Summary
我々は、小さな金属クリップを用いて上行大動脈の狭窄によってWistarラットにおける圧負荷及び左心室肥大を作成するための段階的な手順を記載している。このモデルは、広範囲に心肥大中にリモデリングの変化を研究するためのそのような変更の退行ための戦略を同定および評価するために使用される。
Abstract
大動脈狭窄昇順ことは心肥大および心不全を誘発した圧負荷を作成するための最も一般的で成功した外科的なモデルです。ここでは、小さな金属クリップを用いて上行大動脈の狭窄によってラットにおいて圧負荷心肥大を作成するための詳細な外科的処置を記載している。麻酔後、気管切開気管の2軟骨輪間で半分の方法を通じてカニューレを挿入することにより、挿管されている。次いで、皮膚切開は、左胸壁上の第2肋間腔のレベルで行われ、筋層を大動脈の上昇部分を見つけるためにクリアされる。上行大動脈は、小型のチタンクリップを適用することによって、元の直径の50〜60％まで収縮している。大動脈狭窄後に、第二および第三リブはプロレン縫合糸で近似される。気管カニューレが除去され、一度自発呼吸が再確立された。動物は、Oを回復させる徐々に麻酔を低下させることにより、加熱パッドをn個。上行大動脈の狭窄によって生じる圧力負荷の強度は、経胸腔二次元ドップラー心エコー検査を用いて圧力勾配を記録することによって決定される。全体的に、このプロトコルは、心不全期に補償心肥大から徐々に発症し、進行の間に改造イベントや心臓の収縮特性を研究することは有用である。
Introduction
小動物モデルは、心肥大および心不全への進行の発展における慢性変化の研究のための最も好ましい手段である。これらの動物は、開胸外科的処置、心エコー検査および血行力学パラメータの評価に最も適しているように、外科的方法による心不全のラットモデルは、もともと開発された。彼らはまた、組織、細胞および分子レベルでの研究1で十分死後サンプルを提供。上行大動脈の狭窄は、圧負荷心不全2、3を作成するための最も一般的かつ成功した外科的モデルの一つである。このモデルは、肥大から心不全への移行中4細胞の細胞リモデリングおよびサブイベントや心臓の収縮特性を研究するのに適している。
このモデルの主な利点は、心臓5上の圧負荷を徐々に発症は</ SUP> 6。このモデルは、理由に補償心肥大から非代償期へ、そして最後に心不全の段階へゆっくりだが着実に進行の臨床的に関連している。心不全と関連する生理学的変化に対する心臓肥大の進行の持続時間は、主に7を生成した狭窄の程度によって影響される。上行大動脈狭窄は、縫合糸を使用することによって又は金属クリップ8,9のアプリケーションのいずれかによって、二つの方法で行うことができる。大動脈狭窄のための金属製のクリップを使用することの主な利点は、外科的処置がより複雑であることである。この方法では、1は、前出の弁膜上行大動脈を見つけて、くびれの所望のレベルを得るために、大動脈の周りにクリップを挿入しなければならない。胸のトラクターは、この手順は必要ありません。縫合による大動脈結紮は、上行大動脈の横にゲージの針を配置し、それを中心に縫合するためのより多くの外科的操作を必要とする大動脈狭窄の所望のレベルを生成する。後者の技術は、大動脈狭窄用金属クリップを用いた場合に比べ、より多くの時間がかかる。このビデオで説明した方法は、作成圧のオーバーロードされた左心室肥大モデルを可能にする、ラットにおける大動脈狭窄を昇順、外科的処置を示しています。
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Protocol
動物実験は、動物実験倫理委員会の承認を得た後に実施された。 Wistar系ラットを明サイクル、（CPCSEAガイドラインに従って）食物と水を自由に一定の室温（24±2℃）に12時間の暗闇の下で飼育した。
1）術前ケアと麻酔
- （水の500 mg / Lの用量）を経口アモキシシリンを投与することによって、手術前の抗生物質の傘の下で24時間ラット（約200gの体重）を保つ。
- 15分間121℃でオートクレーブ処理することによって（例えば、ハサミ、鉗子、クリップアプリケータ、縫合針、および針ホルダのような）すべての手術器具を滅菌する。
- 心拍数の急激な低下を避けるために37°Cの周囲に動物の体温を維持するために、加熱パッドを使用する。
- 手術前との間に動物の脱水を避けるために注意してください。
- と混合し、3％イソフルランで誘導チャンバー内のラットを麻酔0.5-1.0 L /分の酸素100％; 1.5％イソフルランで麻酔を維持。
- 成功した麻酔を確認するために、ペダル反射を確認してください。
手術部位の2）の準備
- 仰臥位で温度制御された加熱パッドの上にラットを保管してください。
- ノーズコーンで麻酔を維持したままの位置に動物を維持するために、ラットの前歯の上にゴムバンドを配置します。
- （好ましくは、電気シェーバーを使用する）は、ラットのネックラインと左胸領域から毛を削除します。
- ポビドンヨード溶液で手術部位を消毒した後、70％エチルアルコールで。
- 手術手順の間だけ、手術部位を露出させ、滅菌ドレープを使用しています。
注意：動物のケアのための追加オプションとして、0.25％ブピバカインID（2.5 mg / kgのは）前に局所麻酔/鎮痛のため、各切開部位切開に組み込むことができる。
ラットにおける3）気管挿管
- 無菌手術用ブレードを用いて気管に皮膚と平行に小さな切開を行い、慎重に気管を露出させるために、基礎となる組織を分離。
- 気管の下に4-0絹縫合糸のネクタイをつけて軽く上向きのネクタイを上げる。
- 2軟骨輪の中間に切開を行い、ラットの気管に気管カニューレを挿入します。
- 50呼吸/分、（200グラム体重ラット用）0.60秒1.70ミリリットルと吸気時間の一回換気量の呼吸数を維持するための齧歯類の人工呼吸器に気管カニューレを接続します。
昇順大動脈の4）くびれ
- 指でのリブの位置を感知した後、第二及び第三肋骨の間の左胸の壁に約2cmの皮膚切開を行う。
- 層で肋間筋層を分離し第2及び第3肋骨の間、約1.5センチの切開を行います。 （ケア取るでなければなりません肋骨の間を切開しながら、肺への傷害を避けるために、N）
- リブを撤回し、大動脈の上昇部分を探します。
- 元の直径の50〜60％までの大動脈を収縮することにより、アプリケータの助けを借りて、上行大動脈の周囲に小型のチタンクリップを配置します。
- 大動脈狭窄後、中断された縫合パターンで3.0プロレンと第二と第三のリブに近似している。同時に、肺を再膨張させるために、約2〜4秒間ベンチレータを一時停止する。
- 3.0プロレン縫合および結節縫合パターンの4.0絹縫合糸で皮膚と筋肉層を並置。合成非吸収性縫合糸で皮膚を縫合するための代わりのシルクを使用することができる。
- ラット一度自発呼吸から気管カニューレを取り外し再確立である。
- 3.0プロレン縫合および4.0絹縫合糸で皮膚層を気管開口部を閉じる。
- 動物はTに回復することができ彼は徐々に麻酔と人工呼吸補助呼吸を低下させることにより、パッドを加熱する。
- 年齢をマッチさせた偽対照動物では、上行大動脈の狭窄せずに気管切開や開胸を行う。
5）術後ケア
- ポビドンヨード液で手術領域を消毒。
- 術後鎮痛ように、1週間（10 mg / kg体重/日）トラマドール腹腔内注入する。
- 脱水の兆候が手術（約1ミリリットル）の後に表示される場合は、無菌生理食塩水を腹腔内に注射する。
- （：水500 mg / Lの用量）7日間、経口飲料水と混合アモキシシリンを管理します。
- 吸入麻酔下での手術の10日後に皮膚から残りの絹縫合糸を取り除く。
昇順大動脈の成功くびれ6）の確認
- INTENを決定するために、経胸腔2次元ドップラー心エコー検査を行う上行大動脈の収縮による圧力過負荷のsity。
- 先に述べたように、ラットを1週間の手術後の麻酔（ステップ1.5）
- 上行大動脈の狭窄部を横切る圧力勾配を記録するために前出胸骨の位置に超音波振動子を配置します。
注意：大動脈くびれサイトで水銀の約60ミリメートルの圧力勾配を持つラットは約8〜10週間で重度の心臓肥大を開発する手術を投稿してください。
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Representative Results
我々の実験では、80％以上の生存率を達成することができる。大動脈狭窄の有効性は、ドップラー心エコー検査を行うことによって確認された。大動脈狭窄部位でのHg約60mmの圧力勾配を有するラット（n = 6）は、8週間観察し、心臓肥大（ 図1）の開発のために分析するために屠殺した。 8週間後、手術後の心エコー評価は、偽手術と比較して、そのような大動脈狭窄を受けた動物におけるインター心室中隔の厚さ、左心室後壁厚および拡張状態における左心室内径の減少、左心室のパラメータの有意な増加を明らかにした対照（ 表1、図2）。心臓重量/体重比および左心室重量/体重比の有意な上昇、大動脈狭窄（ 表2、図3）を有するラットで観察された。これらのデータ大動脈狭窄で手術後のラットは偽手術対照と比較して、心肥大の重要なレベルを開発する8週間を示唆している。
図1行大動脈を横切る圧力勾配を示すラットにおける心エコー図。 AA）大動脈の狭窄および水銀およびAbの63.0ミリメートルの圧力勾配を有するラット由来の代表的心エコー図は、コントロールを操作する圧力勾配が偽からの代表的な心エコー図。BA）を測定した大動脈全体のサイトのカラードップラーエコーを表し、水銀、Bbと 2.86程度の圧力勾配を有するラットは、圧力勾配が尺度であった大動脈を横切る部位のカラードップラーエコーを表す D。圧力勾配の増加は、部分的な上昇、大動脈の狭窄を受けたラットにおいて大動脈の正常なバンディングを示す。
図2屠殺時8週間、手術後の左室の大きさを描いた大動脈狭窄（A）とラットと対照ラット（B）の左心室のMモード心エコー図 IVST =間の心室中隔の厚さ。。; LVPWT =左心室後壁厚;拡張期におけるLVID =左室内径。大動脈狭窄、心室間の中隔の厚さの有意な増加を有するラットでは、左心室後壁厚および拡張状態における左心室内径の減少が観察され得る。
図3。大動脈狭窄（A）と偽を受けたラットの心臓全体の画像が対照ラット（B）8週間後に手術を運営。大動脈狭窄を持つラットは偽コントロールを操作すると比較して有意な心肥大を持っています。
表1屠殺時の心臓の左心室のMモード心エコーパラメータ、8週間、手術後 IVST =間の心室中隔の厚さ。。; LVPWT =左心室後壁厚;拡張期状態でのLVID =左室内径; AACは=大動脈狭窄の昇順。
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Discussion
圧負荷の誘導ならびに心肥大および心不全のためのいくつかの外科的モデルがある。小動物では、Lorellらは我々がここで説明したモデルを開発し、彼らが補償心肥大8週間後の大動脈結紮5が発生したことを報告した。心臓の変化は徐々に非代償性状態に進行した後、心不全につながる。このモデルの主な利点は、左心室圧の増加および慢性高血圧の臨床状況に類似し、従ってを徐々に発症である。また、左心不全関連肺高血圧症10を研究するのに適した動物モデルである。
このようなダール感受性ラット、高血圧自然発症ラットおよび腹部大動脈の狭窄ラットなどの圧負荷心不全のための他の動物モデルは、、また、慢性圧負荷を開発しています。しかしながら、それらは進行fの長期間がかかる心不全へのROM心臓肥大。実験ラットの維持費は1したがって、高くなっている。 deAlmeidaらは、マウス11で左心室肥大を誘導するための横方向の大動脈狭窄を採用。技術は胸骨正中切開し、胸骨の後退を伴うので、より困難である。
術式後のノーズコーンに開胸術前と気管挿管から挿管を気管するノーズコーンから麻酔の迅速な変更を確認してください。ラットでの気管挿管のための別の方法ではなく、気管切開の気管内挿管用のポリエチレンチューブを使用することです。しかし、この技術は、適切な技能を必要とする。ケアは肋骨の間を切開しながら、肺への怪我をしないように注意する必要があります。左心室ストレス、急性左心室不全およびpを生成するのに十分な重症ではないために重要大動脈狭窄を生成するのに十分なチタンクリップの応用ulmonary浮腫。リブの近似プロレン縫合糸の使用は、動物の正常な回復のために重要である。リブの接近の間、肺を再膨張させるために、約2〜4秒間ベンチレータを一時停止する。
私たちは、動物では20％しか手術死亡率を持っていたし、何術後の合併症はなかった。ここで説明する手法は、このように心臓肥大とプログレッシブ心不全の慢性病態生理学的変化を研究するための効率的かつ適切なツールです。
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Disclosures
著者らは、開示することは何もありません。
Acknowledgments
著者らは、このプロジェクトの財政支援のためのバイオテクノロジー本部、インド政府を認める。 AjithクマーGSは医学研究、インド政府のインド評議会の上級研究フェローシップと科学産業研究評議会、インド、Binilラジ政府の上級研究フェローシップでサポートされていました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Wistar rats | Maintained at ARF, RGCB | ||
| Inhalation anaesthesia systems | VetEquip | AB19276 | |
| Rodent ventilator | CWE Inc | SAR- 830/AP | |
| Rat tracheal cannula | CWE Inc | 13-21032 | |
| Ultrasound system | Philips | HD7 | |
| Ultrasound transducer | Philips | S 12 | |
| Titanium clip (small) | Horizon | 1204 | |
| Clip applicator | Weck | 137081 | |
| Electric shaver | Vinverth | VBT0817 | |
| BP blade (size:11) | Surgeon | REF10111 | Preparation of surgical site |
| Tramadol | Orchid health care | OCH043 | |
| Amoxycillin Hydrochloride | Ranbaxy | ||
| Isoflurane | Piramal health care | A23M10A | |
| Syringes | BD | 2015-09 | |
| 4-0 braided silk | Diamond | ||
| 3-0 prolene | Johnson&Johnson | NW018 | |
| Surgical tape | Romsons | SH 6301 | |
| Povidone iodine | Win Medicare | ||
| Temp. controlled heating pad | Flamingo | HC1003 |
References
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