Summary
Burada, yeni kardiyokoruyucu stratejileri araştırmak için sıkı bir şekilde kurulan ve kullanılan ortootopik kalp transplantasyonunun klinik öncesi büyük hayvan (porcine) modelini tarif ediyoruz.
Abstract
50-ilk başarılı raporu takiben yıl, kalp nakli gelişmiş kalp yetmezliği olan uygun hastalar için altın standardı tedavi kalır. Yeni terapilerin akut ve uzun süreli etkilerini incelemek için birden fazla küçük hayvan modeli kalp nakli kullanılmıştır. Ancak, birkaç test ve klinik çalışmalarda başarı göstermiştir. Temel çalışmaların bulgularının etkili ve güvenilir bir şekilde çevirisi için klinik olarak alakalı büyük hayvan modelinde yeni tedaviler değerlendirmek kritik önem taşımaktadır. Burada, yeni kardiyokoruyucu stratejileri araştırmak için sıkı bir şekilde kurulan ve daha önce kullanılan ortootopik kalp transplantasyonunun klinik öncesi büyük-hayvan (porcine) modelini tarif ediyoruz. Bu prosedür akut iskemi-reperfüzyon yaralanmasına odaklanır ve murine modeli gibi daha küçük deneysel modellerde test edilmiş ve doğrulanmış olan yeni müdahaleleri araştırmak için güvenilir bir yöntemdir. Transplantasyon sonrası erken dönemde kardiyak performansın değerlendirilmesi ve model tarafından etkinleştirilen diğer potansiyel olanaklar konusunda kullanışlılığını gösteriyoruz.
Introduction
50-ilk başarılı raporu takiben yıl, kalp nakli gelişmiş kalp yetmezliği olan uygun hastalar için altın standardı tedavi kalır1. Dört saate kadar iskemik kez yeterli tolere olmasına rağmen, altı saatten daha büyük bir iskemik zaman inferior sonuçları ile ilişkilidir2. Primer greft disfonksiyon, transplantasyon sonrasında erken morbidite ve mortalite nedeni olarak kalır2,3. Primer greft disfonksiyonunun nedenleri multifaktöriyel olup, transplantasyon sırasında sürekli olarak marjinal organların, alıcı pulmoner vasküler hastalığın, hiperakut ret ve iskemi-reperfüzyon hasarının kullanımını içerir3.
Çoklu çalışmalar primer greft disfonksiyon4,5,6,7insidansı azaltmak için donör kalp koruma için yeni yöntemler araştırdı. İskemi-reperfüzyon yaralanması veya heterotopik kalp transplantasyonunun duvar modellerinde yeni teknikleri ve tedavileri değerlendirmek yaygın bir uygulamadır. Ayrıca, küçük hayvan modelleri hayatta kalma modelleri ve uzun vadeli takip ret ve kardiyak allogreft vas-pati gelişimini araştırmak için izin11,12,13. Ancak, bu stratejilerin çoğu ilk klinik pilot denemeler başarısız ya da bu aşamaya ulaşmak asla. Temel çalışmaların bulgularının etkili ve güvenilir bir şekilde çevirisi için klinik olarak alakalı büyük hayvan modelinde yeni terapileri değerlendirmek çok önemlidir.
Domuz kalbi genellikle büyük hayvan modelleri kullanırken en anatomik olarak insan kalbine benzer olarak kabul edilir. Bu nedenle, kardiyak cerrahi araştırma yapmak için ideal bir platformdur. Ancak, bir domuz modeli kullanırken göz önünde bulundurulması gereken birçok önemli faktör vardır. İlk olarak, doku genellikle kırılgan ve friable olarak tanımlanır, özellikle sağ atriyum ve pulmoner arter, gözyaşları eğilimli olmak14. Ayrıca, domuz kalbi manipülasyon ve aritmilerin eğilimli duyarlı olarak kabul edilir, bu yüzden bir rutin deney başında her hayvan için bir anti-arrythmetik yönetmek gerekir. Domuz modeli ile klinik kalp nakli arasında önemli bir anatomik fark, doğrudan koroner sinüs içine akar domuzda sol hemiazygöz ven olduğunu. Bu, sürekli kanama önlemek için alıcı prosedürü sırasında bağlanması gerekir. Son olarak, domuz modeli iskemi çok duyarlıdır, ancak kalp transplantasyonunda akut çalışmalar için hala uygundur15.
Bu yazıda, yeni kardiyokoruyucu stratejileri araştırmak için sıkı bir şekilde kurulmuş ve kullanılan orkootopik kalp transplantasyonunun klinik öncesi büyük hayvan (porcine) modeli açıklanmıştır5,6,8 ,9.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Kurumsal hayvan bakım Komitesi tüm deneysel protokolleri onayladı ve hayvanlar laboratuar hayvan kaynakları, Ulusal Araştırma Konseyi, 1996 Enstitüsü tarafından hazırlanan "laboratuar hayvanların bakımı ve kullanımı için Kılavuzu" aşağıdaki tedavi edildi. Erkek Yorkshire domuzları (40 – 50 kg) Ortotopik kalp nakli yapmak için kullanılmıştır (hayvan büyüklüğü müfettişlere ve deneysel hedeflere göre değişebilir).
1. bağış prosedürü
- Anestezik indüksiyon ve hayvan preparat:
- Ketamin bir intramusküler enjeksiyon kullanarak hayvan premedicate (20 mg/kg), midazolam (0,3 mg/kg), ve atropin (0,04 mg/kg). İnhalasyon Isoflurane kullanarak anestezik indüksiyon ve bakım gerçekleştirin (son gelgit konsantrasyonu: 1% – 3%) + 3 L/min O2 ile yüz maskesi.
- Ayak tutam sırasında rahat bir çene tonu ve ağrı olmaması sağlayarak anestezik yeterliliği onaylayın. Anestezik yeterliliği kurumsal yönergelere uyması gerekiyor.
- Anestezik yeterliliği teyit edildikten sonra, 6.5 – 8 mm büyüklüğünde bir Endotrakeal tüp kullanarak orotracheal entübasyonu gerçekleştirin.
- Sürekli izleme için kulak veya alt dudak üzerinde oksijen doygunluk monitörü yerleştirin. Hayvan sırt üzerinde koter Elektrot Pad yerleştirin.
- Kulak ven üzerinden periferik intravenöz erişim ekleyin (örn. 20 g angiocath). Bakım infüzyon başlatın (örn. 0,9% NaCl). Aritmilerleri önlemek için 2 g magnezyum sülfat yönetin.
- Sağ taraflı kalp kateterizasyonu ve kardiyak çıkış ölçümleri yapılırsa, Seldinger tekniğini sağ juguler ven içine kullanarak bir perkütan Merkezi venöz kılıf introsör takın. Venöz erişim kolaylaştırmak için Trendelenburg pozisyonda hayvan yerleştirin. Alternatif olarak, bu sol internal juguler ven yapılabilir. Erişim kurulamazsa, bu adım iç juguler ven (sol veya sağ) diseksiyon ve doğrudan kılıf takarak orta hat sternotomi aşağıdaki gerçekleştirilebilir.
- Bağış kalp temini:
- Orta servikal bölgeden ksifoid işlemin altına, koter kalem kullanarak orta hat sternotomi gerçekleştirin. Kemik testeresi ile sternum açın. Tüm prosedür boyunca yeterli hemostaz sağlamak (örn. dağlamak sternum, ve/veya kemik balmumu uygulaması).
- Servikal bölgede, steradidomastoid kası merkeze geri çekin ve sağ karotis arter (alternatif olarak, bu sol karotis arter ile yapılabilir) incelemek. İnvaziv arter basıncı izleme için sağ karotis arter içine bir arter erişim hattı (örn. 20 g angiocath) yerleştirin.
- Perikardium üzerinden timus çıkarın ve çıkartın. Timus perikardium yavaşça kaldırın, cautery kullanarak, ve perikardium yapısını incelemek. Kanama önlemek için, aort ve üstün Vena Cava (SVC) kaynaklanan küçük damarların timus sulamak için dağlamak.
- Perikardium açın. Cautery kullanarak aortopulmoner alanı incelemek. Bunun için, asistanın sağ ventriküler dış akış izini inferiora ve pulmoner arter sola geri çekilmeli ve cerrahın aort sağa geri çekilmeli. Pulmoner arter doğrudan lezyonlar önlemek için dikkatlice yapın.
- Bağ dokusundan artan aort ön yönünü temizleyin. Dikkatle sağ ventrikül çıkış yolu geri çekin ve proksimal artan aort adventis üzerinde bir 4-0 prolen kullanarak bir çanta-dize sütür yerleştirin (tam kalınlık sütürler kaçının). Bu sütür bir turnike ile sabitleyin.
- Sistemik antikoagülasyon elde etmek için 30.000 heparin (> 300 U/kg) birimlerini yönetin. Kardiyoplegia teslimat kanülünü (örn. DLP aort kökü kanül), daha önce yerleştirilen ve turnike sıkılaştırarak güvenli çanta-dize sütür arasında artan aort içine takın. Kullanılacak kardiyoplegik solüsyonu hazırlayın ve teslimat kanuline bağlanın.
- Yeterli kardiyak havalandırma sağlamak için SVC ve inferior vena cava (ıVC) ve sol inferior pulmoner ven açın. Distal artan aort üzerinde aort Çapraz kelepçe yerleştirin (kardiyoplegia kanül üzerinde). Alternatif olarak, sol ventrikül sol atriyal uzantının açılması ve emme yerleştirerek Bacalı olabilir.
- 80 bir aort kökü basıncını hedefleyen kardiyoplegia infüzyon başlatmak 100 mmHg.
Not: yazarlar 4 °C ' de standart bir hücre içi hiperkalemik kardiyoplegik çözeltinin 1,5 L kullanarak bir model uygulatmıştır. Deneysel kurlara göre farklı çözümler ve birimler kullanılabilir. - Göğüs boşluğunda ve kardiyoplegia başlamasını takiben soğutma için organ üzerinde buz Slush (0,9% NaCl) yerleştirin. Kardiyoplegia infüzyon bittikten sonra, geleneksel bir şekilde kardiyektomi ile devam edin. Aort ve pulmoner arter ınnominate arter sonra ve bifurkasyon, sırasıyla, implant için yeterli uzunlukta sağlamak için.
- Kaldırma işleminden sonra, organı en az 500 mL koruma çözeltisi ile bir organ çantasına yerleştirin (Standart hücre dışı hiperkalemik çözelti). Buzun üzerine yerleştirin ve 4 °C ' de tutun. Bu adım deneysel tasarım ve amaca göre değiştirilebilir.
2. alıcı prosedürü:
- Anestezik indüksiyon ve hayvan preparat:
- Bağış prosedürinde açıklandığı gibi anestezi ve izleme gerçekleştirin (1.1.1 ile 1.1.6 arasındaki adımlar).
- Perkütan Merkezi venöz kılıf introssini sağ juguler ven içine taktıktan sonra, Seldinger tekniğini kullanarak sol juguler ven içine merkezi bir venöz kateter (örn. çift lümen) yerleştirin. Alternatif olarak, bu, yukarıda açıklandığı gibi orta çizgi sternotomi sonra yapılabilir.
- Kardiyopulmoner bypass (CPB):
- Orta çizgi sternotomi gerçekleştirin ve donör prosedürü açıklandığı gibi kalp ve büyük gemiler açığa (adımlar 1.2.1 için 1.2.4).
- SVC ve ınnominate arter ve ıVC ve perikardium arasında Metzenbaum ve "sağ açı" forseps kullanarak dissect. SVC ve ıVC 'i bir göbek bandı kullanarak çevreleyen (alternatif olarak basit O ipek sütür kullanılabilir). Her bandı/sütür bir turnike ile sabitleyin.
- 2 konsantrik çanta-dize sütürler distal artan aort adventis üzerinde bir 4-0 prolen dikiş kullanarak yerleştirin (tam kalınlıkta sütürler kaçının). Perikardiyal yansıma düzeyinde 4-0 prolen kullanarak IVC ve svc üzerinde çanta-dize sütürler yerleştirin. Bu sütürler turnike ile sabitleyin.
- CPB hazırlık sırasında, müfettişler ve deneysel ihtiyaçlarına göre bir yardımcı kurulum ve Prime sistemi var. Mevcut prosedür, kurumun kardiyovasküler cerrahi bölümü olarak kullanılan aynı kurulumu kullanır ve eğitimli bir perfusionist yardımıyla çalışmaktadır. Bypass sistemi, 500 mg Solumedrol ile 2 litre kristalloid çözeltisi (örn. Plasmalayt) ile astarlanmalıdır.
- Sistemik antikoagülasyon elde etmek için 30.000 heparin (> 300 U/kg) birimlerini yönetin. Test kullanılabilir ise aktif pıhtılaşma süresi (ACT) 300 s üzerinde olmalıdır.
- Bir 17 ila 21 F arter kanül ile aort cannulate. Bu adımı kolaylaştırmak ve kan kaybını önlemek için Seldinger tekniği kullanılarak eklenmiş bir ekstrorporeal membran oksijenatör (ECMO) kanül (örn. eopa arteriyel kanül) kullanın. Alternatif olarak, standart bir bypass arteriyel kanül kullanılabilir.
- 3/8-3/8 konnektörü kullanarak kanulayı bypass devresinin arter hattına bağlayın. Hava embolizsini önlemek için tam bir dehavalandırma sağlayın.
- Bikaval kanülasyon gerçekleştirin. Bunun için SVC 'yi cannulate ve ardından 24-28 F sağ açılı tek aşamalı venöz kanül (örn. DLP tek lümen açılı venöz kanül) kullanılarak ıVC.
- İlk olarak, çanta-dize sütür merkezinde küçük bir kesi (5 mm) olun. Kesi küçük açılı bir enstrüman (örn. sağ açı veya Snap) ile dilate. SVC 'de açı ve inferiora (kalbinden uzak) olarak yönlendiren kanül takın. Çanta-dize sütür tutan turnike sıkarak güvenli.
- Her adım arasında, aşırı kanama önlemek için kesi bir parmak ile koruyun. 3/8-3/8-1/2 Y konnektörü kullanarak kanüller bypass devresinin venöz hattına bağlayın. Sistemde bir hava kilidi önlemek için de, emin olun.
- CPB Başlat. 50 mmHg 'de (yaklaşık 4 L/dak) bir arter basıncını korumak için akış hızlarını ayarlayın. Prosedür boyunca normoterminin koruyun.
Not: Bu ayarlar deneysel tasarıma göre değiştirilebilir. Vazoaktif ilaçlar sadece basınç düzenlemesine (örn. epinefrin infüzyon) yardım etmek için gerekirse CPB sırasında uygulanmalıdır.
- Bağışçı kalp implantasyonu:
- CPB başladıktan sonra sol plevra açın ve yerel kalp sağa geri çekin. Keskin bir diseksiyon aleti (örn. Metzenbaum) ve sağ açı kullanarak sol hemiazygous ven 'i taratın ve çevreleyen şekilde ayarlayın. Bir O ipek kravat ile distale ligate. Yerel kalp kaldırılacaktır olarak sadece bir bağ gereklidir.
- Alıcı aort, arteriyel kanül için Çapraz kelepçe. Daha önce O ipek Kravatlar kullanılarak yerleştirilen turnike ile vena cava hem de snare. Alıcının yerel kalbini çıkarın. Alternatif olarak, kalp standart hipotermik kan bazlı kardiyoplegia kullanılarak yakalanabilir.
- Kardiyektomi sırasında, donör kalp implantı kolaylaştırmak için alıcıda büyük kelepçeleri korumak için emin olun. Bunun için, aort ve pulmoner arter kısmi olarak, kökleri yakın. Benzer şekilde, sol ve sağ atriyumlar büyük manşetleri ile tutulmalıdır. Anastomozlar sırasında ihtiyaç duyulabilen, sağ ve sol atriyal ekleri alıcının manşetleri içinde bırakın.
- Bağışçı kalbini implant için hazırlayın.
- Sol atriyumdan pulmoner arter ortadan çıkarmak ve pulmoner arter tamamen aort ayrı. İmplant sırasında gerektiği gibi kesilmiş her geminin en az 2-3 cm bırakın. O ipek kravat ile vena cava hem de ligate. Tüm pulmoner venler birleştirmek, anastomosed olmak için tek bir sol atriyal manşet oluşturma.
- Sol atriyal manşet boyutlarını karşılaştırın (donör ve alıcı) ve benzer boyutlarda olmak için her gerektiğinde Trim. Alıcının sol atriyal uzantılarının kısaltılmış olması veya donörün sol atriyal çatısı ve uzantılarının bunun için açılabilir.
- Adım 1.2.6 ' de açıklandığı gibi, daha önce yerleştirilen kardiyoplegia kanulunu kullanarak donör kalbine ilk kardiyoplegia dozu sunun. Kardiyoplegik koruyucu çözüm, 500 mL 'Lik bir 2:1 kan karışımından oluşur: 24 mEq potasyum içeren ve 10 °C ' de teslim edilen Crystalloid. Kardiyoplegik karışımı potasyum klorür ekleyerek istenilen potasyum konsantrasyonu elde.
- Her anastomoz tamamlandıktan sonra, 10 °C ' de 8 mEq potasyum içeren ek bir doz 300 mL kardiyoplegia sunun.
- Tüm anastomozların ardından ve aort Çapraz kelepçe kaldırılmadan önce, ek bir doz yönetmek 500 mL sıcak (37 °C) kan kardiyoplegia ile 8 mEq potasyum.
- Aşağıdaki sırayla standart biatriyal anastomotik tekniği ile donör kalp depolama ve implant çıkarın: sol atriyum, sağ atriyum, pulmoner arter, ve aort. Sol ve sağ atriyum için SH iğne ile bir 4-0 prolen sütür kullanın ve aort ve pulmoner arter için bir BB iğne ile bir 5-0 prolen sütür.
- Sol atriyum: sol atriyum ile ıVC arasındaki kavşakta bir 4-0 prolen sütür yerleştirin (sağ inferior marj) ve başka bir 180 ° ilk, donör ve alıcı manşetleri bağlayan. Posterior duvar anastomozu tamamlayın. Anterior duvar anastomozu tamamlayın. Bu, üstün dikişten inferior sütür için gerçekleştirilir.
- Sağ atriyum: alıcı manşet boyutuna uyan bir donör manşeti oluşturarak, IVC 'ye doğru uzantıdan donör sağ atriyumuna açın. İnferior açı (ıVC ve sağ atriyum arasındaki kavşak) başlayarak, iç duvar anastomoz ve sonra lateral duvar tamamlayın.
- Pulmoner arter: eşleştirme boyutları oluşturmak için hem alıcı hem de donör pulmoner arterlerin kenarlarını kırpın. Sağ lateral kenarında donör ve alıcı gemiler ve başka birleştiren sol lateral duvarda bir 5-0 prolen sütür yerleştirin. İnferior duvar anastomozu ve ardından ön duvar anastomozu tamamlayın.
- Aorta: pulmoner arter ile açıklandığı gibi Trim. Donör ve alıcı gemiler bağlayan sol lateral duvara bir dikiş yerleştirin. Alt duvarı ve sonra ön duvar anastomozu tamamlayın.
- Çift katmanlı anastomoz gerekli olan pulmoner arter dışında tek katmanlı anastozler gerçekleştirin. Domuz dokusu son derece kırılgan ve gözyaşı önlemek için dikkatle ele alınması gerekir. Daha da önemlisi, pulmoner arter anastomozu implantın en hassas adımıdır ve aşırı bakım ile yapılmalıdır. İmplant tekniği cerrahların tercihine ve deneysel tasarıma göre değiştirilebilir.
- Yukarıda açıklandığı gibi tüm anastomozlar ve sıcak kardiyoplegia doz teslim tamamlandıktan sonra, aort Çapraz kelepçe çıkarın. Kanama siteleri için tüm anastomozları inceleyin, bu noktada düzeltilmelidir.
- Donör kalbini CPB 'de 60 dakika boyunca yeniden şekillendirin. Ventriküler aritmiler iç defibrilasyon (20-50 J) ile tedavi edilebilir. Gerekirse, ventriküler pacing dakika başına 100 Beats bir kalp hızı korumak için kullanılabilir. antiaritmik ilaçlar (örneğin amiodaron, Lidocaine veya magnezyum sülfat), gerekirse müfettişlerin takdirine göre kullanılabilir.
- 60 dk reperfüzyon sonra, 1 g kalsiyum klorür yönetmek. Akımını yarıya düşürmek suretiyle CPB 'den ağlayarak başlayın, sonra bir çeyrek ve sonra kapalı. Merkezi venöz hat, 10 mmHg hedefleyen Merkezi venöz basıncı izlemek için kullanılabilir. Deneysel tasarıma veya müfettişlerin takdirine göre vazoaktif ve inotropik ilaçların (örneğin Dobutamin, epinefrin, norepinefrin ve vasopressin) infüzyon başlatın.
- Hayvan, CPB 'nin kesilmesinden sonra 30 dakika boyunca 60 mmHg 'de sistolik arter basıncını sürdürürse, weaning başarılı sayılır. Bu bir hayatta kalma modeli olmadığı için, heparin ters değil; sürekli kanama iğne delikleri ve disseke yapıları (örneğin sternum) ortaya çıkabilir. Donör kalpleri CPB sistemi kullanılarak küçük ve tekrarlayan dozlar hacim değişimi için iyi yanıt verir. Ayrıca, domuz modeli dobutamin iyi yanıt verir.
Not: alıcı yönetimi müfettişlerin deneyimi ve deneysel tasarım için uyarlanmış olmalıdır. Kardiyak anestezist bu şekilde yardımcı olabilir.
3. greft değerlendirmesi:
- Fonksiyonel değerlendirme:
- Bu büyük hayvan modeli, doğrudan fonksiyonel değerlendirme kolaylaştırır her zaman açık göğüs yaklaşımı sahip avantajı vardır. Kardiyak kontrazlığı ölçmek için basınç hacmi (PV) döngü analizleri, ekokardiyografi ve/veya sağ taraflı kateterizasyon kullanın.
- Basınç hacim döngüler10: IVC çevresinde bir göbek bandı yerleştirin ve sol ventrikül PV ilişkilerinin sürekli ölçümlerine izin vermek için küçük bir apikal ventrikülotomi ile bir PV iletkenlik kateteri sol ventriküle yerleştirin. Hacim bağımlı parametreler (örn. geliştirilmiş basınç ve inme çalışmaları) oluşturmak için istikrarlı durum kayıtları elde etmek ve daha sonra hacim bağımsız parametreler oluşturmak için IVC yuvasını kapatıp ile triplicate içinde oklüzyon kayıtları elde (örneğin ön yükleme işveren inme çalışması).
- Ekokardiyografi: kardiyak anesteziyologlar standart transözofagus prob kullanarak epikardiyal görüntüler elde var.
- Sağ taraflı kateterizasyon: prosedürün başlangıcına yerleştirilen venöz kılıf aracılığıyla bir Swans-Ganz kateter yerleştirin ve pulmoner arter doğru GUID. Bu da termodilüsyon tekniğini kullanarak Merkezi venöz basınç, sağ ventrikül basıncı, pulmoner arter basınçları, pulmoner kapiller kama basıncı ve kardiyak çıkış ölçümünü sağlar.
- Alıcı kalbin temel ve 2 ve 3 h sonrası reperfüzyon sonrasında kontril değerlendirme gerçekleştirin. Bu deneysel tasarım göre müfettişlerin tarafından değiştirilebilir.
- Metabolik değerlendirme:
- Metabolik değerlendirmeler için, arteriyel ve venöz (alternatif olarak: karışık venöz) kan örneklerini toplayın ve sonraki analizler için plazmayı saklayın. Gerçek zamanlı kan gazı analizleri ve lakdamak seviyeleri de elde edilmelidir.
- Bu numuneleri donörde temel olarak toplayın, donörde tedarik etmeden önce, alıcıda temel olarak, ve 15, 30 ve 60 dk donör kalbin reperfüzyon (Çapraz kelepçe kaldırdıktan sonra). Bu deneysel tasarıma göre değiştirilebilir.
- Deney sonlandırma ve ötenazi:
- Tüm değerlendirmeler tamamlandıktan sonra, venöz hat kelepçesini açarak alıcı hayvanı CPB devresinin venöz rezervuar içine ekmelerdir. Alternatif olarak, numune toplamak için kardiyak alograft hasat ederek exsangination elde edilebilir (yani miyokard biyopsileri).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bu klinik öncesi model 19945,6,8,9tarihinden itibaren başarıyla kullanılmıştır. Tablo 1 , basınç hacmi ilişkilerinden ve temel olarak alınan ekokardiyografi parametrelerinden ve 5 deney kümesinde 3 saat sonrası transplantasyondan oluşan temsili sonuçları gösterir. Transplantasyonun ardından miyokadiyal kontrumda bir azalma görse de bu istatistiksel olarak önemli değildi.
Şekil 1 , aynı zaman noktalarında bir deneyden toplanan temsili basınç hacmi döngülerini gösterir. "Kararlı durum" değerlendirmeleri sırasında (Şekil 1, üst satır). hacimli bağımlı parametreler, maksimum ve minimum geliştirilmiş basınç oranı gibi kaydedilir. Hacim bağımsız parametreler ıFC aralıklı tıkanıklığı ile elde edilir. Bununla birlikte, sol ventrikül hacmi aşamalı olarak azalır ve farklı ilişkiler hesaplanabilir. Şekil 1' in orta satırında, sırasıyla sistolik veya end-diastolik basınçlar arasındaki ilişkiyi temsil eden, son-sistolik ve end-diastolik basınç hacmi ilişkilerinin kaydedildiğini görürsünüz, buna karşılık Son diyastolik hacim. Alt satırda Şekil 1od, biz vuruş iş ve karşılık gelen End-diastolic hacim arasındaki ilişki olan ön yükleme işveren inme iş, kayıt bakın.
Son olarak, Şekil 2' de görüldüğü gibi, çeşitli diğer metabolik (örneğin, lakdamak seviyeleri ve pH) ve fonksiyonel parametreler (örneğin, kardiyak çıkış) farklı hipotezler test etmek için bu model ile ölçülebilir.
Şekil 1 . Temsili basınç hacmi döngüler sabit bir durumda, Iç Vena Cava (ıVC) tıkanıklığı sırasında, ve ilişkiler (preload iş inme çalışması). (A) temel bir deney. (B) bir deney 3 saat reperfüzyon takipte. PRSW = ön yükleme çalışan inme işi. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 2 . Kalp nakli protokolü sırasında lakdamak ve pH trendleri. Reperfüzyon aşağıdaki, lakdamak önemli bir artış ve pH azalma vardır. Bu, uygun hacim değişimi ve vazoaktif ilaç kullanımı ile yeterli perfüzyon basıncını koruyarak yönetilebilir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
| Temel | Nakil sonrası 3 saat | p-değeri | |
| Pulmoner arter kateter | |||
| Kardiyak Endeks (L/dak) | 3,7 ± 0,8 | 2,8 ± 0,3 | 0,485 |
| Basınç hacmi Analizi | |||
| PRSW (erg ∙ cm-3∙ 103) Maksimum dP/DT (mmHg ∙ s-1) Min 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 |
| Ekokardiyografi | |||
| 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 |
Tablo 1. Temsili basınç-hacim ilişkileri ve ekokardiyografi parametreleri 5 nakil setinden temel olarak gerçekleştirilen ve 3 saat reperfüzyon takipte. Veri ortalama ± standart hata olarak sunulan ve Wilcoxon Imzalı Rank testi kullanılarak karşılaştırıldığında. EF = ejeksiyon kesir. FAC = kesirli alan değişimi. LV = sol ventrikül. Max dP/DT = sol ventrikül basınç değişikliği maksimum oranı. Min dP/DT = sol ventrikül içinde asgari oran PF basınç değişimi. PRSW = ön yükleme çalışan inme işi. RV = sağ ventrikül.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu yazıda büyük bir hayvan ön klinik öncesi Kalp transplantasyonu modeli açıklanmaktadır. Heterotopik kalp nakli çeşitli küçük hayvan modelleri başarıyla organ koruma geliştirmek ve iskemi-reperfüzyon hasarı azaltmak için yeni tedavilerin etkilerini incelemek için kullanılan11,12, 13. Ayrıca, küçük hayvan modelleri hayatta kalma modelleri ve uzun vadeli takip ret ve kardiyak allogreft vas-pati gelişimini araştırmak için izin11,12,13. Ancak, bu yeni terapilerin çoğu başarısız ya da asla klinik deneyler yapmak. Klinik çeviriyi kolaylaştırmak ve kolaylaştırabilmek için güvenilir ve klinik olarak alakalı büyük hayvan modeli gereklidir.
Bu protokol, primer greft fonksiyon bozukluğu ve iskemi-reperfüzyon yaralanmasını önlemek veya azaltmak için farklı tedavi ve organ koruma stratejilerini araştırmak üzere tasarlanmıştır. Yukarıda belirtildiği gibi, bu model 1994 beri kullanılmıştır. Yazarlar daha önce organ alımı veya implantı öncesinde donör8 veya alıcı9 hipertonik tuzlu infüzyon yararlı etkileri göstermiştir. Ayrıca yazarlar, soğuk depolama6 sırasında donör kan infüzyon kullanımı ve insülin takviyesi kardiyoplegik çözüm5içine etkisi gibi farklı koruma protokolleri ve stratejileri, araştırdı.
Burada açıklanan tekniğin büyük sınırlama kısa vadeli takip olduğunu. Uzun vadeli hayatta kalma domuz kalp nakli modeli kaynak yoğun olacaktır ve yüksek maliyetler içerir. Burada açıklanan prosedür akut iskemi-reperfüzyon yaralanmasına odaklanır ve murine modeli gibi daha küçük deneysel modellerde test edilmiş ve doğrulanmış olan yeni müdahaleleri araştırmak için güvenilir bir klinik öncesi yöntemdir. Buna ek olarak, bu teknik daha uzun süreli takip denemeleri için uyarlanabilir. Bu yeterli heparin tersine çevirme, hayvan dekanülasyon, yeterli hemostaz ve göğüs kapatılması içerir.
Domuz kalbi genellikle büyük hayvan modelleri kullanırken en anatomik olarak insan kalbine benzer olarak kabul edilir. Bu nedenle, kardiyak cerrahi araştırma yapmak için ideal bir platformdur. Ancak, doku genellikle kırılgan ve friable olarak tanımlanır dikkat etmek önemlidir, özellikle sağ atriyum ve pulmoner arter, gözyaşları eğilimli olmak14. Ayrıca, domuz kalbi manipülasyon duyarlı ve aritmilere eğilimli olarak kabul edilir, neden magnezyum sülfat rutin deney başlangıcında her hayvana uygulanmalıdır. Domuz modeli ile klinik Kalp transplantasyonu arasında önemli bir fark, doğrudan koroner sinüs içine akar domuzda sol hemiazygöz ven olduğunu. Bu, sürekli kanama önlemek için alıcı prosedürü sırasında bağlanması gerekir. Son olarak, domuz modeli, kalp nakli15akut çalışmalar için uygun görünüyor iskemi, çok duyarlıdır.
Transplantasyon sonrasında alıcı yönetimi bazen zor olabilir. Tüm anastomozları gözden geçirmek ve kanamayı sağlamak önemlidir. Özellikle zahmetli bir alan posterior pulmoner arter etrafında. Yukarıda belirtildiği gibi, domuz dokularında ve kırılgan ve kolayca gözyaşı olabilir; Bu durumda, cerrah hızlı bir şekilde sorunu düzeltmek için CPB geri gidebilir ve bir kez daha sütten girişimi. Ventriküler fibrilasyon genellikle ilk reperfüzyon sırasında oluşur; Bu basit defibrilasyon ile çözülmezse, 2 g magnezyum sülfat veya 1 mg/kg Lidocaine gibi farmakolojik girişimler uygulanabilir ve aşağıdaki defibrilasyon uygulanmalıdır. Normal sinüs ritmi 3 dakika altında kolayca elde edilebilir.
Bu prosedür en az bir eğitimli cerrah yapılmasını gerektirir; daha fazla, her araştırma grubu içinde protokol optimize etmek için 3 ila 5 denemeler gereklidir. Ayrıca, takım sadece hayvan anestezi ve alıcı yönetimi gerektiği gibi gerçekleştirmek için bir üye tahsis etmelidir (örneğin inotropik destek). Yukarıda açıklanan domuz modeli ile ilgili önemli hususlar nedeniyle, aşağıdaki adımlar bu yordamda kritik öneme sahiptir: anestezik indüksiyon ve entübasyon (hipotemik dönemleri uzatmamak için önemli), değerlendirme sırasında kardiyak manipülasyon, kardiyopulmoner bypass için kanülasyon, sağ atriyal ve pulmoner arter manipülasyon ve anastomoz. Ancak, bu rutin adımlar klinik uygulamada gerçekleştirilen gibi, onlar bakım ve ayrıntıya dikkat ile yapılmalıdır. Tutarlılık ve tekrarlama çeşitli kullanımlar için optimize edilmiş ve güvenilir bir modele yol açacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların ifşa etmesi gereken hiçbir şey yok.
Acknowledgments
Yazarların hiçbir onayı yok.
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).
