Summary
פרוטוקול זה מציג את ההקמה והאישור של מודל עומס יתר של נפח החדר הימני (VO) לאחר הלידה בעכברים עם פיסטולה עורקית בטנית (AVF), אשר ניתן ליישם כדי לחקור כיצד VO תורם להתפתחות הלב לאחר הלידה.
Abstract
עומס יתר בנפח החדר הימני (RV) שכיח בקרב ילדים עם מחלת לב מולדת. לאור שלבים התפתחותיים ברורים, שריר הלב של RV עשוי להגיב באופן שונה ל- VO אצל ילדים בהשוואה למבוגרים. המחקר הנוכחי נועד לבסס מודל RV VO לאחר הלידה בעכברים המשתמשים בפיסטולה עורקית בטנית שונה. כדי לאשר את יצירת VO ואת השינויים המורפולוגיים וההמודינמיים הבאים של RV, אולטרסאונד בטן, אקוקרדיוגרפיה, צביעה היסטוכימית בוצעו במשך 3 חודשים. כתוצאה מכך, ההליך בעכברות לאחר הלידה הראה שיעור הישרדות והצלחה פיסטולה מקובל. בעכברי VO, חלל הקרוואן הוגדל עם דופן חופשית מעובה, ונפח השבץ הוגדל בכ-30%-40% תוך חודשיים לאחר הניתוח. לאחר מכן, הלחץ הסיסטולי RV גדל, רגורגיטציה של שסתום ריאתי תואם נצפתה, והופיע שיפוץ עורק ריאתי קטן. לסיכום, ניתוח פיסטולה עורקית מותאמת (AVF) אפשרי כדי לבסס את מודל RV VO בעכברים לאחר הלידה. בהתחשב בהסתברות לסגירת פיסטולה והתנגדות מוגברת לעורק הריאתי, יש לבצע אולטרסאונד בטן ואקוקרדיוגרפיה כדי לאשר את מצב המודל לפני היישום.
Introduction
עומס נפח החדר הימני (RV) (VO) שכיח בקרב ילדים עם מחלת לב מולדת (CHD), מה שמוביל לעיצוב מחדש פתולוגי של שריר הלב ופרוגנוזה גרועה לטווח ארוך 1,2,3. הבנה מעמיקה של שיפוץ קרוואנים והתערבויות מוקדמות מוקדמות הקשורות חיונית לתוצאה טובה אצל ילדים עם CHD. ישנם מספר הבדלים במבנים המולקולריים, בתפקודים הפיזיולוגיים ובתגובות לגירויים בליבם של מבוגרים וילדיםבגילאי 1,4,5,6. לדוגמה, בהשפעת עומס לחץ, התפשטות קרדיומיוציטים היא התגובה העיקרית בלבבות יילודים, ואילו פיברוזיס מתרחשת בלבבות בוגרים 5,6. בנוסף, לתרופות יעילות רבות לטיפול באי ספיקת לב במבוגרים אין השפעה טיפולית על אי ספיקת לב בילדים, ואף עלולות לגרום לנזק נוסף 7,8. לכן, מסקנות שהוסקו מבעלי חיים בוגרים אינן יכולות להיות מיושמות ישירות על בעלי חיים צעירים.
מודל הפיסטולה העורקית (AVF) שימש לגרימת VO כרוני בלב ותפקוד לקוי של הלב במשך עשרות שנים בבעלי חיים בוגרים ממינים שונים 9,10,11,12,13. עם זאת, מעט ידוע על המודל בעכברים לאחר הלידה. במחקרים הקודמים שלנו, מודל עכבר VO לאחר הלידה נוצר בהצלחה על ידי יצירת AVF בטן. המסלול ההתפתחותי של הקרוואנים שהשתנו בלב לאחר הלידה הודגם גם הוא14,15,16,17.
כדי לבחון את התהליך הכירורגי המותאם ואת המאפיינים של המודל הנוכחי, מוצג פרוטוקול מפורט; המודל מוערך במשך 3 חודשים במחקר זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
כל הנהלים המוצגים כאן תאמו את העקרונות המפורטים בהצהרת הלסינקי ואושרו על ידי הוועדה לרווחת בעלי חיים ולימודי אדם במרכז הרפואי לילדים בשנחאי (SCMC-LAWEC-2023-003). במחקר הנוכחי נעשה שימוש בגורי עכברים C57BL/6 (P7, זכרים, 3-4 גרם). בעלי החיים התקבלו ממקור מסחרי (ראו טבלת חומרים). גורי העכברים ואימהותיהם המניקות (גורים:אמהות = 6:1 בכלוב יחיד) הוחזקו בתנאי מעבדה ספציפיים נטולי פתוגנים במחזור אור וחושך של 12 שעות בטמפרטורה של 22 ± 2 מעלות צלזיוס עם גישה חופשית למים ותזונה תזונתית. הגורים חולקו באקראי לשתי קבוצות: קבוצת VO וקבוצת דמה (דמה).
1. הכנת ציוד וכלי ניתוח
הערה: הפרטים המסחריים של כל החומרים/ציוד מפורטים בטבלת החומרים.
- ודא כי סוגי הציוד הבאים מוכנים ומתפקדים כראוי: שולחן ניתוחים (לוח פלסטיק מוקצף), מכונת הרדמה בשאיפה, מיקרוסקופ עם תאורה אנכית ומצלמה מובנית, מכשיר אולטרסאונד עם מתמר 24 MHz ופלטפורמת חימום תרמוסטטית.
- לעקר את כלי הניתוח (כלומר, מחזיק מיקרו-מחט, מלקחיים עדינים ומספריים קפיציים Vannas עגולים).
- להרכיב את החומרים המתכלים הבאים: 11-0 ו 9-0 מחטי תפר כירורגי (נקודת taper) עם חוט, רצועות קלטת, מחטי מזרק 5 מ"ל, משי 2-0 (קיבוע כירורגי), צמר גפן סטרילי, וג'ל אולטרסאונד.
- ודא שהריאגנטים הבאים קיימים: בטדין, אתנול 70%, מי מלח סטריליים רגילים, איזופלורן, פרצטמול, משחה אופתלמית וקרם להסרת שיער.
2. הליך כירורגי
הערה: הליך ניתוח הפיסטולה שונה בהתאם לשיטה11 שתוארה לעיל. איור 1 מראה תרשים סכמטי של פעולת AVF בעכברות לאחר לידה.
- הרדמה וריסון
- הכניסו את גורי העכברים לקופסת השראת הרדמה המסופקת עם 2% איזופלורן/חמצן למשך 2 דקות כאשר הזרימה מוגדרת ל-1 ליטר/דקה. מתן פרצטמול (0.1 מ"ל PO של 80 מ"ג/2.5 מ"ל) באמצעות מזרק שחפת.
- הניחו את הגורים במצב שכיבה על שולחן הניתוחים עם שאיפת אף של 1.5% איזופלורן עם זרימה של 0.8 ליטר/דקה לשמירה על הרדמה. התאימו את מיקום הגור על ידי קשירת הרגליים למחטי המזרק הקבועות. יש למרוח משחה אופתלמית על עיני הגורים כדי למנוע התייבשות הקרנית.
- צבטו את זנבו של הגור המורדם כדי לבדוק את תגובתו לכאב; אין תנועות גוף ברורות המעידות על הרדמה מספקת.
- ניתוח פיסטולה
- לחטא את העור עם שלושה קרצוף לסירוגין של betadine ו 70% אתנול, ולאחר מכן לעטוף את האתר כירורגי. חותכים את קיר הבטן ואת הצפק מן הבטן התחתונה אל subxiphoid כדי לחשוף באופן מלא את חלל הצפק, תוך זהירות לא לפגוע באיברי הבטן. טפטוף מלח סטרילי רגיל כדי להרטיב איברים חיצוניים.
- משכו בעדינות את מערכת העיכול ושלפוחית השתן הרחק מאתר הניתוח באמצעות צמר גפן כדי לדמיין את אבי העורקים הבטני האנכי (AA) ואת הווריד הנבוב התחתון (IVC) מתחת לרטרופריטונאום. סובב את שולחן הניתוחים ב-90° נגד כיוון השעון וכוונן את הגדלת המיקרוסקופ כדי להמחיש את שני הכלים האופקיים בבירור.
- נקבו את הפיסטולה מה- AA לתוך IVC בכיוון אלכסוני 1 ס"מ דיסטלי לעורק הכליה עם מחט תפר 11-0 (קוטר = 0.07 מ"מ). לוודא יצירת פיסטולה מוצלחת על בסיס נפיחות וערבוב של דם ורידי ועורקי IVC.
- לאחר מכן, דחסו במהירות את נקודת הדימום באמצעות כוח מתאים המופעל עם צמר גפן יבש במשך 15 שניות. החלף את הקיבה, המעיים ושלפוחית השתן בחלל הבטן בהקדם האפשרי כדי לקדם דחיסה המוסטטית.
- תפרו את דופן הבטן והצפק בתפר שמיכה באמצעות חוט תפר 9-0. יש להפסיק את ההרדמה ולספק לגורים 100% חמצן למשך דקה.
- החייאה בהרדמה
- הניחו את הגורים על משטח חימום בטמפרטורה של 38 מעלות צלזיוס. לאחר התעוררות מוחלטת עם חיוניות, להחזיר את הגורים לאמם המניקה. ההליך כולו נמשך כרבע שעה.
הערה: במחקר הנוכחי, קבוצת הדמה עוברת את אותו הליך למעט שלב הניקוב.
- הניחו את הגורים על משטח חימום בטמפרטורה של 38 מעלות צלזיוס. לאחר התעוררות מוחלטת עם חיוניות, להחזיר את הגורים לאמם המניקה. ההליך כולו נמשך כרבע שעה.
3. אישור אולטרסאונד של פיסטולה
הערה: הפעולה הכללית של מכשיר האולטרסאונד הייתה זהה לדיווחים קודמים18,19.
- אישור פיסטולה על ידי אולטרסאונד בטן
- לאחר השראת הרדמה (שלב 2.1.1), תקן את העכברים עם רצועות סרט במצב שכיבה על הפלטפורמה החמה. לאחר מכן, חבר את העכברים למוניטור אלקטרוקרדיוגרמה (ECG) באמצעות ג'ל אולטרסאונד. יש להרדים באמצעות איזופלורן 1.5% בזרימה של 0.8 ליטר/דקה.
- הכינו את עור החזה והבטן באמצעות קרם להסרת שיער. לאחר מספר שניות, הסירו את הקרם עם קצה כותנה חם ספוג מים. מניחים את המתמר (24 מגה הרץ) על קו אמצע הבטן ומסובבים את סמן המתמר לראש העכברים.
- הזז את הפלטפורמה למטה לצד שמאל או ימין של העכברים והשתמש במצב B ובמצב דופלר צבע כדי להמחיש את תצוגת הציר הארוך של כלי הדם ואותות הדם18,19. למדוד את מהירות זרימת הדם של AA, IVC ופיסטולה כדי לאשר פטנט AVF באמצעות מצב דופלר גל פועם.
הערה: יצירת פיסטולה מוצלחת באולטרסאונד צויינה על-ידי אות זרימה טורבולנטי שנראה בין AA ל-IVC (איור 2C). מהירות זרימת הדם בדופלר באתר AVF הייתה גבוהה משמעותית בהשוואה למהירות סיסטולית נמוכה יחסית ב-AA (איור 2A,C). יתר על כן, בניגוד לדפוסי זרימה נורמליים ב-IVC (איור 2B), צורת הגל הפעימה של זרימת הדם IVC הקרובה ל-AVF גם אישרה את היצירה המוצלחת של הפיסטולה (איור 2D).
- אישור VO על ידי אקוקרדיוגרפיה
- הזיזו את החלק בקצה הזנב של הפלטפורמה כלפי מטה, הניחו את המתמר (24 מגה-הרץ) על החזה וסובבו את סמן המתמר לכתף ימין של העכברים. דמיינו את תצוגת הציר הארוך של עורק הריאה (PA) שהשתנתה באמצעות מצב B ומצב דופלר צבעוני.
- באמצעות מצב דופלר גל פועם, מודדים אותות זרימת דם ברשות הפלסטינית, כולל אינטגרל זמן המהירות (PA-VTI), קוטר מסתם הרשות הפלסטינית (PAD), זמן האצת עורקי הריאה (PAT) וזמן פליטת RV (RVET) (איור 2E,F ואיור 3A,B).
- מדוד את פרמטרי האולטרסאונד מהממוצע של שלוש מדידות רצופות. חשב את נפח שבץ RV (RVSV, מ"ל) ולחץ סיסטולי RV (RVSP, mmHg) באמצעות הנוסחאות הבאות20:
RVSV [mL] =1/4 × πD2 × VTIPA
RVSP [mmHg] = -83.7 × PAT/RVET - אינדקס + 63.7
הערה: בהתחשב בהטיית מדידת האולטרסאונד, עלייה של >15% ב-RVSV או VTIPA בעכברי VO בהשוואה לעכברים בקבוצת הדמה נחשבה ל-VO בקרוואן (איור 2E,F).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
שיעור הישרדות ופטנט AVF תוך 3 חודשים
30 (75%) עכברים בקבוצת VO ו-19 (95%) עכברים בקבוצת הדמה שרדו את ניתוח AVF (איור 4A). בקבוצת VO, שמונה עכברים מתו תוך יום אחד לאחר הניתוח עקב דימום מוגזם (n = 5) או קניבליזציה (n = 3), בעוד שני עכברים מתו מסיבות לא ידועות בגיל חודש.
מבין עכברי VO ששרדו (n = 30), אולטרסאונד אישר את הקמתן המוצלחת של פיסטולות ב-21 עכברים לאחר הניתוח, אשר הוכחו כפטנט שבוע לאחר הניתוח (P14) ונשמרו עד שבועיים לאחר הניתוח (P21). עם זאת, הפיסטולה נסגרה בגיל חודש אחד בשבעה עכברים ובגיל חודשיים בשני עכברים. רק ל-12 עכברים היה AVF מתמשך במעקב של 3 חודשים. שיעורי הפטנט של AVF היו 70, 70, 46.7 ו-40% לאחר שבוע, שבועיים, חודש וחודשיים לאחר הניתוח, בהתאמה (איור 4B).
שינויים המודינמיים בלב ימין
מעקב של 3 חודשים אחר הפרמטרים ההמודינמיים הראה שגם ה-PAD וגם ה-RVSV של העכברים בכל קבוצה עלו עם הגיל תוך חודשיים (n = 6 בשתי הקבוצות; איור 3B,E,F). בהשוואה לעכברים המופעלים על ידי דמה, PA-VTI היה גבוה יותר באופן משמעותי בקבוצת ה-VO תוך שבועיים לאחר הניתוח (איור 3D), אך ירד לאחר מכן, ודפוסי זרימת הרשות השתנו עם ירידת ה-PAT (איור 3A). ה-RVSV בקבוצת ה-VO היה גבוה באופן עקבי מזה שבקבוצת הדמה במשך חודשיים, עם עלייה של כ-30%-40%. ה-RVSP עלה באופן משמעותי עם רגורגיטציה ריאתית חודשיים לאחר הניתוח (איור 3C,G).
שינויים מורפולוגיים בלב ימין ובעורקי הריאה הקטנים
תחת המיקרוסקופ, ה-RV הוגדל באופן משמעותי בהשוואה לקבוצת הדמה שלאחר ה-AVF (איור 5A). צביעה היסטולוגית הראתה דופן מעובה ללא RV וחלל RV מוגדל בעכברי VO (איור 5B). על פי השינויים המודינמיים RV, RVSP היה מורם 2 חודשים לאחר הניתוח. רקמות ריאה משתי קבוצות עכברים 3 חודשים לאחר הניתוח נבחרו באופן אקראי עבור צביעת המטוקסילין ואוזין (HE), אשר הראתה טוניקה מדיאלית מעובה, היפרפלזיה אנדותלית וחדירת תאים דלקתיים היקפיים בחלק מעורקי הריאה הקטנים של קבוצת VO (איור 5C).
איור 1: תרשים סכמטי של פעולת AVF בעכברות לאחר לידה . (A) כלי ניתוח. (B) הליך ניתוח AVF. קיצורים: AVF = פיסטולה עורקית; IVC = נבוב ורידי נחות; AA = אבי העורקים הבטן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: אישור פיסטולה AVF ו-VO באמצעות אולטרסאונד. (A) אות זרימה פולסטילי רגיל ב-AA (מהירות זרימה שיא: 400 מ"מ לשנייה). (B) אות זרימת דם תקין של IVC. (C) מהירות זרימה מוגברת בפיסטולה (אות זרימת הדם האדום עם גוון צהוב וירוק בתוכו הצביע על אות זרימה טורבולנטי בפיסטולה; שיא מהירות הזרימה הסיסטולית: 900 מ"מ לשנייה). (D) זרימה פולסאטילית ב-IVC ליד הפיסטולה עם מהירות זרימה מוגברת. (E) PA-VTI מוגבר בעכברי VO שבוע לאחר הניתוח. (F) PA-VTI בעכברי דמה שבוע לאחר הניתוח (אות זרימת הדם הכחול ציין את זרימת הדם של הרשות הפלסטינית). קיצורים: AVF = פיסטולה עורקית; IVC = נבוב ורידי נחות; AA = אבי העורקים הבטן; PA = עורק ריאתי; VTI = אינטגרל זמן-מהירות. במצב צבע דופלר, הזרימה לכיוון המתמר קודדה באדום, והרחק מהמתמר קודדה בכחול. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: מדידות המודינמיות של לב ימין שנגזרו מאקוקרדיוגרפיה. (A) דפוסי זרימת דופלר בכל נקודת זמן של עכברי VO הראו ירידה הדרגתית ב-PAT. (B) מדידות דו-ממדיות של פרמטרים של PA. (C) רגורגיטציה של PA על אקוקרדיוגרפיה דופלר צבעונית. (ד-ו) שינויים ב- PA-VTI, PAD ו- RVSV בכל נקודת זמן בעכברי VO לאחר הניתוח. (G) היסטוגרמה של RVSP בעכברי VO (שחור) ודמה (אפור) הראתה RVSP מוגבר תוך חודשיים ושלושה חודשים לאחר ניתוח AVF (שישה עכברי VO; שישה עכברי דמה; מבחן t של התלמיד; *מייצג מובהקות סטטיסטית). קיצורים: P14 = יום 14 לאחר הלידה; P21 = יום 21 לאחר הלידה; PVR = regurgitation שסתום ריאתי; RVSP = לחץ סיסטולי בחדר ימין; M = חודשים; W = שבועות. האיור F נלקח מ-Sun et al. באישור14. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: שיעור הישרדות ושיעור פטנטיות פיסטולה של עכברים לאחר ניתוח AVF. (A) שיעור ההישרדות של עכברות לאחר לידה לאחר ניתוח (n = 40 בקבוצת VO; n = 20 בקבוצת הדמה). (B) שיעור פטנטיות פיסטולה בעכברי VO (n = 30). אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: שינויים מורפולוגיים בלב ימין . (A) לב מוגדל בעכברי VO בכל נקודת זמן לאחר ניתוח AVF. (B) צביעת לב בנקודות זמן שונות לאחר הניתוח הראתה דופן מעובה ללא RV וחלל RV מוגדל. (C) שינויים היסטופתולוגיים של עורקי ריאה בעכברים לאחר AVF הראו היפרפלזיה והיפרטרופיה של עורקי ריאה קטנים עם חדירה של תאים דלקתיים. מוטות קנה מידה: (A) = 5 מ"מ; (B) = 2000 מיקרומטר; (C) = 50 מיקרומטר. קיצורים: W = שבועות; M = חודשים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
בעבר, מודל RV VO הקלאסי נוצר באמצעות regurgitationשסתום 21; עם זאת, בהשוואה ל- AVF, ניתוח מסתם לב פתוח עשוי לדרוש טכניקות מתוחכמות יותר ועשוי להיות קשור לתמותה גבוהה משמעותית, במיוחד בעכברים לאחר לידה. מכיוון שמחקרים בבעלי חיים הראו כי אותה השפעה של VO הושגה על ידי AVF22, ניתוח פיסטולה בטנית שונה עם פחות טראומה שימש במחקר זה.
גורמים מסוימים נלקחו בחשבון במהלך ההליך כדי להקים בהצלחה את הפיסטולה. ראשית, ההליך בוצע בעכברות לאחר לידה ללא אינטובציה אנדוטרכאלית והנשמה עוזרת; לכן, התאמה מהירה של הגדרות ההרדמה לגורים בהתאם למצבם הדינמי הייתה חיונית כדי למנוע מוות מכשל נשימתי. שנית, הבטן ושלפוחית השתן של הגור היו לעתים קרובות במצב מלא במהלך הניתוח. לכן, כדי לחשוף כראוי את מבני כלי הדם retroperitoneal, היה צורך בניתוח עדין ועדין כדי למנוע פגיעה באיברי הבטן השבירים. שלישית, קשירת AA למניעת דימום עורקי חמור הייתה קשה לביצוע בגורים; לכן, דחיסה המוסטטית באמצעות צמר גפן מיד לאחר הנקב נדרש. לאחר מכן, זה היה אפשרי עבור retroperitoneum ואיברי הבטן לייצר דחיסה נוספת על אתר הדימום. יתר על כן, צוין כי דחיסה מוגזמת עלולה לתרום לכשל פיסטולה מוקדם.
בשל ההליך הפחות טראומטי בהשוואה למודלים של RV VO בוגרים, עכברי VO לאחר הלידה הראו הישרדות גבוהה יחסית לפני הניתוח אך שיעורי הצלחה נמוכים יותר של פיסטולה בתקופה המוקדמת שלאחר הניתוח11,23. בנוסף לדימום חמור, קניבליזציה של האם חסרת הניסיון הייתה הגורם העיקרי למוות אצל הגורים לאחר הניתוח. סביבת רבייה נוחה ושקטה, סגירה הדוקה של פצעי בטן, התאוששות מהירה מטמפרטורת הגוף והתעוררות מלאה של הגורים לאחר הרדמה עשויים להפחית את הסיכון לקניבליזציה. מחקרים קודמים על מודלים של עכברי AVF בוגרים מצאו כי להיווצרות AVF יש שלושה שלבים: תקופת פקקת מהירה בימים שלאחר הניתוח 0-1, תקופת בשלות פיסטולה למשך 3 שבועות, ולבסוף יצירת AVF מוצלחת עם סגירת פיסטולה במספר עכברים תוך 3-6 שבועות23. במחקר זה, גם עקומת הפטנט של הפיסטולה של העכברות לאחר הלידה הראתה מסלול זהה (כלומר, סגירת פיסטולה התרחשה בעיקר תוך שבוע או במהלך 4-8 שבועות לאחר הניתוח, והפיסטולה הנותרת נותרה פתוחה לאחר 3 חודשים). לכן, קריטי לאשר את הפטנט של הפיסטולה בעכברי AVF לאחר הלידה תוך חודשיים לאחר הניתוח על ידי אולטרסאונד בטן.
RVSV מוגבר הוא ראיה חיונית נוספת עבור RV VO, למעט פטנט פיסטולה. כיום, צנתור לב קשה ליישום בעכברים צעירים בעלי משקל נמוך. נהנה מהיתרונות של לא פולשניות שלה, מניפולציה פשוטה יחסית, ניטור רציף של אותו עכבר, אקוקרדיוגרפיה עם מתמרים בתדר גבוה יושם כדי להעריך את השינויים המודינמיים במחקר זה. RVSV הוערך על ידי זרימת דם ריאתית VTI, והוא גדל בכ 30%-40% בתוך חודשיים לאחר הניתוח בעכברי VO לאחר הלידה. תוצאות אלה הוכיחו עוד יותר את ההקמה המוצלחת של AVF ו- RV VO במודל זה.
VO כרוני עלול להוביל בהדרגה לתנגודת ריאות מוגברת מבחינה תפקודית ולבסוף לעיצוב מחדש של כלי הדם של עורקי הרשות הפלסטינית. תהליך זה נפוץ אצל ילדים עם CHD עם שאנט משמאל לימין. מחקרים קודמים בבעלי חיים בכבשים וחזרזירים הוכיחו כי AVF יכול להוביל לשינויים מבניים ותפקודיים במערכת כלי הדם הריאתיים 13,24,25. במהלך המעקב שלאחר מכן, לאחר חודשיים לאחר הניתוח, נצפו דפוסים מורפולוגיים חריגים של זרימת דופלר PA עם ירידה ב- PAT, רגורגיטציה של מסתם ריאתי ומגמת ירידה של RVSV בעכברי VO. כפי שדווח בעבר, PAT יכול לשמש כפרמטר משלים להערכת עומס הלוואי של הקרוואנים בילודים ובילדים. התופעות שהוזכרו לעיל עשויות להצביע על שינוי בתנגודת כלי הדם הריאתיים בעכברי VO26,27,28. כדי לכמת את עומס הלוואי המוגבר של RV או עומס יתר בלחץ, נעשה שימוש ביחס של PAT ו- RVET כדי להעריך את הערך של RVSP באמצעות הנוסחה שאומתה על ידי Thibault בעכבר בוגר18, אשר הראתה כי RVSP גדל באופן משמעותי חודשיים לאחר ניתוח AVF במודל שלאחר הלידה. בנוסף, עדויות היסטופתולוגיות לדלקת ועיצוב מחדש של PA במספר אונות ריאה של עכברי VO הוכיחו עוד יותר את הליקויים המבניים 3 חודשים לאחר הניתוח. לכן, כדי למנוע את ההשפעה של עומס יתר בלחץ, הוצע כי היישום של מודל זה של עכברים לאחר הלידה RV VO הוגבל לחודשיים לאחר הניתוח.
לסיכום, ניתוח AVF מותאם הוא טכניקה ישימה לביסוס מודל RV VO בעכברים לאחר הלידה. בהתחשב בהסתברות לסגירת פיסטולה והתנגדות מוגברת לעורק ריאתי, יש לבצע אולטרסאונד בטן ואקוקרדיוגרפיה כדי לאשר את מצב המודל לפני היישום.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
אין ניגודי עניינים להצהיר.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדע של סין (מס '82200309) ופרויקט החדשנות של צוות רפואי מכובד בנינגבו (מס '2022020405)
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 70% Ethanol | Tiandz,Chia | ||
| ACETAMINOPHEN Oral Solution | VistaPharm, Inc. Largo, FL 33771, USA | NDC 66689-054-01 | |
| Anesthesia machine | RWD Life Science,China | R550IP | |
| Anesthesia mask | RWD Life Science,China | 68680 | |
| C57BL/6 mice | Xipu’er-bikai Experimental Animal Co., Ltd (Shanghai, China) | ||
| Hair removal cream | Veet, France | VT-200 | |
| Hematoxylin and eosin Kit | Beyotime biotech | C0105M | |
| Isoflurane | RWD Life Science,China | R510-22-10 | |
| Microscope | Yuyan Instruments, China | SM-301 | |
| Surgical suture needles | NINGBO MEDICAL NEEDLE CO.,LTD, China | ||
| Thermostatic heating platform | Qingdao Juchuang Environmental Protection Group Co., Ltd, China | ||
| Ultrasound device | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | Vevo 2100 | Image modes includes B-Mode, Color Doppler Mode and Pulsed Wave Doppler Mode |
| Ultrasound gel | Parker Laboratories,United States | REF 01-08 | |
| Ultrasound transducer | FUJIFILM VisualSonics, Inc. | MS 400 |
References
- Sanz, J., Sanchez-Quintana, D., Bossone, E., Bogaard, H. J., Naeije, R. Anatomy, function, and dysfunction of the right ventricle: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 73 (12), 1463-1482 (2019).
- Alonso-Gonzalez, R., Dimopoulos, K., Ho, S., Oliver, J. M., Gatzoulis, M. A. The right heart and pulmonary circulation (IX). The right heart in adults with congenital heart disease. Revista Española de Cardiología. 63 (9), 1070-1086 (2010).
- Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening. Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).
- Ye, L., et al. Role of blood oxygen saturation during postnatal human cardiomyocyte cell cycle activities. JACC: Basic to Translational Science. 5 (5), 447-460 (2020).
- Ye, L., et al. Pressure overload greatly promotes neonatal right ventricular cardiomyocyte proliferation: a new model for the study of heart regeneration. Journal of the American Heart Association. 9 (11), e015574 (2020).
- Geraets, I. M. E., Glatz, J. F. C., Luiken, J., Nabben, M. Pivotal role of membrane substrate transporters on the metabolic alterations in the pressure-overloaded heart. Cardiovascular Research. 115 (6), 1000-1012 (2019).
- Burns, K. M., et al. New mechanistic and therapeutic targets for pediatric heart failure: report from a National Heart, Lung, and Blood Institute working group. Circulation. 130 (1), 79-86 (2014).
- Shaddy, R. E., et al. Carvedilol for children and adolescents with heart failure: a randomized controlled trial. Journal of the American Medical Association. 298 (10), 1171-1179 (2007).
- Flaim, S. F., Minteer, W. J., Nellis, S. H., Clark, D. P. Chronic arteriovenous shunt: evaluation of a model for heart failure in rat. American Journal of Physiology. 236 (5), H698-H704 (1979).
- Liu, Z., Hilbelink, D. R., Crockett, W. B., Gerdes, A. M. Regional changes in hemodynamics and cardiac myocyte size in rats with aortocaval fistulas. 1. Developing and established hypertrophy. Circulation Research. 69 (1), 52-58 (1991).
- Scheuermann-Freestone, M., et al. A new model of congestive heart failure in the mouse due to chronic volume overload. European Journal of Heart Failure. 3 (5), 535-543 (2001).
- Du, Y., Plante, E., Janicki, J. S., Brower, G. L. Temporal evaluation of cardiac myocyte hypertrophy and hyperplasia in male rats secondary to chronic volume overload. The American Journal of Pathology. 177 (3), 1155-1163 (2010).
- Wu, J., Luo, X., Huang, Y., He, Y., Li, Z. Hemodynamics and right-ventricle functional characteristics of a swine carotid artery-jugular vein shunt model of pulmonary arterial hypertension: An 18-month experimental study. Experimental Biology and Medicine. 240 (10), 1362-1372 (2015).
- Sun, S., et al. Postnatal right ventricular developmental track changed by volume overload. Journal of the American Heart Association. 10 (16), e020854 (2021).
- Wang, S., et al. Metabolic maturation during postnatal right ventricular development switches to heart-contraction regulation due to volume overload. Journal of Cardiology. 79 (1), 110-120 (2022).
- Zhou, C., et al. Downregulated developmental processes in the postnatal right ventricle under the influence of a volume overload. Cell Death Discovery. 7 (1), 208 (2021).
- Cui, Q., et al. Volume overload initiates an immune response in the right ventricle at the neonatal stage. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 772336 (2021).
- Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. Journal of Visualized Experiments. (84), e51041 (2014).
- Sawada, H., et al. Ultrasound imaging of the thoracic and abdominal aorta in mice to determine aneurysm dimensions. Journal of Visualized Experiments. (145), e59013 (2019).
- Thibault, H. B., et al. Noninvasive assessment of murine pulmonary arterial pressure: validation and application to models of pulmonary hypertension. Circulation: Cardiovascular Imaging. 3 (2), 157-163 (2010).
- Mori, Y., et al. A new dynamic three-dimensional digital color doppler method for quantification of pulmonary regurgitation: validation study in an animal model. Journal of the American College of Cardiology. 40 (6), 1179-1185 (2002).
- Bossers, G. P. L., et al. Volume load-induced right ventricular dysfunction in animal models: insights in a translational gap in congenital heart disease. European Journal of Heart Failure. 20 (4), 808-812 (2018).
- Yamamoto, K., et al. The mouse aortocaval fistula recapitulates human arteriovenous fistula maturation. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 305 (12), H1718-H1725 (2013).
- Jouannic, J. M., et al. The effect of a systemic arteriovenous fistula on the pulmonary arterial blood pressure in the fetal sheep. Prenatal Diagnosis. 22 (1), 48-51 (2002).
- Jouannic, J. M., et al. Systemic arteriovenous fistula leads to pulmonary artery remodeling and abnormal vasoreactivity in the fetal lamb. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 285 (3), L701-L709 (2003).
- Patel, M. D., et al. Echocardiographic assessment of right ventricular afterload in preterm infants: maturational patterns of pulmonary artery acceleration time over the first year of age and implications for pulmonary hypertension. Journal of the American Society of Echocardiography. 32 (7), 884-894 (2019).
- Habash, S., et al. Normal values of the pulmonary artery acceleration time (PAAT) and the right ventricular ejection time (RVET) in children and adolescents and the impact of the PAAT/RVET-index in the assessment of pulmonary hypertension. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (2), 295-306 (2019).
- Arkles, J. S., et al. Shape of the right ventricular Doppler envelope predicts hemodynamics and right heart function in pulmonary hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 183 (2), 268-276 (2011).
