Summary
Bu makalede, minimal invaziv bir yaklaşım kullanarak sıçanlarda miyokardiyal iskemi ve sonraki kronik reperfüzyon gerçekleştirmek için etkili bir yöntem sunar. Ayrıca sıçanların sol ventrikül hemodinamik fonksiyonu ekokardiyografi ve izole çalışma kalp yöntemleri ile değerlendirilmektedir.
Abstract
Miyokard enfarktüsü (MI) dünya çapında morbidite ve mortaliteye en önemli katkıyı sürdürmektedir. Bu nedenle, bu konuda araştırma zorunludur. Altta yatan patolojik değişikliklerin daha fazla kavrayabilmesi ve daha iyi anlaşılması için kolayca ve son derece tekrarlanabilir mi indüksiyon prosedürü gereklidir. Bu prosedür aynı zamanda akut MI, sonraki remodeling ve kalp yetmezliği (HF) yeni ve umut verici tedavilerin (ilaç veya müdahale olarak) etkilerini veya etkisini değerlendirmek için kullanılabilir. Entübasyon ve preoperatif preoperatif preoperatif hayvan ın hazırlanmasından sonra isoflurane ile anestezik protokol uygulandı ve cerrahi işlem hızlı bir şekilde gerçekleştirildi. Minimal invaziv bir yaklaşım kullanarak, sol ön inen arter (LAD) bulunan ve bir ligatür tarafından tıkanmış. Oklüzyon sonraki reperfüzyon (iskemi/reperfüzyon yaralanması) için akut olarak yapılabilir. Alternatif olarak, damar kronik MI gelişimini araştırmak için kalıcı olarak ligated olabilir, remodeling veya HF. Yaygın tuzaklara rağmen, okulu bırakma oranları çok düşük. Uzaktan iskemik kondisyon gibi çeşitli tedaviler kardiyoprotektif potansiyelleri pre- peri- ve post-operatif olarak incelenebilir. Anestezi tam olarak kontrol edildiği ve ameliyat süresinin kısa olduğu için ameliyat sonrası iyileşme hızlı oldu. Ameliyat sonrası analjezi üç gün boyunca uygulandı. Minimal invaziv prosedür enfeksiyon ve inflamasyon riskini azaltır. Ayrıca, hızlı iyileşme kolaylaştırır. "Çalışan kalp" ölçümleri ex vivo yapıldı ve ön yük, afterload ve akış hassas kontrol sağladı. Bu prosedür, yeterli performans için özel ekipman ve eğitim gerektirir. Bu el yazması, bu ölçümlerin yürütülmesi için adım adım ayrıntılı bir giriş sağlar.
Introduction
İnsidansı sürekli azalmakla birlikte, akut miyokard enfarktüsü (MI) haladünyaçapında morbidite ve mortaliteye en önemli katkıyı 1. Potansiyel tedavilerin etkinliğinin akut MI'yi önleyen ve tedavi eden ilaçlar veya cerrahi prosedürler olarak değerlendirilmesinde kısıtlamalar vardır. Etkileri insanlarda incelenmeden önce, bu tedaviler hayvanlarda in vivo muayeneler de dahil olmak üzere, önceden riskler için test edilmelidir. Bir patolojiyi incelemek için in vivo koşullardan daha iyi bir fırsat yoktur. Bu nedenle, sıçan veya fare ve hatta büyük hayvan modellerinde (domuz veya koyun) MI indüksiyon koroner arterler ve çevresindeki miyokardiyum iskemi nedeniyle kısa- (akut) ve uzun vadeli (kronik) değişikliklerin araştırılmasına izin yanı sıra bozulmuş kalp fonksiyonu nedeniyle sistemik değişiklikler. İnfarkt boyutu daha önce ana hedefti, ancak daha yakın zamanda akut MI veya iskemi/reperfüzyon yaralanmasında ve ardışık kalp yetmezliğinde (HF) kardiyak remodelling süreçleri büyük ilgi gördü. Bu nedenle, tutarlı sonuçlara ulaşmak için karşılaştırılabilir ve kolayca tekrarlanabilir bir yöntem gereklidir.
MI kazanmak için kriyo-ablasyon kullanımı bildirilmiştiriken 2,Bizim yöntem araştırmacılar sol ön inen arter okkülasyon diğer çalışmalar üzerine inşa (LAD) tek bir dikiş ligasyon. (Hemi-) sternotomi prosedürleri ile karşılaştırıldığında, bu makalede sunulacak minimal invaziv yaklaşım, daha hızlı bir post-operatif iyileşme sağlar ve belirgin operasyon süresini azaltır. Diğer cerrahi işlemlerin ortak bir adım kalp dikiş gerçekleştirmek için toraks kalp asansör-out3. Bu yöntemin yaklaşımı bu adımı gereksiz kılar. Protokole bağlı olarak, iki farklı işlem yapılabilir: belirli bir süre içinde iskemi/reperfüzyonu indüklemek için turnike kullanan geçici bir tıkanıklık; veya ligatür düzelterek arter kalıcı bir tıkanıklık. Oklüzyonun başarısı elektrokardiyogram (EKG) ve sol ventriküldeki makroskopik değişiklikler (LV) ile paling ile değerlendirilebilir.
Ameliyat öncesi bir diğer önemli adım da entübasyondur. Çoğu durumda, entübasyon trakeotomi yoluyla veya boğazda bir deri kesi tarafından görme altında tüp oral ekleme yoluyla yapılırken, bu protokol solunum güçlüğü veya enfeksiyonları azaltan anestezi kellelendirilmiş hayvanın endotrakeal entübasyon açıklar post-operatif4,5. Postoperatif komplikasyonları önlemek için, hava göğsü kapatmadan önce bir şırınga ile toraks kaldırılır.
Bu makalenin ikinci görevi izole çalışan kalp deneysel modeli ile hemodinamik fonksiyonun değerlendirilmesi, nasıl enstitümüz 6 içinde diğer projelerde kullanılır6,7. Ekokardiyografi, kardiyak manyetik rezonans görüntüleme (MRG) ve basınç-hacim döngülerinin invaziv nicelliği kardiyak fonksiyonu in vivo değerlendirmek için iyi bilinen ve yaygın olarak kullanılan yöntemler olmakla birlikte, bazı sınırlamalar olduğu bilinmektedir. Küresel fonksiyonu veya kalbin belirli parametrelerini incelemek için kateter kullanımı gibi invaziv yaklaşımlar yaygın olarak kullanılır ve kardiyak ölçümlerin altın standardını temsil eder. Buna karşılık, ex vivo çalışan kalp aparatı nadiren karmaşıklığı ve maliyeti nedeniyle kullanılır. Perfusatkarışımından kalbin yeterli kanülasyonuna kadar pek çok önemli yönü vardır, bu da başarılı bir değerlendirme için çok önemlidir. İzole çalışan kalp aparatı ilk olarak Oskar Langendorff tarafından 1897yılında 8 olarak tanımlanmıştır ve son yıllarda9. Bugün, kullanılan iki model vardır: Langendorff (LD) modu ve çalışan kalp (WH) modu. Çalışmamızda, LD modu yeni ortamına (yaklaşık 15 dakika) kalp alışmak için kullanılır. Bu modda, kalp aort yoluyla canülver ve koroner arterler anterogradly perfüzyon, yeterli miyokardiyum temin. LD modunda, kalp herhangi bir basınç hacmi iş gerçekleştirmiyor. Buna karşılık, WH modunda, sol atriyum pulmoner ven ile canülettirilir, hangi perfusat sol atriyum girer. Kalp daha sonra önceden tanımlanmış bir afterload karşı fizyolojik olarak bu perfusate pompalar. Zaman içinde artarak, kardiyak fonksiyon sürekli olarak ölçülebilir. Koroner akım, kardiyak debi (CO), inme hacmi (SV) ve iş, atriyal akış ve LV sistolik ve diyastolik basınçgibi parametreler ölçülebilir. Çeşitli tedavilerin doğrudan ve sadece kalp üzerindeki etkisi araştırılabilir6,10. Liao ve Podesser9 tarafından yapılan bir incelemede, bu yöntemin farmakolojik etkilerin kardiyak fonksiyon ve metabolizma üzerindeki değerlendirilmesinde ve MI, HF, obezite ve diyabet gibi çeşitli hastalıkların araştırılmasında yaygın olarak kullanılması sunulmuştur.
Özetle, bu protokol in vivo mi veya miyokardiyal iskemi/reperfüzyon (MIR) yaralanması gerçekleştirmek için tekrarlanabilir bir yöntem sunar. Buna ek olarak, MI sonra izole bir sıçan kalp LV (dys-) fonksiyonunun karakterizasyonu na izin verir. Bu protokol, tedavi ve analizin eşsiz bir kombinasyonunu sunar.
Protocol
Bu makalede açıklanan sonuçları veren deneysel protokol, Viyana Tıp Üniversitesi Laboratuvar Hayvanları Deneyleri Bölgesel Etik Komitesi ve Avusturya Federal Eğitim, Bilim ve Araştırma Bakanlığı (BMWFW-66.009/0023-WF/V/3b/2016) tarafından onaylanmıştır. Tüm deneyler, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygundur (NIH Yayın No. 85-23, revize 1996).
NOT: 10−12 haftalık erkek Sprague Dawley sıçanları 250−300 g vücut ağırlığı (BW) kullanılır. Aşağıdaki prosedürler ve tedaviler bir ameliyathanenin (OR) steril bir ortamda yapıldığından, hayvanları kullanırken önlük, eldiven, yüz maskesi ve davlumbaz giyin. Or'a girmeden önce ellerin yıkandığından ve dezenfekte edildiğinden emin olun. Eğer amaç cerrahi seansta birkaç hayvanı ameliyat etmekse, ya yıkayın ve dezenfekte edin ya da ameliyatlar arasında aletleri otoklavla. Bu hijyenik kurallar protokol bölümünde sunulan tüm prosedürler için geçerlidir.
1. Ameliyat öncesi hazırlık ve anestezi
- Ksilazin (4 mg/kg BW) ve ketamin (100 mg/kg BW) intraperitoneal bir karışım enjekte ederek preoperatif anestezi başlatın.
- Sıçanları 14 G tüp lü ve hacim kontrollü havalandırma ile O2, hava ve izofluran karışımı (%1−2.5) ile entübe edin 75−85 vuruş/dak, 100 mL/inme/BW (Şekil 1A). Gerekirse, entübe ederken daha iyi bir görünüm için: yerel rahatlama elde etmek için alt farinks üzerinde bir pamuk-yün ucu ile Xylocain uygulayın.
- Fareleri ısıtılmış bir ameliyat masasına supine pozisyonunda yerleştirin ve ön ayakları bantla düzeltin(Şekil 1B).
- Rektal sıcaklığı bir sonda ile ölçün.
NOT: 37.5−38.5 °C arasında tutulmalıdır. - Toraks tıraş ve antiseptik povidon iyot çözeltisi ile çalışma alanı temizleyin. Gözlerin kurumasını önlemek için fareye göz merhemi uygulayın.
- İntraoperatif analjeziyi piritramid enjekte ederek (0.1 mL/kg BW) intraperitoneal olarak uygulayın.
- EKG problarını hayvanın ekstremitelerine deri altı yerleştirin.
- Cerrahi işlemi başlatmadan önce kuyruk ve ayak başlaşı reflekslerini kontrol edin.
2. Cerrahi işlem―miyokardiyal iskemi indüksiyonu
- Neşter kullanarak deri kesisini gerçekleştirin. 3. interkostal boşluk seviyesinde sol toraks üzerinde 2 mm parasternal başlatmak ve 5 interkostal boşluk düzeyinde ön aksiller çizgi devam emin olun(Şekil 1C).
- Kaburgaları görünür kılmak için yüzeysel kasları hafifçe değiştirin(Şekil 1D).
- Küçük kanama durumunda, yok etmek veya çevreleyen doku kesmek için bir korter kullanın.
- 4. interkostal alan düzeyinde torakotomi yapın ve kalp ve akciğer görünürlüğü kazanmak için bir retraktör takın(Şekil 1E). Kanamayı önlemek için plevrayı dikkatlice açın.
- Lad'i, belirli bir süre içinde iskemi/reperfüzyon (MIR) indüklemek için turnike kullanarak geçici olarak tıka; veya kalıcı (MI) ligasyonu kapatmak için 6-0 dikiş kullanarak 6−7 knot yaparak tıka basa tamamlar (Şekil 1F,G).
NOT: LAD'nin tıkanma için sağ noktası kalbin ventral/sol lateral marjıüzerinde sol auricle altında yaklaşık 2−3 mm yer almaktadır. Başarılı oklüzyon EKG değişiklikleri ile ilişkilidir (ST-segment yükseklik) ve makroskopik değişiklikler LV paling olarak. - Iskemi/reperfüzyon modeli nde, 30 dk oklüzyon dan sonra turnike çıkararak LAD'yi yeniden açın.
- 4-0 tek monofilament sütür kullanarak üç tek düğmeli dikişile torakskapatın(Şekil 1H). Son sütürsıkmadan önce, bir pnömotoraksönlemek için 10 mL şırınga ile torakstan kalan havayı çıkarın(Şekil 1I).
- Kasları yeniden konumlandırın ve uçucu anesteziyi kapatın.
- 4-0 dikiş kullanarak cildi sürekli dikiş ile diker (Şekil 1J).
- Enfeksiyonlara ve sıçanlar tarafından dikiş ısırma karşı korumak için bir antiseptik sprey uygulayın.
3. Postoperatif tedavi ve dışlama kriterleri
- Fareleri uyanana kadar ısıtma masasında tutun. Fareleri kendiliğinden nefes e-resmekten sonra ektübasyona edin.
- Soğutulmasını önlemek için ektübasyonlu sıçanları ısıtma lambasının altına bir kafese koyun.
- Fareleri standart koşullarda hayvan evlerine geri döndürün.
- Üç gün boyunca ameliyat sonrası analjezi için 2 ampul piritramid ve %5 glikoz ila 250 mL su ekleyin.
- Kontrol listesi ve dışlama kriterleri ile sıçanların fitness ve davranışlarını kontrol edin(Tablo 1). Sonraki hafta boyunca günde iki kez, sonra haftada iki kez hayvanları gözlemleyin.
NOT: Uluslararası standartlara uygun olarak, kontrol listesi ile değerlendirmede 6 puana kadar puan alan acı çeken hayvanları veya hayvanları tedavi ile ilgili kararları veterinerlere sunmak. 7 veya daha fazla puan alan hayvanlar aşırı dozda ketamin ve ksilazin ile hemen kurban edilmelidir.
| Muayene | Gözlem | Puan |
| Vücut ağırlığı | Istikrarlı | 0 |
| %10 kayıp | 4 | |
| 48 saat için % 15 kayıp | 7 | |
| %18 kayıp | 7 | |
| normal (kat düz ve parlak) | 0 | |
| Dış görünüm | piloerection | 1 |
| hematom | 2 | |
| deri yaraları/kesikleri/ısırık izleri | 2 | |
| ciddi azaltılmış tımar | 4 | |
| (deliktemiz olmayan/pıhtılaşmış veya nemli) | 7 | |
| şiddetli cilt tahrişleri veya yaraları | 7 | |
| kambur duruş >2 saat | 7 | |
| önemli abdominal distansiyon (asit) | 7 | |
| Davranış | normal (uyku, meraklı, sosyal temas, dokunulduğunda tepki) | 0 |
| olağandışı davranışlar, örneğin bozulmuş aktivite | 2 | |
| kendi kendine izolasyon, telaffuz hiperaktivite veya stereotipi | 4 | |
| için lethargia <6 saat | 4 | |
| lethargia için 6 saat için 8 saat | 7 | |
| apathia >8 saat | 7 | |
| stereotipa için kesintisiz >10 dk. ve hala 2 saat sonra devam | 7 | |
| dokunulduğunda ağrı belirtileri | 7 | |
| otomation | 7 | |
| Sindirim | Normal | 0 |
| ishal (yumuşak dışkı) | 3 | |
| 72 saat veya sulu için ishal | 7 | |
| kanlı dışkı | 7 |
Tablo 1: Denetim listesi ve dışlama kriterleri. Bu tablo, uyulması gereken sınavları ve ilgili puanı içerir. Buna göre, hayvanın ameliyat sonrası tedavisi adapte edilmelidir, ya da bir veteriner danışılmalıdır.
4. Ekokardiyografi ölçümleri
NOT: Ekokardiyografi genellikle MI indüksiyonundan önce ve organlar hasat edilmeden önce iki kez yapılır.
- Sıçanlara intraperitoneal olarak ksilazin (4 mg/kg BW) ve ketamin (100 mg/kg BW) karışımı enjekte edin.
- Bir ısıtma tepsisi üzerinde bir supine pozisyonda fareler yerleştirin. Ultrason dalgaları daha iyi seyahat yardımcı olur ve sinyal girişimlerini azaltır göğüs, yankı jel uygulayın.
- Papiller kas düzeyinde LV boşluğunun parasternal kısa eksen görünümleri elde edin.
- Sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonu ve morfolojisini ölçmek için M-mod ekokardiyografi yapın.
5. Organ hasadı (çalışma kalbi olmadan)
- Organ hasatı öncesinde intraperitoneal olarak ksilazin (4 mg/kg BW) ve ketamin (100 mg/kg BW) uygulayın. Reflekslerin negatif olduğundan emin olun.
NOT: İşlem 1 dk'dan uzun sürmediği için entübasyon gerekmez. - Ksifoid altında bir deri kesi yapmak için bir neşter kullanın ve makas kullanarak her iki tarafta kaburga paralel olarak uzatmak.
- Frontal aksilla hattında kaburga kesin ve göğsü yukarı kaldırmak için xiphoid kapmak(Şekil 2A).
- Anatomik veya fibrotik doku yapışıklıklarını iki çift forceps ile dokuyu dikkatlice yırtarak çıkarın.
- Vena kava inferior'dan 5 mL şırınga ile kan örnekleri (kan gazı değerlendirmesi veya moleküler analizler için) alın.
- Giriş ve çıkış seviyesinde tüm kalbin eksizyonunu gerçekleştirin (Şekil 2B). Gerekirse, bölüm 6'da açıklandığı gibi çalışma kalp değerlendirme ile devam edin.
- Hasat organları, şok don sıvı azot ve depolamak -80 °C daha fazla moleküler analizler için, ya da histolojik amaçlar için formaldehit.
6. Çalışan bir kalp sistemi ile ex vivo hemodinamik ölçümler
NOT: Cihazın genel kurulumu ve bileşenleri daha önce11olarak tanımlanmıştır. Aşağıdaki protokolde hayvanın kalbinin işlenmesi ve LV işlevini değerlendirmek için gerekli adımlar açıklanmaktadır.
- Adım 5.1'de açıklandığı gibi fareleri anesteize edin ve 200 IU heparin enjekte edin (femoral ven).
- Bir neşter ile costal kemer altında bir kesi ile toraks açın ve makas ile hem ön aksiller çizgilere genişletin ve sternum yükseltmek.
- Büyük damarları çıkışlarına veya kalbine girişe yakın kesin ve onu çıkarmak için(Şekil 2B).
- Kalbi buz gibi Krebs-Henseleit tamponuna batırın ve aort kannulating yoluyla eritrosit perfüzyon izole kalp sistemine monte edin(Şekil 3A).
- 60 mmHg (stabilizasyon süresi) sabit bir afterload ile LD modu ile başlayın.
- LD modu 15 dakika sonra, WH moduna geçin. Bu nedenle, sol atriyumu pulmoner ven ile kanüle (Şekil 3B). Daha sonra, atriyal kanülokdes klibi açarak sistemdeki akış yönünü değiştirin. Bu sol atriyum bir perfüzyon ve sol kalp11fizyolojik kan akımı ile sonuçlanır.
- WH modunda 20 dakika boyunca hemodinamik ölçümler ilerler.
- Koroner lerin kan damlalarını koroner akışı (CF, mL/dk) ölçmek için 2 mL şırınga ile toplayın.
NOT: CF sol atriyal akış (LAF) ve aort akışı (AF) arasındaki fark olarak ölçülür. - Bir akış probu ile LAF (kardiyak deoutput eşdeğer) ve AF sürekli ölçümleri yapın.
NOT: Prob WH cihazı ile LV'ye yerleştirilir. Tüm veriler sürekli olarak kaydedilir. - Devam eden protokol istekleri durumunda, aort kapağı üzerinden retrograd bir yüksek doğrulukkateteri LV'ye yerleştirin ve sol ventrikül sistolik basıncını (LVSP) ölçün.
- Dakikada yapılan basınç-hacim çalışmasını değerlendirmek için, kalp çıkışı kalp hızına bölünürken inme hacmini hesaplayın.
- Aşağıdaki formüle göre dış kalp çalışmasını (EHW) hesaplayın: CO x LVSP(g x m/dk) kalp ağırlığına göre normale döndürülür.
Representative Results
Aşağıdaki sonuçlar Pilz ve ark.6tarafından yayınlanmıştır. Bu hassas cerrahi işlem ile uzaktan iskemik perconditioningin (RIPerc) kardiyoprotektif etkisi araştırılabilir. Bu akut MI veya MIR ve sonraki ventrikül remodeling muzdarip hastalar için potansiyel bir yeni tedavi, birçok durumda ardışık HF yol açar. MI/ MIR patofizyolojik değişiklikleri taklit in vitro veya ex vivo çalışmalar fizyolojik ortam sağlamaz gibi tedavilerin değerlendirilmesinde zorunlu bir adımdır. Bu protokolde hayvanlar 30 dk lad oklüzyonuna ve ardından reperfüzyona (yani MIR) maruz kalmıştır.
İşlemin tekrarlanabilirliğini kanıtlamak için histolojik kesikler ve lekeler yapıldı (Şekil 4A). MIR+RIPerc tedavi edilen hayvanlardaki fibrotik yaranın Şam ve MIR grupları arasındaki fibrozisin karşılaştırılması önemli iken Şam hayvanlarının skar oluşumu ile karşılaştırılabilir olduğu açıktı(Şekil 4B). Ayrıca, MIR + RIPerc tedavi hayvanlar mir tedavi hayvanlara göre önemli ölçüde azaltılmış fibrozis gösterdi. Ancak, temsili histolojik görüntüler enfarktüs açıkça MIR grubunda sürdürülür gibi bu cerrahi işlemin gücünü açıklığa kavuşturmak(Şekil 4A). In vivo eçografi, ejeksiyon fraksiyonu kullanılarak, LV end-diyastolik ve son sistolik çapları (LVEDD ve LVESD) ölçüldü ve MIR tedavisine bağlı kardiyak fonksiyonda önemli ölçüde azalma gösterilmiş, hemodinamik parametreler RIPerc(Şekil 4C−F)ile korunmuştur. Eski vivo hemodinamik veriler, MIR grubunun LVSP, kardiyak debi (CO), inme hacmi (SV) ve dış kalp çalışmalarında (EHW) önemli düşüşler gösterdiği için prosedürün etkinliğini sergilemiþtir (Şekil 5A−G).
Bu cerrahi işlem le ilgili literatür de yeterli bir şekilde yapıldığında olumsuz veya tatmin edici olmayan yorumlar ve sonuçlar bildirilmemişti. Bununla birlikte, giriş ve tartışmada bahsedilen tuzakların engellenmesi ve istikrarlı bir performans düzeyi elde etmek ve karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için eğitim zorunludur.
Şekil 1: Preoperatif hazırlık ve cerrahi işlem. (A) 14 G tüp kullanılarak hayvanın entübasyonu. (B) Cerrahi alanın supine yerlebir ve dezenfeksiyonu. (C) Deri kesisi (sol toraksta 3. interkostal boşluk seviyesinde 2 mm parasternal). Kesi, 5. (D) Kaburgaları görünür kılmak için kasları yerinden çıkar. (E) Toraksın açılması. (F) 6−7 knot kullanarak LAD'nin kalıcı tıkanması. (G) Turnike kullanarak LAD'nin geçici olarak tıkanmış lığı. (H) Kaburgaların etrafına üç tek düğüm sütür yerleştirerek miyokardiyal iskemi ve reperfüzyon sonrası göğsün kapatılması. (I) Toraksın düzgün kapanması. Son düğümü sıkıca sabitlemeden önce torakstan kalan havayı çıkarmak için 10 mL'lik bir şırınga kullanın. Bu bir pnömotoraks önlemek için ayrılmaz bir parçasıdır. (J) Deri sütür. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Organ toplama. (A) Alt keksiyyal kesiklerle göğsü açın ve her iki orta aksiller çizgiye kadar uzatın. Göğüs kafesinin kaldırılmasını kolaylaştırmak için kaburgalarda daha fazla kesik yapılır. (B) Kalbin eksizyonu. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: İzole kalp aparatı. (A) Langendorff modu. Kalp, aort kanülasyonu ile WH cihazına monte edilir. (B) Çalışma kalp modu. Sistem, sol atriyuma kannatılarak kardiyak fonksiyonu değerlendirmek için WH modeline geçilebilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: Uzaktan iskemik kondisyonun skar oluşumu, sol ventrikül fonksiyonu ve remodeling üzerine etkisi. (A) Histolojik LV dilimleri gün 14 post-miyokardiyal reperfüzyon hasat. (B) Çubuk grafiklerde fibrozisin sayısal sonuçları. (C) Temsili M-modu ekokardiyogramlar. (D) Çubuk grafiklerde ölçülen fırlatma fraksiyonu (EF) (E) LV son sistolik çapı (LVESD) çubuk grafiklerde ölçülür. (F) LV son diyastolik çapı (LVEDD) çubuk grafiklerde ölçülür. MIR, miyokardiyal iskemi-reperfüzyon; RIPerc, uzaktan iskemik perconditioning. Veriler ortalama ± SEM. *p < 0,05; **p < 0.01; p < 0.001. Elsevier'in izniyle Pilz ve ark.6'dan yeniden basıldı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 5: RIPerc'in LV hemodinamik fonksiyonu üzerine etkisi. (A) LV sistolik basınç (LVSP), (B) kardiyak debi (CO) ve (C)inme hacmi (SV) sonuçları 14. (D) CO, afterload bir fonksiyonu olarak tasvir edilir; (F) dış kalp çalışması sonrası yükün işlevi olarak, çubuk grafiğinde sayısal sonuçlar(E ve G). Veriler grup başına ortalama ± SEM ve n = 4-7 olarak ifade edilir. *p < 0.05; **p < 0.01; p < 0.001. MIR, miyokardiyal iskemi/reperfüzyon; RIPerc, uzaktan iskemik önkoşul; EHW, dış kalp çalışması; SV, kontur hacmi; AUC, eğrinin altındaki alan. Elsevier'in izniyle Pilz ve ark.6'dan yeniden basıldı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Discussion
Ters remodeling post-MI kalp yetmezliği gelişiminde önemli bir mekanizma olarak kabul edilir. Bu nedenle, kardiyovasküler araştırma sürekliliğini sağlamak için, deneysel prosedürler ve teknikler tekrarlanabilir olmalıdır. Anlaşılır ve açıkça tanımlanmış bir deneysel protokol, tekrarlanabilirliğin temel bir unsurudur. Tekrarlanabilirlik, birden fazla bilim adamı tarafından tekrarlanabilen ve laboratuvarlar arasında doğrulanan sonuçları ifade eder. Bu çalışmada kronik veya yeniden perfüzyon MI indüklemek ve sıçanlarda kardiyak hemodinamik fonksiyonu değerlendirmek için yarı-minimal invaziv bir yöntem sunmayı amaçladık.
Bu sonuçlar ve daha fazla yayınlanan veriler, bu cerrahi yöntemin yüksek gücünü ve MI, remodeling ve HF araştırmalarında önemini göstermektedir. Iskemi/reperfüzyon yaralanması sonraki reperfüzyon ile MI değişiklikleri anlamak için kullanılabilir iken, kalıcı oklüzyon miyokardin kısa ve uzun vadeli remodeling süreçlerinin daha fazla anlaşılmasını sağlar. Diğer cerrahi yaklaşımlar daha fazla doku hasarına neden olur ve hayvanlar enfeksiyon ve pnömotoraks gelişme riski daha yüksek gösterir, daha yüksek bırakma oranları ile sonuçlanan. Buna karşılık, bu prosedür kurulum ve işleme belirli iyileştirmeler ile mortalite azaltmak için hedeflenmektedir. Ayrıca, kararsız LAD tıkanıklığı nedeniyle fibrotik skar genişlemesi varyasyonları göstermektedir.
Protokolümüz, tüm prosedürün en kritik adımlarından biri olan entübasyon için kolay bir yöntem sağlar. Diğer bazı yayınların aksine12, trakeotomi bizim prosedürümüzde yapılmaz. Bu durum, hayvanların ameliyat sonrası uyanış larını ve rehabilitasyonlarını geliştirerek, hayvanlar ameliyat sonrası ölçümlerden geçmeden önce bu cerrahi işlemle amaçlanan patofizyolojik değişikliklerin gelişmesine yol açtı. Açıkçası, bir non-survival protokolü ise, trakeotomi görme altında gerçekleştirilir ve böylece gerçekleştirmek daha kolaydır. Ayrıca, bir hayatta kalma protokolü nde trakeotominin kapatılması geçerli değildir. Toraks açılırsa, çökmeyi önlemek için akciğer havalandırmak zorunludur. Bu nedenle, sıçanlar cerrahi işlem den önce entübe edilir. Minimal invaziv yaklaşım kaburga veya sternum böylece kompaktlık ve toraks stabilitesi korumak kesmez. Sonuç olarak, hayvanların iyileşme geliştirilmiş ve spontan pnömotoraks veya kanama riski nispeten düşüktür.
Yukarıda belirtildiği gibi, entübasyon açık bir avantaj olmakla birlikte, gerçekleştirmek zordur ve deneylerin başında daha yüksek bir bırakma oranına neden olabilir. Bu sorun eğitim ve bazı anatomik bilgi ile hafifletilebilir. Tüpü doğru açıya yerleştirmek ve hayvanın vücudunu, borunun hafifçe ileri ye doğru itilebildiği ses dudaklarından ışık parlayana kadar uzatmak önemlidir. Bu şişlik neden olabilir gibi ses dudakları zarar vermemeye dikkat edin, glottis sonraki tıkanıklık ve boğulma.
Lad'in doğru bir şekilde ligated olması da önemlidir. Küçük cerrahi pencere, hızlı atan kalp, ve havalandırılan akciğer (her temas akciğerkanamasına neden olabilir mümkün olduğunca dokunmaktan kaçının) damar açıkça görünür hale. Bu nedenle anatomik bilgi vazgeçilmezdir. Sol auricle risk altındaki alanı standartlaştırmak ve lad etrafında ligasyon konumlandırmak için vazgeçilmezdir. Bu patolojik süreçler nedeniyle değil LV oda çapı ve hacmibir azalmaya neden olabilir gibi dikiş intramurally değil, LV transmurally yapılmalıdır. Başarılı oklüzyon risk altındaki miyokardiyal alanın siyanozu ve EKG'de ST-segmentinin yükselmesi ile ilişkilidir. Bu yordamın temel sınırlama dikiş doğru konumlandırma olduğunu. Karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek için, dikiş aynı düzeyde olmalı ve doku benzer miktarda kullanmanız gerekir. Bu eğitim yüksek düzeyde gerektirir ve hayvanların farklı ağırlıkları dikkate alınmalıdır. Göz önünde bulundurulması gereken bir diğer nokta interkostal alanın kapatılmasından önce pnömotoraks yeterli kaldırılmasıdır. Bu tam olarak yapılmazsa, sol akciğer in enflasyonu bir pnömotoraks tarafından engellenecek gibi hayvanlar nefes alma da zorluklar sergileyecek. Yukarıda belirtildiği gibi, bu toraks herhangi bir kalıntı hava kaldırmak için bir şırınga kullanılarak azaltılabilir.
Şu anda, bu MI yordamı, kritik adımlar yüksek hassasiyetle gerçekleştirilirse karşılaştırılabilir sonuçlar ve yüksek sağkalım oranı garanti eden yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. MI, HF veya kardiyak remodeling çeşitli tedaviler, cihazlar veya ilaçlar üzerinde gelecekteki projeler bu minimal invaziv tekniği gerçekleştirerek değerlendirilebilir.
WH ölçümleri, yukarıda belirtildiği gibi, bakım ve işleme belirli ekipman ve bilgi gerektirir olarak yaygın olarak kullanılmaz. Temsili ve karşılaştırılabilir veri elde etmek için, tuzaklardan kaçınılmalıdır. En kritik adımlar kalbin monte ve WH moduna D modeli geçiş vardır. Kalp yeterince eksizlenmiş değilse, yeterli aort doku uzunluğu aparat için kalp düzeltmek için gerekli olduğu gibi montaj zor olabilir. LD moduna bağlandıktan kısa bir süre sonra, kalp frekansı soğuk tampon da yıkama nedeniyle azalabilir, vücutta fizyolojik uyaranların kopukluk veya cihaz tarafından başka bir türden kan ile reperfüzyon. Bu gibi durumlarda, fizyolojik frekansı onarmak ve korumak için bir kalp pili uygulanmalıdır. Bu tüm hayvanlarda karşılaştırılabilir sonuçlar sağlar. Cihaz içindeki kan hacmi sıçanlarda fizyolojik hacmin bir katı olduğundan, Krebs-Henseleit tampon tabanlı süspansiyonda büyükbaş kırmızı kan hücreleri kullanılır.
LD modundan WH moduna geçiş, pasiften aktif kalp çalışmasına geçişle eş anlamlıdır. LD modu, kalbi yeni ortamına alıştırmak için kullanılır. WH modunda, kalp fizyolojik fırlatma fonksiyonlarını yerine getirmelidir. Bu nedenle, yeni koşullara kısa bir adaptasyon aşaması afterload artırarak değerlendirme den önce gereklidir.
Yaygın olarak unutulan bir diğer kritik adım da cihazın yeterli hazırlanması ve bakımı ve terlemedir. Her bileşiğin kesin hacmi karıştırılmalı ve sistem içindeki sıcaklık kontrol edilmeli ve ayarlanmalıdır. Bununla birlikte, WH aynı anda kardiyak çıkış, inme hacmi, sol ventrikül sistolik basınç ve koroner akışı değerlendirmek için zarif bir yöntemdir.
MI'yi ve WH aygıtı tarafından elde edilen temsil edici verileri ikna etmek için yapılan bu son derece tekrarlanabilir prosedür, yeteneklerini nisabını kanıtlıyor. Yarı-minimal invaziv yaklaşım, LAD oklüzyon ve entübasyon yöntemi düzeyi infarkt boyutunda hızlı iyileşme ve düşük değişkenliği kolaylaştırır. Ayrıca, izole çalışan kalplerde kardiyak fonksiyon analizi değerli hemodinamik sonuçlar sağlar.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Yazarlar, biyomedikal araştırma merkezinin operasyon tiyatro ekibine ve teknisyenlerine katkıları, teknik yardımları, değerli girdileri ve tavsiyelerinden dolayı teşekkür eder. Projeler Ludwig Boltzmann Enstitüsü, Kardiyovasküler Araştırma Kümesi (REM projesi) tarafından finanse edilmektedir.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ANAESTHESIA & ANALGESIA | |||
| Isoflurane | Zoetis | TU061219 / 8-00487 | |
| Ketamine | Dr. E. Gräub AG | 100 mg/kg of bodyweight | |
| Piritramide | Hameln-Pharma Plus GmbH | 2 ampulles with 30 ml of Glucose 5% in 250ml water | |
| Xylazine | Bayer | 4 mg/kg of bodyweight | |
| INTUBATION | |||
| Air | |||
| Oxygen (pure) | |||
| Ventilation machine | Hugo Sachs Electronics | UGO Basile S.R.L. | Respirator |
| 14-gauge tube | Dickinson and Company | BD Venflon | |
| PREPARATION | |||
| Anti-septic povidine iodine solution | Mundipharma | Betaisodona solution | |
| Eye ointment | Fresenius Kabi Austria | Oleovital with Vitamin A + Dexpanthenol | |
| Shaver | |||
| SURGICAL INSTRUMENTS | |||
| Anatomical forceps | Martin | 12-272-15 | |
| Anatomical forceps small | Martin | 24-386-16 | |
| Anatomical forceps thin | Odelga | RU4042-15 | |
| Cautery Fine Tip | High Temp | bvi-Accu-Temp | |
| Cup (small, for liquids) | Martin | 56-231/11 | |
| Mensur | MTI | 29-260/25 | |
| Mosquito clamps | MTI | 05-055/12 | |
| Needleholder short | Martin | 20-658-14 | |
| Needleholder thin | Martin | ||
| Round hook | BT-190 | ||
| Scalpell size 3 | Swann Morton | No.10, 0301 | |
| Scissors for tissue preparation | Aesculap | BC259R | |
| Sharp scissors | MTI | 01-010/10 | |
| Small retractor | Alm | AM.416.10 | |
| Surcigal forceps | Martin | 12-321-13 | |
| Surgical scissors | |||
| SUTURES | |||
| PermaHand Silk 4-0 | Johnson & Johnson Medical Products GmbH | K891H | |
| Vicryl 4-0 | Johnson & Johnson Medical Products GmbH | JV2024 | single monofil suture |
| Vicryl 6-0 | Johnson & Johnson Medical Products GmbH | V301G | polyethylene suture |
| COMPUTER PROGRAMS & APPARATUS | |||
| Labchart 7 Pro | ADInstruments | v7.3.2 | Labchart Software |
| PowerLab System | ADInstruments | Powerlab 8/30 | |
| EX VIVO HEMODYNAMICS | |||
| Flowmeter Narcomatic RT-500 | Narco Bio-Systems | flow probe | |
| Isolated heart apparatus | Hugo Sachs Electronics | ||
| Labchart 7 Pro | ADInstruments GmbH | v7.3.2 | Labchart Software |
| Millar SPR-407 | Millar Instruments Inc. | 840-4079 | high-fidelity MicroTip catheter |
| Needle electrodes via Animal bio Amp | ADInstruments GmbH | MLA1203 | |
| Physiological Pressure Transducer (MLT844) with Clip-on BP Domes | ADInstruments GmbH | MLT844 | |
| PowerLab System | ADInstruments GmbH | Powerlab 8/30 |
References
- WHO. Global Health Estimates 2015: Deaths by Cause, Age, Sex, by Country and by Region, 2000-2015. World Health Organization. , (2016).
- Jaquet, K., et al. Reduction of myocardial scar size after implantation of mesenchymal stem cells in rats: what is the mechanism. Stem Cells and Development. 14 (3), 299-309 (2005).
- Liu, P., Xu, B., Cavalieri, T. A., Hock, C. E. Age-related difference in myocardial function and inflammation in a rat model of myocardial ischemia-reperfusion. Cardiovascular Research. 56 (3), 443-453 (2002).
- Kolk, M. V. V., et al. LAD-Ligation: A Murine Model of Myocardial Infarction. Journal of Visualized Experiments. (32), e1438 (2009).
- Lugrin, J., Parapanov, R., Krueger, T., Liaudet, L. Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery. Journal of Visualized Experiments. (150), e59591 (2019).
- Pilz, P. M., et al. Remote ischemic perconditioning attenuates adverse cardiac remodeling and preserves left ventricular function in a rat model of reperfused myocardial infarction. International Journal of Cardiology. 285, 72-79 (2019).
- Santer, D., et al. In vivo and ex vivo functional characterization of left ventricular remodelling after myocardial infarction in mice. ESC Heart Failure. 2 (3), 171-177 (2015).
- Langendorff, O. Untersuchungen am überlebenden Säugetierherzen II. Über den Einfluss von Wärme und Kälte auf das Herz der warmblütigen Tiere. Pflügers Archiv für die gesamte Physiologie des Menschen und der Tiere. 66 (67-68), 355-400 (1897).
- Liao, R., Podesser, B. K., Lim, C. C. The continuing evolution of the Langendorff and ejecting murine heart: new advances in cardiac phenotyping. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 303 (2), 156-167 (2012).
- Podesser, B. K., et al. The erythrocyte-perfused "working heart" model: hemodynamic and metabolic performance in comparison to crystalloid perfused hearts. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 41 (1), 9-15 (1999).
- Kiss, A., et al. Argon preconditioning enhances postischaemic cardiac functional recovery following cardioplegic arrest and global cold ischaemia. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 54 (3), 539-546 (2018).
- Kiss, A., et al. Vagal nerve stimulation reduces infarct size via a mechanism involving the alpha-7 nicotinic acetylcholine receptor and downregulation of cardiac and vascular arginase. Acta Physiologica. 221 (3), 174-181 (2017).
