Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

زراعة قلب البطن غير المتجانسة المعدلة ونموذج قلس الأبهر الجديد في الفئران

Published: June 2, 2023 doi: 10.3791/64813
Automatic Translation
1, 1, 1
1Department of Cardiac Surgery, The University of Tokyo

Summary

توضح هذه الدراسة تقنية زرع قلب البطن غير المتجانسة القابلة للتكرار في الفئران والتي يمكن للمبتدئين تعلمها وأدائها. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنشاء نموذج جديد لقلس الأبهر في الفئران عن طريق إجراء عملية زرع قلب بطني غير متجانسة وإتلاف الصمام الأبهري للمتبرع باستخدام سلك توجيه بعد الحصاد.

Abstract

على مدى السنوات ال 50 الماضية ، أبلغ العديد من الباحثين عن زرع قلب البطن غير المتجانس في الفئران والجرذان ، مع بعض الاختلافات في التقنية الجراحية. يمكن أن يؤدي تعديل إجراء الزرع لتعزيز حماية عضلة القلب إلى إطالة وقت نقص التروية مع الحفاظ على وظيفة القلب للمتبرع. النقاط الرئيسية لهذه التقنية هي كما يلي: عبور الشريان الأورطي البطني للمتبرع قبل الحصاد لتفريغ قلب المتبرع. تعطير الشرايين التاجية للمتبرع بمحلول شلل القلب البارد ؛ والتبريد الموضعي لقلب المتبرع أثناء إجراء المفاغرة. وبالتالي ، نظرا لأن هذا الإجراء يطيل وقت نقص التروية المقبول ، يمكن للمبتدئين القيام به بسهولة وتحقيق معدل نجاح مرتفع.

علاوة على ذلك ، تم إنشاء نموذج جديد لقلس الأبهر (AR) في هذا العمل باستخدام تقنية مختلفة عن التقنية الحالية ، والتي يتم إنشاؤها عن طريق إدخال قسطرة من الشريان السباتي الأيمن وثقب الصمام الأبهري الأصلي تحت توجيه تخطيط صدى القلب المستمر. تم إجراء عملية زرع قلب بطني غير متجانسة باستخدام نموذج AR الجديد. في البروتوكول ، بعد حصاد قلب المتبرع ، يتم إدخال سلك توجيه صلب في الشريان العضدي الرأسي للمتبرع ويتقدم نحو جذر الأبهر. يتم ثقب الصمام الأبهري عن طريق دفع سلك التوجيه أكثر حتى بعد الشعور بالمقاومة ، وبالتالي تحفيز AR. من الأسهل إتلاف الصمام الأبهري باستخدام هذه الطريقة مقارنة بالإجراء الموضح في نموذج AR التقليدي. بالإضافة إلى ذلك ، لا يساهم نموذج AR الجديد هذا في تداول المتلقي. لذلك ، من المتوقع أن تنتج هذه الطريقة نموذج AR أكثر شدة من الإجراء التقليدي.

Introduction

تم الإبلاغ عن زرع القلب البطني غير المتجانس في الفئران لأول مرة في عام 1964 من قبل Abbott et al.1 وتم استخدامه لدراسة رفض الطعم الخيفي الحاد والمزمن ، واعتلال الأوعية الدموية في الطعم الخيفي القلبي ، وإصابة نقص التروية ، وإعادة تشكيل القلب2،3،4،5،6،7،8،9،10،11 . تمت إضافة بعض التعديلات على الإجراء على مدى السنوات ال 50 الماضية. أساسيات الإجراء الحالي هي كما يلي. يتم مفاغرة الشريان الأورطي الصاعد والشريان الرئوي (PA) للمتبرع من طرف إلى جانب إلى الشريان الأورطي البطني للمتلقي والوريد الأجوف السفلي ، على التوالي. على الرغم من أن الأذين الأيسر للمتبرع والبطين لا يتلقيان أي تدفق داخل الأجواف ، يتدفق الدم إلى الجهاز التاجي للمتبرع. لذلك ، يبدأ قلب المتبرع في النبض مرة أخرى بعد إزالة التثبيت.

أبلغ بعض الخبراء ذوي الخبرة في مئات أو آلاف العمليات عن معدل نجاح مرتفع مع وقت نقص التروية القصير لزراعة القلب البطنيغير المتجانس 2،3،4،5 ؛ ومع ذلك ، يصعب على المبتدئين تحقيق وقت نقص التروية القصير منذ البداية. تعد حماية القلب الكافية عاملا مهما للحصول على انقباض قلبي جيد لقلب المتبرع. يمكن أن تؤدي الحماية غير الكافية لعضلة القلب إلى تصلب قلب المتبرع. لذلك ، قمنا بتعديل إجراء الزرع لتعزيز حماية قلب المتبرع. أحد أهداف هذه الدراسة هو إظهار إجراء زرع قلب بطني غير متجانس قابل للتكرار يمكن للمبتدئين القيام به بسهولة لأنه يطيل وقت نقص التروية المقبول.

بالإضافة إلى ذلك ، أبلغ بعض الباحثين عن نموذج قلس الأبهر (AR) في الفئران ، والذي تم استخدامه لفحص آثار العوامل على إعادة تشكيل البطين الأيسر (LV)12،13،14،15. يشمل الإجراء التقليدي ما يلي: (1) يتم إجراء شق جانبي في الرقبة اليمنى لفضح الشريان السباتي الأيمن بعد التخدير. (2) يتم تقنية القسطرة من هذا الوعاء وتتقدم نحو جذر الأبهر ؛ و (3) يحدث AR عن طريق ثقب الصمام الأبهري الأصلي تحت توجيه تخطيط صدى القلب المستمر.

ومع ذلك ، فإن ثقب الصمام الأبهري أثناء حمل مسبار تخطيط صدى القلب والحصول على رؤية جيدة للشريان الأورطي الصاعد والصمام الأبهري والقسطرة باستخدام مخطط صدى القلب يمثل تحديا. علاوة على ذلك ، فإن فشل القلب بعد AR الحاد هو اختلاط آخر. لذلك ، تم إنشاء نموذج AR جديد ، يمكن إنشاؤه بسهولة ولا يساهم في تداول المتلقي ، في هذا العمل لحل هذه التحديات. الهدف الآخر من هذه الدراسة هو إنشاء نموذج AR باستخدام زرع قلب البطن غير المتجانس وإتلاف الصمام الأبهري للمتبرع باستخدام سلك توجيه بعد الحصاد.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تم إجراء جميع الإجراءات الحيوانية وفقا ل "مخطط قانون رعاية الحيوانات وإدارتها" و "المعايير المتعلقة برعاية المختبر وحفظها والحد من آلامها" من قبل وزارة البيئة ، حكومة اليابان و "المبادئ التوجيهية للإجراء السليم للتجارب على الحيوانات" من قبل مجلس العلوم الياباني16 ، 17,18. تمت مراجعة بروتوكولات الحيوانات والموافقة عليها من قبل اللجنة المؤسسية لرعاية واستخدام الحيوان بجامعة طوكيو (M-P19-065).

1. زرع قلب البطن غير المتجانس في الفئران

ملاحظة: أجريت عمليات زرع قلب البطن غير المتجانسة في ذكور الفئران Jcl: Wistar الذين تتراوح أعمارهم بين 7-9 أسابيع. تم استخدام مجهر بتكبير 6.7x إلى 45x لتنفيذ الإجراء. تم تعقيم الأدوات الجراحية للتعقيم.

  1. حصاد قلب المتبرع
    1. تخدير الجرذ المتبرع عن طريق الحقن داخل الصفاق من ميديتوميدين (0.15 ملغم / كغم) ، ميدازولام (2.0 ملغم / كغم) ، وبوتورفانول (2.5 ملغم / كغم).
    2. ضع الجرذ في وضع ضعيف على وسادة تدفئة فوق لوحة العمليات ، وقم بإصلاح الأطراف باستخدام أشرطة مرنة. قم بإزالة أكبر قدر ممكن من الفراء باستخدام ماكينة حلاقة كهربائية وكريم مزيل الشعر. بعد ذلك ، قم بتنظيف منطقة التشغيل باليود وفرك الكحول بنسبة 70٪ ثلاث مرات للتطهير.
    3. قم بعمل شق صغير يبلغ طوله حوالي 1 سم بالمقص ، متبوعا بإعطاء الهيبارين للبطن (100 وحدة دولية).
    4. تمديد شق البطن طوليا من فوق الصماخ الإحليل الخارجي إلى عملية subxiphoid مع مقص.
    5. كشف الشريان الأورطي البطني بمسحات قطنية معقمة ، وعرضه بمقص لتفريغ قلب المتبرع.
    6. شق الحجاب الحاجز على طول جدار الصدر الأمامي ، وافتح جدار الصدر بشق على شكل حرف V باستخدام المقص. ارفع جدار الصدر الأمامي بجانب الرأس ، وقم بتثبيته بدبابيس.
    7. بدء التبريد الموضعي للقلب باستخدام الثلج البطيء.
    8. شريط الوريد الأجوف السفلي مع خياطة الحرير 5-0.
    9. إزالة الغدة الصعترية بالمقص ، وبعد ذلك تحديد الشريان الأورطي الصاعد والسلطة الفلسطينية الناشئة من القلب. الشريان الأورطي الصاعد والسلطة الفلسطينية على اليمين واليسار ، على التوالي.
    10. قم بنقل الشريان العضدي الرأسي الناشئ من قوس الأبهر باستخدام مقص بوتس لمزيد من الاستنزاف.
    11. أدخل إبرة 23 غ في الوريد الأجوف السفلي، وتطبيق 2-3 مل من محلول كريبس-هنسليت النسائي المعدل على البارد. بعد الإدارة ، يتوقف القلب تدريجيا عن النبض. في الوقت نفسه ، تأكد من تصريف الدم داخل القلب قدر الإمكان.
    12. اربط الوريد الأجوف السفلي بالحرير 5-0 ، وقسمه بعيدا إلى الرباط باستخدام مقص بوتس.
    13. بعد تشريح النسيج الضام بين الرئة اليمنى والمريء بالمقص ، اربط هيلوم الرئة اليمنى بالحرير 5-0 ، وقسمه بعيدا إلى الرباط بالمقص.
    14. اربط الوريد الأجوف العلوي الأيمن بالحرير 5-0 ، وقسمه بعيدا إلى الرباط بمقص بوتس.
    15. أدخل شفرة واحدة من مقص بوتس في الجيب المستعرض وقسم الشريان الأورطي الصاعد وكتلة PA en إلى أبعد مسافة ممكنة.
    16. اربط الوريد الأجوف العلوي الأيسر بخياطة حريرية 5-0 ، وقسمها بعيدا إلى الرباط وقرب الوريد الأزيجوس بمقص بوتس.
    17. بعد تشريح النسيج الضام بين الرئة اليسرى والمريء بالمقص ، اربط هيلوم الرئة اليسرى بخياطة حريرية 5-0 ، وقسمها بعيدا إلى الرباط بالمقص.
    18. اربط قاعدة القلب بخياطة حريرية 5-0 ، وقسمها بعيدا إلى الرباط بالمقص. يستخدم هذا الحرير لسحب قلب المتبرع أثناء مفاغرة قلب المتبرع. في هذا الوقت ، قم بإزالة قلب المتبرع من تجويف التامور.
    19. بعد وضع قلب المتبرع على الطبق المملوء بالثلج البطيء والمحلول الملحي العادي البارد ، قم بتشريح النسيج الضام بين الشريان الأورطي الصاعد والسلطة الفلسطينية باستخدام ملاقط دقيقة.
    20. Perfuse 2-3 مل من محلول Krebs-Henseleit المصاب بالشلل القلبي المعدل على البارد من الشريان الأورطي الصاعد إلى الشرايين التاجية عن طريق تثبيت عظم الشريان الأورطي الصاعد بملاقط حتى يتضاءل اللون الأحمر للشرايين التاجية.
    21. قم بتخزين قلب المتبرع في محلول Krebs-Henseleit للشلل القلبي المعدل على البارد.
  2. إعداد المتلقي
    ملاحظة: قبل حصاد قلب المتبرع ، أكمل إعداد المستلم.
    1. تخدير الجرذ المتلقي عن طريق الحقن داخل الصفاق من ميديتوميدين (0.15 ملغم / كغم) ، ميدازولام (2.0 ملغم / كغم) ، وبوتورفانول (2.5 ملغم / كغم). بعد التنبيب الرغامي باستخدام قسطرة وريدية 16 G ، الحفاظ على التخدير عن طريق استنشاق سيفوفلوران (الحث بنسبة 5.0٪ والصيانة عند 2.5٪ مع معدل تدفق O2 يبلغ 0.3 لتر / دقيقة).
    2. ضع الجرذ في وضع ضعيف على وسادة تدفئة موضوعة فوق لوحة العمليات ، وقم بإصلاح الأطراف باستخدام أشرطة مرنة. قم بإزالة أكبر قدر ممكن من الفراء باستخدام ماكينة حلاقة كهربائية وكريم مزيل الشعر. بالإضافة إلى ذلك ، قم بتنظيف موقع الجراحة باليود وفرك الكحول بنسبة 70٪ ثلاث مرات للتطهير.
    3. باستخدام المقص ، قم بعمل شق في منتصف البطن يبلغ حوالي 6-7 سم فوق صماخ مجرى البول الخارجي لعملية subxiphoid .
    4. اسحب الأمعاء الدقيقة نحو الجانب العلوي الأيمن من المتلقي بمسحات قطنية معقمة ، ولفها بشاش منقوع بمحلول ملحي طبيعي دافئ.
    5. تشريح النسيج الضام بين الأمعاء الدقيقة والقولون بالمقص.
    6. تشريح المنطقة اللاوعائية من القولون بالمقص ، والشريط مع قطعتين من الشاش تشبه الشريط لسحب القولون إلى اليسار.
    7. فضح الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي مع مسحات القطن المعقمة. اربط الفروع الكبيرة نسبيا لكلا السفينتين ب 9-0 نايلون ، وقسمها.
  3. زراعة القلب غير المتجانسة
    1. تطبيق الهيبارين على بطن المتلقي (100 يو) قبل الشروع في عملية زرع قلب المتبرع.
    2. المشبك الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي en كتلة مع ملقط المشبك العض الجانبي.
    3. ثقب الشريان الأورطي البطني بإبرة منحنية 90 درجة 23 جم ، وقم بتمديد الثقب طوليا بمقص بوتس إلى قطر الشريان الأورطي الصاعد للمتبرع على الأقل. بعد ذلك ، اغسل التجويف بمحلول ملحي طبيعي هيبارين (10 وحدة / مل) لإزالة الجلطات.
    4. ضع الصفيحة الصغيرة المعقمة على الجانب الأيمن من الشريان الأورطي البطني للمتلقي والوريد الأجوف السفلي. ضع قلب المتبرع على الطبق المملوء بالثلج البطيء والمحلول الملحي العادي البارد ، والذي يجب تجديده كل 5 دقائق.
    5. اربط الشريان الأورطي الصاعد للمتبرع بالشريان الأورطي البطني للمتلقي بخيطين من النايلون 9-0 في موضع الساعة 12 والساعة 6.
    6. قم بتدوير لوحة المنطوق في اتجاه عقارب الساعة بمقدار 90 درجة.
    7. مفاغرة الجانب الأيسر من الشريان الأورطي البطني للمتلقي والشريان الأورطي الصاعد للمتبرع باستخدام خياطة نايلون 9-0 من الذيلية إلى اتجاه الجمجمة ، وربطها بخياطة 9-0 من النايلون في موضع الساعة 12 (إجمالي سبعة إلى ثمانية غرز).
    8. قم بتدوير لوحة المنطوق عكس اتجاه عقارب الساعة بمقدار 180 درجة. نقل قلب المتبرع إلى يسار الشريان الأورطي البطني للمتلقي والوريد الأجوف السفلي. من السهل سحب قلب المتبرع نحو الجانب الأيسر باستخدام خياطة الحرير 5-0 التي تم استخدامها عند ربط قاعدة قلب المتبرع (الخطوة 1.1.18).
    9. مفاغرة الجانب الأيمن من الشريان الأورطي البطني للمتلقي والشريان الأورطي الصاعد للمتبرع باستخدام خياطة نايلون 9-0 من الجمجمة إلى الاتجاه الذيلي ، وربطة عنق مع خياطة 9-0 من النايلون في موضع الساعة 6 (إجمالي سبعة إلى ثمانية غرز).
    10. ثقب الوريد الأجوف السفلي باستخدام إبرة منحنية 90 درجة 23 جم بعيدا إلى مفاغرة بين الشريان الأورطي الصاعد للمتبرع والشريان الأورطي البطني للمتلقي ، وقم بتمديد الثقب طوليا بمقص بوتس إلى أكبر من قطر السلطة الفلسطينية للمتبرع. بعد ذلك ، اغسل التجويف بمحلول ملحي طبيعي هيبارين للقضاء على الجلطات.
    11. اربط PA للمتبرع بالوريد الأجوف السفلي للمتلقي باستخدام خياطة 9-0 من النايلون في موضع الساعة 6.
    12. مفاغرة الجانب الأيسر من الوريد الأجوف السفلي للمتلقي والسلطة الفلسطينية للمتبرع مع خياطة نايلون 9-0 من الذيلية إلى اتجاه الجمجمة (ما مجموعه سبعة إلى ثمانية غرز).
    13. اربط PA للمتبرع بالوريد الأجوف السفلي للمتلقي بخياطة 9-0 من النايلون في موضع الساعة 12. بالإضافة إلى ذلك ، اربط خياطة البقاء هذه بالنايلون 9-0 على الجانب الأيسر من المفاغرة بين PA للمتبرع والوريد الأجوف السفلي للمتلقي.
    14. مفاغرة الجانب الأيمن من الوريد الأجوف السفلي للمتلقي والسلطة الفلسطينية للمتبرع باستخدام خياطة نايلون 9-0 من الجمجمة إلى الاتجاه الذيلي ، وربطها مع خياطة البقاء في الساعة 6 (إجمالي 10-12 غرزة).
    15. تطبيق عوامل مرقئ على كل من مفاغرة ، ووضع الشاش حولها.
    16. بعد تحرير ملقط المشبك الجانبي ، قم بضغط المفاغرة برفق باستخدام مسحات قطنية معقمة لتسهيل الإرقاء. بعد ذلك ، ضع محلول ملحي طبيعي دافئ على قلب المتبرع لتوفير الدفء. يبدأ قلب المتبرع في الرجفان في غضون بضع عشرات من الثواني ويتعافى إلى إيقاع الجيوب الأنفية بعد بضع دقائق.
    17. أعد الأمعاء الدقيقة إلى بطن المتلقي باستخدام مسحات قطنية معقمة. يجب توخي الحذر لمنع ضغط قلب المتبرع أو التواء الأمعاء الدقيقة.
    18. أغلق جدار البطن باستخدام خياطة حرير 4-0. بعد إعطاء أتيباميزول (0.75 مجم / كجم) في البطن ، أغلق الجلد بخيط حرير 4-0.
    19. توقف عن التخدير بالاستنشاق ، وحقن 1 مل من 1٪ يدوكائين تحت الشق. بالإضافة إلى ذلك ، حقن 2 مل من المحلول الملحي الطبيعي الدافئ تحت الجلد للتعويض عن فقدان الدم.
    20. قم بتسخين الفئران المتلقية باستخدام مصباح الصمام الثنائي الباعث للضوء. يستعيد الجرذ المتلقي وعيه ويمكن نزع الأنبوب في حوالي 30-40 دقيقة بعد توقف التخدير عن طريق الاستنشاق.

2. نموذج AR جديد باستخدام زراعة قلب البطن غير المتجانسة في الفئران

ملاحظة: تم إنشاء نموذج AR جديد باستخدام زرع قلب البطن غير المتجانس باستخدام ذكور الفئران Jcl: Wistar الذين تتراوح أعمارهم بين 7-9 أسابيع. تم استخدام مجهر بتكبير 6.7x إلى 45x لتنفيذ الإجراء. تم تعقيم الأدوات الجراحية للتعقيم.

  1. حصاد قلب المتبرع
    ملاحظة: مطلوب طبق بتري معدل مع وجود ثقب في المنتصف ، كماشة ، وسلك توجيه صلب لإنشاء نموذج AR الجديد (الشكل 1).
    1. كما هو موضح أعلاه ، احصد قلب المتبرع باستخدام إجراء مشابه لعملية الزرع الطبيعية في الفئران ، باستثناء الخطوات المتعلقة بالشريان الأورطي الصاعد وقطع PA (1.1.1-1.1.14 ، 1.1.16-1.1.17)
    2. قبل عبور الشريان الأورطي الصاعد والسلطة الفلسطينية ، قم بإزالة الأنسجة الدهنية الموجودة في مقدمة كلتا السفينتين باستخدام مقص بوتس. بعد ذلك ، تشريح النسيج الضام بين كلتا السفينتين باستخدام الملقط.
    3. أدخل شفرة واحدة من مقص بوتس في الجيب المستعرض. اسحب مقص بوتس نحو المشغل ، وأدخل الشفرة بين الشريان الأورطي الصاعد والسلطة الفلسطينية. بعد ذلك ، قم بنقل PA فقط (الشكل 2 أ) ، متبوعا بعبور الشريان الأورطي بعيدا إلى الشريان العضدي الرأسي باستخدام مقص بوتس (الشكل 2 ب).
    4. بعد ربط قاعدة القلب باستخدام خياطة حريرية 5-0 وتقسيمها بعيدا إلى الرباط بالمقص ، قم بتشريح النسيج الضام بين الشريان الأورطي الصاعد والسلطة الفلسطينية ، وقم برش محلول Krebs-Henseleit الشلل القلبي المعدل على البارد في الشرايين التاجية باستخدام إجراء مشابه لعملية الزرع العادية (الخطوات 1.1.18-1.1.20).
    5. إصلاح قلب المتبرع كماشة (الشكل 2C). بعد ذلك ، قم بتغطية قلب المتبرع بطبق بتري معدل مع وجود ثقب في الوسط ، وشل حركة الشريان الأورطي الصاعد بمشبك وعائي.
    6. أدخل سلك توجيه صلب في الشريان العضدي الرأسي (الشكل 2 د). ادفع سلك التوجيه أكثر حتى بعد استيفاء المقاومة ، واخترق الصمام الأبهري إذا تم تأكيد فقدان المقاومة. قم بإجراء ثقوب متعددة إذا كان سيتم إنشاء نموذج AR شديد.
    7. انقل الشريان الأورطي بالقرب من الشريان العضدي الرأسي لإزالة الجزء المثبت بمشبك الأوعية الدموية (الشكل 2E). بعد ذلك ، قم بتخزين قلب المتبرع في محلول Krebs-Henseleit للشلل القلبي المعدل على البارد باستخدام إجراء مشابه لعملية الزرع العادية (الخطوة 1.1.21).
  2. إعداد المتلقي
    ملاحظة: قبل حصاد قلب المتبرع ، أكمل إعداد المستلم.
    1. كما هو موضح أعلاه ، فإن إجراء تحضير المتلقي مشابه لإجراء عملية الزرع العادية (الخطوات 1.2.1-1.2.7).
  3. زراعة القلب غير المتجانسة
    1. كما هو موضح أعلاه ، فإن إجراء زراعة قلب المتبرع مشابه لعملية الزرع العادية (الخطوات 1.3.1-1.3.20).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

فيما يتعلق بالنموذج العادي ، تم إنشاء انكماش LV جيد بنجاح بعد إزالة التثبيت. كان وقت نقص تروية القلب المزروع ووقت تخدير المتلقي حوالي 60 دقيقة و 130 دقيقة على التوالي (الجدول 1).

كما تم الحصول على انكماش منخفض الجهد جيد بعد إزالة التثبيت في نموذج AR الجديد. كان الوقت الإقفاري للقلب المزروع ووقت تخدير المتلقي في نموذج AR أطول بحوالي 5 دقائق و 10 دقائق من أوقات النموذج الطبيعي (الجدول 2). أظهر نموذج AR أبعاد LV أكبر بكثير وجدار LV أرق من النموذج العادي (الجدول 3) ، واكتشف تخطيط صدى القلب بعد الجراحة تدفقا نفاثا AR في نموذج AR (الشكل 3). أظهر الفحص العياني تمدد الجهد المنخفض وسماكة الشغاف (الشكل 4) ، وأظهرت عينات ماسون الملطخة بثلاثية الألوان تغيرات ليفية في عضلة القلب والشغاف (الشكل 5). في المقابل ، لم يتم العثور على هذه التغييرات الليفية في النموذج الطبيعي.

Figure 1
الشكل 1: الأدوات والمواد الجراحية لإنشاء نموذج قلس الأبهر باستخدام زراعة قلب البطن غير المتجانسة. 1 ، طبق بتري معدل مع وجود ثقب في الوسط ؛ 2 ، كماشة. و 3 ، سلك إرشادي صلب الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: الإجراء الجراحي لإنشاء نموذج قلس الأبهر . (أ) ينقل الشريان الرئوي للمتبرع باستخدام مقص بوتس. (ب) ينتقل الشريان الأورطي الصاعد للمتبرع بعيدا إلى الشريان العضدي الرأسي بمقص بوتس. (ج) قلب المتبرع مثبت بالكماشة. (د) بعد تثبيت الشريان الأبهري الصاعد للمتبرع بمشبك وعائي، يثقب الصمام الأبهري بسلك توجيه صلب. ه: ينتقل الشريان الأورطي بالقرب من الشريان العضدي الرأسي باستخدام مقص بوتس. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 3
الشكل 3: تخطيط صدى القلب بعد العملية الجراحية لنموذج قلس الأبهر. تم الكشف عن توسع البطين الأيسر وتدفق نفاث شديد لقلس الأبهر. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 4
الشكل 4: النتائج العيانية لنموذج قلس الأبهر. تم تأكيد توسع البطين الأيسر وسماكة الشغاف. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 5
الشكل 5: صور ماسون المجهرية الصبغية بثلاثية الألوان لنموذج قلس الأبهر. تم تأكيد التغيرات الليفية في عضلة القلب والشغاف. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

المتغيرات رقم المتغيرات رقم
وزن المتبرع (جم) 236.0±40.6 وقت مفاغرة PA (دقيقة) 18.8±2.7
وزن المستلم (جم) 294.6±43.6 وقت نقص التروية (دقيقة) 59.7±4.8
وقت المشبك (دقيقة) 48.5±3.0
وقت الحصاد (دقيقة) 16.5±2.0 وقت التخدير (دقيقة) 132.7±8.6
وقت مفاغرة Ao (دقيقة) 26.9±2.7 وقت نزع الأنبوب (دقيقة) 39.0±19.2

الجدول 1: السجلات الجراحية للنموذج الطبيعي الذي تم إنشاؤه باستخدام زرع قلب البطن غير المتجانس في الفئران (ن = 19). يتم التعبير عن المتغيرات المستمرة كمتوسط ± الانحراف المعياري. الاختصارات: Ao = الشريان الأورطي. PA = الشريان الرئوي

المتغيرات رقم المتغيرات رقم
وزن المتبرع (جم) 211.5±46.9 وقت مفاغرة PA (دقيقة) 18.8±2.1
وزن المستلم (جم) 261.2±42.0 وقت نقص التروية (دقيقة) 65.7±7.2
وقت المشبك (دقيقة) 49.3±4.9
وقت الحصاد (دقيقة) 17.3±2.2 وقت التخدير (دقيقة) 143.7±14.6
وقت مفاغرة Ao (دقيقة) 28.2±3.6 وقت نزع الأنبوب (دقيقة) 28.0±14.5

الجدول 2: السجلات الجراحية لنموذج قلس الأبهر الناتج باستخدام زرع قلب البطن غير المتجانس في الفئران (ن = 40). يتم التعبير عن المتغيرات المستمرة كمتوسط ± الانحراف المعياري. الاختصارات: Ao = الشريان الأورطي. PA = الشريان الرئوي

المتغيرات النموذج العادي نموذج AR قيمة P
جدار الجهد المنخفض (مم) 3.05±0.50 2.19±0.57 0.002
LVDd (مم) 2.23±0.55 4.56±2.13 0.003
LVDs (مم) 1.32±0.34 3.30±1.79 0.003
LV-FS (٪) 40.49±9.41 29.06±8.24 0.008

الجدول 3: بيانات تخطيط صدى القلب بعد العملية الجراحية للنماذج العادية ونماذج AR التي تم إنشاؤها باستخدام زرع قلب البطن غير المتجانس في الفئران. يتم التعبير عن المتغيرات المستمرة كمتوسط ± الانحراف المعياري. تم استخدام اختبار t للطالب لمقارنة الفروق بين المجموعتين (P < 0.05). الاختصارات: AR = قلس الأبهر. FS = تقصير كسري ؛ LV = البطين الأيسر. LVDd = قطر نهاية البطين الأيسر الانبساطي ؛ LVDs = القطر الانقباضي لنهاية البطين الأيسر.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

تم اكتشاف خطوات رئيسية لمنع قلب المتبرع من التصلب أثناء الزرع. أولا ، من الضروري عبور الشريان الأورطي البطني للمتبرع قبل الحصاد لتفريغ قلب المتبرع 4,7. إذا تم إجراء العملية الجراحية للمتبرع دون التنبيب الرغامي ، يتوقف التنفس بعد بضع الصدر ، مما يعيق الدورة الدموية الرئوية للمتبرع. وبالتالي ، يصبح قلب المتبرع مثقلا ، مما يمنع الانقباض الجيد لقلب المتبرع بعد إزالة التثبيت. ثانيا ، يعد تعطير الشرايين التاجية للمتبرع بمحلول شلل القلب أمرا بالغ الأهمية8. لذلك ، يجب أن يتغلغل محلول شلل القلب في الشرايين التاجية عن طريق تثبيت عظم الشريان الأورطي الصاعد باستخدام ملاقط بعد حصاد قلب المتبرع حتى يتضاءل اللون الأحمر للشرايين التاجية. ثالثا ، من الضروري التبريد الموضعي لقلب المتبرع بالثلج البطيء والمحلول الملحي العادي البارد. يصبح قلب المتبرع دافئا ومتصلبا بسهولة عند لمس الأمعاء. عن طريق وضع قلب المتبرع على طبق صغير ، يمكن وضع الثلج البطيء حوله. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن غمر قلب المتبرع في محلول ملحي طبيعي بارد أثناء مفاغرة. علاوة على ذلك ، يمكن تقليل كمية الثلج البطيء والمحلول الملحي العادي البارد المطلوب ، وبالتالي منع التبريد المفرط للمتلقي. علاوة على ذلك ، فإن استخدام ملقط العض الجانبي لتثبيت الشريان الأورطي البطني والوريد الأجوف السفلي مناسب7. تتيح ملقط المشبك الجانبي هذا التثبيت المتزامن لفروع كلتا السفينتين وتمنع التدفق العكسي من هذه الفروع ، وبالتالي تبسيط مفاغرة قلب المتبرع.

يمكن للخبراء ذوي الخبرة الوفيرة في إجراء مثل هذه العمليات إجراء عملية زرع قلب البطن غير المتجانسة مع وقت نقص التروية القصير. أبلغ Plenter et al. عن وقت نقص التروية الأدنى من حوالي 35-45 دقيقة2. في يد نيمي ، كان وقت نقص التروية باستمرار أقل من 35 دقيقة3. بالإضافة إلى ذلك ، أظهر Westhofen et al. أن وقت نقص التروية البارد / الدافئ تحسن من 45 دقيقة / 100 دقيقة إلى 10 دقائق / 20 دقيقة4. أجروا عملية زرع قلب البطن غير المتجانسة باستخدام الفئران بدلا من الجرذان. ومع ذلك ، كانت أوقات نقص التروية قصيرة. لذلك ، يبدو إكمال إجراء الزرع خلال هذا الوقت القصير لنقص التروية أمرا صعبا بالنسبة للمبتدئين. أظهر إجراء الزرع في هذه الدراسة حوالي 60 دقيقة من وقت نقص التروية (الجدول 1) ، وكان لدى جميع الحالات تقلص جيد للجهد المنخفض بعد إزالة اللقط بسبب حماية عضلة القلب المعززة. لذلك ، يمكن للمبتدئين إجراء هذه الدراسة وتحقيق معدل نجاح مرتفع.

ومع ذلك ، هناك حاجة إلى عشرات العمليات لنجاح زراعة القلب البطني غير المتجانس. في هذه الدراسة ، كانت هناك حاجة إلى 62 عملية لإنشاء عملية الزرع وتحقيق نسبة نجاح عالية. بالإضافة إلى ذلك ، ما إذا كان يمكن للمبتدئين إجراء عملية الزرع بسهولة من خلال مشاهدة فيديو هذه الدراسة لم يثبت بعد. سيكون من المفيد والإيجابي إذا كانت العملية يمكن أن تساعد المبتدئين.

بالإضافة إلى ذلك ، في هذا العمل ، تم إنشاء نموذج AR جديد في الفئران باستخدام زرع قلب البطن غير المتجانس وعن طريق إتلاف الصمام الأبهري للمتبرع باستخدام سلك توجيه بعد حصاد قلب المتبرع. ذكرت دراستان فقط أجراهما شيمادا وآخرون (المؤلف الأول لكلتا الدراستين هو مؤلف مشارك في الدراسة الحالية) نماذج AR باستخدام زرع القلب غير المتجانس في الفئران19,20. يجب مراعاة بعض الجوانب المهمة عند إنشاء نموذج AR. أولا ، أداة ثقب الصمام الأبهري مهمة. الصمام الأبهري للفئران البالغة (حوالي 200 غرام) قوي نسبيا. لذلك ، في عملنا ، كان من الصعب إتلاف الصمام الأبهري باستخدام سلك توجيه ناعم. في المقابل ، تم ثقب الصمام الأبهري بسهولة باستخدام إبرة 23 G ، على الرغم من أن خطر إصابة الأنسجة الأخرى كان مرتفعا ، ولم يتمكن سوى عدد قليل من المتلقين من البقاء على قيد الحياة بعد إجراء الزرع بسبب النزيف. لذلك ، تم اختيار سلك توجيه صلب (الشكل 1 والشكل 2). ثانيا ، من المهم شل حركة قلب المتبرع والشريان الأورطي الصاعد. في البداية ، تم ثقب الصمام الأبهري بينما تم الإمساك بجدار الأبهر الصاعد باستخدام ملاقط دقيقة. ومع ذلك ، لوحظ في كثير من الأحيان تلف جدار الشريان الأورطي الصاعد بسبب الجر المفرط. لذلك ، تم تجميد قلب المتبرع والشريان الأورطي الصاعد باستخدام طبق بتري معدل مع وجود ثقب في الوسط ، كماشة ، ومشبك الأوعية الدموية. (الشكل 1 والشكل 2). والجدير بالذكر أنه تم تقليل خطر إصابة جدار الأبهر الصاعد بعد إدخال هذه الطريقة.

نموذج AR الجديد لهذه الدراسة له بعض الفوائد. أولا ، مع هذا النموذج ، كان من الممكن ثقب الصمام الأبهري بسهولة أكبر وفي وقت أقصر مقارنة باستخدام نموذج AR التقليدي. كان وقت نقص التروية في نموذج AR أطول بحوالي 5 دقائق فقط من النموذج العادي (الجدول 1 والجدول 2). علاوة على ذلك ، يمكن لهذه الطريقة إنتاج نماذج مختلفة بدرجات مختلفة من AR عن طريق تغيير عدد الثقوب. نظرا لأن هذا النموذج لا يساهم في الدورة الدموية للمتلقي ، يمكن للمتلقي البقاء على قيد الحياة حتى عندما يظهر قلب المتبرع AR شديد (الشكل 3).

والجدير بالذكر أن نموذج AR الشديد أظهر تغيرات ليفية في عضلة القلب والشغاف بسبب التدفق النفاث الشديد للواقع المعزز (الشكل 4 والشكل 5). لذلك ، قد يساهم هذا النموذج في الدراسات حول الآليات المرضية لتليف عضلة القلب والشغاف وتقييم العوامل المضادة للتليف.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.

Acknowledgments

نود أن نشكر Editage (www.editage.com) على تحرير اللغة الإنجليزية.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Antisedan (atipamezole) Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd.
Domitor (medetomidine) Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd.
Dormicum (midazolam) Maruishi Pharmaceutical Co., Ltd.
heparin AY Pharmaceuticals Co.,Ltd.
Jcl:Wistar rats CLEA Japan, Inc.
microscope Orinpas Co., Ltd. SZ61
modified Krebs-Henseleit cardioplegic solution Merck KGaA
sevoflurane FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation
SURGICEL FIBRILLAR Johnson & Johnson K.K.
Vetorphale (butorphanol) Meiji Animal Health Co., Ltd.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Abbott, C. P., Lindsey, E. S., Creech, O. Jr, Dewitt, C. W. A technique for heart transplantation in the rat. Archives of Surgery. 89, 645-652 (1964).
  2. Plenter, R. J., Zamora, M. R., Grazia, T. J. Four decades of vascularized heterotopic cardiac transplantation in the mouse. Journal of Investigative Surgery. 26 (4), 223-228 (2013).
  3. Niimi, M. The technique for heterotopic cardiac transplantation in mice: experience of 3000 operations by one surgeon. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 20 (10), 1123-1128 (2001).
  4. Westhofen, S., et al. The heterotopic heart transplantation in mice as a small animal model to study mechanical unloading - Establishment of the procedure, perioperative management and postoperative scoring. PLoS One. 14 (4), 0214513 (2019).
  5. Hasegawa, T., et al. Heterotopic vascularized murine cardiac transplantation to study graft arteriopathy. Nature Protocols. 2 (3), 471-480 (2007).
  6. Wang, C., Wang, Z., Allen, R., Bishop, G. A., Sharland, A. F. A modified method for heterotopic mouse heart transplantation. Journal of Visualized Experiments. (88), e51423 (2014).
  7. Weigle, C. A., et al. An immunological model for heterotopic heart and cardiac muscle cell transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (159), e60956 (2020).
  8. Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. (6), e238 (2007).
  9. Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Primarily vascularized allografts of hearts in mice. The role of H-2D, H-2K, and non-H-2 antigens in rejection. Transplantation. 16 (4), 343-350 (1973).
  10. Ono, K., Lindsey, E. S. Improved technique of heart transplantation in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 57 (2), 225-229 (1969).
  11. Plenter, R. J., Grazia, T. J. Murine heterotopic heart transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (89), e51511 (2014).
  12. Munakata, H., et al. Aortic conduit valve model with controlled moderate aortic regurgitation in rats: A technical modification to improve short- and long-term outcome and to increase the functional results. Circulation Journal. 77 (9), 2295-2302 (2013).
  13. Eskesen, K., et al. Sildenafil treatment attenuates ventricular remodeling in an experimental model of aortic regurgitation. Springerplus. 4, 592 (2015).
  14. Plante, E., et al. Effectiveness of beta-blockade in experimental chronic aortic regurgitation. Circulation. 110 (11), 1477-1483 (2004).
  15. Plante, E., et al. Left ventricular response to sustained volume overload from chronic aortic valve regurgitation in rats. Journal of Cardiac Failure. 9 (2), 128-140 (2003).
  16. An Outline of the Act on Welfare and Management of Animals. Ministry of the Environment, Government of Japan. , Available from: https://www.care.nagoya-u.ac.jp/statute/public/02OutlineAct.pdf (2007).
  17. Standards Relating to the Care and Keeping and Reducing Pain of Laboratory Animals. Ministry of the Environment, Government of Japan. , Available from: https://www.env.go.jp/nature/dobutsu/aigo/2_data/laws/nt_h25_84_en.pdf (2013).
  18. Guidelines for Proper Conduct of Animal Experiment. Science Council of Japan. , Available from: https://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/pdf/kohyo-20-k16-23.pdf (2006).
  19. Shimada, S., et al. Distention of the immature left ventricle triggers development of endocardial fibroelastosis: An animal model of endocardial fibroelastosis introducing morphopathological features of evolving fetal hypoplastic left heart syndrome. Biomed Research International. 2015, 462469 (2015).
  20. Shimada, S., et al. Development of a vascularized heterotopic neonatal rat heart transplantation model. European Surgical Research. 57 (3-4), 240-251 (2016).

Tags

الطب ، العدد 196 ، زرع قلب البطن غير المتجانس ، الفئران ، المبتدئين ، وقت نقص التروية ، حماية عضلة القلب ، نموذج قلس الأبهر ، سلك التوجيه
زراعة قلب البطن غير المتجانسة المعدلة ونموذج قلس الأبهر الجديد في الفئران
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Tsuji, S., Shimada, S., Ono, M.… More

Tsuji, S., Shimada, S., Ono, M. Modified Heterotopic Abdominal Heart Transplantation and a Novel Aortic Regurgitation Model in Rats. J. Vis. Exp. (196), e64813, doi:10.3791/64813 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter