave M-mode à pressão aórtica linha de base. Comece a infusão a 360 mg / kg / min e infusão por 1 min para a pressão aórtica para chegar a um platô. Para um 25 g rato, fazei istose equipara a 30 ul / min.
    2. Registre o modo M, em seguida, parar a infusão, e esperar 2 min para a pressão arterial para retornar à linha de base.
  4. Baixa taxa de infusão de 240 ug / kg / min. Para um ratinho de 25 g, esta dose corresponde a 20 mL / min. Comece infusão, infusão por 1 min para a pressão arterial para planalto, e gravar M-mode. Interrompa a infusão, e esperar 2 min para a pressão arterial para retornar à linha de base.
  5. Repetir o passo 4.4 para 120 ug / kg / min PE (10 ul / min para um ratinho de 25 g).
  6. Substitua PE com solução salina e infundir a salina na taxa utilizada para a 360 mg / kg / min de infusão (30 mL / min para a 25 g mouse). Infusão por 2-3 minutos, até que a infusão ainda não produz um aumento na pressão aórtica e a pressão é de retornar à linha de base. Espere 5 min para a pressão arterial para estabilizar no início do estudo.
  7. Substitua salina com SNP.
    1. Grave M-mode à pressão aórtica linha de base. Comece a perfusão a 240 ug / kg / min (20 mL / min para 25 g de rato)e infusão por 1 min. Quando a pressão aórtica atinge um patamar, registre o modo-M. Interrompa a infusão e esperar 2 min para a pressão arterial para retornar à linha de base.
  8. Baixa taxa de infusão de 120 ug / kg / min (10 mL / min para 25 g de ratinho). Comece infusão, infusão por 1 min para a pressão arterial para planalto, e gravar M-mode. Pare de infusão e esperar 2 min para a pressão arterial para retornar à linha de base.
  9. Repetir o passo 60 para 4,8 ug / kg / min de SNP (5 ul / min por 25 g de ratinho).

5. concluir o experimento

  1. Para sacrificar o animal, aumentar isoflurano a 4%. Quando a respiração desacelerou, geralmente em 1-2 min, cortar o esterno com uma tesoura para abrir a cavidade torácica e expor o coração.
  2. Segure o coração com uma pinça de médio e extirpar-lo do corpo através do corte na aorta ascendente com uma tesoura.

Resultados

Uma imagem longitudinal do ventrículo esquerdo ea aorta ascendente, é capturada no modo B, como mostrado na Figura 1. Alternativamente, uma imagem de apenas longitudinal da aorta pode ser obtido, como na Figura 2. O movimento da parede da aorta durante a cardíaca ciclo aparece como duas linhas brancas no modo-M, como mostrado na Figura 3. Os lúmen da aorta é a área entre as linhas. Pressão aórtica é modulada por infusão de drogas vasoativas. PE aumenta a pressão aórtica, como mostrado na Figura 4A, e SNP reduz a pressão, conforme mostrado na Figura 4B. Modo-M é registada quando planaltos pressão arterial, 1 min após o início da infusão. A pressão na aorta é incrementalmente alterado através da alteração da dose de medicamento administrado, conforme mostrado na Figura 5. A dose da droga é controlada por meio da taxa de infusão. Todas as doses de drogas estão em ug / kg / min. Diâmetros máximo e mínimo são medidos a partir tele modo-M, mostrado na Figura 3. Estes diâmetros correspondem a pressões sistólica e diastólica da aorta gravados pelo cateter de pressão.

Sistólica e diastólica de diâmetro e pressão valores de três ciclos cardíacos são medidos no início do estudo e para cada dose PE e SNP. O desvio-padrão entre as três medições de diâmetro em uma dose da droga varia entre 0,01 mm e 0,04 mm. Diâmetro da aorta pode ser representada graficamente em função da sua pressão aórtica correspondente para ilustrar a relação de pressão de diâmetro, como mostrado na Figura 6A.

Estes valores de pressão de diâmetro são usados ​​para calcular a conformidade da aorta. Complacência arterial é calculado pela

C = (sys D - D diâmetro) / (sys P - P diâmetro) (1)

onde sys D e D dia são diâmetros sistólica e diastólica e sys P e P diasão as pressões sistólica e diastólica. Compliance e pressão aórtica (PAM) são calculados no início do estudo e para cada dose PE e SNP. Compliance é plotado contra MAP para demonstrar a pressão-dependência de rigidez. Devido ao comportamento elástico não linear da aorta, a conformidade diminui com o aumento da MAP, como pode ser visto na Figura 6B.

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Figura 1: vista. As medições do diâmetro longitudinal da aorta ascendente em modo-B são retiradas de uma imagem longitudinal da aorta ascendente deixando o ventrículo esquerdo. LV: ventrículo esquerdo; PA: artéria pulmonar; AA: aorta ascendente. A visualização da artéria pulmonar depende da colocação da sonda. Diâmetro da aorta é medido distal à válvula aórtica. Frequência da sonda utilizada para capturar esta imagem é de 40 MHz.


Figura 2:. Vista Alternativa da aorta ascendente em modo-B da aorta ascendente é apresentado com mais destaque e as paredes do ventrículo esquerdo do coração e são menos distintos. AA: aorta ascendente; LV: ventrículo esquerdo. Frequência de sonda utilizada para gravar esta imagem é de 40 MHz.

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Figura 3:. Diâmetro da aorta Aorta visualizado no modo-M é medido a partir da imagem do modo-M. O movimento da parede aórtica aparece como duas linhas onduladas. O espaço entre as duas linhas é o lúmen da aorta. Diâmetros da aorta sistólica e diastólica de três ciclos cardíacos são medidos a partir do modo-M. Nesta imagem, a pressão aórtica registrado pelo cateter de pressão, sinal de ECG, e ciclo respiratório são exibidos em vermelho, verde e amarelo no modo-M. Probe frequenciay usado para gravar esta imagem é de 40 MHz e a velocidade de varredura de aquisição é de 1.200 Hz.

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Figura 4:. Alterando a pressão aórtica incrementalmente a pressão aórtica é incrementalmente alterado pela dose de infusão de drogas. A dose de fármaco é modulada pela taxa de infusão. Todas as doses são em ug / kg / min.

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Figura 5:. A modulação da pressão aórtica com drogas vasoactivas aórtica pressão é aumentada com a infusão de vasoconstritor fenilefrina (PE) e diminuiu com a infusão de nitroprussiato vasodilatador de sódio (SNP). Planaltos pressão na aorta 1 min após o início da infusão da droga. Modo-M do diâmetro da aorta é registada no planalto. (A) mostra o aumento da pressão aórticacom infusão / kg / min PE 360 ug. (B) mostra a redução da pressão aórtica com 240 ug / kg / min de infusão SNP. O tempo de infusão é iniciado eo tempo que o modo M é gravado são colocados nos traços.   A pressão na aorta é alterado de forma incremental por a dose de fármaco infundido. A dose de fármaco é modulada pela taxa de infusão. Todas as doses são em ug / kg / min.

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Figura 6: Diâmetro vs. pressão e cumprimento vs. significa parcelas pressão aórtica diâmetro da aorta podem ser plotados contra a sua pressão aórtica correspondente para mostrar a relação de pressão de diâmetro (A).. A conformidade pode ser calculado para cada incremento de pressão e representada graficamente contra a pressão aórtica média (MAP) para mostrar a dependência da pressão de rigidez da aorta (B).

Discussão

Tomando medições de diâmetro em vários incrementos de pressão ao longo de uma ampla gama de valores da pressão é necessário para a caracterização precisa da relação de pressão de diâmetro. Os limites de pressão superior e inferior que podem ser induzidas farmacologicamente pode variar de acordo com o grupo experimental, mas a gama ideal é de cerca de 25 mm Hg a 125 mm Hg e diastólica 50 mm Hg até 200 mm Hg sistólica. As doses de 360 ​​ug / kg / min e PE 240 ug / kg / min SNP provocam geralmente os limites da gama de pressão. No entanto, as doses de PE pode ser aumentada para 480 ug / kg / min e para o SNP 360 ug / kg / min para verificar que os limites tenham sido atingido. As concentrações de trabalho de PE e SNP pode ser diminuído para atingir incrementos de pressão mais finas. À medida que o diâmetro mudará com pressão aórtica, induzindo os mesmos valores de pressão entre os animais e os grupos experimentais não é importante.

Venoso e canulação arterial pode ser realizada em outros locais com o mesmo UOtcomes. Canulação da veia da cauda pode ser um desafio devido ao pequeno tamanho da veia da cauda. Além disso, a veia da cauda não é facilmente visível em ratinhos de cor escura. A veia femoral pode ser canulado como uma alternativa. Esta via pode ser mais fácil desde a veia femoral é mais acessível. Para a inserção do cateter de pressão, além da artéria femoral, o cateter pode ser inserido através da carótida. A artéria femoral é preferível sobre a artéria carótida, no entanto, porque a região do tórax permanece intacto para a imagiologia de ultra-sons. Canulação da artéria femoral pode ser mais difícil porque a artéria femoral é menor. Utilizando um cateter de 1,2 M e a introdução do cateter na artéria femoral proximal abaixo da cavidade abdominal irá facilitar o processo de punção. Colocando algumas gotas de um agente vasodilatador como lidocaína para a artéria femoral ou utilizando um introdutor de cateter também pode ajudar a aumentar o vaso para facilitar a inserção do cateter. O cateter de pressão deve ser manuseado e utilizadode acordo com as instruções do fabricante.

Localização do cateter no interior da aorta não precisa de ser consistente entre os animais, como a queda de pressão no interior da aorta é insignificante. No entanto, a colocação do cateter na aorta abdominal pode ser melhor para minimizar a interferência com a imagiologia de ultra-som da aorta torácica. Alguns mainframes de ultra-som pode gravar pressão em tempo real com o traço M-mode, dando assim uma medida de pressão para cada diâmetro medido no modo-M. Infelizmente, uma vez que o local onde o diâmetro é medido não é o mesmo local onde a pressão é registado, existe um desfasamento entre a pressão registada no cateter e a pressão efectiva na aorta ascendente. Como resultado, só as medições de diâmetro mínimo e máximo podem ser utilizados para a análise de dados.

A principal limitação deste método é a incerteza de medição introduzido pela aorta entrando e saindo of o plano de ultra-sons durante o ciclo cardíaco. Erro introduzido-Motion é comum a todos os estudos de imagem com base, incluindo ressonância magnética e tomografia. Estratégias de compensação incluem o uso de características anatômicas para mudar o quadro de referência com o movimento de 18 e são implementadas durante o processamento de dados. Como software de compensação de movimento não está prontamente disponível, o investigador deve estar vigilante sobre como ajustar a localização da sonda para acompanhar a mudança na localização da aorta como aumento da pressão arterial e diminui. As medições do diâmetro deve também ser tomada através do centro da aorta. No entanto, determinar se o local de gravação do modo-M está a passar através do centro pode ser difícil julgar a imagem de ultra-sons em, especialmente com as posições mutáveis ​​aorta. A incerteza introduzida por essas limitações evidentes no grau de dispersão dos dados, como evidente na Figura 6. A obtenção de uma imagem da secção transversal, em vez do eixo longitudinal da Ascending aorta pode ser uma solução. Entretanto, obter essa visão às vezes pode ser mais desafiador e o traço de modo M resultante pode ser menos clara. A circunferência da secção transversal a partir da imagem em modo B pode ser medido, em vez de o diâmetro da imagem do modo-M. No entanto, determinar quando a circunferência máxima e mínima foi conseguido será limitada pela velocidade de fotogramas em modo B e pode ser mais difícil de avaliar que no modo-M.

Fazendo várias medições da trama de pressão de diâmetro e aumento do tamanho experimental grupo pode melhorar a precisão dos dados. Os dados de pressão de diâmetro podem ser recolhidos a partir de vários locais ao longo do peito. Este protocolo poderia ser efectuado em primeiro lugar com a sonda colocada em um local, com o peito. A aorta iria então ser visualizado com a sonda colocada em um outro local e o protocolo repetido.

Os agentes vasoativos utilizados para modular a pressão arterial poderia afetar potencialmente musc suave aórticatom le, que por sua vez afetam a rigidez. No entanto, a manipulação de pressão aórtica por retorno venoso foi demonstrado que produz alterações semelhantes nos VOP medido invasivamente como manipulação farmacológico em ratos. Estes resultados demonstraram que a infusão de drogas vasoactivas actuam principalmente nas artérias de resistência periférica e não afectam significativamente tono do músculo liso da aorta 19.

Este protocolo pode ser realizada em ratos com algumas pequenas modificações. O peito é raspada antes de aplicar o creme depilatório. A disponível comercialmente 27 G x ½ "cateter é utilizado para a infusão da droga. As doses de medicamentos utilizados para modular a pressão aórtica são 40, 80, e 120 ug / kg / min de PE e 40, 80, e 120 ug / kg / min de SNP.

Além da aorta ascendente, diferenças regionais na rigidez aórtica pode ser determinada com este protocolo. Rigidez Regional medido por esta abordagem seria mais precisa do que a VOP como medições de are retirado de um local como se opor a dois locais para a VOP. No entanto, regiões ao longo da aorta que podem ser medidos com esta técnica são limitados aqueles que podem ser visualizados por ultra-som.

Módulo de elasticidade também podem ser calculados a partir dos dados recolhidos por este método, se uma medição de espessura de parede pode ser obtido. Preciso na medição in vivo da aorta do rato é limitada pelos limites de resolução de tecnologia de ultra-sons actual. Melhoria futura da tecnologia de ultra-som poderia fazer na medição de espessura de parede vivo mais viável. Como alternativa, as medições de espessura pode ser realizado ex vivo. Miografia Pressão iria fornecer as medições mais precisas, porque a espessura pode ser medido a cada incremento de pressão.

Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado por uma bolsa do National Heart, Lung, and Blood Institute 1RO1-HL-105296-01 (para DE Berkowitz) e uma bolsa do Australian Research Council DP110101134 (para A. Avolio).

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Equipamento
Máquina de ultrassom de alta resoluçãoVisual SonicsVevo2100
13-24 MHz transdutorVisual SonicsMS250Usado para imagens de ratos
22-55 MHz transdutorVisual SonicsMS550DUsado para camundongos de imagem
Imagem EstaçãoVisual SonicsImagine Station 1
1.2F Cateter de pressãoTransônicoFTH-1211B-0018
SP200 unidade de controle de pressãoTransônicoFFS-095-DP01
Apenas Infusão Padrão Bomba Harvard 11 Plus Bomba de seringaAparelho Harvard702208
Vaporizador de isofluranoVetEquip911103
Câmara de induçãoVetEquip941443
100% O2AirgasOX USP200
Latão de Estágio Único 0-50 psi Regulador de Cilindro de Uso Geral CGA540AirgasY11215B540
Stereo Boom Stand MicroscópioNational Optical420-BMSQ
Iluminador de fibra óptica e tubo de luzCole PalmerEW-41500-50
Suprimentos
30G x 1/2" BD Agulha PrecisionGlideBD305106Para canulação da veia da cauda em camundongos
Tubulação de polietileno PE10Becton Dickinson427401Para canulação da veia da cauda em camundongos
27G x 1/2" Conjunto de infusão alada SurfloeTerumoSV*27ELPara canulação da veia da cauda em ratos
Signa Gel Electrode GelParker15-25Uso para gravação de ECG
Aquasonic Clear Ultrasound GelParker03-08Use para seringas de ultrassom
1ml Sub-Q, 26G x 5/8"BD309597
NairNairCreme depilatório
HistoacrylTissueSealTS1050071FPCola de tecido
Sutura de seda trançada 6-0Teleflex104-S
Dumostar P55 fine FórcepsRobozRS-4984
MicrotesouraWPI501839
Tesoura finaFST14060-11
Fórceps médioTed Pella5665
Fórceps hemostáticoRobozRS-7131
Esponja de gaze de algodão não estérilFisherbrand22-362-178
Algodão com ponta aplicadoresOritan803-WC
Fita adesivaFisherbrand15-901-20
Medicamentos
Cloreto de sódioSigma AldrichS7653
Cloridrato de R-fenilefrinaSigma AldrichP6126
Nitroprussiato de sódio di-hidratadoSigma Aldrich71778
Software
PrismGraphPad
ExcelMicrosoft

Referências

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