Summary
כאן, אנו מתארים טרום קלינית בעלי חיים גדולים (porcine) מודל של השתלת לב אורתוגרפית כי כבר הוקמה בחוזקה ומנוצל לחקור אסטרטגיות קרדיוקטיבי הרומן.
Abstract
50 שנים לאחר הדו ח המוצלח הראשון, השתלת לב נשאר הטיפול בתקן זהב עבור חולים זכאים עם אי ספיקת לב מתקדמת. מספר בעלי חיים קטנים מודלים של השתלת לב שימשו כדי ללמוד את ההשפעות חריפה לטווח ארוך של טיפולים חדשניים. עם זאת, מעטים נבדקים והפגינו הצלחה בניסויים קליניים. היא בעלת חשיבות קריטית להערכת טיפולים חדשים במודל בעל-חיים רלוונטי קליני לתרגום יעיל ואמין של ממצאי מחקרים בסיסיים. כאן, אנו מתארים טרום קלינית בעלי חיים גדולים (porcine) מודל של השתלת לב אורתוגרפית כי כבר הוקמה באופן הדוק השתמשו בעבר כדי לחקור אסטרטגיות קרדיוקטיבי הרומן. הליך זה מתמקד בפציעה חריפה של איסכמיה-reperfusion והוא שיטה אמינה לחקור התערבויות הרומן אשר נבדקו ואומתו במודלים ניסיוניים קטנים יותר, כגון מודל murine. אנו מדגימים את התועלת שלו בהערכת ביצועים לב במהלך התקופה שלאחר ההשתלה מוקדם ואפשרויות אפשריות אחרות הזמינות על ידי המודל.
Introduction
50 שנים לאחר הדו ח המוצלח הראשון, השתלת לב נשאר הטיפול בתקן זהב עבור חולים זכאים עם אי ספיקת לב מתקדמת1. למרות שזמני האיסכמי של עד ארבע שעות נסבל כראוי, זמן איסכמי גדול יותר משש שעות קשורה לתוצאות נחות2. תפקוד השתל העיקרי נשאר הגורם העיקרי של תחלואה ותמותה מוקדם אחרי ההשתלה2,3. הסיבות של תפקוד השתל העיקרי הם רב עצרת וכוללים את השימוש באיברים שוליים, הנמען מחלת כלי דם ריאתי, דחייה יתר, ו איסכמיה-reperfusion פציעה מתמשכת בזמן השתלת3.
מחקרים מרובים חקרו שיטות הרומן שימור לב התורם כדי להפחית את השכיחות של תפקוד השתל העיקרי4,5,6,7. זה מנהג נפוץ כדי להעריך טכניקות חדשות וטיפולים מודלים murine של פציעה איסכמיה-reperfusion או הטרופית השתלת לב. בנוסף, מודלים בעלי חיים קטנים מאפשרים מודלים של הישרדות ומעקב ארוך טווח כדי לחקור את ההתפתחות של דחייה האלושתל לב ואסקולוטיה11,12,13. עם זאת, רוב אסטרטגיות אלה להיכשל הראשונית ניסויים קליניים או לעולם לא להגיע לשלב זה. זהו החשיבות העליונה להערכת טיפולים חדשים במודל בעל חיים הרלוונטי קלינית לתרגום יעיל ואמין של ממצאי מחקרים בסיסיים.
לב הפורצין נחשב לעתים קרובות לאופן האנטומית ביותר ללב האדם בעת שימוש במודלים של בעלי חיים גדולים. ככזה, היא פלטפורמה אידיאלית לביצוע מחקר ניתוחי לב. עם זאת, ישנם גורמים חשובים מספר לשקול בעת שימוש במודל חזירי. ראשית, הרקמה מתוארת בדרך כלל שברירי ומלא מסוגל, במיוחד בפרוזדור הימני ובעורק הריאתי, להיות נוטה דמעות14. בנוסף, לב החזיר נחשב רגיש למניפולציות ונוטה לטיפול בפרעות בקצב הלב, ולכן על האדם לנהל באופן שגרתי את האנטי-ארתוטי לכל חיה בתחילת הניסוי. הבדל אנטומי חשוב בין המודל חזירי והשתלת הלב הקליני הוא הווריד hemiazygous שמאל בחזירים אשר מנקז ישירות לתוך הסינוס הכלילי. הדבר חייב להיות מקוטע במהלך הליך הנמען כדי למנוע דימומים מתמשכים. לבסוף, מודל חזירי רגיש מאוד איסכמיה, אבל זה עדיין מתאים למחקרים חריפים השתלת לב15.
כתב היד מתאר מודל טרום קליני בעלי חיים גדול (porcine) של השתלת לב אורתוגרפית כי כבר הוקמה באופן יציב ומנוצל כדי לחקור אסטרטגיות הרומן קרדיוקטיבי5,6,8 ,9.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הוועדה המוסדית לטיפול בבעלי חיים אישרה את כל הפרוטוקולים הניסיוניים ובעלי חיים טופלו בעקבות "מדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה" שהוכנו על ידי המכון למשאבי בעלי חיים במעבדה, מועצת המחקר הלאומית, 1996. חזירים גברים (40-50 ק"ג) שימשו לביצוע השתלות לב אורתוטופית (גודל בעלי חיים יכול להשתנות בהתאם לשיקול הדעת של החוקרים ולמטרות נסיוניות).
1. נוהל תורם
- אינדוקציה להרדמה והכנה לבעלי חיים:
- לקדם את החיה באמצעות הזרקה שרירית של קטמין (20 מ"ג/ק"ג), Midazolam (0.3 מ"ג/ק"ג), ו אטרופין (0.04 מ"ג/ק"ג). לבצע אינדוקציה הרדמה ותחזוקה באמצעות שאיפה (ריכוז גאות בסוף: 1% – 3%) + 3 L/min O2 באמצעות מסכת פנים.
- אשר הלימות הרדמה על ידי הבטחת טון הלסת רגועה העדר כאב במהלך צביטה בבוהן. הלימות ההרדמה צריכה לפעול לפי ההנחיות המוסדיים.
- לאחר הלימות הרדמה מאושר, לבצע צנרור האוקנה באמצעות שפופרת אנדוקנה של גודל 6.5 – 8 מ"מ.
- מניחים צג רוויית חמצן באוזן או בשפה התחתונה לניטור רציף. הניחו את כרית האלקטרודות הקבית על גבו של בעל החיים.
- הכנס גישה היקפית ורידי דרך וריד האוזן (למשל 20 גר' אנגיוקט). התחל עירוי תחזוקה (למשל 0.9% הנאל). מנהל 2 גרם של מגנזיום גופרתי כדי למנוע הפרעות קצב.
- הכנס מועורית מרכזית ורידי מבושה באמצעות הטכניקה Seldinger לתוך וריד העורק הימני, אם הימני צדדית הימנית צנתור לב ומדידות פלט הלב הם להתבצע. מניחים את החיה בעמדה טרנדלנבורג כדי להקל על גישה ורידים. לחילופין, ניתן לעשות זאת בעורק הצוואר הפנימי השמאלי. אם לא ניתן להקים את הגישה, ניתן לבצע שלב זה בעקבות האונה הפנימית באמצעות מעקב אחר הווריד הפנימי של עורק הצוואר (ימין או שמאל) והכנסת הנדן ישירות.
- רכישת לב תורם:
- לבצע באמצע קו האמצע של האזור צוואר הרחם מתחת לתהליך xiphoid באמצעות עט קובאטרי. פתח את עצם החזה. עם מסור עצמות להבטיח הקפאה נאותה במהלך ההליך כולו (למשל, צרוב עצם החזה, ו/או יישום של שעווה בעצמות).
- באזור צוואר הרחם, למשוך את השריר שרירי הבטן למרכז ולנתח את עורק העורק הימני (לחילופין, זה יכול להיעשות עם עורק הצוואר השמאלי). הציבו קו גישה עורקי (לדוגמה, 20 גר' אנגיוקט) לעורק העורק הימני לצורך ניטור פולשני של לחץ עורקי.
- מנתחים ומסירים את. התימוס מרקמת הלב הרימו בעדינות את התימוס מקרום הלב, באמצעות הקוראטרי, ומנתחים את המבנה מרקמת הלב. כדי למנוע דימום, לצרוב את כלי קטן שמקורם העורקים והבנה מעולה (SVC) להשקפה את התימוס.
- . פתח את קרום הלב לנתח את החלל הaortopulmonary באמצעות הקאולטרי. בשביל זה, יש את העוזר לסגת את המסלול הימני הבין-חדרית לעקוב אחר העורק הריאתי לשמאל ולקבל את המנתח למשוך את העורקים ימינה. עשה זאת בזהירות כדי למנוע נגעים ישירים לעורק הריאתי.
- נקה את ההיבט הקדמי של העורקים העולים מרקמת החיבור. בזהירות למשוך את מערכת העיכול הימנית הטובה והמקום תפר מחרוזת הארנק באמצעות 4-0 prolene על הבית האבובית העורקים השמאלית הטובה ביותר (להימנע תפרים עובי מלא). . אבטחו את התפר עם חוסם עורקים
- ניהול 30,000 יחידות של הפארין (> 300/ק"ג) כדי להשיג אנטי קרישה מערכתית. הכנס צינורית משלוח (לדוגמה, "צינורית שורש אבי העורקים") אל אבי העורקים העולים בין תפר מחרוזת הארנק שהונח בעבר ובטוח על ידי הידוק חוסם העורקים. הכינו את התמיסה הקרדיואופטית שתהיה בשימוש ותתחבר לצינורית המשלוח.
- פתח את SVC ולבנה הוריד הנחות (IVC), ואת הווריד שמאל הריאות נחותה כדי להבטיח אוורור מספיק הלב. הניחו את מלחציים הצלב של אבי העורקים על האבי העורקים המרוחק (מעל לעזרת צינורית הריאה). לחילופין, החדר השמאלי ניתן לפרקו על ידי פתיחת התוספת פרפור שמאל והצבת יניקה.
- מיקוד לחץ שורש אבי העורקים. של 80 ל 100 מ מ
הערה: המחברים החילו מודל באמצעות 1.5 L של הפתרון התקני לב היפרקלמית ב -4 ° c. ניתן להשתמש בפתרונות ובאמצעי אחסון שונים בהתאם להגדרת הניסוי. - הניחו את הקרח בשלג (0.9% הנאגל) בחלל בית החזה ומעל העוגב לצינון בעקבות החניכה של הקרדיוגנסטית. לאחר הניתוח המוגמר, המשיכו עם כריתת הקרדיוטומיה באופן מסורתי. מחלק את העורקים ואת עורק הריאתי לאחר העורק ה, ובדו, בהתאמה, כדי להבטיח אורך מספיק עבור השתל.
- לאחר ההסרה, מניחים את האיבר בשקית עוגב עם לפחות 500 מ ל של פתרון השימור (פתרון היפרקלמי סטנדרטי). שים את זה על הקרח ולשמור ב 4 ° c. שלב זה יכול להיות שונה על פי התכנון הניסיוני והמטרה.
2. נוהל הנמען:
- אינדוקציה להרדמה והכנה לבעלי חיים:
- לבצע הרדמה וניטור כפי שמתואר בהליך התורם (צעדים 1.1.1 כדי 1.1.6).
- לאחר החדרת מעטפת מרכזית הווריד מכנס לתוך וריד העורק הימני, להכניס צנתר הווריד המרכזי (למשל כפול לומן) לתוך וריד הצוואר השמאלי באמצעות הטכניקה Seldinger. לחילופין, ניתן לעשות זאת לאחר שהאונה המדברית כמתואר לעיל.
- מעקף לב-ריאה (CPB):
- בצעו את האונה התיכונה וחשפו את הלב והכלים הגדולים כמתואר בהליך התורם (שלבים 1.2.1 ל1.2.4).
- מנתחים בין ה-SVC לבין העורק הנסתר, והשימוש בעזרת מלקחיים בעזרת מטזנבאום ו-"הזווית הנכונה". להקיף SVC ו-IVC באמצעות סרט הטבור (לחילופין תפר O פשוטה ניתן להשתמש). אבטח כל קלטת/תפר עם חוסם עורקים.
- מקום 2 מעגלי הארנק מחרוזת תפרים באמצעות 4-0 prolene תפר על האדוורטיה בסדר העורקים המרוחק (להימנע התפרים עובי מלא). מניחים תפרים מחרוזת הארנק באמצעות 4-0 prolene ב-IVC ו SVC ברמת השתקפות החוגה. אבטחו את התפרים. עם חוסם עורקים
- במהלך ההכנות ל-CPB, יש עוזר ההתקנה ומראש את המערכת בהתאם לצרכים של החוקרים והניסויים. הנוהל הנוכחי משתמש באותה התקנה המשמשת כחטיבה לכירורגיה וכלי דם של המוסד ומעסיקה מטפל מיומן. מערכת מעקף מוכן עם 2 ליטרים של crystalloid פתרון (למשל פלמטולוייט) עם 500 מ"ג של מסיסות.
- ניהול 30,000 יחידות של הפארין (> 300/ק"ג) כדי להשיג אנטי קרישה מערכתית. זמן קרישה שהופעל (ACT) צריך להיות מעל 300 s, אם הבדיקה זמינה.
- באמצעות צינורית עורקים. של 17 עד 21 השתמשו בצינורית מלאכותית (ECMO) (g. EOPA העורק העורקי) הוכנס באמצעות טכניקת Seldinger כדי להקל על שלב זה ולהימנע אובדן דם. לחילופין, ניתן להשתמש בצינורית עורקים סטנדרטית לעקיפת השימוש.
- חברו את הצינורית לקו העורקי של המעגל העוקף באמצעות מחבר 3/8-3/8. . למנוע תסחיף אוויר
- בצע צינורית בו. בשביל זה, הצינורית של SVC ולאחר מכן את השימוש ב-IVC באמצעות 24 עד 28 מימין באמצעות צינורית ורידי ברמה אחת (לדוגמה, DLP לומן יחיד בזווית ורידי צינורית ורידים).
- ראשית, לעשות חתך קטן (5 מ"מ) במרכז תפר מחרוזת הארנק. הגבר את החתך בעזרת מכשיר בזווית קטנה (למשל, זווית ימין או הצמדה). הכנס את הצינורית הכוונת את הזווית המועלת בתוך ה-SVC ומטה ב-IVC (הרחק מהלב). מאובטח על ידי הידוק חוסם העורקים. ומחזיק את תפר הארנק
- בין כל צעד, לכסות את החתך באצבע כדי למנוע דימום מופרז. חברו את הצינורית לקו הורידים של המעגל העוקף באמצעות מחבר 3/8-3/8-1/2 Y. . למנוע מנעל אוויר במערכת
- הפעל את CPB. התאם שיעורי flowrates לשמור על לחץ עורקי מעל 50 mmHg (כ 4 L/דקות). . שמור על נורימיה במהלך ההליך
הערה: ניתן לשנות הגדרות אלה בהתאם לתכנון הניסיוני. תרופות vasoactive צריך להיות מנוהל רק במהלך CPB אם יש צורך לסייע בוויסות הלחץ (g. אפינפרין אינפוזיה).
- השתלת לב תורם:
- לאחר החניכה של CPB, לפתוח את pleura שמאל למשוך את הלב הטבעי ימינה. מנתחים וממקיפים את הווריד השמאלי hemiazygous באמצעות מכשיר לחיתוך חד (למשל מטזנבאום) וזווית ימנית, בהתאמה. . ליגייט עם עניבת משי רק ליגטורה אחד נדרש כמו לב יליד יוסר.
- הצמד את עורק העורקים של הנמען. באופן מובן לצינורית העורקים עם חוסמי העורקים שהונחו. בעבר באמצעות קשרי משי הסר את לב המקור של המטופל. לחילופין, ניתן לעצור את הלב באמצעות הקרדיו, המבוססת על דם סטנדרטי.
- במהלך כריתת הקרדיו, הקפידו לשמור על אזיקים גדולים במטופל כדי להקל על השתלת לב התורם. בשביל זה, כדור העורקים ועורק הריאתי. קרוב לשורשים שלהם כמו כן, יש לשמור על הלוח השמאלי והימני באזיקים גדולים. השאירו את הזמן הנכון והשמאלי התוספות באזיקים המטופל, אשר עשוי להיות נחוץ במהלך האנסטוסים.
- הכינו את לב התורם להשתלה.
- ותפריד את עורק הריאות. לחלוטין מעורק העורקים השאירו לפחות 2-3 ס מ של כל כלי לחיתוך במהלך השתל לפי הצורך. . עם עניבת משי , לאחד את כל הורידים הריאתי. וליצור מיכל אחד שמאלי כדי להיות מאוזן
- השוואת במידות שמאל של השרוול (תורם והנמען) ו לקצץ כל הנדרש כדי להיות בגדלים דומים. ניתן לתקצר את התוספת השמאלית של המטופל, או שהגג השמאלי של התורם והתוספת ניתן לפתיחה בשביל זה.
- העבר את המנה הראשונה במינון ללב התורם תוך שימוש בשיטת הקרדיו1.2.6 הקודמת בצינורית כמתואר בשלב הראשון. הפתרון המוגן cardioplegic מורכב מ 500 מ ל של 2:1 תערובת של דם: crystalloid המכיל 24 mEq של אשלגן ונמסר 10 ° c. השיגו את ריכוז האשלגן הרצוי על ידי הוספת אשלגן כלוריד לתערובת הקרדיוכללית.
- לאחר השלמת כל החיבור, יש לספק מנה נוספת של 300 מ ל של הקרדיוגרם ב-10 ° c המכיל 8 מעלות של אשלגן.
- בעקבות כל האנסטוסים ולפני הסרת מלחציים הצלב של אבי העורקים, יש לספק מנה נוספת של 500 mL של חום (37 ° c) עם 8 מעלות של אשלגן.
- הסר את לב התורם מאחסון והשתל עם טכניקת biatrial anastomotic סטנדרטי ברצף הבא: שמאל האטריום, הפרוזדור הימני, עורק הריאות, ואת העורקים. השתמש 4-0 prolene תפר עם מחט SH עבור האטריום שמאל וימין, ואת אב העורקים ו 5-0 prolene תפר עם מחט BB לעורק הריאתי.
- אטריום שמאלי: מניחים את ה4-0 בצומת שבין האטריום השמאלי לבין ה-IVC (שוליים נחותים מימין) ועוד ב-180 ° מהראשון, חיבור האזיקים התורמים והמקבל. . להשלים את החיבור לקיר האחורי . להשלים את החיבור לקיר הקדמי זה מבוצע מהתפר העליון. לתפר הנחות
- האטריום הימני: לפתוח את האטריום הימני של התורם מן הנספח לכיוון IVC, יצירת שחפת התורם המתאים לגודל המטופל השרוול. החל בזווית הנחותה (הצומת בין IVC והאטריום הימני), השלם את החיבור לקיר הפנימי ולאחר מכן את הקיר הצדדי.
- עורק הריאות: לקצץ את הקצוות של עורקים הריאתי הן המטופל והתורם ליצור גדלים תואמים. מניחים תפר 5-0 בקיר לרוחב שמאל המאחד כלי התורם והנמען ועוד בקצה לרוחב הימני. להשלים את החיבור לקיר הנחות. ואז את החיבור לקיר הקדמי
- העורקים: לקצץ כפי שמתואר עם עורק הריאתי. מניחים תפר על הקיר השמאלי הצדדי חיבור כלי התורם והנמען. השלימו את החומה הנחותה ואז את החיבור הקדמי של הקיר.
- בצעו אנסטוסים שכבתית בודדים, פרט לעורק הריאתי, שבו נדרשת השקה כפול בשכבות. רקמת חזירי היא שברירית מאוד ויש לטפל בקפידה כדי למנוע דמעות. וחשוב מכך, החיבור לעורק הריאתי הוא השלב העדין ביותר של השתל, והוא חייב להיעשות בטיפול קיצוני. ניתן לשנות את טכניקת השתל בהתאם להעדפות המנתחים ולתכנון הניסיוני.
- כמתואר לעיל, הסר את מלחציים הצלב של אבי העורקים. בדוק את כל האנסטוסים עבור אתרי דימום, יש לתקן אותם בשלב זה.
- לאחר שהוא מזמין את לב התורם ל60 דקות ב-CPB. הפרעות בקצב המוח ניתן לטפל עם דפיברילציה פנימי (20-50 J). אם נדרש, הצעדים החדרית ניתן להשתמש כדי לשמור על קצב הלב של 100 פעימות לדקה. תרופות אנטיפרעות (g. Amiodarone, לידוקאין, או מגנזיום סולפט) ניתן להשתמש בשיקול הדעת של החוקרים, אם יש צורך.
- לאחר 60 דקות של reperfusion, מנהל 1 גרם של סידן כלוריד. באמצעות הפחתת הזרימה לחצי, ואז ברבעון הראשון ולאחר מכן כבוי. קו הורידים המרכזי יכול לשמש לניטור. לחץ הורידים המרכזי, מיקוד 10 מ מ הפעל אינפוזיה של תרופות vasoactive ואינוטרופיות (למשל dobutamine, אפינפרין, נוראדרנלין ואסירופסין) לפי התכנון הניסיוני או שיקול דעתה של החוקרים.
- הגמילה נחשבת מוצלחת אם החיה שומרת לחץ עורקי סיסטולי מעל 60 mmHg עבור מעל 30 דקות לאחר הפסקת CPB. כאשר זה אינו מודל הישרדות, לא להפוך את ההפרין; דימום מתמשך יכול להתרחש מפני חורי מחט ומבני גזור (למשל עצם החזה). לבבות תורמים מגיבים היטב למינונים קטנים וחוזרים של החלפת נפח באמצעות מערכת CPB. בנוסף, מודל הפורצין מגיב היטב לdobutamine.
הערה: יש להתאים את הנהלת הנמען לחווית החוקרים ולתכנון הניסיוני. רופא מרדים לב. עשוי לסייע בדרך זו
3. הערכת השתל:
- הערכה פונקציונלית:
- מודל זה בעל חיים גדול יש את היתרון של בעל גישה לחזה פתוח בכל עת, אשר מקלה על הערכה תפקודית ישירה. כדי למדוד כריתת לב, השתמשו בניתוח לולאה בעוצמת הלחץ (PV), בהאקו, ו/או בצנתור צד ימני.
- לחץ-לולאות נפח10: במקום סרט הטבור סביב ivc, ולהוסיף קטטר מוליכות PV לתוך החדר השמאלי דרך כריתת בטן קטנה הקולוטומיה כדי לאפשר מדידות רציפה של יחסי המוח השמאלי PV. השג הקלטות של מצב קבוע כדי ליצור פרמטרים תלויי-עוצמה (למשל מפותחים לחץ ועבודת שבץ) ולאחר מכן להשיג הקלטות חסימה בטריליטה על ידי הסגר את ה-IVC כדי ליצור פרמטרים בלתי תלויים בנפח (g. מראש recruitable עבודת קו).
- אקוקרדיוגרפיה: יש המרדיולוגים לב להשיג תמונות אפיארdial באמצעות transesophageal בדיקה סטנדרטית.
- צנתור צד ימני: הכנס צנתר ברבורים-גנץ דרך מעטפת הורידים ממוקם בתחילת ההליך ו-guid לכיוון עורק הריאות. זה מאפשר את המדידה של לחץ הורידים המרכזי, הלחץ החדרית הימני, לחצים עורק הריאות, לחץ טריז של נימי הריאות, ותפוקת הלב באמצעות טכניקת התרמודילול.
- בצע הערכה בסיסית ולאחר 2 ו-3 שלאחר reperfusion של לב התורם במטופל. זה יכול להיות שונה על ידי החוקרים על פי התכנון הניסיוני.
- הערכה מטבולית:
- עבור הערכות מטבולית, לאסוף עורקים וורידים (לחילופין: ורידים מעורבים) דגימות דם ולאחסן את הפלזמה עבור ניתוחים הבאים. בזמן אמת מנתח גז דם ורמות לקטט צריך להיות גם מושגת.
- אספו דגימות אלה בבסיס התורם, לפני הרכישה בתורם, בבסיס המקבל, ובגיל 15, 30 ו-60 דקות של reperfusion של הלב התורם (לאחר הסרת מלחציים צולבים). ניתן לשנות זאת בהתאם לתכנון הניסיוני.
- סיום ניסוי והמתת חסד:
- לאחר שכל ההערכות הסתיימו, הדימום העצמי של המטופל לתוך מאגר הורידים של מעגל CPB על ידי פתיחת מהדק קו הורידים. לחילופין, ניתן להשיג exsangination על ידי המסיק האלושתל לב לאסוף דגימות (כלומר שריר הלב ביופסיות).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
מודל זה טרום קליני כבר בשימוש בהצלחה מאז 19945,6,8,9. טבלה 1 מדגים את התוצאות הייצוגיות מקשרים עם עוצמת הלחץ ופרמטרים האקו-קרדיוגרפיות שצולמו בתוכנית הבסיסית, ו-3 h לאחר ההשתלה בקבוצה של 5 ניסויים. למרות שאנו רואים ירידה ביוקטיוןאחרי ההשתלה, זה לא היה משמעותי מבחינה סטטיסטית.
איור 1 מראה לולאות בעוצמת הלחץ של הנציג שנאספו מניסוי אחד באותו זמן-נקודות. במהלך "מצב יציב" הערכות (איור 1, בשורה העליונה). פרמטרים תלויי-העוצמה נרשמים, כגון מקסימום וקצב מינימלי של לחץ מפותח. פרמטרים שאינם תלויים בעוצמת הקול מתקבלים על ידי חסימה לסירוגין של ה-IVC. עם זאת, הנפח של החדר השמאלי פוחתת בהדרגה וקשרים שונים ניתן לחשב. בשורה האמצעית של איור 1, אנו רואים את הקצה-הסיסטולי ואת מערכת היחסים הקצה-דיאסטולי הלחץ להיות מוקלט, אשר מייצגים את הקשר בין הקצה-סיסטולי או לחצים סוף דיאסטולי, בהתאמה, עם המתאים נפח קצה-דיאסטולי. בשורה התחתונה od איור 1, אנו רואים את ההקלטה של העבודה מראש recruitable שבץ, אשר הוא הקשר בין העבודה שבץ לבין נפח הסופי דיאסטולי המקביל.
לבסוף, כפי שניתן לראות באיור 2, מטבולית אחרים (למשל, רמות לקטט ו-pH) ופרמטרים פונקציונליים (למשל, פלט לב) ניתן למדוד עם מודל זה כדי לבדוק השערות שונות.
איור 1 . הלחץ המייצג לולאות נפח במצב קבוע, במהלך הפנים בנה קאווה (IVC) הסגר, ומערכות יחסים (מטעינה מrecruitable לעבוד שבץ). (א) ניסוי אחד בתוכנית הבסיסית. (ב) ניסוי אחד בעקבות שלושה מreperfusion. PRSW = טעינת מrecruitable לעבוד שבץ. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2 . לקטט ו-pH מגמות במהלך פרוטוקול השתלת לב. לאחר reperfusion, יש עלייה משמעותית ב לקטט וירידה ב-pH. זה יכול להיות מנוהל על ידי שמירה על לחץ זלוף נאותה עם החלפת אמצעי אחסון תקין ושימוש בסמים vasoactive. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
| בסיסית | 3 שעות לאחר ההשתלה | ערך פי | |
| צנתר עורק ריאתי | |||
| אינדקס לב (L/דקות) | 3.7 ± 0.8 | 2.8 ± 0.3 | 0.485 |
| ניתוח אמצעי הלחץ | |||
| PRSW (erg ∙ ס"מ-3∙ 103) מקסימום dP/dt (mmHg ∙ s-1) מינימום dP/dt (mmHg ∙ s-1) |
62.1 ± 7 2500 ± 425 -1537 ± 238 |
53.8 ± 10 1815 ± 410 -1427 ± 317 |
0.841 0.309 0.547 |
| אקו | |||
| LV EF (%) LV FAC (%) RV FAC (%) |
47.3 ± 3.0 53.8 ± 3.6 39.2 ± 1.3 |
37.0 ± 4.2 46.4 ± 2.9 32.8 ± 3.6 |
0.095 0.222 0.309 |
. שולחן 1 ייצוג מערכות יחסים בהיקף של 5 השתלות במערכת הבסיסית ובעקבות 3 הreperfusion. נתונים שהוצגו כממוצע ± error שגיאה ומושווים באמצעות בדיקת הדירוג החתום של Wilcoxon. EF = שבר הוצאה. FAC = שינוי אזור השבר. LV = חדר שמאלי. מקסימום dP/dt = קצב מירבי של שינוי הלחץ בחדר השמאלי. מינימום dP/dt = קצב מינימלי שינוי לחץ pf בתוך קיבת הדיבור השמאלי. PRSW = טעינת מrecruitable לעבוד שבץ. קרוואן = החדר הימני.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
כתב יד זה מתאר מודל הפרה-קליני של בעל חיים גדול של השתלת לב אורתוגרפית. מודלים שונים של בעלי חיים קטנים של השתלת לב הטרולפית השתמשו בהצלחה כדי ללמוד את ההשפעות של טיפולים חדשניים כדי לשפר את שימור האיברים ולהקטין את פציעת איסכמיה-reperfusion11,12, 13. בנוסף, מודלים בעלי חיים קטנים מתירים מודלים של הישרדות ומעקב ארוך טווח כדי לחקור את ההתפתחות של דחייה והשתלת לב ואסילי11,12,13. עם זאת, רוב הטיפולים האלה הרומן להיכשל או לא לעשות את זה לניסויים קליניים. כדי להקל ולייעל את התרגום הקליני, יש צורך במודל בעל חיים גדול ואמין ורלוונטי.
פרוטוקול זה נועד לחקור הטיפול שונים אסטרטגיות שימור איברים כדי למנוע או להקטין את תפקוד השתל הראשי ואת הפציעה איסכמיה-reperfusion. כפי שהוזכר לעיל, מודל זה שימש מאז 1994. מחברים הפגינו בעבר את ההשפעות היעילות של עירוי מלוחים קילו בתורם8 או נמען9 לפני הרכישה או השתל איברים, בהתאמה. יתרה מזאת, המחברים חקרו פרוטוקולים שונים ואסטרטגיות שימור, כגון שימוש באינפוזיות דם במהלך אחסון קר6 והשפעת תוספי אינסולין לתוך הפתרון הקרדיואלקטרי5.
המגבלה העיקרית של הטכניקה המתוארת כאן היא מעקב לטווח קצר. הישרדות לטווח ארוך חזירי השתלת לב המודל יהיה אינטנסיבי משאבים וכרוכים בעלויות גבוהות. ההליך המתואר כאן מתמקד בפציעה חריפה של איסכמיה-reperfusion והוא שיטה מהימנה לקדם-קליני כדי לחקור התערבויות הרומן אשר נבדקו ואומתו במודלים ניסיוניים קטנים יותר, כגון מודל murine. בנוסף, טכניקה זו יכולה בקלות על ידי מותאם לניסויים ארוכי טווח הטיפול. , בעלי חיים, הפאוסטזיס הולם. וסגירת החזה
לב הפורצין נחשב לעתים קרובות לאופן האנטומית ביותר ללב האדם בעת שימוש במודלים של בעלי חיים גדולים. ככזה, היא פלטפורמה אידיאלית לביצוע מחקר ניתוחי לב. עם זאת, חשוב לציין כי הרקמה מתוארת בדרך כלל שברירי ומסוגל, במיוחד באטריום הימני עורק הריאתי, להיות נוטה דמעות14. בנוסף, לב חזיר נחשב רגיש למניפולציות ונוטה הפרעות בקצב הלב, ולכן מגנזיום גופרתי חייב להיות מנוהל באופן שגרתי לכל חיה בתחילת הניסוי. הבדל חשוב בין המודל חזירי והשתלת הלב הקליני הוא הווריד hemiazygous שמאל בחזיר, אשר מנקז ישירות לתוך הסינוס הכלילי. הדבר חייב להיות מקוטע במהלך הליך הנמען כדי למנוע דימומים מתמשכים. לבסוף, המודל חזירי רגיש מאוד איסכמיה, אשר נראה מתאים למחקרים חריפים השתלת לב15.
ניהול הנמענים לאחר ההשתלה יכול להיות מאתגר לפעמים. חשוב לשנות את כל האנסטוסים ולהבטיח שאין דימום. אזור בעייתי במיוחד נמצא. סביב עורק הריאות האחורי כפי שהוזכר לעיל, רקמות חזירי ושברירי יכול בקלות לקרוע; אם זה קורה, המנתח יכול במהירות לחזור על CPB כדי לתקן את הבעיה ולנסות לגמילה שוב. פרוזדורים המוח בדרך כלל מתרחשת במהלך הreperfusion הראשונית; אם זה לא לפתור עם דפיברילציה פשוטה, התערבויות תרופתי, כגון 2 גרם של מגנזיום סולפט או 1 מ"ג/ק"ג של לידוקאין, ניתן לנהל את דפיברילציה הבא צריך להיות מיושם. קצב סינוס נורמלי ניתן להשיג בקלות תחת 3 דקות.
הליך זה דורש לפחות מנתח מיומן אחד להתבצע; עוד, 3 כדי 5 ניסויים נחוצים כדי לייעל את הפרוטוקול בתוך כל קבוצת מחקר. בנוסף, על הצוות להקצות חבר אחד כדי לבצע באופן בלעדי הרדמה בעלי חיים וניהול הנמען לפי הצורך (למשל, תמיכה בסיוע). בשל השיקולים החשובים בנוגע לדגם חזירי המתואר לעיל, השלבים הבאים הם קריטיים בהליך זה: אינדוקציה הרדמה וצנרור (חשוב להימנע מהארכת תקופות של היפוקסימית), מניפולציה לב במהלך ההערכה, ומניפולציה של עורק הריאתי. והחיבור הימני עם זאת, כפי שעושים צעדים שגרתיים בפרקטיקה קלינית, הם צריכים להתבצע עם טיפול ותשומת לב לפרטים. עקביות וחזרה תוביל למודל ממוטב ואמין עבור שימושים שונים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
. למחברים אין מה לגלות
Acknowledgments
. למחברים אין תודות
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amiodarone | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Angiocath 20G | BD | 381704 | |
| Calcium Chloride 1g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Cardioplegia solution | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Cautery Pencil | Covidien | E2515H | |
| Central Venous Catheter double-lumen | Cook Medical | C-UDLM-501J-LSC | |
| CPB pack | Medtronic | Custom-made cardiopulmonary bypass perfusion circuit. | |
| D5W 5% 250ml | Baxter | JB1064 | |
| DLP Aortic Root Cannula/stabber | Medtronic | 12218 | |
| DLP single-lumen venous cannula (24F or 28F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Dobutamine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Electrode Polyhesive | Covidien | E7507 | |
| EOPA arterial cannula (17F or 21F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Epinephrine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Eppendorf Tubes, 1.5 mL | Sarstedt | 72.690.001 | |
| Gloves, nitrile, medium | Fischer | 27-058-52 | |
| Heparin 1000 IU/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Ketalean (Ketamine) inj. 100mg/ml, 50ml/vial | Health Canada | Requires health canada approval | |
| Lidocaine/Xylocaine 1% | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Magnesium Sulfate 5g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Midazolam inj. USP 5mg/ml vial/10ml | Health Canada | Requires Health canada approval | |
| MPS Quest delivery disposable pack | Quest medical | 5001102-AS | |
| NACL 0.9% 1L | Baxter | JB1324 | |
| Organ Bag | CardioMed | 2990 | |
| Pipette Tips, 1 mL | Fisherbrand | 02-707-405 | |
| Propofol 1mg/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Rocuronium | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Set Admin Prim NF PB W/Checkvalve | Smith Medical | 21-0442-25 | Intravenous infusion pump line. Researchers should choose infusion lines compatible with the infusion pump available at their facilities |
| Set Intro Sheath 8.5FRx 10CM | Arrow | SI-09880 | |
| Sofsilk 0 wax coated | Covidien | S316 | |
| Solumedrol 500mg/5ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Suction tip | Covidien | 8888501023 | |
| Suction Tubing 1/4" x 120" | Med-Rx | 70-8120 | |
| Suture 5.0 Prolene BB | Ethicon | 8580H | |
| Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 | Ethicon | 8521H | |
| Sutures 2.0 Prolene Blu M SH | Ethicon | 8523H | |
| Sutures BB 4.0 Prolene | Ethicon | 8881H | |
| Tracheal Tube, 6.5mm | Mallinckrodt | 86449 |
References
- Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-third Adult Heart Transplantation Report-2016; Focus Theme: Primary Diagnostic Indications for Transplant. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (10), 1158-1169 (2016).
- Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation_ Thirty-first Official Adult Heart Transplant Report-2014; Focus Theme_ Retransplantation. The. Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (10), 996-1008 (2014).
- Cosío Carmena, M. D. G., Gómez Bueno, M., et al. Primary graft failure after heart transplantation: characteristics in a contemporary cohort and performance of the RADIAL risk score. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 32 (12), 1187-1195 (2013).
- Fedak, P. W. M., Rao, V., et al. Combined endothelial and myocardial protection by endothelin antagonism enhances transplant allograft preservation. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 129 (2), 407-415 (2005).
- Ramzy, D., Rao, V., et al. Cardiac allograft preservation using donor-shed blood supplemented with L-arginine. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (10), 1665-1672 (2005).
- Rao, V., Feindel, C. M., Weisel, R. D., Boylen, P., Cohen, G. Donor blood perfusion improves myocardial recovery after heart transplantation. Journal of Heart and Lung Transplantation. 16 (6), 667-673 (1997).
- Wicomb, W. N., Cooper, D. K., Barnard, C. N. Twenty-four-hour preservation of the pig heart by a portable hypothermic perfusion system. Transplantation. 34 (5), 246-250 (1982).
- Badiwala, M. V., Ramzy, D., et al. Donor pretreatment with hypertonic saline attenuates primary allograft dysfunction: a pilot study in a porcine model. Circulation. 120, 11 Suppl 206-214 (2009).
- Ribeiro, R. V. P., Badiwala, M. V., Ramzy, D., Tumiati, L. C., Rao, V. Recipient Hypertonic Saline Infusion Prevents Cardiac Allograft Dysfunction. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. , (2018).
- Townsend, D. Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse. Journal of Visualized Experiments. (111), e53810 (2016).
- Ratschiller, T., Deutsch, M. -A., et al. Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Journal of Visualized Experiments. (102), e52907 (2015).
- Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice. Transplantation. 1, (2018).
- Gong, W. Mouse Heterotopic Abdominal Heart Transplant Model. Rodent Transplant Medicine. , Chapter 11 107-118 (2014).
- Robinson, N., Souslian, L., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Dalmasso, A. P., Bianco, R. W. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , Chapter 27 469-491 (2015).
- Bianco, R. W., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Voight, J., Dalmasso, A. P. Animal Models for Cardiac Research. Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices. , Chapter 25 393-410 (2009).
