चूहे में Heterotopic हार्ट ट्रांसप्लांटेशन

Biology

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Summary

माउस heterotopic हृदय प्रत्यारोपण मॉडल कई जांचकर्ताओं द्वारा सिद्ध किया गया है अस्वीकृति और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया के तंत्र के अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण तरीका हो. हालांकि, शामिल तकनीकों अभी भी चुनौतीपूर्ण हैं. मानक तकनीक को संशोधित करके हम 1000 से भी अधिक प्रत्यारोपण के साथ सफलता मिली है.

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Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic Heart Transplantation in Mice. J. Vis. Exp. (6), e238, doi:10.3791/238 (2007).

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Abstract

माउस heterotopic हृदय प्रत्यारोपण व्यापक रूप से इस्तेमाल किया गया है क्योंकि यह डीआरएस द्वारा पेश किया गया था. Corry और 1973 में रसेल. यह विशेष रूप से अस्वीकृति और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का अध्ययन अब है कि नए ट्रांसजेनिक और जीन पीटा चूहों उपलब्ध हैं के लिए मूल्यवान है, और immunologic अभिकर्मकों की एक बड़ी संख्या में विकसित किया गया है. हृदय प्रत्यारोपण मॉडल कम त्वचा प्रत्यारोपण मॉडल की तुलना में कठोर है, हालांकि तकनीकी रूप से और अधिक चुनौतीपूर्ण है. हम एक संशोधित तकनीक विकसित की है और चूहों में heterotopic हृदय प्रत्यारोपण के 1000 सफल मामलों पर पूरा. जब आरोही महाधमनी और उदर महाधमनी के सम्मिलन बनाने, दो प्रवास sutures के प्राप्तकर्ता उदर महाधमनी के प्रॉक्सिमल और डिस्टल apexes पर दाता आरोही महाधमनी के साथ रखा जाता है, तो महाधमनी के दोनों तरफ जारी sutures के साथ सम्मिलन के लिए 11-0 सीवन का उपयोग कर. प्रवास sutures के सम्मिलन आसान बनाने और 11-0 एक आदर्श सीवन के लिए खून बह रहा है और घनास्त्रता से बचने के आकार है.

जब फुफ्फुसीय धमनी और अवर रग Cava के सम्मिलन बनाने, दो प्रवास sutures के प्रॉक्सिमल और दाता फुफ्फुसीय धमनी के साथ प्राप्तकर्ता अवर रग Cava के बाहर सुप्रीम शीर्ष पर बना रहे हैं. अवर रग Cava और दाता फुफ्फुसीय धमनी के बाईं दीवार अवर रग Cava के अंदर में जारी sutures के साथ बंद कर दिया है के बाद, प्रॉक्सिमल सुप्रीम प्रवास के साथ एक गाँठ अवर रग Cava की सही दीवार और दाता फुफ्फुसीय धमनी सीवन है 10-0 sutures के साथ अवर रग गुफा के बाहर जारी sutures के साथ बंद कर रहे हैं. इस विधि प्रदर्शन करने में आसान है क्योंकि सम्मिलन अवर रग Cava और 10-0 sutures के एक तरफ बस किया जाता है सही करने के लिए खून बह रहा है और घनास्त्रता से बचने के आकार है. इस अनुच्छेद में, हम वीडियो पूरक करने के लिए तकनीक का विवरण प्रदान करते हैं.

Protocol

दाता तैयारी और हार्ट हार्वेस्ट:

  1. माउस pentobarbital और सहकारी क्षेत्र पर रखा लापरवाह intraperitoneal इंजेक्शन के साथ anesthetized है.
  2. एक लंबे midline पेट चीरा किया जाता है. धुंध के साथ छोड़ दिया करने के लिए पेट सामग्री से मुकर रहे हैं क्रम में करने के लिए उदर महाधमनी और अवर रग Cava का पर्दाफाश.
  3. हेपरिन (10u/ml) के 1 मिलीलीटर heparinization के लिए अवर रग Cava में अंतःक्षिप्त है.
  4. thoracotomy किया जाता है: पसलियों रीढ़ की हड्डी के दोनों पक्षों पर विभाजित कर रहे हैं और पूर्वकाल छाती दीवार levered है दिल को बेनकाब करने के लिए.
  5. अवर रग कावा, बेहतर रग Cava और azygous नस 6-0 रेशम के साथ ligated हैं और ligatures के लिए बेहतर विभाजित.
  6. आरोही महाधमनी और फुफ्फुसीय धमनी और अलग तक distally संभव के रूप में विभाजित कर रहे हैं.
  7. फुफ्फुसीय नसों ligated और संबंधों के लिए बाहर का विभाजित कर रहे हैं.
  8. दिल 4 सी नमकीन घोल के साथ perfused है.
  9. दिल बर्फ के ठंडे नमकीन घोल में संग्रहीत किया जाता है.

प्राप्तकर्ता तैयारी और ट्रांसप्लांटेशन

  1. माउस pentobarbital और सहकारी क्षेत्र पर रखा लापरवाह intraperitoneal इंजेक्शन के साथ anesthetized है.
  2. एक लंबे midline पेट चीरा किया जाता है. पेट सामग्री धुंध के साथ पेट के लिए उदर महाधमनी और अवर रग Cava का पर्दाफाश के बाहर से मुकर रहे हैं.
  3. पेट महाधमनी और अवर रग Cava की शाखाओं को उजागर कर रहे हैं और 10-0 sutures के साथ ligated.
  4. प्रॉक्सिमल और डिस्टल ligatures महाधमनी और अवर रग Cava क्रमशः के आसपास रखा जाता है.
  5. venotomy एक 30 गेज सुई के साथ प्राप्तकर्ता के अवर रग Cava में किया जाता है. खोलने तब के एक दाता सूक्ष्म कैंची से फेफड़े के महाधमनी के बराबर लंबाई के लिए बढ़ाया है.
  6. aortotomy एक 30 गेज सुई के साथ प्राप्तकर्ता के उदर महाधमनी में किया जाता है.
  7. पेट महाधमनी खोला और अवर रग Cava नमकीन घोल के साथ सिंचित कर रहे हैं.
  8. दाता दिल प्राप्तकर्ता के पेट के बाईं ओर पर रखा गया है और धुंध के साथ कवर है.
  9. प्रवास sutures के प्राप्तकर्ता उदर महाधमनी के प्रॉक्सिमल और डिस्टल apexes दाता आरोही महाधमनी के साथ रखा जाता है.
  10. प्राप्तकर्ता के उदर महाधमनी और दाता आरोही महाधमनी के दाईं ओर के सम्मिलन जारी sutures के साथ पूरा कर रहे हैं.
  11. पहले दो प्रवास sutures के प्रॉक्सिमल और दाता दाता फुफ्फुसीय धमनी और प्राप्तकर्ता के अवर रग Cava के सम्मिलन के लिए फुफ्फुसीय धमनी के साथ प्राप्तकर्ता अवर रग Cava के बाहर सुप्रीम शीर्ष पर बना रहे हैं.
  12. अवर रग Cava और दाता फुफ्फुसीय धमनी के बाईं दीवार अवर रग Cava के अंदर जारी sutures के साथ बंद कर दिया है.
  13. प्रॉक्सिमल सुप्रीम प्रवास सीवन के साथ एक गाँठ के बाद, अवर रग Cava और दाता फुफ्फुसीय धमनी का सही दीवार अवर रग गुफा के बाहर जारी sutures के साथ बंद हो जाती हैं.
  14. दाता के दिल पर प्राप्तकर्ता के पेट के दाईं ओर के लिए बदल गया है. प्राप्तकर्ता पेट महाधमनी और दाता आरोही महाधमनी सम्मिलन का सही दीवार जारी रखने sutures के साथ बंद हो जाती हैं.
  15. सम्मिलन के बाद किया जाता है, बाहर का संयुक्ताक्षर सम्मिलन से खून बह रहा है की जांच करने के लिए हटा दिया है.
  16. अगर वहाँ सम्मिलन से कोई खून बह रहा करने के लिए कम है, प्रॉक्सिमल संयुक्ताक्षर निकाल दिया जाता है. दाता दिल तुरंत खून से भरता है, दिल का रंग लाल हो जाता है और इसे फिर से हरा शुरू होता है.
  17. आंतों पेट, जो 6-0 निरंतर sutures के साथ बंद कर दिया है करने के लिए लौट रहे हैं.
  18. प्राप्तकर्ता माउस एक गर्म क्षेत्र पर रखा गया है. एक घंटे के बाद प्राप्तकर्ता ठीक है.

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Discussion

परिणाम

हम सफलतापूर्वक चूहों में heterotopic हृदय प्रत्यारोपण के 1000 से अधिक मामलों का प्रदर्शन किया और चूहों के जंगली प्रकार, ट्रांसजेनिक और जीन पीटा चूहों सहित अलग उपभेदों, में 90% सफलता दर पर हासिल की.

विचार - विमर्श

डीआरएस के बाद से. Corry और रसेल 1973 में चूहों में heterotopic हृदय प्रत्यारोपण शुरू की है, इस मॉडल के लिए एक विशेष रूप से प्रतिरक्षा अस्वीकृति प्रतिक्रिया का अध्ययन और उपन्यास immunosuppressive रणनीति विकसित करने के लिए बहुमूल्य साबित हो गया है. यह मॉडल अधिक मोटे तौर पर इस्तेमाल किया जा सकता है क्योंकि अब कई ट्रांसजेनिक और जीन पीटा चूहों के उद्भव अस्वीकृति / सहिष्णुता के तंत्र का अध्ययन करने के नए तरीके प्रदान की गई है. vascularized दिल प्रत्यारोपण मॉडल नैदानिक ​​ठोस अंग प्रत्यारोपण के लिए अधिक प्रासंगिक हो सकता है. हालांकि नवजात दिल की त्वचा प्रत्यारोपण उपचर्म प्रत्यारोपण तकनीकी सरल कर रहे हैं, neovascularization है कि इन प्रत्यारोपण में भ्रष्टाचार के अस्तित्व के लिए आवश्यक है विशेष रूप से allogenic प्रतिक्रियाओं के प्रति संवेदनशील हैं. इस प्रकार, त्वचा और उपचर्म सुन प्रत्यारोपण सहिष्णुता के कड़े परीक्षण के लिए, लेकिन नहीं या immunosuppressive या सहिष्णुता उत्प्रेरण प्रोटोकॉल के विकास के अनुकूलन के लिए उपयोगी हो सकता है.

हम दक्षता और सफलता दर को बेहतर बनाने के कई तरीके में संवहनी हृदय प्रत्यारोपण तकनीक संशोधित:

  1. दाता दिल आरोही महाधमनी से नमकीन घोल के साथ सिंचित किया जाना चाहिए जब तक दिल फसल कटाई के बाद हल्के रंग बन.
  2. पेट महाधमनी और प्राप्तकर्ता के अवर रग Cava की शाखाओं 10-0 sutures के साथ ligated होना चाहिए, और ऑपरेशन के बाद आपरेशन घनास्त्रता के दौरान खून बह रहा को रोकने.
  3. उदर महाधमनी के लुमेन और प्राप्तकर्ता के अवर रग Cava नमकीन घोल के साथ सिंचित किया जाना चाहिए जब तक कोई रक्त छोड़ दिया है. इस ऑपरेशन के बाद घनास्त्रता रोका जा सकता है.
  4. वाहिकाओं के अंदर वायु बुलबुले जब anastomoses बनाने बचा जाना चाहिए.
  5. धमनी anastomoses 11-0 sutures का उपयोग करें, anastomoses से खून बह रहा रोकने में मदद करनी चाहिए.
  6. पेट महाधमनी और प्राप्तकर्ता के अवर रग Cava की चीरा दाता दिल की फुफ्फुसीय धमनी और आरोही महाधमनी के उद्घाटन के लिए बराबर होना चाहिए.
  7. यह महत्वपूर्ण है एक स्पष्ट और विशाल ऑपरेटिंग क्षेत्र है, इसलिए बजाय 6-0 सीवन clamps के महाधमनी और अवर रग Cava के लिए अस्थायी रूप से रोक देना का उपयोग.

निष्कर्ष

हालांकि चूहों में heterotopic हृदय प्रत्यारोपण की तकनीक तकनीकी चुनौती दे रहा है, यह alloresponses अध्ययन के लिए एक महत्वपूर्ण तकनीक है. अभ्यास और तकनीकी संशोधन हमारी प्रयोगशाला में 90% से अधिक की दर में सफल हुई है. हम मानते हैं कि वीडियो और साथ पांडुलिपि प्रयोगशालाओं कि इस तकनीक का उपयोग करना चाहते हैं के लिए सीखने की अवस्था को कम करने में मदद मिलेगी.

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References

  1. Corry, R. obert J., Winn, H. enry J., Russell, P. aul S. Primarily vascularized allografts of heart in mice. Transplantation. 16, 343-350 (1973).

Comments

23 Comments

  1. Hello Mr.Kang, My name is Vered Gigi and i am a graduste student in Israel for transplanted immunology. I am volunteering in a program (The NIR School of the Heart)  that expose young teenage student to the world of science, focusing on the cardiology field. As such i would love to show them this movie which is very nicely done. However, u was unable to download the movie. Is there a way that i can get the movie? Is it possible for you to e-mial me a copy for teaching porposes only? Thank you very much for your attention, Vered Gigi  my e-mail: vered.gigi@gmail.com

    Reply
    Posted by: Anonymous
    December 22, 2008 - 4:12 AM
  2. Hi, The video was produced by JOVE. We don’t have any copies. Sorry about that. Thank you very much for your interests.   Fengchun Liu

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 18, 2009 - 12:45 AM
  3. Dear Mr Kang, your video and technique is very interesting. I'm really interesting in getting also a copy of this video because I would like to perform this surgery. Please, could you please send me a copy of this video by email? if it is not possible, you can maybe send me it by normal mail. My email address is svielc07@gmail.com. Thanks a lot.   Maria

    Reply
    Posted by: Anonymous
    January 22, 2009 - 8:22 AM
  4. Hi there. Thank you for posting this video. Do you ever see paralysis of the hind end after this surgery? How about swelling of the hind feet? What is the maximum time for the vessels to be clamped or tied off?   Thank you for your time. Sheri

    Reply
    Posted by: Anonymous
    February 4, 2009 - 4:14 PM
  5. The maximum time for the vessels to be clamped is 40 minutes, the paralysis or swelling of the hind end may appear if the vessels are clamped over 40 minutes. Fengchun Liu

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 19, 2009 - 2:59 PM
  6. What a wonderful job well done!!! Highly admired your technique Dr. Liu!!!

    Reply
    Posted by: Anonymous
    February 18, 2009 - 9:34 PM
  7. Thank you very much! This vedio is useful for me. I'm Li Zhoubin from Ruijin hospital, shanghai, China. jove.com is wonderful!!

    Reply
    Posted by: Anonymous
    March 7, 2009 - 5:21 AM
  8. &#²1016;²769;&#²407²;: &#²4744;&#²²909;A²81;&#²5105;&#²9616;&#²²31²;&#²7491;&#²²31²;&#²0570;腹腔²²7;&#²6893;的&#²7169;&#²²411;A²9²;&#²59²8;&#²65²4;不&#²6159;&#²4456;&#²²909;A²9²;&#²1487;不&#²1487;&#²0197;&#²5²²6;&#²4744;的video&#²1457;²473;&#²5105;一&#²0²²1;&#²1834;A²9²;非&#²41²0;&#²4863;谢A²81; 谢艾&#²²958;  

    Reply
    Posted by: Anonymous
    April 5, 2009 - 8:27 AM
  9. Great job! Could you tell me the applicable mouse body weight in this transplant surgery? In the video, the mouse looked like 50 g big.
    Thank you.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 30, 2009 - 12:16 PM
  10. Mice weights are ²5-30g. Thanks.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 30, 2009 - 1:22 PM
  11. Dear Dr. Kang,
    I enjoyed the procedure and watched it several times. My qyestion is regarding the instrument you were using as the needle holder. Can I know what that is, the brand and specifications?

    thanks,
    A. E. Nia

    Reply
    Posted by: Anonymous
    August 17, 2009 - 5:21 PM
  12. Thanks for the great procedure...My question for you is, what is the type of needle holder you are using? can I get the brand and specifications please...

    thanks
    A.E. Nia

    Reply
    Posted by: Abbas E.
    August 18, 2009 - 2:05 PM
  13. assi needle holder B-13-8. Thanks.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    August 18, 2009 - 7:41 PM
  14. Hello,
    Do you heparinize the recepient?
    In my experiments, teh transplanted heart dŒs not start beating...I am suspecting clot formation at the anastomosis site. I heparinize the donor with 0.1 hep plus 0.9 saline... Any thoughts?

    thanks
    Abb

    Reply
    Posted by: Reza N.
    September 18, 2009 - 7:22 PM
  15. We do not heparinize the recepient.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    May 20, 2010 - 12:31 PM
  16. Dr. Liu; Great job! I have two more question for you. Firstly, in the step 8 of your Donor Preparation and Heart Harvest, where do you perfuse heart using 4 Co saline solution? Secondly, is the 10-0 suture the nylon suture?
    Thanks a lot!
    Guangming
    gcheng@kumc.edu


    G

    Reply
    Posted by: Guangming C.
    May 19, 2010 - 1:08 AM
  17. Saline solution is injected into the aorta. The 10-0 sutures is nylon suture.

    Reply
    Posted by: Anonymous
    May 20, 2010 - 12:29 PM
  18. Congratulations to this nice video. However I have a question.
    Can you explain why the heart is still beating quite normal at the end of the explant, if you performed a perfusion over the aorta.
    One would think that after a perfusion with cold saline a heart should stop beating.
    Cheers Werner

    Reply
    Posted by: Anonymous
    July 24, 2011 - 4:04 PM
  19. &#²1016;²769;&#²407²;:

    &#²4744;&#²²909;A²81;&#²4744;精&#²8²51;的&#²5²16;ഌ²;&#²0196;&#²0154;&#²5²40;&#²6381;A²9²;不知&#²6159;&#²154²;Ŋ²1;&#²4471;&#²1040;该#²70;频的邮&#²0²14;&#²6469;Ű²7;一&#²7493;&#²3398;&#²0064;?
    谢谢
    &#²647²;

    Reply
    Posted by: arthur y.
    December 22, 2012 - 12:27 AM
  20. Dr. Liu,

    Very decent surgical technique, great job! Just curious how long it will normally take to complete the whole surgical procedure for professional level guys like you? I haven't tried it, but I was informed that it is very time consuming.

    Jian Wu (B.M., M.S.)
    Ph.D Candidate in Biomedical Science (Cardiovascular & Metabolic Diseases Track)
    University of Toledo, College of Medicine and Life Sciences

    Reply
    Posted by: JIAN W.
    May 16, 2013 - 12:00 AM
  21. Impressive idea . but i found couple of things here:
    1- A narration would be very useful!
    2- Apparently sterility is not a goal of this surgery as i saw multiple violations
    3- Harvesting the donor heart takes long , Isn't it better to intubate the donor and have it ventilated during harvest?

    Reply
    Posted by: hadi j.
    March 20, 2014 - 5:47 PM
  22. thanks for your video, could you please tell what micro potts scissors you use for aortotomy and venotomy? as i need to get suitable scissors for my experiments. thanks

    Reply
    Posted by: Anne S.
    June 6, 2015 - 11:36 AM
  23. Dr. Liu,
    Your superb skill is very impressive! Amazing! Thank you for your video!
    But why should we post comment using in English? Would you please email me, we can communicate in Chinese, that would be wonderful! zzh24085@creighton.edu

    Reply
    Posted by: zefu z.
    June 10, 2016 - 4:32 PM

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