تقدم هذه المقالة طريقة فعالة لأداء نقص تروية عضلة القلب و ما يليها من تهويات مزمنة في الفئران باستخدام نهج طفيفة التوغل. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تقييم وظيفة البطين البطينية البطينية للفئران بواسطة تخطيط صدى القلب وأساليب قلب العمل المعزولة.
لا يزال احتشاء عضلة القلب هو المساهم الرئيسي في الاعتلال والوفيات في جميع أنحاء العالم. ولذلك، فإن البحث في هذا الموضوع إلزامي. مطلوب إجراء التعريفي MI بسهولة وبشكل كبير من أجل الحصول على مزيد من البصيرة وفهم أفضل للتغيرات المرضية الكامنة. ويمكن أيضا أن تستخدم هذه العملية لتقييم آثار أو فاعلية العلاجات الجديدة والواعدة (كدواء أو تدخلات) في MI الحادة، وإعادة عرض لاحقة وفشل القلب (HF). بعد النوباض وإعداد ما قبل الجراحة للحيوان ، تم إجراء بروتوكول تخدير مع isoflurane ، وأجريت العملية الجراحية بسرعة. باستخدام نهج الحد الأدنى من الغازية، تم تحديد موقع الشريان الأمامي الأيسر (LAD) وانسداده بواسطة ربطة عنق. يمكن إجراء انسداد حاد ل-reperfusion اللاحقة (إصابة الإقفاريات/ reperfusion). بدلا من ذلك، يمكن أن يكون ليغا السفينة بشكل دائم للتحقيق في تطوير MI المزمنة، إعادة عرض أو HF. وعلى الرغم من المزالق الشائعة، فإن معدلات التسرب من الدراسة ضئيلة. يمكن فحص العلاجات المختلفة مثل تكييف الإقفاري عن بعد لاحتمالاتها في ما قبل ، شبه العملية ، وما بعد الجراحة. وكان التعافي بعد الجراحة سريعًا حيث تم التحكم في التخدير بدقة وكانت مدة العملية قصيرة. تم إعطاء مسكن ما بعد الجراحة لمدة ثلاثة أيام. الحد الأدنى من التدخل الجراحي يقلل من خطر العدوى والالتهاب. وعلاوة على ذلك، فإنه ييسر الانتعاش السريع. وقد أجريت قياسات “القلب العامل” بعد ذلك مما مكن من التحكم الدقيق في التحميل المسبق والتحميل والتدفق. ويتطلب هذا الإجراء معدات محددة وتدريباً لأداء ملائم. تقدم هذه المخطوطة مقدمة مفصلة خطوة بخطوة لإجراء هذه القياسات.
على الرغم من أن الإصابة في انخفاض مستمر، احتشاء عضلة القلب الحاد (MI) لا يزال المساهم الرئيسي في الاعتلال والوفيات في جميع أنحاء العالم1. هناك قيود على تقييم فعالية العلاجات المحتملة كدواء أو إجراءات جراحية تمنع وعلاج مرض الـ “مي” الحاد. قبل أن يمكن فحص آثارها في البشر، يجب اختبار هذه العلاجات للمخاطر مقدما، بما في ذلك في فحوصات الجسم الحي في الحيوانات. لا توجد فرصة أفضل لدراسة علم الأمراض من تحت في ظروف الجسم الحي. لذلك، التعريفي MI في الفئران أو الفئران وحتى نماذج الحيوانات الكبيرة (الخنازير أو الأغنام) يسمح التحقيق في التغيرات قصيرة الأجل (الحادة) والطويلة الأجل (المزمنة) بسبب نقص التروية في الشرايين التاجية و عضلة القلب المحيطة بها، فضلا عن التغيرات النظامية بسبب اختلال وظيفة القلب. حجم infarct كان سابقا الهدف الرئيسي، ولكن في الآونة الأخيرة في وقت لاحق عمليات إعادة تشكيل القلب في الوفيات الحادة أو إصابة نقص التروية / reperfusion وكذلك في فشل القلب على التوالي (HF) أصبحت ذات أهمية كبيرة. ولذلك، يلزم اتباع طريقة مماثلة وسهلة التكاثر للوصول إلى نتائج متسقة.
في حين أن استخدام الاستئصال بالتبريد للحصول على MI قد تم الإبلاغ عن2، فإن طريقتنا تبني على دراسات أخرى يقوم فيها المحققون بانسداد الشريان الأمامي الأيسر المنحدر (LAD) عن طريق ربط غرزة واحدة. بالمقارنة مع (هيمي-) إجراءات القص، والنهج طفيفة الغازية التي سيتم تقديمها في هذه المقالة، يسمح أسرع الانتعاش بعد العملية الجراحية ويقلل بشكل ملحوظ من وقت العملية. خطوة شائعة من العمليات الجراحية الأخرى هي رفع القلب من الصدر لأداء غرزة القلب3. يجعل النهج هذا الأسلوب هذه الخطوة غير ضرورية. اعتمادا على البروتوكول, اثنين من الإجراءات المختلفة يمكن أن يؤديها: انسداد مؤقت باستخدام tourniquet للحث على نقص التروية /reperfusion على مدى وقت محدد; أو انسداد دائم من الشريان عن طريق تحديد الرباط. يمكن تقييم نجاح الانسداد باستخدام تخطيط القلب (ECG) والتغيرات المجهرية في البطين الأيسر (LV) بالإضافة إلى الخفقان.
خطوة أخرى مهمة قبل الجراحة هي النوبات. بينما في معظم الحالات، يتم إجراء النوبات عن طريق القصبة الهوائية أو عن طريق الإدراج عن طريق الفم من الأنبوب تحت الرؤية عن طريق شق الجلد في الحلق، ويصف هذا البروتوكول الاحتضان endotracheal من الحيوان تخدير مما يقلل من صعوبات في التنفس أو التهابات بعد الجراحة4،5. لتجنب مضاعفات ما بعد الجراحة، يتم إزالة الهواء من الصدر عن طريق حقنة قبل إغلاق الصدر.
المهمة الثانية لهذه المادة هو تقييم وظيفة هيموديناميك عن طريق معزولة تعمل في القلب نموذج تجريبي، وكيف يتم استخدامه في مشاريع أخرى داخل معهدنا6،7. في حين أن تخطيط صدى القلب، والتصوير بالرنين المغناطيسي القلبي (MRI) والتدين الحجمي الغازي لحلقات حجم الضغط هي طرق معروفة ومستخدمة على نطاق واسع لتقييم وظيفة القلب في الجسم الحي، ومن المعروف أن لديهم بعض القيود. يشيع استخدام الأساليب الغازية، مثل استخدام القسطرة لفحص الوظيفة العالمية أو معلمات محددة للقلب، وهي تمثل المعيار الذهبي لقياسات القلب. في المقابل، ونادرا ما يستخدم جهاز القلب العامل السابقين العامل بسبب تعقيده وتكلفته. هناك العديد من الجوانب الهامة، من خليط من الزبيب إلى التكميم الكافي للقلب، والتي هي حاسمة لنجاح التقييم. تم وصف جهاز القلب العامل المعزول أولاً من قبل أوسكار لانغيندورف في 18978 وتم تعديله على مدى العقود الأخيرة9. اليوم، هناك نموذجان يستخدمان: وضع لانغيندورف (LD) ووضع القلب العامل (WH). في دراستنا، يتم استخدام وضع LD لتأقلم القلب مع بيئته الجديدة (حوالي 15 دقيقة). في هذا الوضع، يتم قنينة القلب عن طريق الشريان الأورطي والشرايين التاجية يتم perterogradely بشكل صحيح، تزويد الكافي عضلة القلب. في وضع LD، القلب لا يؤدي أي عمل حجم الضغط. على النقيض من ذلك ، في وضع WH ، يتم قذف الأذين الأيسر عن طريق الوريد الرئوي ، والذي يدخل من خلاله perfusate الأذين الأيسر. ثم يضخ القلب هذا التخبط من الناحية الفسيولوجية ضد حمولة لاحقة محددة مسبقًا. من خلال زيادة ما بعد التحميل مع مرور الوقت، وظيفة القلب يمكن قياسها باستمرار. يمكن قياس المعلمات مثل تدفق الشريان التاجي، والإخراج القلبي (CO)، وحجم السكتة الدماغية (SV) والعمل، وتدفق الأذينية والضغوط الانقباضي والانبساطي LV. يمكن التحقيق في تأثير العلاجات المختلفة مباشرة وعلى القلب فقط6,10. وعرضت مراجعة أجراها لياو وPodesser9 الاستخدام الواسع النطاق لهذه الطريقة في تقييم الآثار الدوائية على وظيفة القلب والتمثيل الغذائي وكذلك في استكشاف مختلف الأمراض مثل MI و HF والسمنة والسكري.
باختصار، يقدم هذا البروتوكول طريقة قابلة للتكرار لإجراء إصابة الإقفار أو هضم عضلة القلب (MIR) في الجسم الحي. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه يسمح توصيف LV (ديسس)وظيفة على قلب الفئران المعزولة بعد MI. يقدم هذا البروتوكول مزيجًا فريدًا من العلاج والتحليل.
تعتبر إعادة عرض السلبية بعد MI أن تكون آلية رئيسية في تطوير قصور القلب. لذلك، لضمان استمرارية البحوث القلبية الوعائية، وينبغي أن تكون الإجراءات والتقنيات التجريبية استنساخها. 10- إن البروتوكول التجريبي المفهوم والمحدد بوضوح هو عنصر أساسي في قابلية التكاثر. ويشير قابلية التكاثر إلى النتائج التي يمكن تكرارها من قبل علماء متعددين والتحقق من صحتها عبر المختبرات. تهدف هذه الدراسة إلى تقديم طريقة شبه طفيفة التوغل للحث على MI المزمنة أو التي أعيد غرسها وتقييم وظيفة الدم الديناميكية القلبية في الفئران.
هذه النتائج والبيانات المنشورة تظهر فعالية عالية من هذه الطريقة الجراحية وأهميتها في البحوث على MI، وإعادة عرض وHH. بينما يمكن استخدام إصابة الإقفارية/إعادة الضخ لفهم التغييرات في MI مع إعادة الضخ اللاحقة، يسمح الانسداد الدائم بمزيد من الفهم لعمليات إعادة عرض الـ 2000 على المدى القصير والطويل. الأساليب الجراحية الأخرى تسبب المزيد من تلف الأنسجة والحيوانات تظهر مخاطر أعلى من العدوى النامية وفوتوثوراس، مما أدى إلى ارتفاع معدلات التسرب. وعلى النقيض من ذلك، يهدف هذا الإجراء إلى الحد من الوفيات عن طريق تحسينات محددة في الإعداد والمناولة. بالإضافة إلى ذلك, أنها تظهر الاختلافات في التوسع ندبة ليفية بسبب انسداد LAD غير مستقرة.
يوفر بروتوكولنا طريقة سهلة للانبيب ، والتي تعد واحدة من أهم الخطوات في الإجراء بأكمله. على النقيض من العديد من المنشورات الأخرى12، لا يتم إجراء استئصال القصبة الهوائية في الإجراء الخاص بنا. وهذا يعزز الصحوة وإعادة تأهيل الحيوانات بعد الجراحة، مما يؤدي إلى تطور التغيرات الفسيولوجية المرضية التي يقصدها هذا الإجراء الجراحي قبل خضوع الحيوانات لقياسات ما بعد العملية الجراحية. من الواضح أنه إذا كان بروتوكولًا غير بقاء ، يتم إجراء استئصال القصبة الهوائية تحت الرؤية وبالتالي يكون من الأسهل القيام به. بالإضافة إلى ذلك، لا ينطبق إغلاق القصبة الهوائية في بروتوكول البقاء على قيد الحياة. إذا تم فتح الصدر ، فمن الإلزامي لتهوية الرئة لمنع الانهيار. ولذلك، يتم تنبيب الفئران قبل إجراء العمليات الجراحية. لا يقطع النهج الحد الأدنى من الغازية الأضلاع أو القص وبالتالي الحفاظ على الإحكام والاستقرار في الصدر. وبالتالي، تحسن انتعاش الحيوانات، وخطر الإصابة بـ “هضورات الفوط” أو النزف التلقائي منخفض نسبياً.
وكما ذكر آنفا، في حين أن النوبات ذات ميزة واضحة، فإنه من الصعب القيام به، وقد يتسبب في ارتفاع معدل التسرب في بداية التجارب. ويمكن تخفيف هذه المشكلة مع التدريب وبعض المعرفة التشريحية. من المهم إدخال الأنبوب في الزاوية اليمنى وإطالة جسم الحيوان حتى يضيء الضوء من خلال الشفاه الصوتية التي يمكن بعدها دفع الأنبوب إلى الأمام بلطف. الحرص على عدم إيذاء الشفاه الصوتية لأن هذا يمكن أن يسبب تورم، انسداد لاحقة من glottis والاختناق.
ومن المهم أيضا أن يتم ربط LAD بشكل صحيح. النافذة الجراحية الصغيرة، القلب النابض السريع، والرئة التهوية (تجنب لمسه قدر الإمكان حيث أن كل اتصال قد يؤدي إلى نزيف في الرئة) تجعل الوعاء غير مرئي بوضوح. لذلك، لا غنى عن المعرفة التشريحية. لا غنى عن auricle اليسار للمساعدة في توحيد كل من المنطقة المعرضة للخطر ووضع الربط حول LAD. غرزة يحتاج إلى أن يؤدي intramurally، وليس transmurally في LV لأن هذا قد يسبب انخفاض في قطر غرفة LV وحجم الذي ليس بسبب العمليات المرضية. ويرتبط الانسداد الناجح مع زرقة من منطقة عضلة القلب في خطر وارتفاع ST الجزء على تخطيط القلب. القيد الرئيسي لهذا الإجراء هو الموضع الصحيح للخياطة. لتحقيق نتائج مماثلة، يجب أن تكون غرز في نفس المستوى وتحتاج إلى استخدام كميات مماثلة من الأنسجة. وهذا يتطلب مستوى عال من التدريب ويجب النظر في الأوزان المختلفة للحيوانات. نقطة أخرى للنظر هي إزالة كافية من افراغات الصدر قبل إغلاق الفضاء الوربي. إذا لم يتم تنفيذ هذا بدقة ، فإن الحيوانات تظهر صعوبات في التنفس حيث سيتم إعاقة تضخم الرئة اليسرى من قبل رئة. كما ذكر أعلاه، يمكن تخفيف هذا باستخدام حقنة لإزالة أي هواء متبقي من الصدر.
حالياً، هذا الإجراء MI هو أسلوب شائع الاستخدام الذي يضمن نتائج قابلة للمقارنة ومعدل بقاء عالية إذا تم تنفيذ الخطوات الهامة بدقة عالية. ويمكن تقييم المشاريع المستقبلية على مختلف العلاجات والأجهزة أو الأدوية في MI، HF أو إعادة عرض القلب من خلال تنفيذ هذه التقنية طفيفة التوغل.
والقياسات التي تُستخدم في هذه المقاييس، كما سبق ذكره، لا تستخدم عادة لأن صيانتها ومناولتها تتطلب معدات ومعارف محددة. وللحصول على بيانات تمثيلية وقابلة للمقارنة، يجب تجنب العثرات. الخطوات الأكثر أهمية هي تركيب القلب والتحول من نموذج D إلى وضع WH. إذا لم يتم استئصال القلب بشكل كاف، قد يكون من الصعب تركيب كما طول الأنسجة الأبهري كافية هو مطلوب لإصلاح القلب إلى الجهاز. بعد وقت قصير من الاتصال بوضع LD ، قد ينخفض تردد القلب بسبب الغسيل في المخزن المؤقت البارد ، أو انفصال المحفزات الفسيولوجية في الجسم أو إعادة ضخ الدم بالدم من نوع آخر بواسطة الجهاز. في مثل هذه الحالات، يجب تطبيق جهاز تنظيم ضربات القلب لاستعادة كل من والحفاظ على التردد الفسيولوجي. وهذا يضمن نتائج مماثلة في جميع الحيوانات. كما حجم الدم داخل الجهاز هو مضاعف من حجم الفسيولوجية في الفئران، وتستخدم خلايا الدم الحمراء البقرية في تعليق العازلة Krebs-Henseleit.
التحول من وضع LD إلى وضع WH مرادف للتبديل من السلبي إلى عمل القلب النشط. يتم استخدام وضع LD لتعود القلب على بيئتها الجديدة. في وضع WH، يجب أن يؤدي القلب وظائفه القذف الفسيولوجية. ولذلك، فإن مرحلة التكيف قصيرة للظروف الجديدة مطلوبة قبل التقييم عن طريق زيادة الحمولة.
خطوة أخرى حاسمة التي تنسى عادة هو إعداد وصيانة كافية للجهاز و perfusate. يجب أن يكون حجم دقيق لكل مركب مختلطة ودرجة الحرارة داخل النظام يجب أن تسيطر عليها وتعديلها. ومع ذلك، فإن WH هو طريقة أنيقة لتقييم الناتج القلبي، وحجم السكتة الدماغية، والضغط البطيني الأيسر وتدفق الشريان التاجي في وقت واحد.
هذا الإجراء القابل للاستنساخ للغاية للحث على MI والبيانات الممثلة التي حصل عليها جهاز WH تثبت قدرتها نفسها. النهج شبه الغازية الحد الأدنى، ومستوى انسداد LAD وطريقة الاشتعال تسهيل الانتعاش السريع وتقلب منخفض في حجم المزارع. بالإضافة إلى ذلك، يوفر تحليل وظيفة القلب في قلوب العمل المعزولة نتائج ديناميكية الدموية القيمة.
The authors have nothing to disclose.
يشكر المؤلفون فريق مسرح العمليات والفنيين في مركز أبحاث الطب الحيوي على مساهمتهم ومساعدتهم الفنية وإسهاماتهم ونصائحهم القيمة. يتم تمويل المشاريع من قبل معهد لودفيغ بولتزمان، مجموعة لأبحاث القلب والأوعية الدموية (REM المشروع).
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 |