Summary
यहां हम बाईं वेंट्रिकुलर cryoinjury के प्रेरण के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत एक कार्डिएक मांसपेशी पैच के आरोपण के बाद, एक गिनी पिग मॉडल में मानव आईपी सेल cardiomyocytes से व्युत्पंन ।
Abstract
वयस्क स्तनधारियों में दिल की सीमित उत्थान क्षमता के कारण, मायोकार्डियल रोधगलन के परिणामस्वरूप cardiomyocytes के एक अपरिवर्तनीय नुकसान में । दिल की मांसपेशियों की प्रासंगिक मात्रा का यह नुकसान दिल की विफलता के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । हृदय प्रत्यारोपण के अलावा, अंत चरण दिल की विफलता के लिए कोई रोगनाशक उपचार विकल्प नहीं है । अंग दाता की कमी के समय में अंग स्वतंत्र उपचार के तौर तरीकों की जरूरत होती है । वाम वेंट्रिकुलर असिस्ट डिवाइस एक होनहार थेरेपी विकल्प हैं, हालांकि, विशेष रूप से गंतव्य चिकित्सा के रूप में, स्ट्रोक की तरह अपने पक्ष प्रभाव, संक्रमण और bleedings द्वारा सीमित. हाल के वर्षों में, स्टेम सेल इंजेक्शन सहित कई कार्डिएक मरंमत रणनीतियों, कार्डियक progenitors या मायोकार्डियल ऊतक इंजीनियरिंग की जांच की गई है । सेल बायोलॉजी में हाल ही में सुधार मानव प्रेरित pluripotent स्टेम सेल (iPSC) से व्युत्पंन cardiomyocytes की बड़ी मात्रा के भेदभाव के लिए अनुमति देते हैं । हृदय की मरंमत रणनीतियों में से एक वर्तमान में मूल्यांकन के तहत कृत्रिम हृदय ऊतक प्रत्यारोपण है । इंजीनियर दिल के ऊतकों (EHT) एक तीन आयामी विट्रो में cardiomyocyte नेटवर्क बनाया, मूल दिल के ऊतकों के कार्यात्मक गुणों के साथ है । हम EHT-hiPSC व्युत्पंन cardiomyocytes से पैच बनाया है । यहां हम एक गिनी पिग में बाईं वेंट्रिकुलर मायोकार्डीयल cryoinjury के प्रेरण के लिए एक प्रोटोकॉल मौजूद है, hiPSC के आरोपण के बाद बाईं वेंट्रिकुलर दीवार पर EHT व्युत्पंन ।
Introduction
हमारे बुढ़ापे की आबादी में दिल की विफलता के साथ रोगियों की संख्या बढ़ रही है । अंत चरण दिल की विफलता के लिए, orthotopic हृदय प्रत्यारोपण केवल उपचारात्मक उपचार विकल्प है । हालांकि, विशेष रूप से यूरोपीय देशों में, वहां एक बढ़ती अंग दाता की कमी है । इसलिए, वैकल्पिक उपचार के विकल्प आवश्यक हैं । यांत्रिक संचार समर्थन में हाल की उपलब्धियों का वादा कर रहे हैं, लेकिन विशेष रूप से लंबे समय तक चलने में, खून बह रहा है, पंप घनास्त्रता और संक्रामक जटिलताओं1की तरह इसके दुष्प्रभाव द्वारा सीमित ।
वयस्क मानव हृदय की अंतर्जात उत्थान क्षमता अत्यंत सीमित है. इसलिए, हृदय पुनर्जनन चिकित्सा अंत चरण दिल की विफलता के रोगियों के लिए एक वैकल्पिक उपचार विकल्प बन सकता है2,3। स्टेम सेल आधारित सेल इंजेक्शन या ऊतक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण सहित विभिंन तकनीकों3,4,5वर्णित किया गया है ।
मानव प्रेरित pluripotent स्टेम सेल (hipsc), के रूप में के रूप में अच्छी तरह से मानव भ्रूण स्टेम सेल (hesc) प्रभावी ढंग से अनायास मानव cardiomyocytes पिटाई6, जो हृदय पुनर्योजी के क्षेत्र में एक बड़ी उपलब्धि रहा है विभेदित जा सकता है चिकित्सा.
एक रोधगलन के बाद मायोकार्डियम की जगह और एक असफल दिल के समारोह में सुधार करने के लिए, cardiomyocytes के एक उपयुक्त संख्या के अस्तित्व और देशी दिल के साथ उनके यांत्रिक और विद्युत युग्मन आवश्यक है. मानव आईपीएस कोशिका व्युत्पंन cardiomyocytes के साथ कार्डिएक पुनर्योजी चिकित्सा की क्षमता की जांच करने के लिए, एक उपयुक्त अनुसंधान मॉडल की जरूरत है । आदर्श मॉडल लागत प्रभावी होना चाहिए और एक मानव की तरह शरीर विज्ञान और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी है । सूअर की तरह बड़े जानवर मॉडल देखने के उस बिंदु से आदर्श होगा, तथापि, उन प्रयोगों बहुत महंगा है और cardiomyocytes की बड़ी मात्रा में आदेश बाईं वेंट्रिकुलर पर प्रभाव देखने के लिए cardiomyocytes के एक प्रासंगिक संख्या को प्रतिस्थापित करने के लिए आवश्यक हो जाएगा एक सुअर रोधगलन मॉडल में समारोह ।
मानव कोशिका आधारित हृदय उत्थान के प्रति प्राथमिक जैविक प्रश्नों का उत्तर देने के लिए, जैसे, कोशिका उत्तरजीविता, वैस्कुराइजेशन, और विद्युत युग्मन, छोटे पशु मॉडल अधिक उपयुक्त हैं. उपलब्ध छोटे जानवर मॉडल से, गिनी पिग सबसे उपयोगी प्रजातियों, चूहों और चूहों की तुलना में है, के रूप में उनके इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी अधिक बारीकी से मनुष्यों में स्थिति7जैसा दिखता है । इस गिनी पिग मॉडल में, हम बाईं वेंट्रिकले के एक transmural cryoinjury प्रेरित । एक तीन आयामी के मायोकार्डियल रोधगलन आरोपण के प्रेरण के बाद एक सप्ताह, अनायास हिप्स-कोशिका व्युत्पंन cardiomyocyte पैच प्रदर्शन किया गया था । cardiomyocyte कोशिका अस्तित्व का मूल्यांकन किया गया था 28 दिन ऊतकीय परीक्षा द्वारा आरोपण के बाद ।
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Protocol
पशु प्रयोगशाला पशु संसाधनों के संस्थान द्वारा तैयार की है, और स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों द्वारा प्रकाशित प्रयोगशालाओं जानवरों के सिद्धांतों के लिए गाइड के अनुपालन में मानवीय देखभाल प्राप्त की । सभी पशु प्रोटोकॉल जिंमेदार स्थानीय प्राधिकरण द्वारा अनुमोदित किया गया था (' ' amt फर गेस्नहाइट अंड verbraucherschutz, हैंसेसटाडट ' '/पशु प्रोटोकॉल # 109/16) ।
1. पशु प्राप्त करें
- व्यावसायिक रूप से प्राप्त महिला गिनी सूअर का वजन 500 – 600 ग्राम
- उन्हें पशु पिंजरों में पारंपरिक परिस्थितियों के तहत घर । फ़ीड मानक चूहा चाउ और autoclaved पानी विज्ञापन लिलिडम ।
2. ट्रांसथोरेसिक इकोकार्डियोग्राफी
- एक प्रेरण चैंबर में गिनी पिग प्लेस और आइसोफ्लूराने (2-3%) के साथ एनिस्थेटाइज़ जानवर । पैर की अंगुली-चुटकी के जवाब की कमी से संवेदनाहरण की गहराई की जाँच करें ।
- एक सुपिने की स्थिति में एक वार्मिंग मंच (40-42 डिग्री सेल्सियस) पर ऊपर गिनी पिग प्लेस । नाक शंकु के माध्यम से जारी रखें संवेदनाहरण (isoflurane 1.5-2%)
- दाढ़ी और एक इलेक्ट्रिक एनिमल हेयर शेवर का उपयोग कर गिनी पिग के वक्ष को चित्रित करना ।
- prewarmed (~ 25 डिग्री सेल्सियस) अल्ट्रासाउंड ट्रांसड्यूसर जेल लागू करें । एक इकोकार्नोग्राफी प्रणाली है कि 15 मेगाहर्ट्ज से अधिक एक ट्रांसड्यूसर आवृत्ति से सुसज्जित है का उपयोग करें ।
- दो आयामी एक प्रकार का जहाज़ है गिनी पिग पर ट्रांसड्यूसर रखकर लंबे अक्ष विचारों को बाएं पैर की ओर सही गर्दन से सामना करना पड़ छाती और रिकॉर्ड लंबे अक्ष बी मोड छवियां महाधमनी वाल्व के विमान में lv शीर्ष के एक समवर्ती दृश्य के साथ । पूर्व-ऑपरेटिव वाम वेंट्रिकुलर समारोह की जांच.
- ९० ° डिग्री द्वारा ट्रांसड्यूसर बारी मध्य papillary स्तर पर एक लघु अक्ष बी-मोड देखने को प्राप्त करने के लिए ।
नोट: पशु तो तुरंत या मेज पर स्थानांतरित कर दिया है । पशु लगातार 3% isoflurane के साथ ऊपर है । ०.०५ मिलीग्राम/किग्रा atropine (आइएमएस) यांत्रिक वेंटिलेशन के दौरान ब्रोक्शियल स्राव में वृद्धि से बचने के लिए इंजेक्शन है ।
3. सर्जरी
-
मायोकार्डल रोधगलन प्रेरण
- एक 21 ग्राम सुई और एक 10 मिलीलीटर सिरिंज के साथ एनालजिसिया के लिए 4-5 मिलीग्राम/किग्रा कार्प्रोफेन और ०.०५ मिलीग्राम/किग्रा buprenorphine इंजेक्ट । ०.५ मिलीग्राम/किलो Atropine एक 21 ग्राम सुई और एक 10 मिलीलीटर सिरिंज के साथ subcutaneously इंजेक्शन है ।
- अपनी पीठ पर गिनी पिग प्लेस और मुंह और नाक को कवर facemask के साथ संवेदनाहरण रखना । पिछले पैर चुटकी द्वारा बेहोशी की गहराई की जाँच करें (पैडल पलटा की कमी).
- गिनी सूअरों ' पैर फैला है और टेप का उपयोग कर स्थिति को ठीक ।
- छाती और एक इलेक्ट्रिक शेवर के साथ एनिस्थेटाइज्ड जानवर के श्वासनले क्षेत्र दाढ़ी । व्यापक रूप से आयोडीन आधारित सफ़ाई का उपयोग कर क्षेत्र कीटाणुरहित, ८०% इथेनॉल के बाद । इस कीटाणुशोधन कदम दो बार दोहराएं ।
- श्वासनली क्षेत्र में एक १.५ सेमी ऊर्ध्वाधर चीरा प्रदर्शन और टूक कहा कि जब तक आप श्वासनली को कवर की मांसपेशियों को ढकना । पंचर 18 जी i.v. प्रवेशनी के साथ श्वासनली और एक श्वासनली ट्यूब के रूप में प्रवेश् के लचीला हिस्सा डालने ।
- एक पशु श्वासयंत्र के लिए सांस लेने की नली कनेक्ट करने के लिए लगातार प्रक्रिया के दौरान गिनी पिग वेंटिलेट ।
नोट: अब संवेदनाहरण श्वासनली ट्यूब के माध्यम से isoflurane 3% के साथ बनाए रखा है (प्रेरणा सहायता अधिकतम प्रेरणा दबाव के साथ वेंटिलेशन, श्वसन दर: 100-120/पीक प्रेरणा दबाव: 18-22 सेमी झलक-वेंटिलेशन का उपयोग कर Hg जबकि छाती खुला है ). - पहले पसलियों के बीच अंतरिक्ष में शुरुआत पसली रिक्त स्थान की गिनती के द्वारा 5वें पसलियों के बीच अंतरिक्ष की पहचान । कैंची और एक tweezer का उपयोग गिनी पिग के बाईं ओर 5 पसलियों के बीच अंतरिक्ष पर एक 2 सेमी क्षैतिज चीरा प्रदर्शन करते हैं । एक छोटा सा जानवर रिट्रैक्टर डालें । जब तक पसलियों के बीच की मांसपेशियों तक पहुंच रहे हैं, जो चमड़े के नीचे ऊतक को हटाने के बाद देखा जा सकता है एक इलेक्ट्रोकॉट्री के साथ मांसपेशियों को काटना, तक पहुंच रहे हैं ।
- धीरे चिमटी के साथ पसलियों के बीच मांसपेशियों को काटना जब तक फुफ्फुस अंतरिक्ष तक पहुंच गया है और एक सामने बाएं फेफड़े देख सकते हैं । पसलियों के बीच आकुंचक डालें और दिल का एक अच्छा दृश्य प्राप्त होता है जब तक इसे ध्यान से खोलें ।
- पेरीकार्डियम को लगभग 1 बउ को कैंची के साथ पूर्वकाल बाएँ वेंट्रिकुलर दीवार के क्षेत्र में खोलें । बाईं वेंट्रिकले के cryoinjury उत्प्रेरण जब नुकसान से बचाने के लिए छोड़ दिया फेफड़ों पर एक सेक रखें.
- 3 मिनट के लिए तरल नाइट्रोजन में ०.५ सेमी की एक क्रॉस सेक्शनल व्यास के साथ एक अपरदित धातु स्टांप (एल्यूमीनियम) की नोक रखें ।
- 30 s के लिए दिल की बाईं पूर्वकाल दीवार पर नाइट्रोजन ठंडा जांच दबाएं । तो यह एक इलेक्ट्रिक टांका लोहे का उपयोग कर दिल से अलग (२५० डिग्री सेल्सियस) जो स्टांप के अंदर रखा गया है इसे गर्म करने के लिए । इस प्रक्रिया को दोहराएं 3 बार एक transmural मायोकार्डीयल चोट प्राप्त करने के लिए । मायोकार्डियम की धवलन का निरीक्षण करें ।
- फेफड़ों के अटेलेक्टिस से बचने के लिए अधिकतम दबाव (2 s के लिए वेंटिलेटर की बहिर्वाह ट्यूब clamping द्वारा) के साथ फेफड़े फुलाना । पसलियों के बीच अंतरिक्ष से आकुंचक निकालें ।
- दो 3-0 टांके के साथ पसलियों बंद करो । एक 4-0 चल सीवन के साथ पसलियों पर मांसपेशियों को बंद करें । त्वचा का उपयोग 5-0 सीवन एकल टांके को बंद करने के लिए ।
- आइसोफ्लूराने को 1% तक कम करें । जब जानवर सहज श्वास ले रहा है, श्वासनली ट्यूब को हटाने, और एक facemask (isoflurane 2 – 3%) के साथ संवेदनाहरण जारी है ।
- सजगता के अभाव के लिए पिछले अंग चुटकी द्वारा बेहोशी की पर्याप्त गहराई पर नजर रखने का आश्वासन. फिर एक भी 8-0 का प्रयोग करें श्वासनली पर पंचर स्थल को बंद करने के लिए सीवन । तीन एकल टाँका 4-0 टांके के साथ घाव बंद करें ।
- निम्नलिखित 5 दिनों के लिए दर्द की दवा के लिए ब्यूप्रेमॉर्फिन (०.०५ मिलीग्राम/किग्रा प्रति 12 एच) और कार्प्रोफेन (5 एमजी/किग्रा प्रति 24 एच) का प्रयोग करें ।
-
EHT का आरोपण (cryoinjury के बाद 7 दिन)
- एक प्रेरण चैंबर में गिनी पिग प्लेस और isoflurane के साथ एनिस्थेटाइज़ जानवर पैर की अंगुली को प्रतिक्रिया की कमी से संवेदनाहरण की गहराई की जांच-चुटकी ।
- 4-5 मिलीग्राम/किग्रा कार्प्रोफेन और ०.०५ मिलीग्राम/किग्रा ब्यूप्रेन्फिन के साथ एक 21 ग्राम सुई और एक 10 मिलीलीटर सिरिंज बेहोशी के प्रेरण के बाद । अपनी पीठ पर गिनी पिग प्लेस और मुंह और नाक को कवर facemask के साथ संवेदनाहरण रखना ।
नोट: पिछले पैरों को चुटकी लेते हुए संवेदनाहरण की प्रचुरता की जांच की जानी चाहिए । - गिनी पिग के पैरों को फैलाएं और टेप का उपयोग कर स्थिति को ठीक करें ।
- चरण 3.1.4 में वर्णित के रूप में पूर्व शल्य चिकित्सा की तैयारी प्रदर्शन-3.1.6 । कैंची और चिमटी का उपयोग कर बाईं पार्श्व पक्ष के निशान क्षेत्र में एक 2 सेमी क्षैतिज त्वचा चीरा प्रदर्शन करते हैं ।
- धीरे से एक इलेक्ट्रोकॉटरी का उपयोग कर extrapleural आसंजन काटना. ध्यान से कैंची के साथ फुफ्फुस अंतरिक्ष खुला. दिल को बेनकाब करने के लिए एक रिब स्प्रेडर डालें ।
- नेत्रहीन स्वस्थ आसपास के मायोकार्डियम की तुलना में इसके पीला रंग द्वारा रोधगलन के क्षेत्र की पहचान । रोधगलन क्षेत्र पर इंजीनियर दिल ऊतक पैच प्लेस ।
- यह दो 8-0 के साथ सुरक्षित दोनों पक्षों में टांके । दिल के गैर infarcted क्षेत्र में पैच सुरक्षित करने के लिए सुनिश्चित करें (चित्रा 1). फेफड़ों की अटेलेक्सिकी से बचने के लिए, दबाव के साथ फेफड़े फुलाते हैं । पसलियों के बीच अंतरिक्ष से आकुंचक निकालें ।
- दो 3-0 टांके के साथ पसलियों बंद करो । एक 4-0 चल सीवन के साथ पसलियों पर मांसपेशियों को बंद करें । त्वचा का उपयोग 5-0 सीवन एकल टांके को बंद करने के लिए ।
- आइसोफ्लूराने को 1% तक कम करें । जब जानवर सहज श्वास ले रहा है, श्वासनली ट्यूब को हटाने, और एक facemask (isoflurane 2 – 3%) के साथ संवेदनाहरण जारी है ।
- सजगता के अभाव के लिए पिछले अंग चुटकी द्वारा बेहोशी की पर्याप्त गहराई पर नजर रखने का आश्वासन. फिर एक भी 8-0 का प्रयोग करें श्वासनली पर पंचर स्थल को बंद करने के लिए सीवन । तीन सिंगल सिलाई 4-0 टांके के साथ घाव बंद करें ।
- निम्नलिखित 5 दिनों के लिए दर्द की दवा के लिए ब्यूप्रेमॉर्फिन (०.०५ मिलीग्राम/किग्रा प्रति 12 एच) और कार्प्रोफेन (5 एमजी/किग्रा प्रति 24 एच) का प्रयोग करें ।
- चार सप्ताह के बाद EHT आरोपण एक transthoracic इकोकार्नोग्राफी प्रदर्शन (के रूप में चरण 2 में वर्णित) समय के साथ LV समारोह की निगरानी के लिए.
नोट: LV फ़ंक्शन eht आरोपण से पहले मॉनिटर किया जाता है और 4 सप्ताह के आरोपण के बाद EHT आरोपण द्वारा कार्डियक फंक्शन के सुधार के लिए निगरानी करने के लिए - जानवर जो IACUC प्रोटोकॉल को मंजूरी दे दी और शल्य चिकित्सा के लिए आगे विश्लेषण के लिए दिल एक्सप्लांट ।
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Representative Results
यह गिनी पिग मॉडल hiPSC व्युत्पंन EHT-पैच के आरोपण के बाद हृदय उत्थान की जांच करने के लिए एक उपयुक्त मॉडल है । यह पुनर्प्राप्य बड़ी transmural मायोकार्डियल चोटों की ओर जाता है । निशान आकार प्रोटोकॉल cryoinjury के बाद चार सप्ताह के द्वारा मूल्यांकन किया है । मेसन trichrome धुंधला करना बड़े transmural निशान से पता चलता है (चित्रा 2) । निशान आकार reproducibility8की एक उच्च डिग्री को दर्शाती घायल जानवरों की एक बड़ी संख्या से अधिक समान था । बाईं वेंट्रिकुलर मायोकार्डियम के औसत 25% पर निशान ऊतक द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था । Dystrophin धुंधला करना बड़ी मायोकार्डियल grafts का प्रदर्शन किया है कि आंशिक रूप से निशान remuscularized (चित्रा 3a) । मानव Ku80 के लिए धुंधला इस नव निर्मित मायोकार्डियम (चित्रा 3 बी) के मानव मूल साबित कर दिया । उच्च इज़ाफ़ा से पता चला है कि इन grafts घनी पैक myocytes के शामिल थे । वाम वेंट्रिकुलर समारोह transthoracic इकोकार्डियोग्राफी का उपयोग कर निगरानी की गई थी । एक सफल EHT आरोपण LVEF में एक सुधार की विशेषता है, भिंनात्मक क्षेत्र छोटा, और बाईं वेंट्रिकुलर अंत में कमी-डायस्टोलिक व्यास (चित्रा 4) ।
चित्रा 1: आरोपण के बाद hEHT-पैच । (क) आरोपण के तुरंत बाद पैच । (ख) चार सप्ताह के आरोपण के बाद पैच । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 2: है masson trichrome दाग पैराफिन धारा के 28 दिनों के बाद cryoinjury पर रोधगलन का निर्धारण । रोधगलन है Masson trichrome धुंधला में नीले रंग से निर्धारित होता है, फाइब्रोटिक ऊतक का प्रतिनिधित्व । स्केल बार = 2 मिमी. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 3: Dystrophin और मानव Ku80 के साथ धुंधला । (क) dystrophin अभिरंजक निशान क्षेत्र में बड़े मांसपेशी द्वीपों (भूरे रंग) से पता चलता है (ख) पैराफिन के दाग को खोदी दिल । Ku-८० एक मानव विशिष्ट एंटीबॉडी है । इसलिए, सकारात्मक दाग कोशिकाओं (भूरे रंग) मानव मूल से हैं । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।
चित्रा 4: बाईं वेंट्रिले के एम मोड माप transthoracic इकोकार्थोग्राफी का उपयोग । (क) बेसलाइन पर और (ख) एक सप्ताह के बाद cryoinjury । (IVS: इंट्रावेंट्रिकुलर septum, LV: वाम वेंट्रिले, पीडब्लू: पीछे की दीवार) । माप 3 बार किया जाता है । बेसलाइन पर, 1 सप्ताह cryoinfarction के बाद और 4 सप्ताह EHT आरोपण के बाद कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए ।
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Discussion
छोटे जानवर मॉडल की एक किस्म के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए उपलब्ध हैं कि कोशिका प्रत्यारोपण घायल दिलों पर प्रबल9,10,11. हम क्योंकि सभी छोटे जानवर मॉडल अपनी (इलेक्ट्रो) शरीर क्रिया विज्ञान के एक गिनी पिग मॉडल चुना सबसे निकट है कि मनुष्यों की । छोटे जानवर मॉडल के लाभ सरल आवास, प्रबंधनीय लागत, और कुछ workforces हैं । चूहों और चूहों की तुलना में गिनी सूअर ́ कार्डियक (इलेक्ट्रो) फिजियोलॉजी मनुष्य के लिए अधिक मिलती-जुलती है । विशेष रूप से हृदय आवृत्ति कम है (~ 250/मिनट), वेंट्रिकुलर कार्रवाई क्षमता एक पठार चरण से पता चलता है और पोटेशियम वर्तमान मैंkr repolarization7के लिए महत्वपूर्ण है । इसके अलावा, जानवरों के बड़े आकार सर्जरी की सुविधा है, जो विशेष रूप से एक पुनः thoracotomy के रूप में महत्वपूर्ण है चोट के प्रेरण के बाद एक सप्ताह की आवश्यकता है । हालांकि, गिनी सूअरों कुछ अनुभव की आवश्यकता होती है संवेदनाहरण के प्रति संवेदनशील हैं ।
शिबा एट अल., ५० मिलीग्राम/किलो ketamine और 2 मिलीग्राम/किलो xylazine (आइपीए) हृदय cryoinjury के लिए गिनी सूअरों anesthetize के लिए4का उपयोग वर्णित है । हमने इस संवेदनाहरण रेजिमेंट का भी मूल्यांकन किया है । नुकसान में से एक तथ्य यह है कि यह xylazine और ketamine के मादक प्रभाव को निलंबित करने के लिए शक्तिशाली antidotes लापता होने के कारण असंभव है । यह देखते हुए कि गिनी सूअरों शल्य चिकित्सा प्रक्रियाओं के दौरान हाइपोग्लाइसीमिया के उच्च जोखिम में हैं, हम एक मादक गैस जिसका प्रभाव को नियंत्रित करने के लिए आसान है और इसलिए एक बहुत ही कम संवेदनाहारी वसूली चरण के लिए अग्रणी का उपयोग करने का फैसला किया । एक tracheotomy प्रक्रिया में एक सुरक्षित वेंटिलेशन सुनिश्चित करने के लिए प्रयोग किया जाता है । एक ओरो-श्वासनली इंटुबैषेण तकनीकी रूप से गिनी सूअरों में बहुत मांग है, श्वासनली के उद्घाटन के दृश्य के रूप में अक्सर मुश्किल है और एक सुरक्षित इंटुबैषेण की गारंटी नहीं किया जा सकता है ।
हालांकि cryo-चोट एक गंभीर मायोकार्डियल चोट लाती है यह ठीक से मानव में एक कोरोनरी धमनी रोग/मायोकार्डल रोधगलन दर्पण नहीं है । इस संबंध में, बालक या यहां तक कि एक इस्कीमिया-रिपरफ्यूजन चोट मॉडल के बंधाव और अधिक बारीकी से मानव पैथोफाइशियोलॉजी recapitulates । हालांकि, गिनी में कोरोनरी धमनी एनाटॉमी-सूअरों एक व्यापक collateralization की विशेषता है । इसलिए, बाईं पूर्वकाल के एक बंधाव कोरोनरी धमनी उतरते एक गिनी पिग12,13में बड़ी मायोकार्डियल चोटों में परिणाम reproducibly नहीं करता है । चूहों और चूहों में लाड-ligation एक व्यापक remodeling और अंततः पूर्वकाल दीवार, एक विशेषता है कि इस हद तक मनुष्यों में नहीं देखा जाता है thinning की ओर जाता है । गिनी-सुअर cryo-चोट मॉडल remodeling प्रक्रियाओं और वेंट्रिकुलर दीवार के thinning लाती है, लेकिन एक हद तक, कि अधिक बारीकी से मनुष्यों में देखा एक मायोकार्डल चोट जैसा दिखता है । इसलिए, एक cryoinjury एक अधिक विश्वसनीय मायोकार्डीयल चोट में जिसके परिणामस्वरूप मॉडल13चुना गया था । परिप्रक्रियात्मक मृत्युदर इस मॉडल के साथ एक बड़ी समस्या है । शुरू में, पहले ऑपरेशन के दौरान या हृदय की चोट के बाद 7 दिनों के भीतर लगभग 30% जानवरों की मौत हो गई । एक और 30% ६०% की एक समग्र मृत्यु दर के लिए EHT आरोपण लेखांकन के दौरान मृत्यु हो गई । कई संशोधनों के कारण मृत्यु दर में एक महत्वपूर्ण कमी है । आइसोफ्लुर्न भारी लार और ब्रोनीयल स्राव को प्रेरित करता है. Atropine ब्रोनशियल स्राव कम कर देता है और मृत्यु दर को कम करने के लिए एक प्रमुख कारक था. दूसरा पहलू है कि भारी मृत्यु दर में कमी एक टांका लोहे का उपयोग करने के लिए दिल से ठंड धातु स्टांप जारी है । गर्म पानी शुरू में मायोकार्डियम से टिकट अलग करने के लिए इस्तेमाल किया गया था । हालांकि, वक्ष गुहा से पानी निकालना मुश्किल था । शेष जल नकारात्मक श्वसन प्रभावित और आसंजन है कि पशु रोग का निदान बिगड़ के विकास के लिए नेतृत्व । एक और संशोधन है कि सकारात्मक प्रक्रिया को प्रभावित एक सेक के साथ ठंडे धातु स्टांप से बाएं फेफड़े की सुरक्षा थी । के बाद इन संशोधनों को लागू किया गया मृत्यु दर ~ 20% कार्डियक चोट आपरेशन के लिए छोड़ दिया (पहले पश्चात सप्ताह सहित) और EHT प्रत्यारोपण के लिए एक और 25% । क्रायो चोट के प्रेरण तकनीकी रूप से आसान संचालन का प्रतिनिधित्व करता है और 5-10 जानवरों के पर्यवेक्षण के तहत संचालित किया गया है के बाद लगातार परिणाम प्राप्त किया जा सकता है । EHT-ट्रांसप्लांटेशन और अधिक की मांग की है और पर्यवेक्षण के तहत के बारे में 20 सर्जरी की सिफारिश कर रहे है जब तक reproducible परिणाम प्राप्त किया जा सकता है ।
शुरुआत में, हम दिल कुल्ला करने के लिए गर्म खारा इस्तेमाल किया है और इसलिए, बाईं वेंट्रिकुलर दीवार से जमे हुए जांच अलग । इस प्रक्रिया को संभालना आसान है, लेकिन खारा के कुछ मिलीलीटर सांस की विफलता का खतरा बढ़ छाती में रहते हैं ।
अंत में, विविधरंगी गिनी पिग मॉडल को पुनरुद्भनीय, सस्ता और सुसंगत परिणाम की ओर ले जाता है । Transthoracic इकोकार्डियोग्राफी फिर से पहले हृदय की चोट की उपस्थिति का मूल्यांकन करने के लिए एक व्यवहार्य और गैर इनवेसिव उपकरण प्रदान करता है-ऑपरेशन और भ्रष्टाचार-आरोपण किया जाता है ।
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Disclosures
लेखकों में से कोई भी वित्तीय हितों या ब्याज के अंय संघर्ष की घोषणा करने के लिए प्रतिस्पर्धा है ।
Acknowledgments
इस अध्ययन के लिए कोई धन प्राप्त नहीं हुआ
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Ventilator (VetFlo Dual Mode) | Kent Scientific | ||
| Forene | abbvie | 1000009819 | |
| Carprofen | Zoetis | 256692 | |
| Atropin | Braun | PZN 00648037 | |
| Buprenorphin | Sigma | ||
| Metal stamp | |||
| Electric soldering iron | Claytools | ||
| 3-0 prolene suture | Ethicon | ||
| 4-0 prolene suture | Ethicon | 662SLH | |
| 5-0 prolene suture | Ethicon | 8710H | |
| 8-0 prolene suture | Ethicon | 8841H | |
| Tungsten Carbide Scissor | FST | No. 14568-12 | |
| Stainless sterilization Container | FST | No. 20890-51 | |
| Graefe Forceps | FST | No.11652-10 | |
| Extra fine Graefe Forceps | FST | No.11150-10 | |
| Forceps | FST | No. 11022-15 | |
| Halsted- Mosquito | FST | No. 13009-12 | |
| Forceps | FST | No.13003-10 | |
| Baby Mixter | FST | No. 13013-14 | |
| Needle holder (Castroviejo with Tungsten Casbide Jaws) | FST | No. 12565-14 | |
| Needle Holder (Halsey) | FST | No. 12501-13 | |
| Alm Retractor with Blumt Teeth | FST | No. 17008-07 | |
| Spring Scissor | FST | No. 15000-00 | |
| Compress 5x5 | Fink + Walter | PZN 08821417 | |
| Venflon Pro Safety | Becton Dickinson | PZN11123964 | |
| Cautery High Temp 2" | Bovie Medical Corporation | 0100607151011055 |
References
- Kirklin, J. K., et al. Seventh INTERMACS annual report: 15,000 patients and counting. The Journal of heart and lung transplantation: the official publication of the International Society for Heart Transplantation. 34, 1495-1504 (2015).
- Soonpaa, M. H., Field, L. J. Survey of studies examining mammalian cardiomyocyte DNA synthesis. Circulation research. 83, 15-26 (1998).
- Shiba, Y., Hauch, K. D., Laflamme, M. A. Cardiac applications for human pluripotent stem cells. Current pharmaceutical design. 15, 2791-2806 (2009).
- Shiba, Y., et al. Human ES-cell-derived cardiomyocytes electrically couple and suppress arrhythmias in injured hearts. Nature. 489, 322-325 (2012).
- Chong, J. J., et al. Human embryonic-stem-cell-derived cardiomyocytes regenerate non-human primate hearts. Nature. 510, 273-277 (2014).
- Kattman, S. J., et al. Stage-specific optimization of activin/nodal and BMP signaling promotes cardiac differentiation of mouse and human pluripotent stem cell lines. Cell stem cell. 8, 228-240 (2011).
- Watanabe, T., Rautaharju, P. M., McDonald, T. F. Ventricular action potentials, ventricular extracellular potentials, and the ECG of guinea pig. Circulation research. 57, 362-373 (1985).
- Weinberger, F., et al. Cardiac repair in guinea pigs with human engineered heart tissue from induced pluripotent stem cells. Science translational medicine. 8, 363ra148 (2016).
- Shiba, Y., et al. Electrical Integration of Human Embryonic Stem Cell-Derived Cardiomyocytes in a Guinea Pig Chronic Infarct Model. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapy. 19, 368-381 (2014).
- van Laake, L. W., et al. Human embryonic stem cell-derived cardiomyocytes survive and mature in the mouse heart and transiently improve function after myocardial infarction. Stem cell research. 1, 9-24 (2007).
- Zimmermann, W. H., et al. Engineered heart tissue grafts improve systolic and diastolic function in infarcted rat hearts. Nature medicine. 12, 452-458 (2006).
- Johns, T. N., Olson, B. J. Experimental myocardial infarction. I. A method of coronary occlusion in small animals. Annals of surgery. 140, 675-682 (1954).
- van den Bos, E. J., Mees, B. M., de Waard, M. C., de Crom, R., Duncker, D. J. A novel model of cryoinjury-induced myocardial infarction in the mouse: a comparison with coronary artery ligation. Heart and circulatory physiology. , H1291-H1300 (2005).
