Summary
Burada, sağ ventrikül yetmezliği mekanizmasını incelemek için yararlı bir yaklaşım sağlıyoruz. Pulmoner arter daralması için daha uygun ve verimli bir yaklaşım, inhouse yapılan cerrahi aletler kullanılarak kurulmuştur. Buna ek olarak, ekokardiyografi ve kateterizasyon ile bu yaklaşımın kalitesini değerlendirmek için yöntemler sağlanmaktadır.
Abstract
Sağ ventrikül yetmezliği (RVF) mekanizması, RVF 'nin benzersizliği, yüksek morbidite, yüksek mortalite ve refrakter doğası nedeniyle açıklama gerektirir. RVF ilerlemesini taklit eden önceki sıçan modelleri tanımlanmıştır. Fareler ile karşılaştırıldığında, fareler daha erişilebilir, ekonomik ve yaygın hayvan deneylerinde kullanılır. Biz sağ ventrikül (RV) hipertrofisini teşvik etmek için farelerde pulmoner gövde bantlama oluşan bir pulmoner arter daralma (PAC) yaklaşımı geliştirdik. Aort ve pulmoner gövde daha kolay ayrılması için izin veren özel bir cerrahi mandal iğne tasarlanmıştır. Bizim deneyler, bu fabrikasyon mandallı iğne kullanımı arteriorrhexis riskini azalttı ve% 90 için cerrahi başarı oranı geliştirildi. Biz RV hipertrofisi farklı dereceleri neden olabilir nicel daralma, tam olarak oluşturmak için farklı dolgu iğne çapları kullandık. Non-invaziv trantortik ekokardiyografi ile ölçülen PA 'nın kan akımı hızını değerlendirerek daralma derecesini ölçtük. RV fonksiyonu, ameliyattan 8 hafta sonra sağ kalp kateterizasyonu ile tam olarak değerlendirildi. Cerrahi aletler, ustalaşmakta kolay olan basit bir süreç kullanarak ortak malzemelerden oluşmuştur. Bu nedenle, burada açıklanan PAC yaklaşımı laboratuarda yapılan enstrümanları kullanarak taklit etmek kolaydır ve diğer laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılabilir. Bu çalışmada, diğer modellerden daha yüksek bir başarı oranı ve% 97,8 oranında 8 haftalık ameliyat sonrası hayatta kalma oranı olan değiştirilmiş bir PAC yaklaşımı sunulur. Bu PAC yaklaşımı RVF mekanizması incelemek için yararlı bir teknik sağlar ve RVF daha fazla anlayış sağlayacaktır.
Introduction
RV fonksiyon bozukluğu (RVD), burada tanımlanan bir anormal RV yapısı veya fonksiyon kanıtı olarak, kötü klinik sonuçlar ile ilişkilidir. RV fonksiyonunun son aşaması olarak RVF, aşamalı RVD1' den kaynaklanan kalp yetmezliği belirtileri ve semptomları olan bir klinik sendromdur. Yapı ve fizyolojik fonksiyon farklılıkları ile sol ventrikül (LV) yetmezliği ve RVF farklı patofizyolojik mekanizmalara sahiptir. RVF 'deki birkaç bağımsız patofizyolojik mekanizma, β2-adrenergik reseptör sinyalizasyon2, enflamasyon3, enine tübül remodeling ve CA2 + Handling disfonksiyon 4 ' ün aşırı ifadesi de dahil olmak üzere bildirilmiştir. .
RVF RV hacmi veya basınç aşırı yüklenmesine neden olabilir. Önceki hayvan modelleri kullanılan SU5416 (vasküler endotel büyüme faktörü reseptörünün güçlü ve seçici inhibitörü) hipoksi ile kombine (suhx)5,6 veya monocrotaline7 pulmoner hipertansiyon neden, hangi pulmoner vasküler hastalığa ikincil RVF sonuçları2. Bu çalışmalar yürüten araştırmacılar RVF patolojik ilerlemesi yerine damar odaklı. Dahası, monokrotalin, kardiyogenik hastalığı tam olarak temsil etmeyen ekstra kardiyak etkilere sahiptir. Diğer modeller, hacim aşırı yüklemesini ve RVF8' i teşvik etmek için arteriovenöz Şantları kullandı. Ancak, bu cerrahi yapmak zordur ve fare için uygunsuz, kim RVF üretimi için uzun indüksiyon dönemleri gerektirir.
Bantlama klipleri kullanan Rat Pac modelleri de var9,10. Fareler ile karşılaştırıldığında, fareler kalp hastalıkları hayvan modelleri gibi birçok avantajı vardır, daha kolay üreme gibi, daha yaygın kullanımı, düşük maliyetler, ve gen modifikasyon erişim11. Ancak, bantlama kliplerinin çapları genellikle 0,5 mm 'den 1,0 mm 'ye kadar değişir ve bu da fareler9için çok büyüktür. Buna ek olarak, bantlama klibi üretmek, taklit etmek ve diğer laboratuvarlarda popülerleştirmek zordur.
Biz bir protokol kullanarak değiştirilmiş üreme RVF fare modeli bildirilen çalışmalar dayalı geliştirmek için, hangi Pac Fallot ve Noonan sendromu veya diğer pulmoner arter hipertansif hastalıklar Fallot taklit kullanan,12,13, 14,15,16,17,18,19. Bu PAC yaklaşımı, bir mandallı ve dolgu iğnesi kullanarak farelerin akciğer gövdesine bağlanarak, daralma derecesini kontrol altına almak için oluşturulur. Mandal iğne bir 90 ° eğri enjeksiyon şırıngadan yapılmış bir örgülü ipek sütür ile şırınga geçti. İğne, ustalaşmış kolay bir süreç kullanarak ortak malzemelerden yapılmıştır. Dolgu iğne ölçer iğne 120 ° eğri. Fareler ağırlığı (20-35 g) bağlı olarak farklı çaplar (0.6-0.8 mm) ile dolgu iğneler kullanılır. Ayrıca, ekokardiyografi ve sağ kalp kateterizasyonu ile RVF modelinin stabilitesi ve kalitesini belirlemek için bir değerlendirme kriteri oluşturacağız. Biz diğer deneylerde yaygın kullanımı nedeniyle model hayvan olarak fareler kullanın. Laboratuarda yapılan iğneler, çoğaltmak kolaydır ve diğer laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılabilir. Bu çalışma, araştırmacılar için RVF mekanizmasını araştırmak için iyi bir yaklaşım sağlar.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Tüm prosedürler, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan laboratuar hayvanlarının bakımı ve kullanımı kılavuzu 'na (1996 yılında revize edilen NıH Yayın No. 85-23) uygun olan hayvan araştırmaları için kurumsal yönergelere uygun olarak yapılmıştır. C57BL/6 erkek fareler (8-10 hafta eski, tartım 20-25 g) Güney Tıp Üniversitesi hayvan Merkezi tarafından sağlandı. Gelmeden sonra, fareler yeterli gıda ve su ile bir 12/12 h koyu/ışık döngüsü altında yer aldı.
1. cerrahi enstrümanların hazırlanması ve iğneler imalatı
- Steril Cerrahi enstrümanları (Şekil 1a), bir 6-0 örgülü ipek sütür (Şekil 1B[a]) ligasyon için ve bir 5-0 naylon sütür kesi kapatılması Için hazırlayın (Şekil 1B[b]).
- 6-0 örgülü ipek sütür (Şekil 1B[a]) Ile 1 ml enjeksiyon şırıngadan sökülen 25 G iğne ile geçirin. Sonra, iğne 90 ° bir mandal iğne yapmak için hemostatik forseps ile eğri (Şekil 1C[a]). Bir dolgu iğnesi yapmak için 22 G iğne 120 ° (Şekil 1C (b)) eğri.
2. ameliyat hazırlığı
- Ameliyattan önce tüm cerrahi aletleri otoklav. Isıtma yastığı 37 °C ' ye ayarlayın. Ağrı kesici için xylazine (5 mg/kg) ve ketamin (100 mg/kg) karışımı ile intraperitoneal enjeksiyonu ile fareler anestezize. Narkotik başlangıcını beklemek için fareleri ayrı kutulara yerleştirin.
Not: Ayrıca uçucu madde anestezi için% 1,5 Isoflurane kullanmak için tavsiye edilir. - Pedallı çekim refleksinin kaybolmasıyla anestezinin yeterliliğinin izlenmesi. Bir sütür ile kesici izleri sabitleme ve yapışkan bant ile bacaklar sabitleme, Isıtma yastığı üzerinde fitil pozisyonda fareler tutun. Anestezi derinliğini sağlamak için tekrar refleks kontrol edin.
- Ksifoid işlemi için boyun cilt üzerinde tüy hamuru uygulayın. % 75 alkol ve ardından iyot ile bölgeyi dezenfekte edin.
- Endotrakeal entübasyonu gerçekleştirin.
- Hayvan minivantilatörün (Şekil 1D) parametrelerini ayarlayın ve solunum hızını 150/dak ve gelgit hacmine 300 μL 'ye ayarlayın.
- Hafifçe sivri penye kullanarak dil dışarı çekin, bir laboratuar ile mandibula yükseltmek spatula Şekil 1C[c]) glottis açığa çıkarmak için, ve yumuşak bir laboratuvar eklemek trakea kanül yapılan (Şekil 1C[d]) glottis aracılığıyla soğuk bir ışık kaynağı iken larinks üzerinde yönetilecektir.
- Kanül trakeaya takılı olup olmadığını doğrulamak için tüp ve ventilatör bağlayın. Kanül doğru şekilde takılı ise yapışkan bant kullanarak trakea düzeltin.
3. cerrahi
- Göğsü aç.
- İkinci kaburgaya paralel olarak cilt içinde bir kesi yapın, yaklaşık 10 mm uzunluğunda, oftalmik makas ile. Kesi sternal açıyla başlar ve sol anterior aksiller hattında biter emin olun. Sternal açılardan kaburgaları sayarak ikinci interkostal boşluğu belirleyin.
- Ayrı ve bu alanı açığa çıkarmak için ikinci interkostal uzayda makas ve dirsek cımbız ile pektoralis Major ve pektoralis küçük kaslar kesti.
Not: aynı zamanda açık açık ayrı, seferber ve pektoralis kasları sağa ve Kranlık taşımak için tavsiye edilir. - Bluntly ikinci interkostal boşluk dirsek cımbız ile nüfuz ve bu alanı açın. Sonra, pulmoner gövde görünür olana kadar parankimat ve timus açık açık ayırın.
- Pulmoner arter sıkışın.
- Pulmoner gövdeyi ve artan aort 'i dirsek cımbıyla ayrı bir şekilde ayırın. Sütür, pulmoner gövde ile artan aort arasındaki bağ dokusunu mandallı iğne ile geçirin.
- Dolgu iğne yerleştirin (adım 1,2 bakın) pulmoner gövde üzerinde ve, daha sonra, dolgu iğne ile birlikte pulmoner gövde indirgeme uzman, 6-0 örgülü ipek sütür kullanarak. Pulmoner konus dolgusu gözlemlendikten hemen sonra dolgu iğnesini çıkarın ve sütür uçları keser.
- Bir daralma mevcut olup olmadığını değerlendirmek için pulmoner konus doldurma dikkat edin. Ligasyon başarısını sağlamak için tekrar hayvanın refleks değerlendirmek.
Not: daralma dışında yukarıdaki tüm adımları izleyerek bir sahte cerrahi gerçekleştirin.
- 5-0 naylon sütür ile göğüs ve cildi kapatın. % 75 alkolle tekrar cildi dezenfekte edin.
- Cerrahi sırasında kayıp herhangi bir sıvı değiştirmek için subkutan 0,5 mL tuz enjekte. Kurtarma teşvik etmek için Isıtma Pad ile ayrı olarak kafes fare yerleştirin. Bilinç döndüğünde bir 12/12 h ışık/karanlık döngü odasında kafeslerine fareler dönün. Aşağıdaki 3 gün boyunca içme suyu ile farelere buprenorfik ile davranın.
- Yetersiz şifa, Engelli hareketlilik veya kilo kaybı belirtileri tespit etmek için ilk hafta boyunca fareler 2x bir gün izleyerek torakotomi yarasının iyileşmesine özel dikkat edin.
4. ameliyattan sonra RV fonksiyonunun ekokardiyografi değerlendirmesi
Not: ameliyattan 3 gün sonra ekokardiyografik değişiklikler tespit edilebilir.
- İnhalasyon yoluyla% 3 Isoflurane ile fareler anesteziye ve% 1,5 Isoflurane ile anestezi derinliği korumak. Platformda bir fare düzeltmek, elektrot onun pençeleri teyp ve bir sırtüstü pozisyonda hayvan korumak. % 1,5 ve% 2,5 arasında Isoflurane konsantrasyonunu ayarlayarak 450-550 Beats/min arasında fare kalp hızı koruyun.
- Tüy kremi ile fare göğsünde saç çıkarın ve göğüs cildi ultrason jel uygulayın.
- Pulmoner gövde daralması 30 MHz prob ile değerlendirin.
- Sondayı 30 ° saat yönünün tersine, sol parazit hattına göreli olarak tutun, böylece kaudal yönünde çentik yönlendirir. Y-ekseni ve xekseni altında B-modu mitral Vana, aort ve LV odası açıkça görülebilir kadar düzenler.
- Prob 30 °-40 ° ' sini yekseni üzerinde göğsüne doğru döndürün. Pulmoner konus açıkça görünür olana kadar yekseni ve xekseni düzenler.
- Üst akış hızını ölçmek için imleci pulmoner Vana broşürler ucuna yerleştirin. Renkli Doppler modunu kullanarak renktuşuna basarak, PWtarafından izlenen ve ardından PW kesikli çizgiyi kan akışının yönüne paralel olarak yerleştirmek için imleci hareket ettiriniz.
- Pulmoner arter tepe hızını ölçmek. Veri ve görüntüyü Cine Store ve Frame Storeile kaydedin.
- RV parametrelerini 30 MHz 'Lik bir prob ile değerlendir.
- Sağ taraftan daha düşük olması için yastık sol tarafını ayarlayın. Sonda, sağ anterior aksiller çizgisinde, kaudal yönünde işaret edilen çentik ile 30 ° ' ye odaklı tutun. RV açıkça gösterilinceye kadar yekseni ve xekseni düzenler.
- Gösterge çizgisini göstermek için M-mode 2x tuşuna basın. RV oda boyutunu, fraksiyonel kısaltmayı ve RV duvar kalınlığını ölçün. Veri ve görüntüyü Cine Store ve Frame Storeile kaydedin.
- Farelerin bilincini kurtarmasına izin vermek için Isoflurane inhalasyonu durdurun ve sonra 12 saat açık/karanlık döngü odasında hayvanları kafeslerine geri dönün.
5. RV fonksiyonunu değerlendirmek için sağ kalp kateterizasyonu
Not: sağ kalp kateterizasyonu, 1,0 F kateter ve izleme sistemi kullanılarak RV fonksiyonunu değerlendirmek için ameliyattan 8 hafta sonra gerçekleştirildi.
- Tüm cerrahi aletleri otoklav. Xylazine (5 mg/kg) ve ketamin (100 mg/kg) karışımı ile intraperitoneal enjeksiyon yoluyla hayvanı anestezize etme.
- Pedal çekilme refleks kaybolur sonra, platformda fareyi düzeltmek, elektrot onun pençeleri teyp ve sırtüstü pozisyonda fareyi korumak. Cerrahi alandaki saçları Depilatuar krem ile çıkarın.
- Cerrahi bölgenin cilt% 75 alkol ile dezenfekte. Sivri pensleri kullanarak, dilini biraz dışarı çekin, bir spatula ile mandibula yükseltmek glottis ortaya çıkarmak için ev yapılmış, ve yumuşak bir soğuk ışık kaynağı larinks yönlendirilirken glottis aracılığıyla tesis içi sinema yapılan trakea kanül yerleştirin. Ventilasyona yardımcı olmak için bir ventilatör (Şekil 1E) kullanın.
- Göğüs boşluğunu, ksifoid sürecinin altında, oftalmik makas ve forseps ile diyafram yoluyla 1,5 cm 'lik bilateral kesi ile açın. Kalp ortaya çıkarmak için oftalmik makas ile diyafram ve kaburga üzerinden kes. RV ücretsiz duvar 23 G iğne ile nüfuz ve iğne kaldırmak; herhangi bir kanama durdurmak için bir pamuk çubuk ile yavaşça delinme noktasına basın. Ventrikül, kateter ucunu yarayla delin.
Not: aynı zamanda sağ juguler ven6ile sağ kalp kateterizasyonu gerçekleştirmek için tavsiye edilir. Kateter ucu ventrikül içinde olduğunda, monitör RV basınç eğrisini gösterecektir. - RV sistolik kan basıncını, RV End-diastolic basıncını, RV dP/DT 'i, farenin kalp hızını ve eğri kararlı olduğunda 10 dakika boyunca dinlenme (Tau) RV üstel zaman sabiti kaydedin. Yazılımı kullanarak Seç 'i ve ardından analizet 'i tıklatın.
- Kateterin ucunu RV çıkış yolu doğrultusunda düzenler. Kayıt tamamlandıktan sonra kateter dışarı çekin. Ölçümler bittiğinde kateter tuz içine yerleştirin.
- Pentobarbital sodyum 150 mg/kg intraperitoneal enjeksiyonları ile fareler ötenize, servikal dislocation izledi. Sonra, histomorfolojik ve moleküler biyolojik analizler için kalp, akciğer ve Tibia hasat.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Bu çalışmada fareler rasgele PAC grubuna (n = 9) veya sham operasyon grubuna (n = 10) atanmıştır. Ameliyattan 1, 4 ve 8 hafta sonra ekokardiyografi yapıldı. Ameliyattan sekiz hafta sonra, son ekokardiyografi ve kateterizasyon değerlendirmelerini takiben, fareler ötenize edildi ve kalpleri morfolojik ve histolojik değerlendirme için hasat edildi.
Pulmoner gövde daralması RV hipertrofisi neden oldu (Şekil 2). Sham Grubu ile karşılaştırıldığında, daha yüksek bir tepe hızı (Şekil 2a, C), daha büyük basınç gradyan (Şekil 2a,D), ve daha büyük RV duvar kalınlığı (Şekil 2B,E) parasternal uzun eksen görünümü Operasyon sonrası 8 hafta sonra PAC grubunda elde edilir. Ayrıca, RV sistolik fonksiyon (RV ejeksiyon fraksiyonu ve RV kesirli kısaltma) önemli ölçüde PAC grubunda zaman Sham Grubu ile karşılaştırıldığında azalma oldu 8 ameliyat sonrası hafta (Şekil 2F, G).
RV sistolik ve diastolik fonksiyonun pac (Figure 3A-E) ' den 8 hafta sonra bozulduğu tespit edilmiştir. PAC grubu, sistol ve diastol içinde daha yüksek bir RV basıncı vardı ve bu Sham Grubu ile karşılaştırıldığında PAC grubunda kontrazlık indeksi düşürüldü. RV Tau, Sham grubunda daha PAC grubunda daha fazlaydı ve RV dP/DT de Sham grubunda daha fazlaydı. Bu sonuçlar, RV disfonksiyon 8 hafta pulmoner arter bantlama sonra fareler indüklenmiş olduğunu gösterdi. RV 'de invazif hemodinamik testler yapıldığında, fizyolojik kayıt sistemi kullanılarak belirlenen kalp hızı kateter takibinden önce ve sonra kararlı kalmıştır (Şekil 3F).
PAC tarafından indüklenen RV remodeling Şekil 4' te gösterilir. Sham Grubu ile karşılaştırıldığında, RV boyutu önemli ölçüde büyütüldü ve RV ağırlığı PAC grubunda daha yüksektir. RV hipertrofisi derecesini gösteren faktörler, kalp ağırlığı gibi/vücut ağırlığı oranı, RV/(sol ventrikül + septum), ve RV/tibial uzunluğu, daha büyük oldu 8 bu Sham Grubu daha PAC hafta. Dahası, bir histolojik muayene, kardiyak fibrozis ve kardiyomiyositler ile kaplı alan Sham grubunda daha PAC grubunda daha büyük olduğunu gösterdi. Özetle, RVF modelini başarıyla değerlendirmek için üreme, ucuz ve kolay bir RVF modeli ve kurulan değerlendirme kriterleri geliştirdik.
Şekil 1 : Cerrahi aletler, Araçlar, ev yapımı ve Pac prosedürleri için gerekli malzemeler. (A) Pac prosedürü için kullanılan cerrahi aletler. (B) (a) 6-0 tıbbi örgülü ipek sütür ve (b) 5-0 tıbbi naylon sütür. (C) Araçlar Inhouse yaptı. (a) mandallı iğne. (b) iğne dolgu. (c) spatula inhouse yaptı. (d) endotrakeal entübasyon. (D). Hayvan mini vantilatörü. (E) ALC-V8s ventilatör. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek Için lütfen tıklayınız.
Şekil 2 : Pulmoner gövde ve Sham ve Pac fareler RV fonksiyonu ultrason görüntüleme temsili sonuçları. (A) 8 hafta sonra farelerin akciğer gövdesinin renk ve darbeli dalga Doppler görüntüleme. Kırmızı işaretler prob doğru kan akışını temsil; Mavi işaretler, prob geri kan akışını temsil etti. (B) 8 hafta sonra Sham ve Pac fareler RV b-mod ve M-modu ultrason görüntüleme. (a) sağ ventrikül. (b) sol ventrikül. (C) RV Peak hızı Plax (V), (D) basınç degradesi (basınç gradyan = 4 x V2) ve (E) RV duvar kalınlığı, parasternal uzun eksen görünümünden 8 hafta sonra önemli ölçüde artmıştır. (F) RV kısa eksen kısaltma oranı (RVFS) 8 hafta sonra önemli ölçüde azalır. (G) RV ejeksiyon fraksiyonu (RVEF) 8 hafta sonra önemli ölçüde azaltıldı. Panolar için C-G, *P < 0,01 vs. Sham operasyonu (PAC grubundan = 9, Sham grubunda n = 10). PAC = pulmoner arter daralması. Veriler ortalama ± SEM olarak sunulur. Bu rakam daha büyük bir sürümünü görüntülemek Için lütfen buraya tıklayın .
Şekil 3 : Operasyon sonrası 8 hafta sonra PAC veya Sham operasyonu maruz fareler IÇINDE RV hemodinamik temsili sonuçları. (A) operasyondan 8 hafta sonra Sham ve Pac FARELERINDE RVP ve RV DP/DT 'nin temsili eğrileri. (B) sağ ventriküler sistolik kan basıncı (RVSBP) ve sağ ventriküler end-diastolik basınç (RVEDP). (C) RV maksimum ve minimum DP/DT. (D) RV Tau. (E) kontrazlık endeksi. (F) kalp atışı. RVP = sağ ventrikül basıncı; RVSBP = sağ ventrikül sistolik kan basıncı; RVEDP = sağ ventrikül end-diastolik basınç; Tau = dinlenmenin üstel zaman sabiti; Max ve min DP/DT = maksimum ve asgari artış ve sağ ventrikül basıncında düşüş; PAC = pulmoner arter daralması. Panel B-F, n = 9 Pac grubunda ve n = 10 Sham grubunda. *P < 0,01 vs. Sham operasyonu. Veriler ortalama ± SEM olarak sunulur. Bu rakam daha büyük bir sürümünü görüntülemek Için lütfen buraya tıklayın .
Şekil 4 : Farelerde pulmoner arter daralması, 8 hafta sonra RV remodeling 'a yol açar. (A) tüm kalbin temsili görüntüleri (ölçek çubuğu = 3 mm). (a) sağ atriyum, kırmızı ok: pulmoner arter gövdesinin ligasyonu. (B) kalp ağırlığı/vücut ağırlığı ORANı (HW/BW). (C) sağ ventrikül kütlesine sol ventrikül kütle artı septum kütle ORANı (RV/[lv + S]). (D) sağ ventrikül kütlesini tibial uzunluğa (RV/TL) oranı. Panel B-D, n = 9 Pac grubunda ve n = 10 Sham grubunda. *P < 0,01 vs. Sham operasyonu. (E) hematoksinlin-Eosin ile lekelenmiş kardiyak çapraz bölümlerin temsili görüntüleri (ilk satır: ölçek çubuğu = 2 mm; ikinci satır: ölçek çubuğu = 50 μm). (F) her grupta miyokardiyal fibrozis temsili Masson-lekeli görüntüler. Ölçek çubuğu = 100 μm. Her grupta E ve F, n = 4 panelleri için. *P < 0,01 vs. Sham Grubu. RV = sağ ventrikül; PAC = pulmoner arter daralması. RV/[LV + S] = sağ ventrikül kütlesini sol ventriküler kitle artı septum kütlesine oranı. Veriler ortalama ± SEM olarak sunulur. Bu rakam daha büyük bir sürümünü görüntülemek Için lütfen buraya tıklayın .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
RV dolum basınçları patolojik artar septum bir sola vardiya sonucu, hangi LV geometrisi değiştirebilirsiniz21. Bu değişiklikler, azalma kardiyak çıkış ve LV ejeksiyon fraksiyonu (LVEF), hangi dolaşım sistemi hemodinamik bozukluk neden olabilir katkıda22. Bu nedenle, RVF mekanizmasını incelemek için verimli, istikrarlı ve ekonomik bir model değerlidir.
Biz bir mandallı ve dolgu iğne ev yapımı kullanarak PAC daha etkili ve son derece tekrarlanabilir bir yaklaşım geliştirdik. Mandallı tesis içi sinema aort ve pulmoner gövde, arteriorrhexis riskini azaltır ve cerrahi başarı oranını artırır daha kolay ayrılması için izin verir. Dolgu iğnesinin farklı çapları seçerek, RV hipertrofisi değişik derecelerde indüklenen.
Akciğer gövde bandlama genel prosedürleri burada açıklanan olsa bile önceki raporlar4,9,10,14,15açıklandığı gibi, biz iyileştirmeler yaptık Cerrahi aletler. Böylece, operasyonun zorluğunu azaltmış, çalışma süresini kısaltmış ve ameliyatın başarı oranını artırdık. Kullanılan dolgu iğnelerinin çapları 0,6 mm 'den 0,8 mm 'ye kadar değişmektedir ve bunlar sadece fareler 20 g ile 35 g arasında tartılırken uygundur. Fareler içinde, dolgu iğneleri (0.6-0.8 mm) uygulaması akut RVF ve ölüme yol açabilir. Buna ek olarak, dolgu iğneler (0.6-0.8 mm) kolayca RVD neden olmayabilir fareler daha az ağırlığında 20 g. Bu nedenle, doğru dolgu iğne çapı hayvanın ağırlığına göre seçilmelidir.
Pulmoner arteriyel hipertansiyon (PAH) genellikle vasküler endotel büyüme faktörü reseptör inhibitörü SU5416 bir subkutan enjeksiyonu ile indüklenir ve 3 haftadan daha uzun süredir hipoktik bir ortamda beslenme23,24, 25 , 26 , 27 , 28. bu koşullar, kronik iskemi ve pulmoner arter hipooksi patofizyolojik sürecini taklit etmek için pah ve pulmoner arter fibrozis neden. Ancak, RV yeniden modelleme, hipertrofisi veya RVF bu modellerde Kronik hipoksi indüksiyon için 12 haftadan fazla gerektirir. Ayrıca, SU5416 ve hipoxik tedavi diğer organları etkileyebilir. Ayrıca, pahalı makineler hipoksik ortamı oluşturmak için gereklidir. Bu nedenle, daha hızlı ve daha verimli bir RVF modeli gereklidir. Reddy ve al. iki anterior-en pulmoner Vana broşürler13gırerek RV yeniden modelleme bir yöntem bildirdi. Yerine bir mikroskop ve pahalı cerrahi vasküler klipler29kullanarak, biz bir mandal iğne ve dolgu iğneler farklı türleri kullanılan tam olarak kan akımı hızı ile birlikte bir nicelik daralma oluşturmak için ev yapımı Ekokardiyografi.
Buna ek olarak, mandallı ve dolgu iğne yapılmış tesis içi sinema da farelerde enine aort daralma (TAC) teşvik etmek için kullanıldı. Mandallı tesis içi sinema da fare Pac veya Tac ikna etmek için kullanılabilir yaptı. Büyük gemilerin nakli sırasında, LV yeterli direnç karşılaşmaz, bu yüzden düzeltici cerrahi hazırlığı pulmoner arter daralma uygulayarak güçlendirilmesi gerekir30,31. Verdiğimiz PAC yaklaşımı, altta yatan mekanizmaların çalışmalarına yardımcı olacak yüksek pulmoner arter direncine neden olabilir. Kalp nakli sırasında, donör RV akut alıcı yüksek pulmoner arter direnci maruz olabilir, RV başarısız olmasına neden. Burada sunulan PAC yöntemi, kalp sonrası transplantasyon komplikasyonlarının32,33 ve konjenital kalp hastalıkları34' in mekanizmalarının çalışmalarına yardımcı olabilir.
PAC yaklaşımı birkaç sınırlama vardır. İlk olarak, pulmoner gövde çevresindeki bağ tarafından indüklenen RVD pah5,7RVD taklit edemez. İkinci olarak, Pac, pah9,19' da pulmoner vasküler direncin kademeli artışından farklı olan RV afterload 'da çok ani bir artışa neden olur.
Burada sunulan sonuçlar ile tutarlı, önceki raporlar pulmoner Vana tepe hızı, RV duvar kalınlığı ve RV diyastolik iç çapı ekokardiyografi testi altında önemli artışların başarılı bir daralma göstermek göstermiştir RV13'ün hipertrofisi,35. Artan RV basıncı, RV dP/DT ve kontraksiyonlu Endeks, RVF 'nin gelişimini ve RV fonksiyonunun36dekomkarasyon süresini gösterir. Sonuç olarak, RVD 'i ucuz ve uygun bir şekilde kurmak için iki yeni laboratuar yapımı enstrüman uygulaması göstermiştir. RVF yönteminin kalitesini değerlendirmek için noninvaziv ekokardiyografi tekniği ve invaziv sağ kalp kateterizasyonu kullandık.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların ifşa etmesi gereken hiçbir şey yok.
Acknowledgments
Bu çalışma Çin Ulusal Doğal Bilim Vakfı (81570464, 81770271; Dr. Liao) ve Guangzhou bilimsel teknoloji belediye planlama projeleri (201804020083) (Dr Liao için) tarafından hibe tarafından desteklenmektedir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ALC-V8S ventilator | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-V8S | Assist ventilation |
| Animal Mini Ventilator | Haverd | Type 845 | Assist ventilation |
| Animal ultrasound system VEVO2100 | Visual Sonic | VEVO2100 | Echocardiography |
| Cold light illuminator | Olympus | ILD-2 | Light |
| Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1) | SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO | ALC-HTP-S1 | Heating |
| Isoflurane | RWD life science | R510-22 | Inhalant anaesthesia |
| Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer | Midmark Corporation | VIP 3000 | Anesthetization |
| Medical braided silk suture (6-0) | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Supplies Co. | 6-0 | Ligation |
| Medical nylon suture (5-0) | Ningbo Medical Needle Co. | 5-0 | Suture |
| Millar Catheter (1.0 F) | AD instruments | 1.0F | For right heart catheterization |
| Pentobarbital sodium salt | Merck | 25MG | Anesthetization |
| PowerLab multi-Directional physiological Recording System | AD instruments | 4/35 | Record the result of right heart catheterization |
| Precision electronic balance | Denver Instrument | TB-114 | Weighing sensor |
| Self-made latch needle | Separate the aorta and pulmonary trunk | ||
| Self-made padding needle | Constriction | ||
| Self-made tracheal intubation | Tracheal intubation | ||
| Small animal microsurgery equipment | Napox | MA-65 | Surgical instruments |
| Transmission Gel | Guang Gong pai | 250ML | Echocardiography |
| Veet hair removal cream | Reckitt Benchiser | RQ/B 33 Type 2 | Remove hair of mice |
| Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer | Hefei Huatai Medical Equipment Co. | LX-B50L | Auto clean the surgical instruments |
| Vertical small animal surgery microscope | Yihua Optical Instrument | Y-HX-4A | For right heart catheterization |
References
- Mehra, M. R., et al. Right heart failure: toward a common language. The Journal of Heart and Lung Transplantation: The Official Publication of the International Society for Heart Transplantation. 33, 123-126 (2014).
- Sun, F., et al. Stagedependent changes of beta2adrenergic receptor signaling in right ventricular remodeling in monocrotalineinduced pulmonary arterial hypertension. International Journal of Molecular Medicine. 41, 2493-2504 (2018).
- Sun, X. Q., Abbate, A., Bogaard, H. J. Role of cardiac inflammation in right ventricular failure. Cardiovascular Research. 113, 1441-1452 (2017).
- Xie, Y. P., et al. Sildenafil prevents and reverses transverse-tubule remodeling and Ca(2+) handling dysfunction in right ventricle failure induced by pulmonary artery hypertension. Hypertension. 59, 355-362 (2012).
- de Raaf, M. A., et al. SuHx rat model: partly reversible pulmonary hypertension and progressive intima obstruction. European Respiratory Journal. 44, 160-168 (2014).
- Abe, K., et al. Haemodynamic unloading reverses occlusive vascular lesions in severe pulmonary hypertension. Cardiovascular Research. 111, 16-25 (2016).
- Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 302, L363-L369 (2012).
- van der Feen, D. E., et al. Shunt Surgery, Right Heart Catheterization, and Vascular Morphometry in a Rat Model for Flow-induced Pulmonary Arterial Hypertension. Journal of Visualized Experiments. (120), e55065 (2017).
- Andersen, S., et al. A Pulmonary Trunk Banding Model of Pressure Overload Induced Right Ventricular Hypertrophy and Failure. Journal of Visualized Experiments. (141), e58050 (2018).
- Hirata, M., et al. Novel Model of Pulmonary Artery Banding Leading to Right Heart Failure in Rats. BioMed Research International. 2015, 753210 (2015).
- Zaw, A. M., Williams, C. M., Law, H. K., Chow, B. K. Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice. Journal of Visualized Experiments. (121), e55293 (2017).
- Rockman, H. A., et al. Molecular and physiological alterations in murine ventricular dysfunction. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91, 2694-2698 (1994).
- Reddy, S., et al. miR-21 is associated with fibrosis and right ventricular failure. JCI Insight. 2, (2017).
- Kusakari, Y., et al. Impairment of Excitation-Contraction Coupling in Right Ventricular Hypertrophied Muscle with Fibrosis Induced by Pulmonary Artery Banding. PLoS ONE. 12, e0169564 (2017).
- Hu, J., Sharifi-Sanjani, M., Tofovic, S. P. Nitrite Prevents Right Ventricular Failure and Remodeling Induced by Pulmonary Artery Banding. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 69, 93-100 (2017).
- Hemnes, A. R., et al. Testosterone negatively regulates right ventricular load stress responses in mice. Pulmonary Circulation. 2, 352-358 (2012).
- Mendes-Ferreira, P., et al. Distinct right ventricle remodeling in response to pressure overload in the rat. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 311, H85-H95 (2016).
- Razavi, H., et al. Chronic effects of pulmonary artery stenosis on hemodynamic and structural development of the lungs. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 304, L17-L28 (2013).
- Tarnavski, O., et al. Mouse cardiac surgery: comprehensive techniques for the generation of mouse models of human diseases and their application for genomic studies. Physiological Genomics. 16, 349-360 (2004).
- Jessen, L., Christensen, S., Bjerrum, O. J. The antinociceptive efficacy of buprenorphine administered through the drinking water of rats. Laboratory Animals. 41, 185-196 (2007).
- Haddad, F., Doyle, R., Murphy, D. J., Hunt, S. A. Right ventricular function in cardiovascular disease, part II: pathophysiology, clinical importance, and management of right ventricular failure. Circulation. 117, 1717-1731 (2008).
- Bosch, L., et al. Right ventricular dysfunction in left-sided heart failure with preserved versus reduced ejection fraction. European Journal of Heart Failure. 19, 1664-1671 (2017).
- Sianos, G., et al. Recanalisation of chronic total coronary occlusions: 2012 consensus document from the EuroCTO club. EuroIntervention: Journal of EuroPCR in Collaboration with the Working Group on Interventional Cardiology of the European Society of Cardiology. 8, 139-145 (2012).
- Bardaji, A., Rodriguez-Lopez, J., Torres-Sanchez, M. Chronic total occlusion: To treat or not to treat. World Journal of Cardiology. 6, 621-629 (2014).
- Choi, J. H., et al. Noninvasive Discrimination of Coronary Chronic Total Occlusion and Subtotal Occlusion by Coronary Computed Tomography Angiography. JACC. Cardiovascular Interventions. 8, 1143-1153 (2015).
- Danek, B. A., et al. Effect of Lesion Age on Outcomes of Chronic Total Occlusion Percutaneous Coronary Intervention: Insights From a Contemporary US Multicenter Registry. The Canadian Journal of Cardiology. 32, 1433-1439 (2016).
- Savai, R., et al. Pro-proliferative and inflammatory signaling converge on FoxO1 transcription factor in pulmonary hypertension. Nature Medicine. 20, 1289-1300 (2014).
- Zhiyu Dai, P., et al. Endothelial and Smooth Muscle Cell Interaction via FoxM1 Signaling Mediates Vascular Remodeling and Pulmonary Hypertension. American Journal of Respiratory and Critical. 198, 788-802 (2018).
- Hill, M. R., et al. Structural and mechanical adaptations of right ventricle free wall myocardium to pressure overload. Annals of Biomedical Engineering. 42, 2451-2465 (2014).
- Poirier, N. C., Mee, R. B. Left ventricular reconditioning and anatomical correction for systemic right ventricular dysfunction. Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery. Pediatric Cardiac Surgery Annual. 3, 198-215 (2000).
- Wei, X., et al. Myocardial Hypertrophic Preconditioning Attenuates Cardiomyocyte Hypertrophy and Slows Progression to Heart Failure Through Upregulation of S100A8/A9. Circulation. 131, 1506-1517 (2015).
- Zakliczynski, M., et al. Mechanical circulatory support is effective to treat pulmonary hypertension in heart transplant candidates disqualified due to unacceptable pulmonary vascular resistance. Kardiochirurgia i Torakochirurgia Polska (Polish Journal of Cardio-Thoracic Surgery). 15, 23-26 (2018).
- De Santo, L. S., et al. Pulmonary artery hypertension in heart transplant recipients: how much is too much? European Journal of Cardio-Thoracic Surgery: Official Journal of the European Association for Cardio-Thoracic Surgery. 42, 864-870 (2012).
- Cheng, X. L., et al. Prognostic Value of Pulmonary Artery Compliance in Patients with Pulmonary Arterial Hypertension Associated with Adult Congenital Heart Disease. International Heart Journal. 58, 731-738 (2017).
- Egemnazarov, B., et al. Pressure Overload Creates Right Ventricular Diastolic Dysfunction in a Mouse Model: Assessment by Echocardiography. Journal of the American Society of Echocardiography. 28, 828-843 (2015).
- Jang, S., et al. Biomechanical and Hemodynamic Measures of Right Ventricular Diastolic Function: Translating Tissue Biomechanics to Clinical Relevance. Journal of the American Heart Association. 6 (9), e006084 (2017).
