Introduction
دراسة أجهزة معزولة تسمح السيطرة على الظروف الفسيولوجية وراء ما هو ممكن في الجسم الحي. فيفو السابقين الاستعدادات القلب وصفت لأول مرة من قبل أوتو Langendorff (1)، الذي وصف نموذج معزولة مع نضح الوراء. وفي وقت لاحق، وصف آخرون نموذج "العمل القلب"، والذي عضلة القلب يؤدي كل من ضغط وحجم العمل. كانت 2 هذه الاستعدادات دور فعال في توضيح آليات عمل عضلة القلب، 3 الأيض عضلة القلب و4-6 وآثار الأدوية مقوي القلب. 7- 9
استخدام الأدوية التي تعزز انقباض عضلة القلب هو شائع في المرضى ذوي الحالات الحرجة. ومع ذلك، وقليل من البيانات المتاحة مقارنة تأثير النسبية لهذه الأدوية على انقباض واستهلاك الأوكسجين عضلة القلب، والبيانات التي قد تكون مفيدة في رعاية المرضى الذين يعانون من الأعراض السريرية لفشل القلب في وضع ما بعد الجراحة10 ومع ذلك، لأن معظم الأدوية مقوي القلب لا تؤثر فقط على عضلة القلب، ولكن أيضا مقاومة تصلب، والسعة الوريدية 11، ومعدل الأيض المريض، لم يبق سوى 12 المجراة سابقا نماذج القلب معزولة الوسائل المثلى التي يمكن من خلالها دراسة آثار هذه الأدوية على عضلة القلب السليم.
نحن تصف استخدام نموذج فيفو السابقين لدراسة الحمل مستقلة عن الأدوية تقلصية القلب على وظيفة عضلة القلب واستهلاك الأوكسجين. ومقنى قلوب من الفئران سبراغ داولي باستخدام البطين الأيسر العمل نموذج القلب وperfused باستخدام تعديل كريبس هنسلايت الإرواء. كانت تسيطر عليها الضغوط الأذيني الأورطي واليسار. وضعت الضغط حجم القسطرة مقاومة إلى البطين الأيسر عبر ثقب قمية لمراقبة مستمرة من وظيفة الانقباضي والانبساطي. وقد تم قياس استهلاك الأكسجين بشكل مستمر بالفرق مفهرسة في محتوى الأكسجين بين perfus الأذين الأيسرأكلوا والنفايات السائلة الشريان الرئوي. الأدوية لفحصها تم حقنها في كتلة الأذين الأيسر، وتم قياس التغيرات في أداء والأكسجين القلب الأيض ومقارنة مع خط الأساس السابقة مباشرة.
Protocol
يتم تنفيذ هذا البروتوكول بموجب البروتوكول الحالي تحت جنة رعاية الحيوان واستخدام المؤسسة.
1. التحضير للدراسة
- بدوره على حمام ماء لتسخين المنطقة العازلة كريبس-هنسلايت (جسر الملك حسين) خزان (مجموعة إلى 42 درجة مئوية).
- إعداد 16 لتر من جسر الملك حسين تحتوي على (مم) 128 كلوريد الصوديوم، 5.7 بوكل، 1.3 MgSO 4، 25 NaHCO 3، 2.7 CaCl 2، 0.53 EDTA، 0.54 بريدا 3 H 3 O 3، و 10.8 سكر العنب. (13) الجماهير الركيزة هي كما يلي : 27،584 جم كلوريد الصوديوم، 1.58 ز بوكل، 0.578 غرام MgSO 4، 8.401 غرام NaHCO 3، 1.47 غ CaCl 2، 0،744 جم EDTA، 0.22 ز بريدا 3 H 3 O 3، و7.208 غرام سكر العنب.
ملاحظة: قد يتم تخزين هذه المكونات في أنابيب مخروطية في شكل مسحوق للدستور يوم التجريب.- تصفية 4 لتر من الماء منزوع الأيونات من خلال مرشح 0.22 ميكرون.
- إضافة 3.7 لتر من هذه المياه إلى 4 Lالكأس. إضافة كافة المكونات باستثناء CaCl 2 إلى الماء.
- حل CaCl 2 في 300 مل المتبقية من الماء باستخدام كوب منفصل.
- الأوكسجين الحل مع 95٪ O 2/5٪ CO 2 في 1 لتر / دقيقة (LPM) لمدة 5 دقائق. هذا بتصحيح الرقم الهيدروجيني إلى 7.40، ويعزز حل CaCl 2.
- إضافة CaCl 2 إلى ما تبقى من جسر الملك حسين.
- إضافة جسر الملك حسين الانتهاء إلى خزان وتعميم من خلال جميع الأنابيب لمدة 30 دقيقة. تأكد من أن النظام هو خال من الفقاعات التي ترى بالعين المجردة. الأوكسجين مع 95٪ O 2/5٪ CO 2 في 0.5 LPM.
ملاحظة: جسر الملك حسين قد خزنها بين عشية وضحاها في الثلاجة لمدة لا تزيد عن 1-2 أيام، وعادت إلى درجة حرارة الغرفة وللاستخدام تصفيتها إعادة. لا إعادة استخدام جسر الملك حسين بين التجارب. - إعداد 2 × 50 مل الأكواب النظيفة مع جسر الملك حسين الجليد البارد ووضعها في دلو من الجليد بالقرب من محطة تشريح. تأكد من أن جسر الملك حسين هو الجليد الباردة (وليس المبردة) قبل السابق زرع قلب.
- وضع الضغط حجم (PV) القسطرة الصغيرة في حقنة 10 مل مليئة جسر الملك حسين تصفيتها لمدة 30 دقيقة قبل المعايرة، في تعليمات الشركة الصانعة.
ملاحظة: درجة الحرارة من جسر الملك حسين تستخدم لنقع القسطرة PV ينبغي أن يكون أقرب إلى 37 درجة مئوية وقت ممكن.
- إعداد التخدير ومحطة تشريح للحيوان.
- ضمان الأيزوفلورين كاف في الخزان. وضع 500 U الهيبارين في حقنة 1 مل. وضع قياس 26 (1/2 ") إبرة على هذه الحقنة. تحضير قناع للالتخدير الحيوان.
- تعيين الأبهر ضغط كتلة نضح إلى 80 مم زئبق واليسار الأذيني (LA) ضغط كتلة نضح إلى 10 مم زئبق. مفتوح كل من كتلة الأبهر وكتلة LA للسماح دافئ جسر الملك حسين إلى بالتنقيط بها. عندما تصبح جاهزة لتشريح الحيوان، وفتح كتلة الأبهر للسماح بالتنقيط البطيء المطرد للجسر الملك حسين خارجا.
- معايرة القسطرة الكهروضوئية وفقا لتعليمات الشركة الصانعة.
ملاحظة: للحصول على أفضل النتائج، تأكد من الحيوان ما بين 300 و 500 غرام؛ لقد وجدنا أن وزن الحيوان بين 425-450 غرام مثالي لنظامنا.
- تخدير الحيوان في الغرفة باستخدام الأيزوفلورين (1-2٪) حتى الحيوان فاقد الوعي. نقل الحيوانات إلى محطة تشريح ووضع قناع التخدير مع isoflurane والأكسجين على الحيوان. أداء قرصة أخمص القدمين إلى تقييم مستوى التخدير. تطبيق التعليم والتدريب المهني مرهم على العينين لمنع جفاف بينما تحت التخدير.
- حقن الهيبارين، 500 وحدة داخل الصفاق في تجويف البطن. سماح 10 دقيقة للهيبارين لاستيعابها. تأمين أطرافه من الحيوان مع شريط لتعزيز التصور من القفص الصدري.
- تشريح القلب.
- مرة واحدة ضمان عدم وجود أي رد على قرصة اصبع القدم، ورفع الجلد بعيدا عن تجويف البطن بالملقط ثم استخدام مقص لشق التجويف البريتوني، وبعد منحنى ركان الحجاب الحاجز إلى الزاوية الخلفي من أضلاعه.
- مرة واحدة في الحجاب الحاجز واضح، وذلك باستخدام مقص صغير، وقطع على طول السطح الأمامي من الحجاب الحاجز التالي اتجاه التخفيضات السابقة للسماح لدخول القفص الصدري. تمديد كل قطع على طول الخط إبطي ثنائية إلى الإبط.
ملاحظة: يجب أن يتم تنفيذ الخطوات القادمة بكفاءة منذ التهوية سوف يثير الشبهة بمجرد قطعي الحجاب الحاجز. - سحب القفص الصدري الأمامية من عملية الخنجري باستخدام ملقط. شق التامور وغشاء الجنب.
- تحديد الأجوف السفلي الوريد (الوريد الأجوف السفلى) والشريان الأبهر فوق الحجاب الحاجز وسحب منهم ككتلة الأمامية باستخدام ملقط حادة.
- باستخدام كبيرة، مقص منحني، وجعل بسرعة شق في جميع أنحاء IVC والشريان الأورطي، وسحب القلب والرئتين من الصدر ككل. قطع المريء والقصبة الهوائية والشرايين والأوردة العضدية الرأسية رأسيا لإزالة القلب والرئتين من القفص الصدري. استئصال خاصتكالأنسجة هيئة التصنيع العسكري مع هذه الكتلة من الأنسجة. الحرص على عدم قطع الجزء القريب من الشريان الأبهر الصاعد.
- على الفور تزج القلب والرئتين في جسر الملك حسين الجليد الباردة والانتقال إلى جهاز Langendorff، مسبقا بإعداد كما هو موضح في الخطوة 1.
3. الأبهر كيفية تركيب الكانيولا
- وضع مجمع القلب والرئة في طبق مسطح وتوجيه القلب والغدة الصعترية والأوعية الدموية الكبرى التي تواجه المجرب والجانب الخلفي من الرئتين التي تواجه الجدول. مزق فصين اثنين من الغدة الصعترية والتعرف على اقلاعها من الشرايين العضدية الرأسية من الشريان الأورطي.
- ثنى الشريان الأبهر فوق حافة الطبق والقطع الشريان الأورطي باستخدام مقص صغير حوالي 5 مم فوق الصمام الأبهري، فقط الأقرب إلى اقلاعها من الشريان تحت الترقوة اليمنى.
ملاحظة: شق ينبغي أن تسفر دائرة مستديرة نظيفة - الشريان الأورطي في المقطع العرضي. إذا كان خارج زاوية (أي بيضاوية واسعة)أو غير مكتملة، وتكرار قطع لتحقيق النتيجة المرجوة. وهذا سيسهل إقناء؛ إدخال القنية الأبهر كفاءة.
- ثنى الشريان الأبهر فوق حافة الطبق والقطع الشريان الأورطي باستخدام مقص صغير حوالي 5 مم فوق الصمام الأبهري، فقط الأقرب إلى اقلاعها من الشريان تحت الترقوة اليمنى.
- باستخدام 2 أزواج من ملقط منحنية على جانبي الشريان الأورطي، وتوجيه الشريان الأورطي خلال قنية الشريان الأبهر (والتي يجب أن يقطر ببطء مع جسر الملك حسين). الصمام الأبهري يجب أن يجلس 1-2 ملم تحت غيض من قنية.
- بعد إقناء؛ إدخال القنية الشريان الأورطي، إعادة ملقط عموديا عبر الشريان الأبهر لعقد الشريان الأورطي في المكان. بدلا من ذلك، وضع المشبك الصغيرة عبر الشريان الأبهر لعقد مجمع الرئة القلب في المكان، تمكن من مجرب واحد لإكمال هذا النموذج.
- هل لديك مساعد تمرير الخيط الحرير 4-0 فقط تحت ملقط والتعادل في مكانه، حلقات حول قنية وربط عدة مرات سواء في الجبهة من وراء القلب. فتح قنية تماما لبدء الكامل تدفق الأبهر إلى الوراء. مراقبة ضربات القلب بقوة.
ملاحظة: إذا لم يكن القلب تبدأ لضرب بسرعة (~ 200 BPM) وبقوة، وربطة عنق أو قنية قد يكون الاغلاق واحد أو كلا من الشرايين التاجية. إذا كان هناك شك بذلك، قم بإزالة التعادل وإعادة وضعها بعيدا عن الشرايين التاجية. إذا distends القلب ولا تغلب، قد يكون قنية عبر الصمام الأبهري. إذا كانت التسريبات الشريان التاجي (بخاخ جسر الملك حسين من جذر الأبهر)، تقدم قنية أقرب إلى صمام الأبهري (يمكن أن تحدث هذه الظاهرة إذا كان الشريان العضدي الرأسي هو يقني؛ يدخل القنية في مكان الأبهر الصاعد).
4. الرئوي الوريد انسداد وإعداد الشريان الرئوي لكيفية تركيب الكانيولا
ملاحظة: إن الغرض من هذه الخطوة هو خلق نظام الأذين الأيسر مغلق للتأكد من أن ينتقل كل حجم وضغط من كتلة الأذين الأيسر للهياكل القلب اليسرى. يمكن أن الفشل في تسد تماما الأوردة الرئوية يؤدي إلى نقص التحميل المسبق وقد تزوير النتائج أو إنشاء إعداد القلب العمل غير مستقر.
- إزالة الغدة الصعترية لتحسين التعرض من اله الشريان الرئوي (السلطة الفلسطينية).
- تدوير يدويا قنية الأورطي بحيث الجانب الخلفي من القلب يواجه المشغل. تشريح خارج الأوعية المؤدية إلى الرئة اليمنى. تعليق أنسجة الرئة اليمنى باستخدام ملقط بمواصلة رسم حدود هذه السفن. باستخدام لقطات جراحية متوسطة كبيرة (أو خياطة)، انسداد الشريان الرئوي الأيمن والوريد والقصبات الهوائية مع مقطع واحد. بتر الصحيح القاصي الرئة إلى مقطع.
ملاحظة: نظرا لصعوبة في تشريح الشريان الرئوي مجانا، ممارستنا هو انسداد الأوردة الرئوية إلى انتفخ الشريان الرئوي، مما يجعل من الأسهل إلى شق دون إصابة الهياكل المجاورة في نموذج قلب ينبض. - كرر الخطوة 4.2 في الرئة اليسرى.
ملاحظة: المزالق المحتملة وحل المشكلة: بمجرد المغطي كلا الشرايين الرئوية، والأذين الأيمن انتفاخ واضح والقلب قد يصبح بطيء القلب. وذلك لأن البطين الأيمن يصبح الضغط. إذا كان هذا لا يحدث، فمن المرجح أن pulmلا المغطي الأوردة onary تماما، وسوف أن التحميل المسبق تكون كافية للعمل وضع القلب. إذا كان القلب غير قادر على الحفاظ على النتاج القلبي بعد أن ترك الأذيني (LA) إقناء؛ إدخال القنية ومحاولة الانتقال إلى القلب (انظر أدناه) العمل، والنظر في وضع لقطات إضافية أو التعادل في جميع أنحاء جذوعها الوريد الرئوي إلى انسداد أي تسرب المتبقية. بمجرد المغطي في المناطق المحمية، ولكن يجب أن يتم تنفيذ الخطوة 5 على الفور للحد من نقص تروية عضلة القلب. لاحظ أن بعض المحققين شق الشريان الرئوي قبل ربط الأوردة الرئوية إلى تجنب الضغط من البطين الأيمن. - شق الشرياني الرئوي
- تناوب قنية الأورطي ذلك أن الجانب الأمامي من القلب يواجه المشغل. تحديد الشريان الرئوي. مرة أخرى، قد تكون منتفخة هذا الشريان. باستخدام مقص صغير جعل شق عرضي حوالي 3 مم فوق الصمام الرئوي.
ملاحظة: هذا التخفيف على الفور الضغط وقد تزيد من معدل ضربات القلب. يكونتسبب هذا قنية سهلة لإزاحته، يقني؛ يدخل القنية الشريان الرئوي بعد إقناء؛ إدخال القنية الأذين الأيسر كاملة.
- تناوب قنية الأورطي ذلك أن الجانب الأمامي من القلب يواجه المشغل. تحديد الشريان الرئوي. مرة أخرى، قد تكون منتفخة هذا الشريان. باستخدام مقص صغير جعل شق عرضي حوالي 3 مم فوق الصمام الرئوي.
5. اليسار الأذيني كيفية تركيب الكانيولا
- تناوب قنية الأورطي بحيث الأذين الأيسر تواجه المشغل. باستخدام مقص صغير، وجعل 2-3 ملم شق في الجزء العلوي من الجسم الأذين الأيسر، ما يقرب من 3 مم فوق أخدود الأذيني البطيني.
- وضع قنية الأذين الأيسر عمودي على الطائرة من الصمام التاجي وأشار نحو الحاجز الأذيني.
- فتح قنية LA حتى يتدفق جسر الملك حسين. تأكد من أن جسر الملك حسين هو لمسة دافئة (تشتد البرودة بسرعة عندما يجلس في أي أنابيب غير تغلف) من أجل تجنب ضعف عضلة القلب بسبب انخفاض درجة حرارة الجسم بعد الانتقال إلى طريقة العمل. الانتقال إلى معدل بالتنقيط خلال إقناء؛ إدخال القنية.
- استخدام ملقط لعقد مكافحة الجر، وإدراج قنية الأذيني في الجسم من الأذين الأيسر، مع الحرص على عدم استخدام excessiلقد القوة التي يمكن أن تمزق الأذين.
ملاحظة: يجب وضع قنية LA بحيث يجلس في وسط الأذين دون أي توتر على الجدار الأذيني. - تمرير الخيط الحرير 4-0 في جميع أنحاء الجسم من الأذين الأيسر وربط عقدة لإنشاء ختم من الأذين حول قنية. الحرص على التأكد من أن الجانب الخلفي من الأذين الأيسر يتم تضمينها في خياطة. إضافة خيوط إضافية عند الضرورة. مرة واحدة مختومة، وسحب قنية العودة 1-2 ملم بحيث يجلس في وسط الأذين وليس ضد الحاجز الأذيني.
ملاحظة: السبب الأكثر شيوعا أن القلب يصبح malperfused على الانتقال إلى طريقة العمل القلب هو أن قنية LA يتاخم الحاجز الأذيني، التي تسبب انسداد تدفق الأذين الأيسر. غالبا ما يتغير تعقب LA لإظهار المناسبة موجة موجة والخامس عندما قنية هي في الموقف الصحيح (انظر الشكل 2E). - فتح قنية صمام LA تماما لإدارة التحميل المسبق الكامل إلى الأذين الأيسر. مراقبةمعدل بالتنقيط من القلب (الذي يأتي من النفايات السائلة التاجي). تأكد من أن معدل بالتنقيط لا يتغير عندما قنية LA مفتوحة. إذا كان الأمر كذلك، إعادة ربط الأذين حول قنية كما هو موضح في الخطوة 6.4، وهذا يمثل تسرب في النظام.
6. الرئوي كيفية تركيب الكانيولا الشريان والانتقال إلى الفريق قلب الوضع
- إذا قياس استهلاك الأوكسجين عضلة القلب (أو غيرها من المواد في النفايات السائلة التاجي، مثل مستويات الدواء أو السيتوكينات)، إدراج 1/32 "أنابيب مرنة في شق مسبق في الشريان الرئوي.
يتم قياس استهلاك الأوكسجين بالفرق في نسبة الأكسجين بين الإرواء الأذين الأيسر والشريان الرئوي النفايات السائلة 2: ملاحظة.- لقياس المستمر لاستهلاك الأوكسجين عضلة القلب، واستخدام القطب الأكسجين في خط مقارنة الأذين الأيسر والنفايات السائلة الجيب التاجي.
- جمع النفايات السائلة الجيب التاجي (من كل من الشريان الرئوي وتمرق من القلب) في سيل تخرجاندر لتقدير الوقت المناسب لتدفق التاجي.
- حساب استهلاك الأوكسجين عضلة القلب كما هو موضح سابقا. 2
- الانتقال إلى طريقة العمل القلب عن طريق إيقاف ضخ الأورطي إلى الوراء.
ملاحظة: عندما يتم ذلك، يصبح الضغط LA الضغط ما قبل الحمل والمقاوم الذي كان يقدم سابقا المقاومة إلى المضخة إلى الوراء في وضع Langendorff يوفر الآن مقاومة النتاج القلبي، وخلق الضغط الشرياني يعني. إذا رفض الضغط الشرياني يعني أقل من ~ 80 مم زئبق، ومن المرجح المتعلقة السبب إما التحميل المسبق أو وظيفة عضلة القلب. المشكلة الأكثر احتمالا هو قنية الأذين الأيسر، والتي ينبغي تعديلها بعد إعادة تشغيل المضخة إلى الوراء.
7. الإدراج من البطين الأيسر حجم الضغط قسطرة
ملاحظة: يمكن وضع القسطرة PV إما إلى الوراء (من خلال صمام الأبهر) أو عن طريق ثقب قمية. صالح إلى الوراء هي التي عosition هو أكثر اتساقا ويغني عن الحاجة إلى ثقب قمية والمخاطر المصاحبة للإصابات أو خسائر في التحميل المسبق التاجية. ومع ذلك، يمكن وضع الوراء في بعض الأحيان يكون صعبا جدا، لذلك نحن وصف كل التقنيات في هذه الوثيقة.
- إرفاق القسطرة 1.4 الفرنسي حجم الضغط على النظام حلقة حجم الضغط. معايرة النظام في جسر الملك حسين الحار وفقا لتعليمات الشركة الصانعة. ضمان الموجي مرئيا في الوقت الحقيقي. جلب القسطرة والكابلات على مقربة من سطح LV حتى لا ينحي ذلك بعد التنسيب.
- لوضع الوراء، فتح صمام قابل للتعديل وتغذية القسطرة PV بلطف عبر الصمام الأبهري حتى يتم التعرف على ضغط ثابت وحجم الموجي. تجنب الاستخدام المفرط للقوة التي يمكن أن تلحق الضرر الصمام الأبهري أو ثقب قمة البطين.
ملاحظة: لقد وجدنا أن من المهم للحد من طول الأنبوب وعدد من الأدوار التي القسطرة PV يجب أن تنقل إلى الاقتراب من AV. هذاقد تكون مفيدة لخفض الأنبوب الذي يأتي مع النظام. - لوضع قمي، استخدم 24 G القسطرة-القسطرة لخلق ثقب قمي في الوقف. تأكد لتجنب الأمامي الأيسر النازل الشريان التاجي. تهدف الإبرة نحو الصمام الأبهري من قمة البطين. دفع القسطرة حجم الضغط في الجسم من LV. وقف دفع القسطرة في أقرب وقت يتم التعرف على LV الضغط والحجم الموجي.
- مرة واحدة القسطرة حجم الضغط في مكان، نقل سترة المياه في الموقف حول القلب. تأمين القسطرة لجدار سترة الماء مع قطعة صغيرة من الشريط.
- ضمان على الأقل فترة 30 دقيقة من الاستقرار قبل البدء في أي قياسات أو التدخلات.
8. تسريب الأدوية
- (اختياري) يبث الأدوية (مثل الدوبامين) في كتلة الأذين الأيسر باستخدام مضخة الدواء القياسية.
ملاحظة: لدينا أدوية مداوي وفقا لجملةه وزن جسم الحيوان منذ يعادل التدفق إلى القلب الناتج كله يمر عبر كتلة الأذيني. سوى جزء صغير من هذا يمر عبر الدورة الدموية التاجية، كما هو الحال في الجسم الحي. بدلا من ذلك، مجموعة ثانية من الإرواء يمكن أن تنشأ مع تركيز محددة مسبقا من الأدوية واستخدامها ليروي القلب.
ملاحظة: في بروتوكول لدينا، ونحن صب الأدوية على مدى فترة 12 دقيقة، وجمع البيانات الفسيولوجية خلال 10 دقيقة النهائي لكل ضخ ومقارنتها إلى السابقة مباشرة الأساس 10 دقيقة.
9. فسلجي التلاعب
- معدل ضربات القلب
- (اختياري) خياطة اثنين من الأسلاك سرعة على الجدار الأذيني الأيمن ونعلق على جهاز سرعة مؤقت.
ملاحظة: هذا يسمح مراقبة دقيقة من معدل ضربات القلب (فوق معدل الجيوب الأنفية الأصلي) وفهم العلاقة بين معدل ضربات القلب وانقباض مستقلة عن دواء مقوي القلب.
- (اختياري) خياطة اثنين من الأسلاك سرعة على الجدار الأذيني الأيمن ونعلق على جهاز سرعة مؤقت.
- التحميل المسبق
- تختلفالتحميل المسبق (كما هو موضح ترك حجم الانبساطي نهاية البطيني) من خلال تغيير ارتفاع عمود تغذية كتلة الأذين الأيسر.
- ضغط الدم
- التلاعب في ضغط الدم (العامل المحدد الرئيسي لبعد التحميل في هذا النموذج) باستخدام صمامات الضغط على IH-51.
- محتوى الأكسجين التاجي
- إنجاز درجات متفاوتة من نقص الأكسجة عضلة القلب عن طريق perfusing القلب مع جسر الملك حسين المشبعة في مختلف المخاليط الغازية. القيام بذلك باستخدام الخزانات تغلف منفصلة (كل مع خليط الغاز الخاصة بها) لضمان التوازن بين الغاز وجسر الملك حسين.
- إنجاز نقص التروية التاجية عن طريق خياطة ligating الشريان التاجي البعيدة.
ملاحظة: ربط الشرايين التاجية الداني في وضع القلب العمل يمكن أن يؤدي إلى ضعف عضلة القلب القاتلة. - حمل نقص التروية التاجية العالمي عن طريق قطع أو تأخير نضح الوراء لفترة محددة من الزمن.
Representative Results
التخطيطي للقلب المجهزة بالكامل في نضح الوراء (الشكل 1A) وفي البطين الأيسر في القلب العمل (الشكل 1B). وتظهر الأبهر نموذجي، الأذين الأيسر وضغط البطين الأيسر وحجم اقتفاء أثر في الشكل 2A - D ونموذجي ضغط نهاية الانبساطي ما يقرب من 3-5 مم زئبق في هذا النموذج، والضغط ذروة الانقباضي هو ما يقرب من 100 مم زئبق 2E الشكل يدل على التغيير. في اليسار تتبع الأذيني عندما يتم نقل قنية LA بعيدا عن الحاجز الأذيني خلال وضع وتحديد المواقع للقنية. في هذه التجارب، تم تعيين ضغط الشريان الأورطي في 90 مم زئبق، وكان من المقرر الضغط LA إلى 10 مم زئبق.
لاختبار آثار الكاتيكولامينات، وتمت مقارنة كل معلمة الفسيولوجية (المستمدة أساسا من القسطرة حجم الضغط والبرامج المرتبطة بها) التي تسبق مباشرة فترة الأساس. في المثال المبين، وقد غرست الدوبامين في 15 ميكروغرام / كغ / دقيقة في كتلة الأذين الأيسر. وعلى الرغم من الضغط الانبساطي نهاية مطابق في شرطين (نظرا للضغوط الأذيني الثابتة في هذا النموذج)، وحجم الانبساطي اليسرى نهاية البطين ينخفض بنسبة 2.5٪، وحجم الدم الانقباضي نهاية البطين الأيسر يقلل بنسبة 4.9٪، مما أسفر عن زيادة حجم المخ (الشكل 3A). مقارنة مع الحقن وهمي، والأيسر عمل البطين السكتة الدماغية، على النحو المحدد في منطقة داخل منحنى حجم الضغط، وزيادة بنسبة 32٪ خلال فترة العلاج مع الدوبامين (الشكل 3B، P <0.001، تي اختبار، ن = 10 لكل مجموعة). وقد ترافق ذلك مع زيادة أكبر في استهلاك الأوكسجين عضلة القلب بالنسبة إلى ضخ همي (الشكل 3C). وبهذه الطريقة، فإن تكاليف قوة وطاقة النسبية للأدوية وجرعات مختلفة مقوي القلب يمكن مقارنة واحدة مستقلة أخرى من آثارها على ظروف التحميل.
محتوى "FO: المحافظة على together.within الصفحات =" 1 ">
الشكل 1: مخطط التدفق في القلب المجهزة بالكامل في الوراء الإرواء والفريق قلب الوضع (لوحة ج: وضع Langendorff، لوحة ب:.. وضع القلب العمل في وضع الوراء، هي التي غرست جسر الملك حسين تحت ضغط مجموعة نضح في جذر الأبهر. ويستخدم هذا الوضع لاستعادة عضلة القلب بعد وقت الدماغية وخلال الأجهزة. في طريقة العمل القلب وتدفق سائل الإرواء من خلال الجانب الأيسر من القلب قبل perfusing الدورة الدموية التاجية. في هذا الوضع، يجب على عضلة القلب توليد ضغط التروية الخاص بها. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
F igure 2: الضغط الممثل وحجم الإقتفاء تم الحصول عليها خلال قياسات خط الأساس. (أ) ضغط جذر الأبهر، (ب) غادر الضغط الأذيني، (C) ضغط البطين الأيسر و (D) يتم عرض غادر اقتفاء أثر حجم البطين خلال قياس خط الأساس. حجم المخ، والعمل السكتة الدماغية، والنتاج القلبي، تاو، وغيرها من المعالم يمكن أن تحسب تلقائيا وعرضها في الوقت الحقيقي من قبل البرنامج. وترك تتبع الأذيني اضعافها (E) المرتبطة النتاج القلبي الفقراء في وضع القلب عمل يمكن أن يكون دليل على أن قنية وسئية التوضع في الأذين الأيسر. لاحظ أن موجة ضد البارزة في اليسار تتبع الضغط الأذيني في وضع جيد هو أمر شائع، من المحتمل بسبب الامتثال الأذين الأيسر انخفض في الحيوان المجهزة بالكامل. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
"jove_content" FO: المحافظة على together.within الصفحات = "1"> 
الشكل (3): تأثير الدوبامين على حجم الضغط المنحنى النتائج الدوبامين ضخ في التحول باتجاه اليسار في منحنى PV (A)، بما في ذلك حجم المخ زاد، وانخفض في نهاية حجم الانقباضي، مقارنة مع قياسات خط الأساس. لاحظ أن شكل بعض مكونات هذه المنحنيات PV تختلف عن تلك التي تقاس عادة في الجسم الحي (انظر الشكل 4) وذلك بسبب عدم وجود الشرايين ومرانية الوريدية. (ب) بالنسبة إلى خط الأساس السابقة مباشرة، وزيادة العمل السكتة الدماغية أكثر بشكل ملحوظ خلال ضخ الدوبامين من العلاج الوهمي (**، P = 0.0017، اختبار t)، كما فعل استهلاك الأوكسجين عضلة القلب (*، P = 0.013، اختبار t، C). استخدام هذا النموذج، كان متوسط استهلاك الأوكسجين عضلة القلب في الأساس 0.22 ± 0.02 مليمول O 2 / غرام نسيج / دقيقة، وذلك باستخدام dissolv يقدرإد محتوى الأكسجين من 165 مكرومول / L في المياه المالحة في 40 درجة مئوية. هذه القياسات يمكن استخدامها لمقارنة استهلاك الأوكسجين عضلة القلب من الأدوية المختلفة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: تحليل حلقات حجم الضغط. حلقة حجم الضغط النظرية يظهر يصف دورة عادية للقلب بعد الأبهر صمام (AV) إغلاق (1)، يحدث انكماش isovolemic (1-2). كما ضغط ventricular يقلل أقل من الضغط الأذيني. ويمثل مدة هذه المرحلة التي كتبها تاو. الصمام التاجي (MV) ثم يفتح بالتزامن مع انقباض أذيني، وملء البطين (2-3). ثم يبدأ الانقباض مع contracti isovolemicعلى (3-4) حتى يتجاوز الضغط ventricular ضغط الدم الانبساطي، في الوقت الذي يفتح AV. حجم المخ هو الفرق بين خطوط 1-2 و 3 - 4 أعمال السكتة الدماغية هي منطقة داخل 1 - 2 - 3 - 4 منحنى الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
Discussion
يتيح هذا النموذج قلب العمل تقييم أداء البطين مع السيطرة الكاملة على التحميل المسبق البطين وبعد التحميل، توتر الأوكسجين في الإرواء، وكذلك معدل ضربات القلب. من بين عوامل أخرى، فإنه يسمح تقييم الآثار عضلة القلب الجوهرية للأدوية تقلصية القلب مستقلة بعد التحميل والتحميل المسبق، الذي بطرق غير ممكن باستخدام نموذج في الجسم الحي. لأن هذا النموذج يستخدم في الإرواء شبه البلوري، فإنه يسمح تقييم عضلة القلب دون تدخل من الهيموغلوبين، وتبسيط التحليل الطيفي للدول الطاقة عضلة القلب، على سبيل المثال. (14) وفي هذا النموذج، لا يتم مقنى الأذين الأيمن كجزء من الأجهزة لدينا، على الرغم من أنه من الممكن للقيام بذلك. اخترنا عمدا عدم القيام بذلك من أجل تسهيل أخذ عينات من تدفق الجيب التاجي لتقييم استهلاك الأوكسجين عضلة القلب. الأهم من ذلك، على الرغم من قلب الحق لا يزال يؤدي الضغط وحجم العمل في هذا النموذج لأنه يضخ التعاونتدفق الجيوب الأنفية ronary في قنية الشريان الرئوي. توفير بعض الصحيح التحميل المسبق البطين يحسن تحديد المواقع من الحاجز البطيني ويعزز أداء البطين الأيسر، ويعتبر عنصرا هاما من هذا النموذج 15
وهناك العديد من المزالق التجريبية لذكرها. الأول هو إقناء؛ إدخال القنية الوراء الأولي، والتي ينبغي أن يؤديها بشكل مناسب (أي في أقل من 2 دقيقة) لتقليل فترة من نقص التروية. أهم المهارات لسيده هي العزلة كفاءة وإعداد والتعامل مع الأبهر الصاعد. من المهم أن الجذع الأبهري لا يمكن قطع قصيرة بشكل مفرط، مما يترك مجالا غير كافية لإقناء؛ إدخال القنية فوق الصمام الأبهري. ومع ذلك، فمن المهم أيضا أن الجذع الأبهري لا تكون طويلة جدا، والذي يمكن أن يسبب torqueing من الشريان الأورطي في جميع أنحاء قنية. ومن المهم أيضا أن قنية الشريان الأورطي وجذر الأبهر تكون بشكل مناسب المتطابقة حجم ل. والشريان الأورطي كبير جدا على قنية صغيرة يمكن أيضاتؤدي إلى torqueing من جذر الأبهر على قنية. الشريان تحت الترقوة اليمنى وعادة ما يستغرق الخروج من الأبهر الصاعد حوالي 7 مم فوق الصمام الأبهري. تحديد الأوعية عضدي رأسي (حوالي 1 ملم في القطر) أثناء تشريح وتقليم من الشريان الأورطي خدمة معالم هامة لشق الأبهر عرضية. تقليم الشريان الأبهر أسفل اقلاعها من أول الشريان العضدي الرأسي من المستحسن. إدراج هذه السفينة في جذر الأبهر قلص عادة ما يؤدي إلى تسرب جسر الملك حسين، وفقدان ضغط جذر الأبهر على الانتقال إلى وضع القلب عن العمل.
وثمة جانب آخر تحديا تقنيا من إقناء؛ إدخال القنية هو إقناء؛ إدخال القنية الأذين الأيسر. على الرغم من أنه من الممكن أن يقني؛ يدخل القنية لاحقة الأذين الأيسر، وجدنا أن قنية في كثير من الأحيان يحصل عالقا داخل أطرافهم، ولا يمر بسهولة في الجسم من الأذين الأيسر. وبالتالي، فإننا نفضل لجعل شق في الجسم من الأذين الأيسر، ما يقرب من2 مم متفوقة على الأخدود الأذيني البطيني. ومن المهم أن موقف قنية الأذين الأيسر في الطائرة المناسبة قبل الإدراج من أجل تجنب تمزق الأذين رقيقة الجدران عندما تأمين قنية.
وجدنا أن الحجم الأمثل من شق الأذين الأيسر بحوالي 3 مم. خلق صغير جدا من شق ويمكن أيضا جعل وضع قنية الأذين الأيسر أكثر صعوبة، وربما يؤدي إلى تمزق في الأذين الأيسر. ونحن نستخدم، 8 ملم، قطعة مستقيمة مشطوف من أنابيب الأكسجين بردة (القطر الداخلي 2.9 ملم) على كتلة الأذين الأيسر. لقد وجدنا أن استخدام هذا، بدلا من قنية مع مشطوف الحافة، يؤدي إلى إقناء؛ إدخال القنية الأذيني أكثر اتساقا ويسهل عملية تأمين كتلة الأذين الأيسر. بغض النظر عن الأنابيب المستخدمة، من المهم للتأكد من أن نهاية الأنبوب لا المغطي من الحاجز الأذيني أو الصمام التاجي (كما هو مبين أعلاه، وجدنا أن تتبع الضغط الأذيني الأيسر كان مفيدا في هذا REGAالثالثة)، وحتى حركة خفية للقنية الأذيني يمكن أن يغير بشكل كبير الأيسر التحميل المسبق البطين والناتجة قياسات الدورة الدموية. لنفس السبب، من المهم للتأكد من أن الأذين الأيسر لا تسرب التالية بعد فتح كتلة الأذين الأيسر. ومن المهم بغض النظر عن نوع من الأنابيب المستخدمة للتأكد من أن أنابيب داخل هذا النظام هو الأكسجين كتيمة لضمان تسليم الأوكسجين الكافي للقلب.
وثمة جانب آخر تحديا تقنيا لإجراء وضع القسطرة حجم الضغط (PV). نحن يفضل في البداية وضع الوراء القسطرة من خلال كتلة الأبهر. على الرغم من ذلك ممكنا من الناحية الفنية، وجدنا أن تكون أبسط من ذلك بكثير وملائمة لوضع القسطرة PV عبر ثقب transapical. يجب الحرص على مراقبة وضع القسطرة طوال مدة التجربة، وفي بعض الأحيان قد تتحرك القسطرة داخل أو خارج البطين الأيسر. ويمكن أن يتم ذلك من خلال رصد ولضإعادة واقتفاء أثر حجم مرور الوقت.
وأخيرا، ينبغي توخي الحذر لضمان أن يتم إنشاء حل جسر الملك حسين جديدة لكل تجربة. ومن الممكن أن تزن من مكونات جسر الملك حسين وتخزينها في أنابيب مخروطية في شكل مسحوق في وقت مبكر. في يوم من التجريب، وهذه قد تكون مختلطة مع عقيمة، تصفية المياه، وثاني أكسيد الكربون / الأكسجين، ومن ثم الكالسيوم تضاف إلى الخليط. ومن المهم أيضا أن يغسل النظام مع انزيم المنظفات مسحوق نشط مثل Tergazyme (أو ما شابه) واستبدال فلتر سائل الإرواء بانتظام.
وتجدر الإشارة إلى العديد من القيود من هذا الإعداد التجريبية. أولا، على غرار كافة الاستعدادات Langendorff-perfused بلوراني، جسر الملك حسين وغيرهم من perfusates asanguinous لها تضاءلت بشكل ملحوظ الأوكسجين القدرة الاستيعابية بالنسبة إلى الدم. على الرغم من أن هذا يعوض جزئيا عن طريق توسع الأوعية التاجية وتدفق التاجي supraphysiologic، وإعداد ليست كلها physiologiج لهذا السبب. ثانيا، لأن من الامتثال لانهائية تقريبا من الغرفة Windkessel المستخدمة في هذا الصك، ليست سوى فصل الضغوط الانقباضي والانبساطي الحد الأدنى (انظر الشكل 2A)، وبالتالي ضغط التروية التاجية هو غير فيزيولوجي. ويمكن التغلب على ذلك في المستقبل نماذج من خلال دمج عنصر مرانية إلى كتلة بعد التحميل. ثالثا، كما هو الحال مع كافة الاستعدادات القلب معزولة، والقلب يخضع لفترة محددة (2-3 دقيقة) من نقص التروية الدافئ الذي من المرجح أن خلق إصابة عضلة القلب أو اختلال وظيفي. تقليل هذا الضرر من خلال ممارسة هذه التقنية هو من أهمية قصوى لنتائج ممثل. وعلاوة على ذلك، وإن كانت ضرورية لرعاية الحيوان، ومواد التخدير استنشاق قد يكون بمثابة مثبط للعضلة القلب في عملية ضخه في وقت مبكر، على الرغم من أنه من المتوقع أن هذا التأثير إلغاء بسرعة كما هو إشباعها القلب مع جسر الملك حسين.
نظام القلب العمل صفها يسمح لمجموعة واسعة من الفيزيولوجياالتحقيقات ogic ذات الصلة لرعاية المرضى والبحث والتدريس. مع بضعة تعديلات إضافية، ويمكن أيضا أن النظام يمكن استخدامها لمحاكاة علم وظائف الأعضاء مهما في هذا المجال لأمراض القلب الخلقية، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم الرئوي وعلم وظائف الأعضاء البطين واحد. وتشمل القيود التي كان هو إعداد المجراة سابقا، أن القلب يجري perfused من منطقة عازلة بدلا من الدم محتوى الأكسجين العالي.
Acknowledgments
وقد تم تمويل المعدات والتجارب وصفها هنا من قبل وزارة لأمراض القلب، ومستشفى بوسطن للأطفال والتبرعات الخيرية من عائلة Haseotes. ونحن ممتنون لالدكاترة. فرانك مكجوان وهواماي ولتزويدنا الخبرات المبكرة مع هذا النموذج، وليندسي لطومسون للحصول على المساعدة مع العمل الفني.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Sodium bicarbonate | Sigma-Aldrich | S5761 | 8.401 g/4 L |
| Ethylenediaminetetraacetic acid | Sigma-Aldrich | E6758 | 0.744 g/4 L |
| Potassium chloride | Sigma-Aldrich | P9333 | 1.580 g/4 L |
| Magnesium sulfate | Sigma-Aldrich | M7506 | 0.578 g/4 L |
| Sodium pyruvate | Sigma-Aldrich | P2256 | 0.220 g/ 4 L |
| Sodium chloride | Sigma-Aldrich | S3014 | 27.584 g/4 L |
| Dextrose | Sigma-Aldrich | D9434 | 7.208 g/4 L |
| Calcium chloride dihydrate | Sigma-Aldrich | C7902 | 1.470 g/4 L |
| Biventricular working heart model | Harvard Apparatus | IH-51 | |
| Pressure volume catheter | Millar, Inc | SPR-944-1 | 6 mm spacing catheter used |
| LabChart Pro 8 | AD Instruments | Version 8.1 |
References
- Langendorff, O. Untersuchungen am uberlebenden saugethierherzen [investigations on the surviving mammalian heart. Arch Ges Physiol. 61, 291-332 (1895).
- Neely, J. R., Liebermeister, H., Battersby, E. J., Morgan, H. E. Effect of pressure development on oxygen consumption by isolated rat heart. Am J Physiol. 212 (4), 804-814 (1967).
- Friehs, I., Cao-Danh, H., et al. Adenosine prevents protein kinase C activation during hypothermic ischemia. Circ. 96 (9 Suppl), 221-226 (1997).
- Aoyagi, T., Higa, J. K., Aoyagi, H., Yorichika, N., Shimada, B. K., Matsui, T. Cardiac mTOR rescues the detrimental effects of diet-induced obesity in the heart after ischemia-reperfusion. Am J Physio. Heart Circ Physiol. 308 (12), H1530-H1539 (2015).
- Kitahori, K., He, H., et al. Development of left ventricular diastolic dysfunction with preservation of ejection fraction during progression of infant right ventricular hypertrophy. Circ Heart Fail. 2 (6), 599-607 (2009).
- Cowan, D. B., Noria, S., et al. Lipopolysaccharide internalization activates endotoxin-dependent signal transduction in cardiomyocytes. Circ Res. 88 (5), 491-498 (2001).
- Broadley, K. J. An analysis of the coronary vascular responses to catecholamines, using a modified Langendorff heart preparation. Br J Pharmacol. 40 (4), 617-629 (1970).
- Schmidt, H. D., Hoppe, H., Heidenreich, L. Direct effects of dopamine, orciprenaline and norepinephrine on the right and left ventricle of isolated canine hearts. Cardiol. 64 (3), 133-148 (1979).
- Fawaz, G., Tutunjini, B. The effect of adrenaline and noradrenaline on the metabolism and performance of the isolated dog heart. Br J Pharm Chemother. 15, 389-395 (1960).
- Allen, L. A., Fonarow, G. C., et al. Hospital variation in intravenous inotrope use for patients hospitalized with heart failure: insights from Get With The Guidelines. Circ Heart Fail. 7 (2), 251-260 (2014).
- Furnival, C. M., Linden, R. J., Snow, H. M. The inotropic and chronotropic effects of catecholamines on the dog heart. J Physiol. 214 (1), 15-28 (1971).
- Li, J., Li, J., et al. Adverse effects of dopamine on systemic hemodynamic status and oxygen transport in neonates after the Norwood procedure. J Am Coll Cardiol. 48 (9), 1859-1864 (2006).
- Gillis, A. M., Kulisz, E., Mathison, H. J. Cardiac electrophysiological variables in blood-perfused and buffer-perfused, isolated, working rabbit heart. Am J Physiol. 271 (2 Pt 2), H784-H789 (1996).
- Asfour, H., Wengrowski, A. M., Jaimes, R., Swift, L. M., Kay, M. W. NADH fluorescence imaging of isolated biventricular working rabbit hearts. J Vis Exp. (65), (2012).
- Demmy, T. L., Magovern, G. J., Kao, R. L. Isolated biventricular working rat heart preparation. Ann Thor Surg. 54 (5), 915-920 (1992).
