Изображение руководствоваться Transapical Mitral Valve Листовка Прокол Модель контролируемого объема перегрузки от Mitral Regurgitation в Крыса
Summary
Сообщается о модели грызунов, которая перегружает объем левого сердца от митральной регургитации. Митральная регургитация контролируемой тяжести индуцируется путем продвижения иглы определенных размеров в переднюю листовку митрального клапана, в бьющемся сердце, с ультразвуковым руководством.
Abstract
Митральная регургитация (Mr) является широко распространенным поражения сердечного клапана, который вызывает ремоделирования сердца и приводит к застойной сердечной недостаточности. Хотя риски неисправленного МР и его плохой прогноз известны, продольные изменения в сердечной функции, структуре и реконструкции не полностью поняты. Этот разрыв знаний ограничил наше понимание оптимального времени для коррекции Mr, и выгоды, что ранняя по сравнению с поздней коррекции MR может иметь на левом желудочке. Для изучения молекулярных механизмов, лежащих в основе ремоделирования левого желудочка в настройках MR, необходимы модели животных. Традиционно, аорто-кавалерийская свищ модель была использована для индуцирования объем перегрузки, которая отличается от клинически значимых поражений, таких как MR. MR представляет собой низкое давление объем перегрузки гемодинамический стрессор, который требует животных моделей, которые имитируют это условие. При этом мы описываем модель грызунов тяжелой МР, в которой передняя листовка крысиного митрального клапана перфорирована иглой 23G, в бьющееся сердце, с эхокардиографическим руководством изображения. Тяжесть Mr оценивается и подтверждается эхокардиографией, и воспроизводимость модели сообщается.
Introduction
Митральная регургитация (Mr) является общим поражения клапана сердца, диагностируется в 1,7% населения США в целом и в 9% пожилого населения старше 65 лет1. При этом поражении клапана сердца, неправильное закрытие листовок митрального клапана в систоле, вызывает срыгивание крови из левого желудочка в левое предсердие. MR может произойти из-за различных этиологий; однако, первичные поражения митрального клапана (первичного Mr) диагностируются и лечатся чаще по сравнению со вторичным MR2. Изолированные первичные МР часто является результатом миксоматасной дегенерации митрального клапана, что приводит к удлинению листовок или аккордов, или разрыв некоторых аккордов, все из которых способствуют потере систолического коапации клапана.
MR в результате таких поражений клапана повышает объем крови заполнения левого желудочка в каждом сердцебиении, увеличивая конец диастолического напряжения стены и обеспечивая гемодинамический стрессор, который провоцирует сердечную адаптацию и ремоделирования. Сердечная реконструкция в этом поражении часто характеризуется значительным увеличением камеры3,,4, мягкой гипертрофией стены, с сохраненной сократительной функцией в течение длительных периодов времени. Так как фракция выброса часто сохраняется, коррекция МР с использованием хирургических или транскатетерных средств часто задерживается, до появления таких симптомов, как одышка, сердечная недостаточность и аритмии. Однако неисправленный МР связан с высоким риском сердечных побочных явлений, хотя в настоящее время знания об ультраструктурных изменениях, лежащих в основе этих событий, неизвестны.
Модели животных MR обеспечивают ценную модель для исследования таких ультраструктурных изменений в сердце, а также изучения продольной прогрессии заболевания. Ранее исследователи индуцированных Mr у крупных животных, включая свиней, собак и овец, путем создания внешнего желудочка-предсердий шунт5, интракардиальный разрыв хорда6, или листовка перфорации7. Хотя хирургические методы легче у крупных животных, эти исследования были ограничены суб-хронического наблюдения в небольшой размер выборки, из-за высокой стоимости выполнения таких исследований у крупных животных. Кроме того, молекулярный анализ тканей этих моделей часто является сложным из-за ограниченных видов конкретных антител и аннотированных библиотек генома для выравнивания.
Малые животные модели MR может обеспечить подходящую альтернативу для изучения этого поражения клапана и его влияние на ремоделирование сердца. Исторически использовалась крысиная модель аорто-кавалерийской свищи (АКФ) перегрузки сердечного объема. Впервые описанный в 1973 году Stumpe et al.8, астерио-венозная свищ хирургически создана, чтобы обойти артериальную кровь высокого давления из нисходящей аорты в низкое давление нижней полы вены. Высокая скорость потока в свищей вызывает резкое увеличение объема перегрузки по обе стороны сердца, вызывая значительную гипертрофию правого и левого желудочков и дисфункции, происходящие в течение нескольких дней после создания ACF9. Несмотря на свой успех, ACF не имитирует гемодинамику MR, низкое давление объем перегрузки, которая повышает преднагрузка, но и уменьшает послегруз. Из-за таких ограничений модели ACF мы стремились разработать и охарактеризовать модель MR, которая лучше имитирует перегрузку объемов низкого давления.
При этом, мы описываем протокол для модели митрального клапана прокол алистки для создания тяжелых MR у крыс10,11. Подкожная игла была введена в сердце бьющегося крысы, и продвинулась в переднюю листовку митрального клапана под эхокардиографическим руководством в режиме реального времени. Техника является весьма воспроизводимым и относительно хорошая модель, которая имитирует МР, как видно у пациентов. Тяжесть МР контролируется размером иглы, используемой для перфорации митральной листовки, и тяжесть МР может быть оценена с помощью трансэзофагеальной эхокардиографии (TEE).
Protocol
Representative Results
Discussion
Сообщается о воспроизводимой модели грызунов тяжелой МР с хорошей выживаемостью (93,75% выживаемости после операции) и без значительных послеоперационных осложнений. В режиме реального времени изображения с трансэзофагеальной эхокардиографии и введение иглы в бьющееся сердце, чтобы пр…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была профинансирована грантом 19PRE34380625 и 14SDG20380081 от Американской ассоциации сердца d. Corporan и M. Padala соответственно, дарят HL135145, HL133667, и HL140325 от национальных институтов здоровья к M. Padala, и финансирование инфраструктуры от центра сердца Carlyle Fraser на стационаре университета Emory к M. Padala.
Materials
| 23G needle | Mckesson | 16-N231 | |
| 25G needle, 5/8 inch | McKesson | 1031797 | |
| 4-0 vicryl | Ethicon | J496H | |
| 6-0 prolene | Ethicon | 8307H | |
| 70% ethanol | McKesson | 350600 | |
| ACE Light Source | Schott | A20500 | |
| ACUSON AcuNav Ultrasound probe | Biosense Webster | 10135936 | 8Fr Intracardiac echo probe |
| ACUSON PRIME Ultrasound System | Siemens | SC2000 | |
| Betadine | McKesson | 1073829 | |
| Blunted microdissecting scissors | Roboz | RS5990 | |
| Buprenorphine | Patterson Veterinary | 99628 | |
| Carprofen | Patterson Veterinary | 7847425 | |
| Chest tube (16G angiocath) | Terumo | SR-OX1651CA | |
| Disposable Surgical drapes | Med-Vet | SMS40 | |
| Electric Razor | Oster | 78400-XXX | |
| Gentamycin | Patterson Veterinary | 78057791 | |
| Heat lamp with table clamp | Braintree Scientific | HL-1 120V | |
| Hemostatic forceps, curved | Roboz | RS7341 | |
| Hemostatic forceps, straight | Roboz | RS7110 | |
| Induction chamber | Braintree Scientific | EZ-1785 | |
| Injection Plug, Cap, Luer Lock | Exel | 26539 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 6679401725 | |
| Mechanical ventilator | Harvard Apparatus | Inspira ASV | |
| Microdissecting forceps | Roboz | RS5135 | |
| Microdissecting spring scissors | Roboz | RS5603 | |
| Needle holder | Roboz | RS6417 | |
| No. 15 surgical blade | McKesson | 1642 | |
| Non-woven sponges | McKesson | 446036 | |
| Otoscope | Welch Allyn | 23862 | |
| Oxygen | Airgas Healthcare | UN1072 | |
| Pulse Oximeter | Nonin Medical | 2500A VET | |
| Retractor, Blunt 4×4 | Roboz | RS6524 | |
| Rodent Surgical Monitor | Indus Instruments | 113970 | The integrated platform allows for monitoring of vital signs and surgical warming |
| Scale | Salter Brecknell | LPS 150 | |
| Scalpel Handle | Roboz | RS9843 | |
| Silk suture 3-0 | McKesson | 220263 | |
| Small Animal Anesthesia System | Ohio Medical | AKDL03882 | |
| Sterile saline (0.9%) | Baxter | 281322 | |
| Sugical Mask | McKesson | 188696 | |
| Surgical cap | McKesson | 852952 | |
| Surgical gloves | McKesson | 854486 | |
| Syringe 10mL | McKesson | 1031801 | |
| Syringe 1mL | McKesson | 1031817 | |
| Ultra-high frequency probe | Fujifilm Visualsonics | MS250 | |
| Ultrasound gel | McKesson | 150690 | |
| VEVO Ultrasound System | Fujifilm Visualsonics | VEVO 2100 |
References
- Nkomo, V. T., et al. Burden of valvular heart diseases: a population-based study. Lancet. 368 (9540), 1005-1011 (2006).
- Zamorano, J. L., et al. Mechanism and Severity of Mitral Regurgitation: Are There any Differences Between Primary and Secondary Mitral Regurgitation?. The Journal of Heart Valve Disease. 25 (6), 724-729 (2016).
- Grossman, W., Jones, D., McLaurin, L. P. Wall stress and patterns of hypertrophy in the human left ventricle. Journal of Clinical Investigation. 56 (1), 56-64 (1975).
- Carabello, B. A. Concentric versus eccentric remodeling. Journal of Cardiac Failure. 8 (6), S258-S263 (2002).
- Braunwald, E., Welch, G. H., Sarnoff, S. J. Hemodynamic effects of quantitatively varied experimental mitral regurgitation. Circulation Research. 5 (5), 539-545 (1957).
- Sasayama, S., Kubo, S., Kusukawa, R. Hemodynamic and angiocardiographic studies on cardiodynamics: experimental mitral insufficiency. Japanese Circulation Journal. 34 (6), 513-530 (1970).
- Hennein, H., Jones, M., Stone, C., Clark, R. Left ventricular function in experimental mitral regurgitation with intact chordae tendineae. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 105 (4), 624-632 (1993).
- Stumpe, K. O., Sölle, H., Klein, H., Krück, F. Mechanism of sodium and water retention in rats with experimental heart failure. Kidney International. 4 (5), 309-317 (1973).
- Abassi, Z., Goltsman, I., Karram, T., Winaver, J., Hoffman, A. Aortocaval fistula in rat: A unique model of volume-overload congestive heart failure and cardiac hypertrophy. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011 (January), 1-13 (2011).
- Corporan, D., Onohara, D., Hernandez-Merlo, R., Sielicka, A., Padala, M. Temporal changes in myocardial collagen, matrix metalloproteinases, and their tissue inhibitors in the left ventricular myocardium in experimental chronic mitral regurgitation in rodents. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 315 (5), H1269-H1278 (2018).
- Onohara, D., Corporan, D., Hernandez-Merlo, R., Guyton, R. A., Padala, M. Mitral Regurgitation Worsens Cardiac Remodeling in Ischemic Cardiomyopathy in an Experimental Model. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. , (2019).
- Garcia, R., Diebold, S. Simple, rapid, and effective method of producing aortocaval shunts in the rat. Cardiovascular Research. 24 (5), 430-432 (1990).
- Brower, G. L., Janicki, J. S. Contribution of ventricular remodeling to pathogenesis of heart failure in rats. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 280 (2), H674-H683 (2001).
- McCutcheon, K., et al. Dynamic changes in the molecular signature of adverse left ventricular remodeling in patients with compensated and decompensated chronic primary mitral regurgitation. Circulation Heart Failure. 12 (9), (2019).
- McCutcheon, K., Manga, P. Left ventricular remodeling in chronic primary mitral regurgitation. Cardiovascular Journal of Africa. 29 (1), 51-64 (2018).
