Method Article

Geçici Miyokard Hipertrofisi Elde Etmek için Emilebilir Dikiş ile Enine Aort Daralmasını Çalıştırma

DOI:

10.3791/61686

⸱

September 9th, 2020

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Cardiology, State Key Laboratory of Organ Failure Research, Nanfang Hospital, Southern Medical University, 2Department of Geriatrics, Pingxiang People's Hospital of Southern Medical University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu protokol, basınç aşırı yükünü giderdikten sonra sol ventrikül hipertrofisi düşüşünü simüle ederek emilebilir dikişli geçici miyokard hipertrofisi elde etmek için geliştirilmiş bir yöntem sunar. Miyokard hipertrofik önkoşul çalışmaları için değerli olabilir.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Farelerde iki kez enine aort daralmalarına (TUSAŞ) dayanarak, miyokard hipertrofik önkoşullarının (MHP) kardiyomiyosit hipertrofisini hafifletebileceği ve kalp yetmezliğine ilerlemeyi yavaşlatabileceği kanıtlanmıştır. Ancak acemiler için, ventilatör operasyonundaki teknik engeller, göğsün tekrar tekrar açılması ve debandingden kaynaklanan kanamalar nedeniyle MHP modelinin kurulması genellikle oldukça zordur. Bu modeli kolaylaştırmak, cerrahi başarı oranını artırmak ve kanama sıklığını azaltmak için ventilatörsüz bir teknikle ilk TAC tarama için emilebilir dikişlere geçtik. 2 haftalık emilebilir bir dikiş kullanarak, bu prosedürün 2 haftada önemli miyokard hipertrofisine neden olabileceğini gösterdik; ve ameliyattan 4 hafta sonra miyokard hipertrofisi taban çizgisine neredeyse tamamen geriledi. Bu protokolü kullanarak, operatörler daha düşük bir operasyon ölümlülüğü ile MHP modeline kolayca hakim olabilir.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

İskemik önkoşul, kısa ölümcül olmayan iskemi ve kalbe reperfüzyon ataklarına neden olan ve miyokard yaralanmasını önemli ölçüde azaltma kapasitesine sahip bir fenomendir1. Miyokard enfarktüs boyutu2'yi sınırlamak ve miyokard revaskülarizasyon3'densonra ventrikül tachyarritmilerini bastırmak gibi iskemik önkoşulların bariz klinik etkileri göz önüne alındığında, ön koşul4,5tarafından indüklenen kardiyo koruyucu etkilerin altında kalan mekanizmaları incelerken birçok araştırma yapıldı. Buna karşılık, diğer iskemik olmayan önkoşul türleri nispeten az ilgi gördü. Aort kapağı replasmanı uygulanan aort darlığı olan hastalarda kardiyak hipertrofi köreltilebilir6. Patolojik miyokard hipertrofisinin durumu nerede varsa, ön koşul ilkesi nadiren bildirilmektedir.

1991 yılında, Rockman ve arkadaşları ilk olarak enine aort daralması (TAC)7ile sol ventrikül hipertrofisinin bir fare modelini kurdular. TAC'yi farelerde iki kez çalıştırarak, miyokard hipertrofik önkoşullamanın (MHP) kalpte geçici hipertrofik stimülasyona yol açtığını ve böylece kalbi gelecekte sürekli hipertrofik strese karşı daha dirençli hale getirdiğini kanıtladık8. MHP modelinin özellikleri ultrason biyomikroskop ve hemodinamik değerlendirme ile doğrulanmıştır9. Modelin inşasında önemli noktalar torakotomiyi üç kez, TAC'yi bir hafta, bir hafta boyunca debanding ve 6 hafta boyunca ikincil TAC yapmaktı. Bununla birlikte, debanding kanamaya neden olabilir, bu da acemiler tarafından ustalaşmayı ve popüler olmayı zorlaştırır. Ek olarak, fareleri entübe etmek de teknik bir zorluktur. Yanlış entübasyon farelerde trakeal yaralanmaya, pnömotoraksa ve hatta ölüme neden olabilir. Dolayısı MHP modelini oluştururken bazı prosedürleri geliştirmek gerekli ve değerlidir.

Modelin zorlığını azaltmak ve başarısını artırmak için, ilk TAC için emilebilir dikişlere geçtik ve ekokardiyografi10altında aort daralması boyunca basınç gradyanını ölçerek modelin başarısını izledik. Ön deneylerimize dayanarak, çok düşük basınç gradyanı olan farelerde yeterli miyokard hipertrofisini teşvik etmek zor olurken, çok yüksek basınç gradyanı olan fareler akut kalp yetmezliği geliştirir ve hatta ölür. Model için ideal basınç gradyanı 40–80 mmHg11arasında değişmektedir. Ek olarak, bu deney, ventilatörle ilişkili teknik manipülasyon ve yaralanmayı etkili bir şekilde önleyebilecek bir ventilatöre dayanmadı12.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tüm prosedürler, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı yönergelerine uygun olarak gerçekleştirildi (NIH Yayını No. 85-23, 1996'da revize edildi). C57BL/6J erkek fareler (8-10 hafta, 20-25 g) Güney Tıp Üniversitesi Hayvan Merkezi tarafından sağlanmıştır.

1. Ameliyat öncesi hazırlık

  1. 25 G'lık bir iğnenin ucunu bir iğne tutucu ile kıstırın ve tutucu gibi sert bir nesneyle köreltin.
  2. İğneden 5-0 emilebilir bir dikiş geçirin ve ardından bir tutucu13ile 90 ° 'ye kavisleyin.
    NOT: Farklı araştırma amaçlarına göre, araştırmacılar farklı emilim süresine sahip emilebilir çizgiler seçebilirler. Bu protokolde aort kemerini daraltmak için 2 haftalık emilebilir bir dikiş kullandık.
  3. 25 G'lık bir iğneyi daha 120° kavis yapın ve ligasyon adımında ara parça olarak kullanılacak bir tutucu ile ucu yumuşatın.
    NOT: Vücut ağırlığı (BW) >25 g olan fareler için aralayıcı olarak 25 G'lık bir iğne kullanılmıştır. 19-24 g BW'lık fareler için 26 G iğne kullanın.
  4. Ameliyat bölgesini% 75 alkolle dezenfekte edin.
  5. Isıtma yastığı sıcaklığını 37 °C'ye ayarlayın.
  6. Sterilize cerrahi aletler hazırlayın (1 oftalmik makas, 1 mikro makas, 2 mikrocerrahi dirsek cımbızı, 1 iğne tutucu ve 1 mikro iğne tutucu dahil).

2. Anestezi ve tıraşın indüksiyonu

  1. Bir fareyi, salin çözeltisinde seyreltilmiş ksilazin (5 mg/kg) ve ketamin (100 mg/kg) karışımının intraperitoneal enjeksiyonu ile uyuşturun (%0,9 NaCl). Negatif pedal çekme refleksi ile tam anesteziyi onaylayın.
  2. Kesici dişleri bir dikişle sabitleyerek ve uzuvları yapışkan bantlarla sabitleyerek fareyi geriye doğru sabitleyin.
  3. Boynundaki ve xiphoiddeki saçları çıkarmak için depilatory krem uygulayın. Bölgeyi iyot ve ardından% 75 alkol ile dezenfekte edin.

3. Cerrahi

  1. Supra-sternal çentik ile göğüs arasındaki orta çizgi pozisyonunda neşterle 10 mm'nin üzerinde bir kesi yapın. Daha sonra cildi ve yüzeysel fasyayı ayırın.
  2. Kaburgaları sternal açıdan sayarak ilk interkostal boşluğu tanımlayın. Kesiyi ilk interkostal boşlukta ve sternuma mümkün olduğunca yakın bir yerde gerçekleştirin. Bu alanı açmak için dirsek cımbızı ile sertçe nüfuz edin.
  3. Enine aort kemeri görünene kadar parenchyma ve timus'u hafifçe ayırın.
    NOT: Pnömotorakstan kaçınmak için parietal plevraya zarar verme.
  4. Brakiyofalik arter ile sol ortak karotid arter arasındaki aort kemerinin altındaki 5–0 emilebilir sütür mandal iğnesi ilegeçirin 14. Lütfen braşiyofalik arterin, sol ortak şahdamarın ve sol subklaviyen arterin operasyon alanında görünür olduğundan emin olun.
  5. 1.3. adımda hazırlanan aralayıcıyı enine aort üzerine yerleştirin ve 3.4.
    NOT: Enine aort çıkarılırken zarar vermemek için ara çubuğun ucu körelmelidir.
  6. Aralayıcıyı hızlı ama nazikçe çıkarın ve ardından dikişin uçlarını kesin.
  7. 5–0 naylon dikiş kullanarak ilk interkostal alanı ve cildi kapatın. Cildi tekrar% 75 alkolle dezenfekte edin.
  8. Kurtarmayı teşvik etmek için fareyi ısıtma yastığına yerleştirin. Ameliyattan sonraki ilk 3 gün boyunca intraperitoneal olarak buprenorfin (0.1 mg/kg, q12h) enjekte edin.
  9. Bilinci geri kazandığında fareyi 12 saat açık/karanlık bir döngü odasında kafese geri döndürün.
  10. Yukarıdaki tüm adımlarla aynı ancak daralma olmadan sham ameliyatı gerçekleştirin (adım 3.5).
  11. İpek dikiş grubu için yukarıdaki tüm adımlarla aynı olan ancak 1.2.

4. Başarılı ligasyon ve ölçümlerin ekokardiyografik değerlendirmesi

  1. Ameliyattan sonra (D) 7. günde ekokardiyografik değerlendirmeyi gerçekleştirin.
  2. İndüksiyon için inhalasyon yoluyla% 3 izofluran ve anestezi derinliğini korumak için% 1.5 ile 0.5-1 L / dk oksijen akış hızı ile fareyi uyuşturun.
  3. Fareyi platformda 37 °C'de tutulan geriye doğru yerleştirin ve uzuvlarını elektrota bantleyin.
  4. Göğüs kıllarını tüy dökücü bir kremle çıkarın ve farenin göğsüne ultrasonik bağlantı maddesi uygulayın.
  5. 30 MHz prob ile enine aort daralmasını değerlendirin.
    1. Platformu en sola eğin. Sondayı dikey konumda tutun ve sağ parasternal çizgi boyunca göğsün üzerine küçümseyin. Ardından, Aort kemeri açıkça görünene kadar B modu altında X eksenini ve Y eksenini manipüle edin.
    2. Aort kemeri görünümünü elde etmek için daralmayı B modu ile bulun11. Tepe akış hızını ölçmek ve TAC grubu olarak 3.000 mm/s'den fazla hıza sahip fareleri seçmek için Doppler modunu ve darbeli dalgayı kullanın (değerler ön deneylere dayanır).
    3. Bernoulli denkleminin değiştirilmiş versiyonuna göre basınç gradyanını hesaplayın11:
      basınç degradesi = 4 x Vmaks.2.
      NOT: Enine aort daralma modeli için ideal basınç gradyanı 40–80 mmHg11arasında değişmektedir.
    4. Cine Store ve Frame Store'ı kullanarak verileri ve görüntüleri kaydedin.
  6. 30 MHz prob ile sol ventrikül (LV) boyutlarını ve sözleşme durumunu değerlendirin.
    1. Platformu yatay konuma sıfırlayın. Sondayı sol parasternal çizgiye göre saat yönünün tersine 30°'de tutun.
    2. Kalbin net ve tam uzun eksen görünümünü elde etmek için B modunu kullanın ve X ve Y'yi manipüle edin.
    3. Gösterge satırını göstermek için M moduna basın. LV hazne boyutunun daha sonra ölçülmesi, kesirli kısaltma ve LV duvar kalınlığı için Cine Store ve Frame Store ile görüntüler elde edin.
  7. Tamamlandığında, izofluran inhalasyonunu durdurun ve farenin anesteziden kurtulmasını sağlar. Ardından, hayvanı 12 saat açık / karanlık bir bisiklet odasında kafesine geri döndürün.
  8. Ameliyattan sonra D14 ve D28'de, kardiyak parametreleri ölçmek için yukarıdaki adımları tekrarlayın ve ardından histolojik çalışmalar için kalbi hasat edin.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışmada, 45 fareyi rastgele üç gruba ayırdık: sham, ipek dikiş grubu ve emilebilir dikiş grubu (TAC'den sonra D0 (taban çizgisi), D14 ve D28'deki her grubun sayısı sırasıyla 15, 10 ve 5 idi). Ameliyattan sonra D7, D14, D21 ve D28'de, daralmış tepe hızı ekokardiyografi ile belirlendi. Aort kemerini daraltmak için emilebilir bir dikiş kullanılmış olsa bile TAC'den sonraki ikinci haftada daralmadaki kan akışı hızının hala 3.000 mm/sn'den fazla olduğunu gördük (Şekil 1A). Ayrıca, emilebilir...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kardiyak non-iskemik önkoşulda hala çok az keşfedilmiş bir alan var. Önceki çalışmalarımıza dayanarak, miyokard hipertrofik önkoşul modelini geliştirmek için emilebilir dikişler kullanmaya geçtik.

Önceki raporlarda, birçok araştırmacı aort kemeri 8,14,15'idaraltmak için ipek dikiş kullandı. İpek dikiş kolayca mevcuttu ve genellikle cerrahi yara dikişi, doku ligasyonu ve doku fiksasyonu için kullanıldı...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (81770271; Y, Liao'ya), Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı'nın Ortak Fonları (U1908205; Y, Liao'ya) ve Guangzhou Bilimsel Teknoloji Belediye Planlama Projeleri (201804020083; Dr. Liao'ya) hibelerle desteklendi.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Emilebilir sütür (5-0)Shandong Kang Lida Medical Products Co., Ltd5-0
Ligasyon Hayvan ultrason sistemi VEVO2100Görsel SonikVEVO2100Ekokardiyografi
Soğuk ışık aydınlatıcıOlympusILD-2Işık
Isı yastığı- termostatik cerrahi sistem (ALC-HTP-S1)SHANGHAI ALCOTT BIOTECH COALC-HTP-S1Isıtma
İzofluranRWD yaşam bilimleriR510-22Uçucu anestezi
Matrx VIP 3000 İzofuran BuharlaştırıcıMidmark CorporationVIP 3000Anestezitizasyon
Tıbbi naylon sütür (5-0)Ningbo Medical Needle Co.5-0Cildi kapatın
Pentobarbital sodyum tuzuMerck25MGAnestezitizasyon
Hassas elektronik dengeDenver EnstrümanTB-114Tartı sensörü
Kendinden yapılmış ara parça25 gauge iğne
İpek sütür (5-0)Yangzhou Yuankang Medical Devices Co., Ltd.5-0Ligasyon
Küçük hayvan mikrocerrahi ekipmanıNapoxMA-65Cerrahi aletler
Şanzıman JeliGuang Gong pai250MLEkokardiyografi
Veet epilasyon kremiReckitt BenchiserRQ/B 33 Tip 2Farelerin tüylerini çıkarın
Dikey otomatik elektrotermal basınçlı buhar sterilizatörüHefei Huatai Medical Equipment Co.LX-B50LCerrahi aletleri otomatik temizleyin

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Murry, C. E., Jennings, R. B., Reimer, K. A. Preconditioning with ischemia: a delay of lethal cell injury in ischemic myocardium. Circulation. 74 (5), 1124-1136 (1986).
  2. Ban, K., et al. Phosphatidylinositol 3-kinase gamma is a critical mediator of myocardial ischemic and adenosine-mediated preconditioning. Circulation Research. 103 (6), 643-653 (2008).
  3. Wu, Z. K., Iivainen, T., Pehkonen, E., Laurikka, J., Tarkka, M. R. Ischemic preconditioning suppresses ventricular tachyarrhythmias after myocardial revascularization. Circulation. 106 (24), 3091-3096 (2002).
  4. Hausenloy, D. J., Yellon, D. M. Preconditioning and postconditioning: underlying mechanisms and clinical application. Atherosclerosis. 204 (2), 334-341 (2009).
  5. Heusch, G. Molecular basis of cardioprotection: signal transduction in ischemic pre-, post-, and remote conditioning. Circulation Research. 116 (4), 674-699 (2015).
  6. Lund, O., Emmertsen, K., Dorup, I., Jensen, F. T., Flo, C. Regression of left ventricular hypertrophy during 10 years after valve replacement for aortic stenosis is related to the preoperative risk profile. European Heart Journal. 24 (15), 1437-1446 (2003).
  7. Rockman, H. A., et al. Segregation of atrial-specific and inducible expression of an atrial natriuretic factor transgene in an in vivo murine model of cardiac hypertrophy. Proceedings of the National Academy of Sciiences of the United States of America. 88 (18), 8277-8281 (1991).
  8. Wei, X., et al. Myocardial hypertrophic preconditioning attenuates cardiomyocyte hypertrophy and slows progression to heart failure through upregulation of S100A8/A9. Circulation. 131 (17), 1506-1517 (2015).
  9. Huang, J., et al. Ultrasound biomicroscopy validation of a murine model of cardiac hypertrophic preconditioning: comparison with a hemodynamic assessment. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 313 (1), 138-148 (2017).
  10. Oka, T., et al. Cardiac-specific deletion of Gata4 reveals its requirement for hypertrophy, compensation, and myocyte viability. Circulation Research. 98 (6), 837-845 (2006).
  11. Li, L., et al. Assessment of cardiac morphological and functional changes in mouse model of transverse aortic constriction by echocardiographic imaging. Journal of Visualized Experiments. (112), e54101(2016).
  12. Veldhuizen, R. A., Slutsky, A. S., Joseph, M., McCaig, L. Effects of mechanical ventilation of isolated mouse lungs on surfactant and inflammatory cytokines. The European Respiratory Journal. 17 (3), 488-494 (2001).
  13. Wang, Q., et al. Induction of right ventricular failure by pulmonary artery constriction and evaluation of right ventricular function in mice. Journal of Visualized Experiments. (147), e59431(2019).
  14. Eichhorn, L., et al. A closed-chest model to induce transverse aortic constriction in mice. Journal of Visualized Experiments. (134), e57397(2018).
  15. Tavakoli, R., Nemska, S., Jamshidi, P., Gassmann, M., Frossard, N. Technique of minimally invasive transverse aortic constriction in mice for induction of left ventricular hypertrophy. Journal of Visualized Experiments. (127), e56231(2017).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Transverse Aortic ConstrictionMyocardial HypertrophyAbsorbable SutureVentilator Free TechniqueEchocardiographic AssessmentLeft Ventricular RemodelingSurgical ProcedurePressure Overload ModelCardiomyocyte HypertrophyHeart Failure Progression

Related Articles