Summary
מוצג כאן פרוטוקול לכימות אמין של תפקוד החדר הימני והשמאלי של לבבות תורמים לאחר שימור קר באמצעות מערכת זילוח ex vivo .
Abstract
תפקוד לקוי של השתל הראשוני (PGD) נותר הגורם המוביל למוות מוקדם לאחר השתלת לב. זמן איסכמי ממושך במהלך שימור קור הוא גורם סיכון חשוב עבור PGD, והערכה אמינה של תפקוד הלב חיונית כדי ללמוד את התגובות התפקודיות של הלב התורם לאחר שימור קור. הסרטון הנלווה מתאר טכניקה להערכת תפקוד החדר הימני והשמאלי באמצעות זילוח ex vivo המבוסס על מודל לנגנדורף לאחר שימור קור לפרקי זמן שונים. בקצרה, הלב מבודד ומאוחסן בתמיסת היסטידין-טריפטופן-קטוגלוטרט קרה (HTK). לאחר מכן, הלב מחורר עם חיץ Kreb במודל Langendorff במשך 60 דקות. בלון סיליקון מוחדר לחדר השמאלי והימני, ונרשמים פרמטרים תפקודיים לבביים (dP/dt, יחסי לחץ-נפח). פרוטוקול זה מאפשר הערכה אמינה של תפקוד הלב לאחר פרוטוקולים שונים לשימור הלב. חשוב לציין, טכניקה זו מאפשרת לחקור תגובות שימור לב במיוחד בתאי לב מקומיים. השימוש בלבבות מורין קטנים מאוד מאפשר גישה למגוון עצום של עכברים טרנסגניים כדי לחקור את המנגנונים של PGD.
Introduction
השתלת לב משפרת את ההישרדות ואת איכות החיים בחולים עם אי ספיקת לב סופנית1. למרבה הצער, המחסור בתורמי לב מגביל את מספר החולים שיכולים להפיק תועלת מטיפול זה ומגביל את יכולתם של הרופאים להתאים באופן אופטימלי בין תורמיםלמושתלים 2,3,4. יתר על כן, מערכת ההקצאה החדשה תרמה להארכת זמני האיסכמיה והגדילה משמעותית את השימוש בתורמים שוליים מאז 20185. כתוצאה מכך, הגיל הממוצע של תורמי הלב והזמן האיסכמי עולה עם הזמן, מה שמוביל לשיעור גבוה יותר של תפקוד לקוי של השתל הראשוני (PGD) למרות שיפורים משמעותיים באסטרטגיות לשימור לב 6.
PGD יכול להשפיע על החדר השמאלי, הימני או שניהם, ונשאר סיבוך מסכן חיים המייצג את הגורם המוביל למוות מוקדם לאחר השתלת לב. חקירת מנגנוני PDG ופיתוח אסטרטגיות לשימור לב טוב יותר הם שיקולים חשובים, בהתחשב בהשפעה הפוטנציאלית מצילת החיים על מושתלי לב. לכן, מודלים ניסיוניים המאפשרים הערכה חזקה ואמינה של תפקוד הלב התורם לאחר זמן אחסון ממושך חיוניים כדי להגביר את הבנתנו של PGD ולהקל על פיתוח טיפולים חדשניים. היכולת להעריך במדויק את תפקוד הלב בלב העכבר מאפשרת גישה לרפרטואר עצום של מודלים מורינים טרנסגניים שיכולים לזהות במדויק מנגנוני PGD.
במחקרים פיזיולוגיים ופרמקולוגיים, מודל הזילוח המדרדר של לנגנדורף נמצא בשימוש נרחב להערכת תפקוד הלב7. באופן ספציפי, ביצועי הלב מזוהים על ידי בלון סיליקון המחובר למתמר לחץ בתוך חלל החדר השמאלי (LV). מאפיין מרכזי של PGD הוא כיווץ והרפיה לא מספקים של שריר החדר. מחקרים קודמים של לנגנדורף התמקדו בשימוש בבלון LV כדי להפיק תוצאות אמינות וניתנות לשחזור בהערכה תפקודיתשל LV 8,9,10. עם זאת, השימוש בבלון תוך קוויטרי להערכת תפקוד החדר הימני (RV) באמצעות מערכת הבלון פחות מוכר.
בהינתן שיעור PGD משמעותי המערב את ה-RV לאחר השתלה11, שיטות ניסיוניות לחקר תפקוד LV ו-RV יסייעו לקבוע את המנגנונים המולקולריים והפיזיולוגיים התורמים ל-RV PGD. פרוטוקול זה מראה כי בלוני סיליקון תוך קוויטריים יכולים לספק הערכות אמינות של תפקוד LV ו- RV באותו לב מורין12. כדי להעריך את השימוש הפוטנציאלי במערכת לנגנדורף במחקר PGD, בחנו את תפקודי הלב עם תקופות אחסון שונות ומצאנו ירידה בתפקוד הלב בהתכווצות והרפיה עם אחסון קר ממושך של לבבות מורינים. מעניין, LV יש ירידה תפקודית גבוהה יותר מאשר RV. לסיכום, הפרוטוקול המתואר כאן יכול לשמש להערכת ההשפעה של תרופה מועמדת ומסלולים מולקולריים על תפקוד LV ו- RV כאחד. היכולת להשתמש בשיטה זו על לבבות מורין תקל על ביצוע מחקרים מכניסטיים מפורטים.
Protocol
כל הניסויים בבעלי חיים בפרוטוקול זה אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת מישיגן, אן ארבור. כל העכברים שוכנו במחזור אור של 12:12 בחדרים נטולי פתוגנים. עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים הקשורים לכל החומרים, בעלי החיים והציוד המשמשים בפרוטוקול זה.
1. בניית צנתר בלון סיליקון
הערה: בלון הסיליקון מיוצר כמתואר קודם13.
- הוסיפו 9.5 מ"ל מים מזוקקים, 14.2 מ"ל סירופ תירס בהיר ו-33.8 גרם סוכרוז לכוס של 100 מ"ל. מחממים ומערבבים את התמיסה עד שהסוכר מומס לחלוטין.
- מכינים את הבצק על ידי ערבוב 10 גרם קמח חיטה ו 5 גרם מים עד להשגת עקביות אחידה ולאפשר לו לנוח במשך 10 דקות.
- מעצבים חתיכת בצק קטנה לסגלגל - ה"ראש" - ומחברים אותה לקצה גדיל ספגטי יבש. לאחר מכן, טבלו את הראש בתמיסת הסוכר והסירו לאט מהתמיסה, מכיוון שהראש כעת מצופה לחלוטין.
הערה: הבצק צריך להיות חלק ובעל מרקם אחיד. ניתן לשנות את גדלי הבצק ליצירת בלונים בגדלים שונים, החל מ-5 מ"מ (קוטר קצר) ועד 7 מ"מ (קוטר ארוך). נסו לכסות אותם בסרט דק של תמיסת סוכר. - יש לתלות את גדיל הספגטי על גוש קצף פוליסטירן, או על מחזיקים אחרים, ליצירת כיסוי מבריק באופן אחיד מעל הראש ולייבש למשך הלילה.
- טובלים את התבנית בפיזור סיליקון (אלסטומר סיליקון מפוזר בקסילן). החזירו את גדיל הספגטי לגוש קצף הפוליסטירן בטמפרטורה של 37°C למשך שעתיים או עד לייבוש. חזור על שלב זה פעם אחת.
הערה: חיוני למנוע מג'ל פיזור הסיליקון להתחמצן עקב חשיפה לאוויר, מכיוון שזה ייצור עובי בלון לא אחיד. - הכניסו את התבנית למים כדי להפריד ולאסוף את הבלון. אחסנו את הבלון ב-0.02% נתרן אזיד.
- חותכים קצה שני קהה ממחט 22 גרם; הרכיבו קצה קהה אחד לבלון הסיליקון וקצה קהה נוסף לצינורות PE. השתמש 4-0 משי כדי לקשור את הבלון במקום על המחט.
הערה: בדוק את שלמות הבלון על-ידי הזרקת מים לתוכו. לאחר מילוי הבלון, לחצו עליו ברכות כדי לבדוק אם הבלון שומר על מתח בפנים. השתמש בבלון חדש אם הוא דולף. ניתן לאחסן את הבלונים המותקנים לשימוש עתידי.
2. הכנת מערכת זילוח הלב
- צור 1 ליטר של חיץ זילוח קרבס-הנסלייט (KH) והעבר אותו למערכת מאגר המים לנגנדורף.
- חבר את צינור האוויר למאגר המים והפעל את זרימת האוויר כדי לאזן את מאגר KH עם 5% CO 2 ו- 95% O2 למשך 30 דקות לפחות.
- הגדר את אמבט המים על 41.5 מעלות צלזיוס והזרים את המים בשכבה החיצונית של מערכת לנגנדורף כדי לחמם את המערכת ואת חיץ KH.
הערה: טמפרטורת אמבט המים דורשת אופטימיזציה עבור כל מערכת. עבור מערכת זו, טמפרטורת אמבט המים תשמור על KH ב 37-37.5 מעלות צלזיוס כאשר מחוררים לתוך הלב.
3. בידוד, הרכבה ושימורים של לב העכבר
- עבור נוגדי קרישה, adminster 200 יחידות של הפרין במי מלח על ידי הזרקה intraperitoneal (i.p.) לתוך הרביע הימני של C57/B6 בטן עכבר. שאפו את המזרק לפני ההזרקה כדי לאשר שהשיפוע של המחטים אינו נמצא בשלפוחית השתן או בלומן של מערכת העיכול. השתמש לפחות ארבעה עכברים בכל מצב ניסוי (אבל גם לשקול את גודל ההשפעה הטיפולית).
- לאחר 30 דקות, לתת 80 מ"ג / ק"ג קטמין ו 10 מ"ג / ק"ג של xylazine i.p. כדי להרדים את העכבר. בדוק אם העכבר המרדים מחוסר הכרה על ידי ביצוע צביטת בוהן ולוודא שלא נצפתה תגובה. ניתן להוסיף אצפרומזין 2 מ"ג/ק"ג לקוקטייל קט/קסיל אם זן העכברים המשומש אינו מגיע לרמה מספקת של הרדמה עם קט/קסיל בלבד.
- בצע חתך ממש מתחת לחזה. השתמש מספריים כדי לפתוח את החזה על ידי חיתוך הסרעפת והצלעות. קפלו את דופן בית החזה הקדמי כדי לחשוף את החזה במלואו. חותכים באבי העורקים היורד (סגור לקשת אבי העורקים). העבירו את הלב, הריאות ובלוטת התימוס של העכבר למאגר היסטידין-טריפטופן-קטוגלוטרט קר (HTK). בודדו את האיברים תחת חיץ HTK קר כקרח. לחשוף את אבי העורקים על ידי הסרת כל רקמות חיבור.
הערה: הגדל את אורך אבי העורקים על-ידי הכללת אזור קשת אבי העורקים העולה וקשת אבי העורקים בכריתה כדי לאפשר מספיק מקום לחיבור למחט.
- מחברים את קצה אבי העורקים למחט 22 גרם, וקושרים בתפר משי 6-0. ודא שהצינורית נמצאת מעל שורש אבי העורקים כדי לא להפריע לשסתום אבי העורקים. מחוררים את אבי העורקים עם 10 מ"ל של חיץ HTK קר (4°C) במשך כ-10 דקות.
הערה: זה לוקח פחות מ -15 דקות מהסרת הלב לקנולציה של אבי העורקים; עם זאת, חשוב לשמור על מהירות הזלוף ברמה המתאימה. זריקות מהירות ונמרצות מדי עלולות ליצור לחצים גבוהים ולגרום לנזק לכלי הדם/הלב. - אחסנו את הלב בצינור של 50 מ"ל עם HTK קר כקרח למשך 8 שעות או בצעו מיד את הזילוח (אל תאחסנו את השליטה) והימנעו ממגע ישיר עם קרח.
הערה: מגע ישיר של רקמת הלב עם קרח עלול להוביל לפגיעה בקור. - חברו את הלב המורכב על המחט לצינורית במנגנון לנגנדורף וקשרו אותו בתפר משי.
הערה: כדי לתקנן את ההליך, המתן בסך הכל 3 דקות לתהליך הקנולציה לפני הזילוח. - התחל את הזילוח במצב זרימה קבועה במהירות של 3 מ"ל/דקה; לאחר מכן, שנה למצב לחץ קבוע ב 70-80 מ"מ כספית וכוונן את הלב ל~ 6 מ"ל / דקה.
הערה: מישוש הלב ברכות יכול לעזור להאיץ את החייאת הלב. אם קצב זרימת הזילוח גבוה בהרבה מ-6 מ"ל/דקה במצב לחץ קבוע, ייתכן שיש דליפה בקנולציה או ששסתום אבי העורקים אינו פועל כראוי. התאם את החיבורים כדי לתקן את הדליפה. מצב הזרימה המתמדת מבטל את הוויסות העצמי של טונוס כלי הדם של הלב. מצב הלחץ המתמיד מאפשר ללב לווסת את זרימת הזילוח הכלילי שלו. לכן, מצב הלחץ המתמיד ימדוד במדויק את תפקוד הלב ואת איכות השימור של הלב. - חברו בלון מנופח ומלא מים למתמר לחץ ולמזרק מלא מים באמצעות ברז תלת-כיווני. לאחר תקופת שיווי משקל של 15-20 דקות, חתכו את האטריום הימני (RA) והכניסו את הבלון לקרוואן דרך ה- RA. השתמשו בנייר דבק כדי להחזיק את הבלון בתוך הקרון. מזערו את השטח הפתוח של ה-RA כדי לעזור להגביל את הבלון בחדר (ראו איור 1 להתקנה).
הערה: יש צורך בתקופה של שיווי משקל, שכן התכווצות הלב וההרפיה אינן יציבות בתחילתה, והמדד פחות מדויק ומייצג. אם צומת AV ניזוק במהלך פתיחת RA, הלב יציג הפרעות קצב תכופות. - לאחר 20 דקות של איסוף נתונים פונקציונליים של RV, חתכו את האטריום השמאלי (LA) והכניסו בלון מלא מים מנופח ל- LV דרך לוס אנג'לס. השתמש בסרט הדבקה כדי להחזיק את הבלון בתוך ה- LV.
הערה: הלב צריך לשמור על המודינמיקה יציבה במשך יותר מ 1.5 שעות.
4. הקלטת נתונים פונקציונלית
- כיול מתמר הלחץ
- ממלאים מזרק 10 מ"ל במי מלח חמים ומחברים את המזרק לכיפה דרך ברז משולש. פתחו את הברז ומלאו לאט את הכיפה במי מלח, ואז סגרו את כל הברזים והוציאו את המזרק. חבר את הכיפה המלאה למתמר; חבר את מד הלחץ לקצה השלישי של הברז התלת-כיווני.
- בתוכנת ההקלטה, בחר את גשר מגבר מהתפריט הנפתח של הערוץ המתחבר למתמר. שנה את שם הערוץ ללחץ מחורר. לחץ על אפס לאפס את המתמר.
- התחל את ההקלטה על ידי לחיצה על התחל כך שהמתמר קורא כעת 0 מ"מ כספית. לאחר מספר שניות של הקלטה, לדחוף לאט את המזרק ולהגדיל את הלחץ ל 100. לחץ על עצור כדי לעצור את ההקלטה.
- בתיבת הדו-שיח המרת יחידות, בחר אזור הקלטה עבור 0 מ"מ כספית ולחץ על החץ לנקודה 1 והקלד 0 מ"מ כספית. בחר אזור הקלטה עבור 100 מ"מ כספית, לחץ על החץ לנקודה 2 והקלד 100 מ"מ כספית. לחץ על אישור כדי לכייל את המתמר.
- שנה את שם התעלה המתאימה למתמר הלחץ עם הבלון כלחץ חדרי. התחל את ההקלטה כאשר הלב מחובר למערכת. לאחר החדרת הבלון לחדר, יש לכוונן את נפח המים בבלון באמצעות מזרק מיקרומטר דרך הברז התלת-כיווני כדי לשמור על הלחץ הדיאסטולי הסופי ב-5-10 מ"מ כספית.
הערה: המדד הדיאסטולי הסופי עשוי לרדת במהלך המדידה, רצוי להתחיל קרוב ל-10 מ"מ כספית. - שנה שם של ערוץ ריק כ- dP/dt. מהתפריט הנפתח, בחר נגזרת | ערוץ מקור כלחץ חדרי. התעלה תרשום את יחס שינוי הלחץ בחלל החדר במהלך תקופת ההתכווצות.
- בחר תקופת מדידה יציבה ולאחר מכן לחץ על הגדרה במודול לחץ הדם.
- בחר את לחץ החדר כערוץ הקלט ולחץ על בחירה לתקופת חישוב | בסדר.
- לחץ על תצוגת מסווג כדי להסיר את מחזור הלב החריג (לדוגמה, זמן מחזור חריג או לחץ).
- לחץ על תצוגת טבלה כדי ליצור את הטבלאות של הממוצע של dP/dt מרבי (התכווצות) ו- dP/dt מינימלי (הרפיה) עבור התקופה שנבחרה.
הערה: אחסן את קובץ ההקלטה עבור כל דגימה ושמור את טבלת תפקוד הלב הממוצע לצורך ניתוח סטטיסטי.
Representative Results
לבבות עכבר C57Bl/6 בוגרים, בני 3 חודשים, נקטפו והותקנו על מערכת לנגנדורף. הלב התורם אוחסן ב- HTK במשך 0 ו -8 שעות, ולאחר מכן מחורר עם חיץ KH מחומצן. בלון סיליקון המתחבר למתמר לחץ שימש למדידת ההתכווצות וההרפיה של תפקוד LV ו-RV.
הלחצים האאורטליים נשמרו בטווח של 70-80 מ"מ כספית. הדופק היה דומה בלבבות עכברים עם 0 ו-8 שעות אחסון. תפקוד ה-LV וה-RV נבדקו על ידי מדידת לחץ סיסטולי ודיאסטולי. dP/dt, נגזרת לחישוב היחס בין שינוי הלחץ, חושבה כדי לקבוע את דינמיקת הלחץ. המספר המוחלט של dP/dt מקסימלי ומינימום dP/dt יכול לייצג את רמת התכווצות השרירים וההרפיה. ב-0 שעות אחסון, ה-LV היה בעל לחץ סיסטולי גבוה יותר בהשוואה ל-RV (איור 2C ואיור 3A). ה-LV הראה יותר כיווץ שרירים והרפייה מאשר ה-RV לאחר זילוח של 0 שעות אחסון (איור 2C ואיור 3B,C). אולם לאחר 8 שעות של אחסון קר, גם ה-LV וגם ה-RV הראו ירידה תפקודית משמעותית בהשוואה לקו בסיס של 0 שעות (איור 2A-D ואיור 3B,C). הירידות בהתכווצות הלב היו חמורות יותר ב- LV. לאחר 8 שעות אחסון, ההתכווצות וההרפיה של ה-LV היו 25.1% ו-30.7% מקו הבסיס של 0 שעות, בעוד של-RV היו 32.5% ו-29.1% תפקוד בהשוואה לקו הבסיס של 0 שעות (איור 3B,C). תוצאות אלה הראו כי PGD של LV לאחר אחסון ממושך היה ירידה משמעותית יותר בהתכווצות הלב מאשר RV.
איור 1: הרכבה וקנולציה של לב העכבר . (A) הגדרה כוללת של מערך הזלוף. 1. מאגר זילוח. 2. תא חמצון. 3. תא מלכודת אוויר. 4. חדר הלב. 5. מתג ערך לזרימה ולחץ קבועים. 6 ו-7. זרימת חמצן. (B) לבבות משומרים עם הקרוואן מלפנים. (ג) מיקום הקרוואן לחיתוך לצורך פתיחת חללו. (D) הקש על צינורית הבלון עם הצינורית. קיצור: RV = החדר הימני. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: השוואת התפקוד של LV לעומת RV . (A) מעקב אחר רשומות של dP/dt מרבי ומינימלי בקרוואן ו-LV בלב התורם עם 0 שעות אחסון. (B) תיעוד של dP/dt מרבי ומינימלי בקרוואן ו-LV בלב התורם עם 8 שעות אחסון. (ג,ד) פרטים על dP/dt, לחץ LV, קצב לב ולחץ זילוח ב- LV ו- RV ב- 0 שעות ו- 8 שעות. קיצורים: RV = החדר הימני; LV = החדר השמאלי; dP/dt = יחסי לחץ-זמן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: השוואת תפקוד ה-LV לעומת ה-RV לאחר אחסון וזילוח. (A) לחץ סיסטולי ודיאסטולי של ה-LV וה-RV לאחר 0 שעות ו-8 שעות אחסון. (B) מקסימום dP/dt ו-(C) מינימום dP/dt של ה-LV וה-RV לאחר זילוח עם 0 שעות ו-8 שעות אחסון. נתון זה לקוח מתוך Lei et al.12. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
Discussion
פרוטוקול זה מתאר את שיטת Langendorff פרפוזיה מדרדרית באמצעות קנולציה אבי העורקים. טכניקה זו יכולה לשמש כדי להעריך את תפקוד LV ו- RV של לבבות מורין לאחר אחסון קר. התוצאות מראות כי אחסון קר ממושך של לבבות התורם מוביל לתפקוד לבבי מופחת הן ב- LV והן ב- RV באמצעות פרוטוקול זה.
המחקרים על דחייה חריפה וכרונית לאחר השתלת לב מתמקדים באופן נרחב באימונוביולוגיה14. ההשפעות של תאים מקומיים על PGD במהלך אחסון קר נבדקות פחות טוב. PGD מתרחש ב~10%-20% מהשתלות הלב ומהווה 66% ממקרי המוות המוקדם תוך 30 יום לאחר ההשתלה. בפרט, שכיחות PGD המשפיעה על LV לעומת RV שונה לאחר ההשתלה11. ללא התרומה של תגובות תאיות מקבלות, שיטת ex vivo זו מתמקדת בתרומות של תאי לב מקומיים ל-PGD לאחר שימור קר של לבבות תורמים. מחקרים נוספים עשויים לשלב תגובות מושתלים במודל השתלת לב מורין.
בפרוטוקול זה, זילוח לנגנדורף של לבבות תורמים שהשתמרו בקור התמקד בתגובות הלבביות הילידיות לזילוח גבישי חם מבלי לחדור לחסינות תאית. כדי להשיג תוצאות הניתנות לשחזור, תוקנו מספר שלבים קריטיים. לבבות העכבר נעצרו באמצעות תמיסת HTK ואוחסנו ב-HTK קר כקרח, בדומה לפרקטיקה הקלינית. נפח הזילוח וזמן העירוי של תמיסת HTK לכל לב היו במעקב צמוד עם טיימר. הלב התורם נשמר בצינורות מקוררים על קרח המכיל HTK בחדר של 4 מעלות צלזיוס. זמן הקנולציה השתנה ל~ 3 דקות לפני הזילוח. כל השלבים הללו הבטיחו כי משך שימור הקור היה המשתנה העיקרי במחקר.
תקופה של התכווצות לב לא סדירה במשך ~20 דקות נראתה בדרך כלל בתחילת הזילוח. תקופת שיווי משקל והחלמה זו התאפשרה על ידי התחממות הדרגתית וחמצון של רקמות הלב. תקופה יציבה יחסית הייתה צפויה לאחר 20 הדקות הראשונות. הבלון הוחדר לחלל החדר ב~18 דקות לאחר תקופת שיווי המשקל הראשונית. התחלנו להקליט המודינמיקה לאחר שהלב היה יציב במשך ~25 דקות, לאחר החדרת הבלון. זילוח עם חיץ KH שמר על ביצועי לב יציבים במשך ~ 1.5-2 שעות. לכן בחרנו להקליט המודינמיקה במשך 20 דקות בכל אחד מהחדרים השמאלי והימני.
ישנן מספר מגבלות של זילוח מדרדר לחקר PGD של לבבות לאחר אחסון קר. ראשית, בשל גודל הבלון וחוסר מקום בכל חלל חדר (בפרט, ה-RV), החדרה בו זמנית של שני בלונים הן ל-LV והן לקרוואן היא מאתגרת מאוד. לפיכך, אנו מודדים את הפונקציה של RV ו- LV ברצף. חשוב לציין כי המחיצה הבין-חדרית תורמת באופן משמעותי לתפקוד החדר השמאלי והימני כאחד. המחיצה תורמת ל~50% מתפקוד החדר הימני, ולכן קיימת תלות בין-חדרית15. כמו כן, חשוב לציין כי בעוד שההליכים לזילוח מחדש של הלב המורין במכשיר לנגנדורף אורכים ~ 3 דקות, השתלה כירורגית של הלב האנושי בשדה הכירורגי החם יחסית אורכת ~ 45 דקות. לשם השוואה, הלב המורין במערכת לנגנדורף זו צובר פחות זמן איסכמי. יש לקחת זאת בחשבון כאשר שוקלים תרגום קליני.
מאחר שהשתמשנו במאגר KH כדי לחורר את הלב ללא דם, ייתכן שגם לזה תהיה פחות יעילות באספקת חמצן. עם זאת, תפקוד הלב יציב יחסית לאורך 1.5-2 שעות הזילוח הראשוניות, ובכך מאפשר מדידות המודינמיות אמינות. למרבה הצער, אין כיום מודלים מעשיים של זילוח לב עבור לבבות מורינים קטנים אלה, ולא ניתן להעריך את ההשפעה של עומס חדרי במערכת זו. למרות זאת, מערכת הזילוח היא מאוד ניתנת לשחזור ופחות דורשת עבודה וגוזלת זמן רב מאשר מודלים להשתלה. הוא גם זול יותר ממחקרי השתלות, מה שעשוי להפוך אותו למתאים יותר לבדיקת אפשרויות טיפוליות שונות ומסלולים מולקולריים שונים. עם שינויים בפתרונות שימור על ידי הוספת תרופות מועמדות, ניתן להשתמש בפלטפורמה זו כדי להעריך את ההשפעות של חומרים פרמקולוגיים על הפחתת PGD הן ב- LV והן ב- RV.
Disclosures
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
Acknowledgments
ללא.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 4-0 silk suture | Braintree Scientific | SUTS108 | |
| 6-0 Silk suture | Braintree Scientific | SUTS104 | |
| All purpose flour | Kroger | ||
| BD General Use and PrecisionGlide Hypodermic Needles 22 G | Fisher scientific | 14-826-5A | |
| BD Syringe with Luer-Lok Tips (Without Needle) | Fisher scientific | 14-823-16E | |
| Corn Syrup | Kroger | ||
| Custodiol HTK Solution | Essential Pharmaceuticals LLC | ||
| Dissecting Scissors | World Precision Instruments | 14393/14394 | |
| Falcon 50 mL conical tubes | Fisher scientific | 14-959-49A | |
| Heparin sodium salt from porcine intestinal mucosa | Sigma | H4784 | |
| Krebs Henseleit buffer | Sigma | K3753 | |
| Nusil silicone dispersions | Avantor | ||
| Perfusion system | Radnoti | 130101BEZ | |
| PowerLab | ADInstruments | PL3508 | |
| Sodium azide | Sigma | S2002 | |
| Sodium bicarbonate | Sigma | S5761 | |
| Sucrose | Sigma | S0389 | |
| Sucrose | Sigma | S0389 | |
| Xylazine | Sigma | X1126 |
References
- Kim, I. C., Youn, J. C., Kobashigawa, J. A. The past, present and future of heart transplantation. Korean Circulation Journal. 48 (7), 565-590 (2018).
- Gaffey, A. C., et al. Transplantation of "high-risk" donor hearts: Implications for infection. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 152 (1), 213-220 (2016).
- Hsich, E. M. Matching the market for heart transplantation. Circulation: Heart Failure. 9 (4), 002679 (2016).
- Piperata, A., et al. Heart transplantation in the new era of extended donor criteria. Journal of Cardiac Surgery. 36 (12), 4828-4829 (2021).
- Huckaby, L. V., Hickey, G., Sultan, I., Kilic, A. Trends in the utilization of marginal donors for orthotopic heart transplantation. Journal of Cardiac Surgery. 36 (4), 1270-1276 (2021).
- Singh, S. S. A., Dalzell, J. R., Berry, C., Al-Attar, N. Primary graft dysfunction after heart transplantation: a thorn amongst the roses. Heart Failure Reviews. 24 (5), 805-820 (2019).
- Bell, R. M., Mocanu, M. M., Yellon, D. M. Retrograde heart perfusion: the Langendorff technique of isolated heart perfusion. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 50 (6), 940-950 (2011).
- Rossello, X., Hall, A. R., Bell, R. M., Yellon, D. M. Characterization of the Langendorff perfused isolated mouse heart model of global ischemia-reperfusion injury: impact of ischemia and reperfusion length on infarct size and LDH release. Journal of Cardiovascular Pharmacology and Therapeutics. 21 (3), 286-295 (2016).
- Matsuura, H., et al. Positive inotropic effects of ATP released via the maxi-anion channel in Langendorff-perfused mouse hearts subjected to ischemia-reperfusion. Frontiers in Cell Development Biology. 9, 597997 (2021).
- Tse, G., Hothi, S. S., Grace, A. A., Huang, C. L. Ventricular arrhythmogenesis following slowed conduction in heptanol-treated, Langendorff-perfused mouse hearts. The Journal of Physiological Sciences. 62 (2), 79-92 (2012).
- Kobashigawa, J., et al. Report from a consensus conference on primary graft dysfunction after cardiac transplantation. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (4), 327-340 (2014).
- Lei, I., et al. Differential inflammatory responses of the native left and right ventricle associated with donor heart preservation. Physiological Reports. 9 (17), 15004 (2021).
- Miller, A., Wright, G. L. Fabrication of murine ventricular balloons for the Langendorff heart preparation. Journal of Biotechnology & Biomaterials. 1 (101), (2011).
- Madsen, J. C.
- Voelkel, N. F., et al. Right ventricular function and failure: report of a National Heart, Lung, and Blood Institute working group on cellular and molecular mechanisms of right heart failure. Circulation. 114 (17), 1883-1891 (2006).
