Summary
מאמר זה מציג שיטה יעילה לבצע איסכמיה שריר הלב ואת reperfusion כרונית הבאים חולדות באמצעות גישה פולשנית מינימלית. בנוסף, הפונקציה השמאלית התפקוד התפקודי של חולדות מוערך על ידי הד ושיטות עבודה מבודדים לב.
Abstract
אוטם שריר הלב (MI) נשאר התורם העיקרי לתחלואה ותמותה ברחבי העולם. לכן, מחקר בנושא זה הוא חובה. הליך האינדוקציה של MI בקלות ובמידה מרבית נדרש כדי לקבל תובנה נוספת והבנה טובה יותר של השינויים הפתולוגיים המשמשים כבסיס. הליך זה יכול לשמש גם כדי להעריך את ההשפעות או העוצמה של טיפולים חדשים ומבטיחים (כמו סמים או התערבויות) ב-MI אקוטי, שיפוץ הבאים ואי ספיקת לב (HF). לאחר צנרור והכנה מראש של בעל החיים, פרוטוקול הרדמה עם isofלוריאן בוצע, ואת ההליך הכירורגי נערך במהירות. שימוש בגישה פולשנית מינימלית, העורק הקדמי השמאלי (LAD) נמצא והוא הוקם על ידי קשירה. הסגר ניתן לבצע בחריפות לreperfusion הבאים (איסכמיה/reperfusion פציעה). לחילופין, הכלי יכול להיות מנוכה לצמיתות כדי לחקור את ההתפתחות של MI כרונית, שיפוץ או HF. למרות המלכודות הנפוצות, התעריפים הנפתחים הם מינימליים. טיפולים שונים כגון מיזוג איסכמי מרחוק ניתן לבחון את הפוטנציאל הקרדיוקטיבי שלהם לפני, פרי-ואחרי הניתוח. ההתאוששות שלאחר הניתוח הייתה מהירה ככל שההרדמה הייתה נשלטת במדויק והמשך הפעולה היה קצר. חוסר כאבים שלאחר הניתוח. היה מנוהל במשך שלושה ימים הליך פולשני מינימלית מפחית את הסיכון של זיהום ודלקת. יתרה מזאת, היא מקלה על ההחלמה מהירה. מדידות "לב עבודה" בוצעו לשעבר vivo ואיפשר שליטה מדויקת של מטען מראש, אחרי עומס וזרימה. הליך זה מחייב ציוד ספציפי והדרכה להשגת ביצועים נאותים. כתב יד זה מספק הקדמה מפורטת של צעד אחר צעד לניהול מדידות אלה.
Introduction
למרות שכיחות היא יורדת ברציפות, אוטם שריר הלב חריפה (MI) הוא עדיין התורם העיקרי לתחלואה ותמותה ברחבי העולם1. ישנן הגבלות על הערכת היעילות של טיפולים פוטנציאליים כתרופות או הליכים כירורגיים אשר מונעים ומתייחסים לMI אקוטי. לפני שניתן יהיה לבחון את ההשפעות שלהם בבני אדם, יש לבחון את הטיפולים האלה לסיכונים מראש, כולל בבחינות vivo בבעלי חיים. אין הזדמנות טובה יותר ללמוד פתולוגיה מאשר תחת בתנאים vivo. לכן, האינדוקציה MI בחולדות או עכברים ואפילו דגמים גדולים של בעלי חיים (חזירים או כבשים) מתיר את חקירת השינויים קצר (אקוטי) ולטווח ארוך (כרוני) עקב איסכמיה בעורקים הכליליים ואת שריר הלב המקיפים, כמו גם שינויים מערכתית עקב תפקוד לב לקוי. סיכונים size היה בעבר את המטרה העיקרית, אבל לאחרונה הלב בהמשך שיפוץ תהליכים של MI או איסכמיה/reperfusion פציעה חריפה, כמו גם אי ספיקת לב ברציפות (HF) הפכו לעניין רב. לכן, שיטת הניתן לקריאה בקלות נדרשת כדי להגיע לתוצאות עקביות.
בעוד השימוש של ההקפאה-אבלציה להשיג MI דווח2, השיטה שלנו בונה על מחקרים אחרים שבהם החוקרים לסגר את העורק הקדמי השמאלי יורד (LAD) על ידי תפר אחד בלבד. בהשוואה ל (חמי-) ניתוחי כריתת אונה, גישה פולשנית מינימלית אשר יוצגו במאמר זה, מאפשרת שחזור מהיר יותר לאחר הניתוח ומפחית במידה ניכרת את זמן הפעולה. צעד נפוץ של הליכים כירורגיים אחרים הוא היציאה של הלב מבית החזה כדי לבצע את תפר הלב3. הגישה של שיטה זו הופכת את השלב הזה למיותר. בהתאם לפרוטוקול, ניתן לבצע שני הליכים שונים: חסימה זמנית באמצעות חוסם עורקים כדי לגרום איסכמיה/reperfusion מעל זמן מוגדר; או חסימה קבועה של העורק על ידי תיקון הקשירה. הצלחת החסימה ניתן להעריך עם אלקטרואק (א) ואת השינויים מאקרוסקופי בחדר השמאלי (LV), כמו גם שלה paling.
צעד חשוב נוסף לפני הניתוח הוא צנרור. בעוד ברוב המקרים, צנרור מבוצע באמצעות חיתוך קנה הנשימה או דרך הפה החדרת של הצינור תחת הראייה על ידי חתך העור בגרון, פרוטוקול זה מתאר את הצנרור האנדוקנה של החיה המאוברית אשר מפחית את קשיי הנשימה או זיהומים שלאחר הניתוח4,5. כדי למנוע סיבוכים שלאחר הניתוח, האוויר מוסר מבית החזה באמצעות מזרק לפני סגירת החזה.
המשימה השנייה של מאמר זה היא הערכה של הפונקציה הומודינמית באמצעות מודל הניסוי בודד של הלב העבודה, כיצד הוא משמש בפרויקטים אחרים בתוך המכון שלנו6,7. בעוד אקו קרדיוגרפיה, תהודה מגנטית לב (MRI) ו כימות פולשנית של לולאות לחצים לחיצה הם מוכרים בשימוש נרחב שיטות להערכת תפקוד הלב ב vivo, הם ידועים שיש להם כמה מגבלות. גישות פולשניות, כגון שימוש בקטטרים לבדיקת הפונקציה הגלובלית או פרמטרים ספציפיים של הלב, משמשים בדרך כלל ומייצגים את התקן הזהב של מדידות הלב. לעומת זאת, לשעבר מנגנון העבודה הvivo ex משמש לעתים נדירות בשל המורכבות והעלות שלה. ישנם היבטים חשובים רבים, החל מתערובת המים ועד לצינורית הנאותה של הלב, החיונית להערכה מוצלחת. מנגנון העבודה המבודד לב היה קודם לכן על ידי אוסקר לנגנדורף ב 18978 ו כבר שונה במהלך העשורים האחרונים9. כיום, נעשה שימוש בשני דגמים: מצב הלנגדורף (LD) ובמצב הלב הפועל (WH). במחקר שלנו, מצב LD משמש להסתגלות הלב לסביבה החדשה שלה (כ 15 דקות). במצב זה, הלב הוא מנופחת דרך העורקים והעורקים הכליליים מאואים באופן מספק, כראוי לאספקת שריר הלב. במצב LD, הלב אינו מבצע שום עבודה ללחץ. לעומת זאת, במצב WH, האטריום השמאלי ממוקם בדרך וריד ריאתי, שדרכו נכנס החומר לאטריום השמאלי. לאחר מכן, הלב מאחה את האדם ההוא מבחינה פיזיולוגית כנגד העמסה מוגדרת מראש. על-ידי הגברת העומס אחרי הזמן, תפקוד הלב יכול להיות נמדד ברציפות. פרמטרים כגון זרימת כלילית, פלט לב (CO), נפח קו (SV) ועבודה, פרפור פעימות ו-LV הסיסטולי ולחצים דיאסטולי ניתן למדוד. ההשפעה של טיפולים שונים ישירות ובלבד על הלב ניתן לחקור6,10. סקירה של ליאו ו Podesser9 הציג את השימוש הנרחב של שיטה זו בהערכת השפעות תרופתי על תפקוד הלב ומטבוליזם, כמו גם בחקר של מחלות שונות כגון MI, HF, השמנת יתר וסוכרת.
לסיכום, פרוטוקול זה מציג שיטה הנוזרה לבצע reperfusion או אוטם שריר הלב/(מיר) פציעה בvivo. בנוסף, הוא מאפשר אפיון LV (dys-) פונקציה על לב חולדה מבודדת אחרי MI. פרוטוקול זה מציג שילוב ייחודי של טיפול וניתוח.
Protocol
הפרוטוקול הניסיוני אשר מסר את התוצאות המתוארות במאמר זה אושרה על ידי ועדת האתיקה האזורית לניסויים בבעלי חיים במעבדה באוניברסיטת וינה הפדרלי האוסטרי משרד החינוך, מדע ומחקר (BMWFW-66.009/0023-WF/V/3b/2016). כל הניסויים תואמים את המדריך לטיפול ולשימוש בבעלי חיים מעבדתיים, שפורסמו על ידי המכון הלאומי לבריאות של ארה ב (NIH פרסום No. 85-23, תוקן 1996).
הערה: 10 שבועות בן 12 גברים ספראג בעלי משקל גוף של 250 גרם (BW) משמשים. כאשר ההליכים והטיפולים הבאים מתבצעים בסביבה סטרילית של חדר ניתוח (OR), לובשים חלוקים, כפפות, מסכות פנים וברדדים בעת טיפול בבעלי חיים. לפני הכניסה לאור, ודא שהידיים נשטפים ומחוטאת. אם הכוונה היא לפעול על כמה בעלי חיים בטיפול כירורגי, לשטוף ולחטא, או להפעיל את המכשירים בין המבצעים. הנחיות אלה היגיינה תקפים עבור כל ההליכים המוצגים בסעיף הפרוטוקול.
1. הכנה לפני הניתוח והרדמה
- הפעל הרדמה מראש על ידי הזרקת תערובת של xylazine (4 מ"ג/ק"ג BW) ו קטמין (100 מ"ג/ק"ג BW) intraperitoneally.
- צנרור החולדות עם שפופרת של 14 גרם ואוורור בשליטת נפח עם תערובת של O2, אוויר ו isofלוריאן (1-2.5%) ב-75-85 משיכות/min, 100 mL/קו/BW (איור 1A). במקרה הצורך, לקבלת השקפה טובה יותר בזמן הצקופת: להחיל Xylocain באמצעות קצה צמר גפן על הלוע התחתון כדי להשיג הרפיה מקומית.
- מניחים את החולדות על שולחן הפעלה מחומם במצב פרקדן ולתקן את הforelimbs עם קלטת (איור 1b).
- למדוד טמפרטורה רקטלית עם הגשוש.
הערה: יש לשמור אותו בין 37.5-38.5 ° c. - לגלח את החזה ולנקות את אזור ההפעלה עם הפתרון החיטוי povidone יוד. להחיל משחה העין על החולדה כדי למנוע ייבוש של העיניים.
- ניהול משככי כאבים באמצעות הזרקת פיריטרמיד (0.1 mL/ק ג BW) intraperitoneally.
- מניחים שתת-עורי. בגפיים של החיה
- בדוק את הזנב רפלקסים הבוהן לפני ייזום הליך כירורגי.
2. הליך כירורגי – אינדוקציה של איסכמיה שריר הלב
- לבצע חתך העור באמצעות אזמל. להבטיח להתחיל 2 מ"מ parasternal על בית החזה השמאלי ברמה של החלל הבינקוסטל 3 ולהמשיך קו בבית השחי הקדמי ברמה של החלל הבינקוסטל 5 (איור 1C).
- החליפו את השרירים השטרורים בעדינות כדי להפוך את הצלעות לגלויות (איור 1D).
- במקרה של דימום מינורי, השתמש cauter להשמיד או לנתק את הרקמה הסובבת.
- בצעו את הניקור הטוראקולי ברמה של החלל האינטרקוסטל הרביעי והכניסו מפסק כדי להשיג ניראות של הלב והריאה (איור 1E). פתח בזהירות את הפלאורה כדי למנוע דימום.
- הסגר זמנית את הנער באמצעות חוסם עורקים כדי לגרום איסכמיה/reperfusion (מיר) על פני זמן מוגדר; או לצמיתות (MI) סגר אותו על ידי הפיכת 6-7 קשר באמצעות תפר 6-0 לסגור את הקשר (איור 1F, G).
הערה: המקום הנכון לחסימה של הנער ממוקם כ-2-3 מ"מ מתחת לאורקל השמאלי על השוליים הצדדיים של הלב. חסימה מוצלחת מזוהה עם שינויי א. ג. ו. ושינויים מאקרוסקופי ב-LV כמו paling. - במקרה של איסכמיה/מודל reperfusion, לפתוח מחדש את הנער על ידי הסרת חוסם העורקים לאחר 30 דקות של חסימה.
- סגור את בית החזה עם שלושה תפרים לחצן אחד באמצעות 4-0 מונופינט יחיד תפר (איור 1H). לפני הידוק התפר האחרון, להסיר את כל האוויר שיורית מבית החזה עם מזרק 10 מ ל כדי למנוע חזה אוויר (איור 1I).
- למקם מחדש את השרירים ולכבות את ההרדמה נדיפים.
- תפר את העור עם תפר רציף באמצעות תפר 4-0 (איור 1J).
- ניהול תרסיס חיטוי כדי להגן מפני זיהומים ונשיכות של תפר על ידי חולדות.
3. תנאי טיפול והדרה בפוסט-מבצעי
- השאר את העכברים על שולחן. החימום עד שהם יתעוררו ברגע שהם מתחילים. לנשום באופן ספונטני
- שימו את העכברושים החאכלים בכלוב מתחת למנורת חימום כדי למנוע מהם להתקרר.
- החזר חולדות לבתים בעלי החיים תחת תנאים סטנדרטיים כאשר הם מתחילים להתנהג כרגיל שוב.
- הוסף 2 כדוריות של piritramide ו 30 מ ל של 5% גלוקוז ל 250 mL של מים עבור כאבים שלאחר הניתוח במשך שלושה ימים.
- בדוק את הכושר ואת ההתנהגות של חולדות עם קריטריונים לרשימת הביקורת והדרה (שולחן 1). שימו לב לחיות פעמיים ביום לשבוע שלאחר מכן פעמיים בשבוע.
הערה: בהתאם לסטנדרטים בינלאומיים, יש להציג בעלי חיים שסבלו, או בעלי חיים שירוויחו עד 6 נקודות בהערכה עם רשימת הפעולות לביצוע, ולוטרינרים לקבל החלטות הקשורות לתרפיה. כל בעלי חיים כי לצבור 7 או יותר נקודות יש להקריב מיד עם מנת יתר של קטמין ו xylazine.
| דיקה | תצפית | ציון |
| משקל גוף | יציב | 0 |
| 10% הפסד | 4 | |
| 15% הפסד עבור 48 h | 7 | |
| 18% הפסד | 7 | |
| רגיל (מעיל שטוח ומבריק) | 0 | |
| מראה חיצוני | פילזזקפה | 1 |
| מיכל שלמה | 2 | |
| פצעי עור/חתכים/נשיכות | 2 | |
| מופחת באופן חמור בטיפוח | 4 | |
| (פתחים לא נקיים/מוכי לחות) | 7 | |
| גירויים ופצעי עור חמורים | 7 | |
| תנוחה מ> 2 שעות | 7 | |
| הבטן משמעותית (מיימת) | 7 | |
| תנהגות | רגיל (שינה, סקרן, קשרים חברתיים, תגובה כאשר נגע) | 0 |
| התנהגות יוצאת דופן, לדוגמה פעילות לקויה | 2 | |
| בידוד עצמי, היפראקטיביות או סטריאוטיפיה | 4 | |
| lethargia עבור < 6 שעות | 4 | |
| lethargia עבור 6 עד 8 שעות | 7 | |
| מ> 8 שעות | 7 | |
| סטריאוטיפיה ללא הפרעה ל> 10 דקות ועדיין ממשיכה לאחר 2 שעות | 7 | |
| סימנים של כאב כאשר נגעו | 7 | |
| מילוי ושטיפה | 7 | |
| עיכול | נורמלי | 0 |
| שלשול (צואה רכה) | 3 | |
| שלשול עבור 72 h או מימי | 7 | |
| שרפרף ארור | 7 |
טבלה 1: קריטריונים לרשימת פעולות לביצוע ולאי-הכללה. הטבלה הזאת מכילה את המבחנים שיש להקפיד עליהם ואת הניקוד המתאים. בהתאם, יש להתאים את הטיפול שלאחר הניתוח לבעלי החיים, או להתייעץ עם וטרינר.
4. מדידות האקוקרדיוגרפיה
הערה: האקו-קרדיוגרפיה מבוצעת בדרך כלל פעמיים, לפני האינדוקציה של MI ולפני שנקצרו האיברים.
- להזריק חולדות עם תערובת של xylazine (4 מ"ג/ק"ג BW) ו קטמין (100 mg/ק"ג BW) intraperitoneally.
- מניחים את החולדות במצב פרקדן על מגש חימום. החל ג'ל הד על החזה, אשר מסייע גלי אולטרסאונד לנסוע טוב יותר ומפחית הפרעות איתות.
- השג את התצוגה של ציר קצר parasternal של חלל LV ברמת השריר הלסת הגבוהה.
- לבצע במצב M האקו על מנת למדוד שבר שמאל הוצאה חדרית מורפולוגיה.
5. קצירת איברים (ללא לב עבודה)
- מנהל xylazine (4 מ"ג/ק"ג BW) ו קטמין (100 mg/ק"ג BW) intraperitoneally לפני הקציר איברים. ודא כי הרפלקסים הם שליליים.
הערה: אין צורך בצנרור כאשר ההליך אינו מחזיק יותר מ-1 דקות. - השתמש אזמל לעשות חתך העור מתחת xiphoid ולהאריך אותו מקבילים הצלעות משני הצדדים באמצעות מספריים.
- חותכים את הצלעות לקו בבית השחי הקדמי לתפוס את xiphoid כדי להרים את החזה למעלה (איור 2A).
- להסיר את הדלקת רקמות אנטומי או פיברוטיק על ידי בזהירות הרקמה עם שני זוגות של מלקחיים.
- קחו דגימות דם (עבור הערכת גז הערכה או ניתוחים מולקולריים) מן הנחות של ולבנה עם מזרק 5 mL.
- בצעו את כריתה של הלב כולו במפלס השקע וברמת הפורקן (איור 2B). במקרה הצורך, המשיכו בהערכת לב העבודה כמתואר בסעיף 6.
- הקציר איברים, הלם כפור אותם בחנקן נוזלי ולאחסן ב-80 ° צ' עבור ניתוחים מולקולריים נוספים, או פורמלדהיד למטרות היסטולוגית.
6. לשעבר מדידות vivo הומודינמיקה באמצעות מערכת לב עבודה
הערה: ההתקנה הכללית ורכיבי המנגנון תוארו בעבר11. הפרוטוקול הבא מתאר את הטיפול של הלב של בעל החיים ואת הצעדים הדרושים כדי להעריך את הפונקציה LV.
- חולדות מורדם כמתואר בשלב 5.1 ולהזריק 200 IU של הפארין באופן (וריד הירך).
- פתח את בית החזה באמצעות חתך מתחת לקשת הקוסטל עם אזמל ולהאריך אותו שני קווי בבית השחי הקדמי עם מספריים לרומם את עצם החזה.
- חותכים את כלי הגדול ליד השקע שלהם או להגיע ללב כדי לבלו אותו (איור 2B).
- לטבול את הלב בקירור קר קרבס-Henseleit ומהר אותו על מערכת לב מבודדת מעשה ידי מעשה ידי canנולה העורקים (איור 3A).
- התחל עם מצב LD עם מטען קבוע של 60 mmHg (תקופת ייצוב).
- לאחר 15 דקות של מצב LD, עבור למצב WH. לכן, צינורית הפרוזדור השמאלי באמצעות וריד ריאתי (איור 3B). לאחר מכן, שנו את כיוון הזרימה במערכת על-ידי פתיחת הקליפ שסגר את צינורית הפרפור. התוצאה היא הפרזיה של האטריום השמאלי וזרימת דם פיזיולוגית בלב שמאל11.
- הקלטת מדידות הומודינמיות עבור 20 דקות במצב WH.
- איסוף טיפות דם של הקורוריות עם מזרק 2 מ ל למדוד זרם כלילית (CF, mL/min) כל 5 דקות.
הערה: CF נמדד כהפרש בין שמאל זרם פרפור (LAF) וזרימת אבי העורקים (AF). - לבצע מדידות רציפה של LAF (שווה ערך לפלט לב) ו-AF עם לווין זרם.
הערה: הגשוש מוכנס באמצעות מכשיר ה-WH לתוך ה-LV. כל הנתונים נרשמים ללא הרף. - אם בקשות הפרוטוקול מתמשך, להוסיף באיכות גבוהה קטטר הצנתר דרך שסתום אבי העורקים לתוך LV ולמדוד את הלחץ הסיסטולי החדר השמאלי (LVSP).
- כדי להעריך את הלחץ – עבודה בנפח שבוצעה לדקה, לחשב נפח שבץ כמו פלט לב מחולק על ידי קצב הלב.
- חישוב עבודת לב חיצונית (EHW) בהתאם לנוסחה הבאה: CO x LVSP (g x m/min) מנורמל משקל הלב.
Representative Results
התוצאות הבאות פורסמו על ידי Pilz ואח '6. עם הליך כירורגי מדויק זה, ניתן לחקור את ההשפעה הקרדיוקרדיסטית של מיזוג מרחוק (RIPerc). זהו טיפול חדש פוטנציאלי לחולים הסובלים MI או ממיר חריפה ושיפוץ העצמי הבאים, אשר במקרים רבים מוביל ל-HF עוקב. מחקה את השינויים הפתופסלוגיים של MI/מיר הוא צעד החובה בהערכת טיפולים כמו במחקרים חוץ גופית או לשעבר vivo לא לספק את הסביבה הפיזיולוגית. בפרוטוקול זה, בעלי החיים היו חשופים 30 דקות של חסימה LAD ואחריו reperfusion (כלומר, מיר).
כדי להוכיח את השגות של ההליך, חתכים היסטולוגית וכתמים בוצעו (איור 4A). היה ברור כי הצלקת הפיברוטית ב-מיר + ריperc שטופלו בבעלי חיים הייתה דומה להיווצרות הצלקת של בעלי החיים המזויפים, בעוד השוואת סיסטיק בין הקבוצות הייתה משמעותית (איור 4B). בנוסף, בעלי חיים שטופלו על ידי מיר + מראה מופחתת פיברוזיס בהשוואה לבעלי חיים שטופלו על ידי מיר. עם זאת, הדימויים היסטלוגיים הנציג להבהיר את העוצמה של הליך זה כירורגי כמו אוטם הוא שהתקיים במפורש בקבוצת מיר (איור 4A). שימוש ב-vivo, שבר הפליטה, הקצה LV-דיאסטולי הקצה-הסיסטולי קטרים (LVEDD ו LVEDD) נמדדו והראה באופן משמעותי מופחת תפקוד הלב עקב טיפול מיר בזמן פרמטרים הומודינמיקה נשמרו על ידי RIPerc (איור 4C-F). הנתונים Ex vivo הללו הציגו את האפקטיביות של ההליך כמו קבוצת מיר הראה ירידה משמעותית LVSP, התפוקה הלב (CO), נפח קו (SV), כמו גם עבודת לב חיצונית (EHW) (איור 5A-G).
חיפוש בספרות על הליך כירורגי זה לא דיווח על הערות שליליות או לא מספק ותוצאות כאשר בוצע כראוי. עם זאת, החסרונות שהוזכרו במבוא והדיון צריך להיות מנועים והכשרה היא חובה לרכוש רמת ביצועים יציבה ולהשיג תוצאות דומות.
איור 1: הכנה לפני הניתוח והליך כירורגי. (א) צנרור של בעל החיים באמצעות שפופרת של 14 גר'. (ב) supine מיקום וחיטוי של התחום הכירורגי. (ג) חתך העור (2 מ"מ על בית החזה השמאלי ברמה של החלל האינטרקוסטל השלישי). החתך חייב להגיע לקו בית השחי הקדמי ברמה של החלל הבינקוסטל החמישי. (ד) לתפוס את השרירים כדי להפוך את הצלעות לגלויים. (ה) פתיחת החזה. (ו) חסימה קבועה של בחור באמצעות 6-7 קשר. (ז) חסימה ארעית של LAD באמצעות חוסם עורקים. (ח) סגירת החזה לאחר איסכמיה שריר הלב והreperfusion על ידי הצבת שלושה תפרים חד הקשר סביב הצלעות. (I) סגירת החזה הנכונה. השתמש מזרק 10 מ ל כדי להסיר את כל האוויר שיורית מבית החזה לפני תיקון הקשר האחרון הדוק. . זה בלתי נפרד למניעת חזה אוויר (J) תפר את העור. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: קצירת איברים. (א) לפתוח את החזה עם חתכים תת מיניים ולהאריך אותם באמצע בבית השחי קווי. חתכים נוספים דרך הצלעות מבוצעים כדי להקל על הרמת עצם החזה. (ב) כריתה של הלב. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: מנגנון לב מבודד. (A) מצב לאנגדורף. הלב מותקן למנגנון ה-WH באמצעות צינורית של העורקים. (ב) מצב לב פועל. ניתן להחליף את המערכת למודל ה-WH כדי להעריך את תפקוד הלב על-ידי קאננולה אטריום שמאלי. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: ההשפעה של התניה איסכמי מרחוק על היווצרות צלקת, שמאל פונקציה חדרית ושיפוץ. (א) פרוסות היסטולוגית LV שנקטפוביום 14 reperfusion לאחר שריר הלב. (ב) כימות תוצאות פיברוזיס בתרשימי בר. (ג) echocardiograms במצב M מייצג. (ד) שבר הוצאה (EF) בכמת בתרשימי עמודות. (E) LV קצה-סיסטולי קוטר (LVESD) כימות בתרשימי עמודות. (F) LV סוף-דיאסטולי קוטר (LVEDD) בכמת בתרשימי בר. Reperfusion, שריר הלב איסכמיה; . מיזוג מרחוק נתונים מבוטאים כממוצע ± SEM. * p < 0.05; * * p < 0.01; p < 0.001. מודפס מתוך Pilz ואח '6 עם אישור משאר וייה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: ההשפעה של RIPerc on הפונקציה LV הומודינמי. (A) LV הלחץ הסיסטולי (lvsp), (ב) התפוקה הלב (CO), ו (ג) קו (SV) התוצאות התקבלו מתוך לב העבודה המבודד ביום 14 לאחר שריר הלב reperfusion. (ד) CO מתואר כפונקציה של העמסה שאחרי; (ו) החיצוני-עבודת לב כפונקציה של עומס שאחרי, תוצאות הקוונציה בגרף עמודות (E ו- G). הנתונים מבוטאים כממוצע ± SEM ו-n = 4 – 7 לכל קבוצה. * p < 0.05; * * p < 0.01; p < 0.001. מיר, איסכמיה אוטם שריר הלב/reperfusion; ריכלי-מיזוג, איסכמי מרחוק; EHW, עבודת לב חיצונית; SV, עוצמת קו; . אוק, השטח מתחת לעיקול מודפס מתוך Pilz ואח '6 עם אישור משאר וייה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
Discussion
שיפוץ לוואי post-MI נחשב מנגנון מפתח בהתפתחות אי ספיקת לב. לכן, כדי להבטיח את המשכיות מחקר לב וכלי דם, הליכים ניסיוניים וטכניקות צריך להיות מיוכן. פרוטוקול ניסיוני מובן וברור, הוא מרכיב בסיסי בדבר הנקרא התוכסות. המונח מתייחס לתוצאות שניתן לחזור עליהן על ידי מדענים מרובים ומאומתים על פני מעבדות. מחקר זה נועד להציג את השיטה semi-מינימלית פולשנית כדי לגרום כרונית או מחדש MI ולהעריך את הפונקציה הומודינמיקה הלב בחולדות.
תוצאות אלה ונתונים שפורסמו עוד להראות את העוצמה הגבוהה של שיטה זו כירורגית וחשיבותה במחקר על MI, שיפוץ ו-HF. בעוד הפציעה איסכמיה/reperfusion יכול לשמש כדי להבין את השינויים MI עם reperfusion הבאים, סגר קבוע מאפשר הבנה נוספת של תהליכי שיפוץ קצר וארוך לטווח של שריר הלב. גישות כירורגיות אחרות לגרום נזק רקמות יותר בעלי חיים להראות הסיכונים הגבוהים יותר של פיתוח זיהומים וחזה אוויר, וכתוצאה מכך שיעורי ירידה גבוהה יותר. לעומת זאת, הליך זה נועד להפחית את התמותה על-ידי שיפורים ספציפיים בכיוונון ובטיפול. בנוסף, הם מראים וריאציות בהרחבת הצלקת הפיברוטית בשל סגר בחור לא יציב.
הפרוטוקול שלנו מספק שיטה קלה עבור צנרור, שהוא אחד השלבים הקריטיים ביותר של ההליך כולו. בניגוד למספר פרסומים נוספים12, אין לבצע פיום קנה בתהליך. הדבר מגביר את ההתעוררות והשיקום של בעלי החיים שלאחר הניתוח, ומוביל לפיתוח השינויים הפתופסלוגיים המיועדים להליך כירורגי זה לפני שבעלי החיים עוברים מדידות שלאחר הניתוח. ברור, אם זה פרוטוקול אי-הישרדות, הפיום הקנה מבוצע תחת החזון ולכן קל יותר לבצע. בנוסף, סגירת הקנה הנשימה בפרוטוקול הישרדות אינה ישימה. אם החזה נפתח, חובה לאוורר את הריאה כדי למנוע קריסה. לכן, החולדות מצגרות לפני הניתוח הכירורגי. הגישה הפולשנית מינימלית אינה חותכת את הצלעות או את עצם החזה, ובכך שומרת על הקומפקטיות ויציבותו של החזה. כתוצאה מכך, ההחלמה של בעלי החיים משתפרת, והסיכון לחזה-אוויר ספונטני או לדימום בצורה ספונטנית הוא נמוך יחסית.
כאמור, בעוד הצנרור הוא יתרון ברור, קשה לבצע ועלול לגרום שיעור ירידה גבוה יותר בתחילת הניסויים. בעיה זו יכולה להיות הבעיה עם הכשרה וכמה ידע אנטומי. חשוב להכניס את הצינור בזווית הנכונה ולמתוח את גוף החיה עד שהאור מאיר דרך השפתיים הווקאליות שאחריה ניתן לדחוף את הצינורית בעדינות קדימה. לטפל לא יזיק שפתיים ווקאלית כמו זה יכול לגרום נפיחות, לאחר החסימה של הגלוטטיס וחנק.
חשוב גם כי הנער ליגמת כראוי. החלון הכירורגי הקטן, לב פועם מהיר, וריאה מאוורר (להימנע מלגעת בו ככל האפשר כמו כל מגע עלול לגרום דימום בריאות) להפוך את הכלי לא נראה בבירור. לכן, ידע אנטומי הוא הכרחי. האוריקל השמאלי הוא חיוני כדי לעזור לתקנן הן את האזור בסיכון למקם את התקשורת סביב LAD. התפר צריך להתבצע באופן פנימי, לא טרנסמורלית ב-LV כמו זה עלול לגרום להפחתת קוטר החדר LV ונפח שאינו בשל התהליכים הפתולוגיים. חסימה מוצלחת קשורה לציאנוסיס של אזור שריר הלב בסיכון והעלאת החלק הקדוש ב-אק ג. המגבלה העיקרית של הליך זה היא המיקום הנכון של תפר. כדי להשיג תוצאות דומות, התפרים חייבים להיות באותה רמה וצריך להשתמש בכמויות דומות של רקמות. הדבר דורש רמה גבוהה של אימונים ומשקולות שונות של בעלי החיים חייבים להיחשב. נקודה נוספת לשקול היא הסרה נאותה של חזה האוויר לפני סגירת החלל הבין-מחוסטל. אם זה לא מבוצע במדויק, בעלי החיים יהיו בקשיים לנשום כמו האינפלציה של הריאה השמאלית יהיה מפריע בחזה אוויר. כאמור, זה יכול להיות מוחלט על ידי שימוש במזרק כדי להסיר את כל האוויר שיורית מבית החזה.
כיום, הליך MI זה הוא שיטה נפוצה אשר מבטיחה תוצאות דומות ושיעור הישרדות גבוה אם השלבים הקריטיים מבוצעים בדיוק גבוה. פרויקטים עתידיים על טיפולים שונים, התקנים או תרופות MI, HF או שיפוץ לב יכול להיות מוערך על ידי ביצוע זה מינימלית פולשנית טכניקה.
מדידות ה-WH, כאמור, אינן משמשות בדרך כלל כאמצעי התחזוקה והטיפול בהם דורש ציוד וידע ספציפיים. כדי להשיג נציגים ונתונים דומים, יש להימנע ממלכודות. השלבים הקריטיים ביותר הם הרכבה של הלב ומעבר ממודל D למצב WH. אם הלב אינו מתאים כראוי, ההרכבה עשויה להיות קשה כמו אורך רקמת האבי העורקים נדרש כדי לתקן את הלב למנגנון. זמן קצר לאחר ההתחברות למצב LD, התדר של הלב עלול להצטמצם עקב השטיפה במאגר הקר, הניתוק של גירויים פיזיולוגיים בגוף או הreperfusion בדם ממינים אחרים על ידי המנגנון. במקרים כאלה, יש להחיל קוצב לב על שחזור ושמירה על התדר הפיזיולוגי. הדבר מבטיח תוצאות דומות לכל בעלי החיים. כמו נפח הדם בתוך המנגנון הוא כפולה של הנפח הפיזיולוגי של חולדות, כדוריות הדם האדומות של השור ב-Krebs-Henseleit הבולם מבוסס מאגר משמשים.
הבורר ממצב LD למצב WH הוא שם נרדף למתג מפני פסיבי לעבודת לב פעילה. מצב ה-LD משמש להתאמה אישית של הלב לסביבתו החדשה. במצב WH, על הלב לבצע את פעולות הפליטה הפיסיולוגיות שלו. לכן, השלב הקטן של האדיון לנסיבות החדשות נדרש לפני ההערכה על ידי הגברת המטען.
צעד קריטי נוסף שנשכח בדרך כלל הוא ההכנה והתחזוקה הנאותים של המנגנון והתכשיר. יש לערבב את הנפח המדויק של כל תרכובת, והטמפרטורה בתוך המערכת חייבת להיות מבוקרת ומותאמת. אף על פי כן, ה-WH היא שיטה אלגנטית להערכת תפוקת הלב, עוצמת קו, לחץ סיסטולי שמאלי וזרימה כלילית בו.
הליך זה מאוד להזדהות כדי לגרום MI ואת הנתונים המייצגים שנרכשו על ידי מנגנון ה-WH מוכיחים את היכולת שלהם בעצמם. הגישה semi-מינימלית פולשנית, רמת שיטת הסגר בחור וצנרור להקל על התאוששות מהירה והשתנות נמוכה בגודל סיכונים. בנוסף, ניתוח תפקודי לב בלבבות עבודה מבודדים מספקים תוצאות הומודינמיות יקרי ערך.
Disclosures
. למחברים אין מה לגלות
Acknowledgments
המחברים מודים לצוות התפעול והטכנאים של המרכז למחקר ביורפואי על תרומתם, הסיוע הטכני, הקלט והייעוץ יקרי ערך. הפרויקטים ממומנים על ידי מכון לודוויג בולצמן, אשכול למחקר לב וכלי דם (REM project).
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).
