زرع صمام الرئوي عن طريق نموذج الفأر من غيري مكاني القلب زرع

Summary

من أجل فهم الآليات الخلوية والجزيئية الكامنة وراء neotissue تشكيل وتطوير تضيق في الأنسجة المهندسة وصمامات القلب، تم تطوير نموذج الفئران من زرع صمام القلب منتبذ. تم زرع صمام القلب الرئوي إلى المتلقي باستخدام تقنية زرع القلب منتبذ.

Abstract

الأنسجة المهندسة وصمامات القلب والصمامات وخاصة decellularized، بدأت تكتسب زخما في الاستخدام السريري الجراحة الترميمية مع نتائج مختلطة. ومع ذلك، لا يتم بحثها الآليات الخلوية والجزيئية لتطور neotissue، صمام سماكة، والتنمية تضيق نطاق واسع. للإجابة على الأسئلة أعلاه، قمنا بتطوير الفئران منتبذ القلب صمام نموذج الزرع. وكان حصاد صمام القلب من الماوس المانحة صمام وزرعها لماوس المانحة القلب. تم زرع قلب مع صمام جديدة heterotopically إلى ماوس المتلقي. أظهرت القلب المزروع ضربات القلب الخاص به، مستقلة عن نبضات القلب المستلم. وكان كميا تدفق الدم باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية عالية التردد مع موجة دوبلر نابض. أظهرت تدفق عبر الصمام الرئوي إلى الأمام مزروع تدفق مع الحد الأدنى من قلس وكان تدفق الذروة ما يقرب من 100 ملم / ثانية. هذا نموذج الفئران من زرع صمام القلب هو HIGHLذ تنوعا، لذلك يمكن تعديلها وتكييفها لتوفير بيئات مختلفة الدورة الدموية و / أو يمكن استخدامها مع مختلف الفئران المعدلة وراثيا لدراسة تطوير neotissue في الأنسجة المهندسة صمام القلب.

Introduction

العيوب الخلقية القلب والأوعية الدموية هي واحدة من الأسباب الرئيسية لوفيات الرضع في العالم الغربي ^1،2. من بينها، الرئوي تضيق صمام ضاحكة وعيوب الصمام الأبهري هي شكل تحدث في كثير من الأحيان ^3. جراحة استبدال صمام القلب هو خيار روتينية من العمليات الجراحية الترميمية؛ ومع ذلك، بما في ذلك مضاعفات تضيق وتكلس في صمام القلب، والاعتماد على مضادات التخثر مدى الحياة هي مصدر كبير من اعتلال الصحة المزمن والموت ^4-7. وعلاوة على ذلك، فإن الافتقار إلى إمكانات النمو يتطلب مراجعة العمليات الجراحية، والذي يزيد من وفيات هؤلاء المرضى الصغار ^4،8،9.

في محاولة لتطوير صمام قلب بديل وظيفي مع إمكانات النمو، Shinoka وآخرون. خلايا ذاتي المصنف الصعود إلى تحلل صمامات القلب الاصطناعية ^8. صمام الاصطناعية تحول إلى صمام القلب الأصلي مثل هيكل مع potenti النموآل. أظهرت الدراسات على الحيوانات الكبيرة الأولية جدوى استخدام هذه المنهجية لخلق صمام القلب وظيفية ^10. ومع ذلك، أثبتت الدراسات زرع المدى الطويل الفقراء المتانة نظرا لسماكة التدريجي للneotissue صمام مما أدى إلى تضييق صمام القلب. العمل من Sodian يستخدم آخرون منهجية Shinoka، ولكن في نهاية المطاف استبدال PGA مصفوفة مع المطاط الصناعي القابلة للتحلل، والذي أعطى خصائص النشاط الحيوي للصمام هندسة الأنسجة يرسموا صورة أكثر الفسيولوجية ^9،11،12. في الدراسة في الجسم الحي، على الرغم من نجاح الزرع، لم تشكل بطانة الخلايا البطانية متكدسة التي يمكن أن تحد من نجاح على المدى الطويل من هذه السقالة ^12.

من أجل تصميم بعقلانية محسنة من الجيل الثاني صمام قلب اصطناعي، تم إنشاء نموذج الفئران من زرع صمام القلب للتحقيق في الآليات الخلوية والجزيئية underlyinتشكيل ز neotissue، صمام سماكة، والتنمية تضيق. نماذج الفئران تقدم مجموعة واسعة من الكواشف الجزيئية، بما في ذلك البذور المعدلة وراثيا، والتي لا تتوفر بسهولة في الأنواع الأخرى ^7. في هذا القلب نموذج زرع صمام، تم تنفيذ بحكم فيفو مسانج استبدال صمام القلب الرئوي الأولى؛ ثم تم زرع قلب مع صمام القلب مزروع heterotopically في مجموعة مسانج باستخدام تقنية المجهرية. هذا النموذج يمكن استبدال صمام القلب من دون الحاجة لتغيير شرايين القلب.

في هذه الورقة، شرحا مفصلا للحصاد صمام القلب، الاستعدادات القلب المانحة، زرع صمام القلب، وزرع القلب منتبذ يوصف. أظهرت النتائج ضربات القلب المستمر من القلب المانحة، التي كانت مستقلة عن نبضات القلب المتلقي. وقد تم قياس تدفق الدم عبر الصمام الرئوي مزروع باستخدام نظام الموجات فوق الصوتية عالية التردد مع موجة نابض هلppler.

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

Protocol

ملاحظة: تمت الموافقة على جميع الإجراءات الحيوانية من قبل لجنة مستشفى المؤسسي رعاية الحيوان واستخدام البلاد للطفولة.

1. صمام القلب الرئوي الحصاد من صمام القلب المانحة ماوس

1. الأوتوكلاف جميع الأدوات الجراحية قبل الجراحة: 1x أخرى مقص غرامة، وملقط الدقيقة 3X، والمشابك الأوعية الدموية الصغيرة 2X، 1X المشبك ملقط تطبيق، 1x أداة حامل الإبرة الصغيرة، مقص الربيع 1X، 1X ضام.
2. ويستخدم 6-8 الاسبوع القديمة الإناث C57BL / 6 الماوس بوصفه الرئوي المانحة صمام القلب. إزالة الماوس من قفصه وتزن عليه، ثم الموت ببطء مع كوكتيل الكيتامين / زيلازين (الكيتامين، 200 ملغ / كغ وزيلازين، 20 مغ / كغ، IP) جرعة زائدة.
3. مقطع منطقة الصدر ووضع الماوس في وضع رقود ظهري على وسادة. ثم جعل بضع الصدر. فضح القلب، وجعل قطع صغيرة على الأذين الأيمن، ويروي البطين الأيسر مع المياه المالحة الباردة الجليد.
4. بصراحة تشريح الشريان الرئوي (السلطة الفلسطينية) من تصاعدي لأورتا. قطع صمام الرئوي (PV) جنبا إلى جنب مع 2 مم صفعة من الشريان الرئوي. التخلص من ما تبقى من القلب.
5. تخزين الكهروضوئية في الهيبارين الباردة ومحلول ملحي (100 وحدة / مل). ملاحظة: PV يمكن أن تظل في حل لزرع قبل ساعتين إلى القلب المانحة.

2. إعداد القلب المانحة

1. ويستخدم 6-8 الاسبوع القديمة الإناث C57BL / 6 الماوس بوصفه المانحة القلب. إزالة الماوس من قفصه وتزن عليه، ثم الموت ببطء مع كوكتيل الكيتامين / زيلازين (الكيتامين، 200 ملغ / كغ وزيلازين، 20 مغ / كغ، IP) جرعة زائدة. هذا هو إجراء المحطة.
2. مقطع منطقة الصدر ووضع الماوس في وضع رقود ظهري على وسادة. ثم جعل بضع الصدر. بصراحة فصل القلب والوريد الأجوف السفلي (IVC)، متفوقة الوريد الأجوف (SVC)، الأبهر الصاعد، والسلطة الفلسطينية، والوريد الرئوي. يروي IVC مع الثلج الباردة ملحي معقم.
3. Ligate في IVC، SVC، والوريد الرئوي مع الحرير 6-0 خياطة قطع ثم متفوقة علىالحروف المركبة.
4. قطع الشريان الأورطي والسلطة الفلسطينية مع 2 مم الكفة.
5. قطع الكهروضوئية والتصرف فيها.

3. زرع صمام القلب على القلب المانحة

1. على الفور بعد الخطوة 2.5، وضع صمام القلب من الخطوة 1.5 إلى قلب المانحة وتوجيه صمام القلب.
2. تأمين PV مع غرزة على الجانب الأيمن من صمام باستخدام 10-0 الغرز حيدة على الإبر مدبب والبدء في خياطة باستمرار مع 5-6 غرز من الجانب الآخر من PV.
3. بعد الانتهاء من الجانب الأمامي، وتناوب على القلب أفقيا والبدء في خياطة الجانب الخلفي من PV على قلب المانحة.
4. تخزين قلب في العقيمة الحل الهيبارين / المالحة الباردة. ملاحظة: يمكن الاحتفاظ القلب المانحة في حل لزرع قبل ساعتين على الماوس المتلقي.

4. زرع غيري مكاني القلب إلى مستلم ماوس

1. تم استخدام 6-8 الاسبوع القديمة الإناث C57BL / 6 الماوس بوصفه RECIpient. إزالة الماوس من قفصه وتزن عليه، ثم تخدير مع كوكتيل الكيتامين / زيلازين (الكيتامين، 100 ملغ / كغ وزيلازين 10 ملغ / كلغ). يستخدم كيتوبروفين (5 ملغ / كلغ) كما مقدمات التخدير مسكن.
2. بعد التحقق من مستوى التخدير عن طريق الذيل معسر، لقص الشعر في البطن والصدر. تليين العينين مع مرهم للعين معقمة، ووضع الماوس في وضع رقود ظهري على وسادة. تطهير البطن مع بتدين والكحول منصات. ثم تغطية الماوس مع ثنى العقيمة وفضح منطقة شق فقط.
3. جعل خط الوسط شق البطن من تحت سيفي الشكل إلى منطقة فوق العانة، وإدراج ضام الاحتفاظ النفس. التفاف الأمعاء في المياه المالحة الشاش المبلل. تحدد بصراحة الشريان الأورطي infrarenal والوريد الأجوف.
4. وضع اثنين من الغرز 6-0 الحرير قريب وبشكل أقصى حول الأبهر وIVC لكبح جماح الدورة الدموية.
5. وضع القلب المانحة على الجانب الأيمن من الشريان الأورطي البطني وتغطية ذلك مع غاو العقيمةزي. ترطيب مع المياه المالحة.
6. جعل بضع الأبهر في الشريان الأورطي البطني باستخدام إبرة G 30 وتمديد فتح مع مقص لحجم الشريان الأورطي المانحة.
7. إجراء نهاية إلى جانب مفاغرة باستخدام الخيوط الجراحية المعقمة 10-0 حيدة على الإبر مدبب. تأمين الشريان الأورطي المانحة مع غرزة واحدة على نهاية القريبة من فتحة في الشريان الأورطي البطني والبدء في خياطة باستمرار مع 4-5 غرز من نهاية القاصية من الشريان الأورطي البطني.
8. الوجه القلب إلى الجانب الأيسر، وتغطية ذلك مع الشاش غرست المالحة، والبدء في خياطة باستمرار مع 4-5 غرز من نهاية القاصية من الشريان الأورطي البطني.
9. جعل فصد في IVC باستخدام إبرة 30 G وتوسيع الانفتاح على حجم الشريان الرئوي المانحة.
10. إجراء مفاغرة نهاية إلى الجانب باستخدام العقيمة الغرز 10-0 حيدة على الإبر مدبب. تأمين المانحة للسلطة الفلسطينية مع غرزة واحدة على نهاية القريبة من فتحة في IVC والبدء في خياطة باستمرار مع 4-5 غرز منفي النهاية البعيدة من الوريد الأجوف السفلي. هذه المرة، لأن الشريان الأورطي هو في الطريق، تأكد من خياطة الجدار تبقى من السلطة الفلسطينية والمانحين في الداخل من IVC.
11. مسح التجويف IVC مع الهيبارين ومحلول ملحي (100 وحدة / مل). إغلاق الحق جدار السلطة الفلسطينية المانحة والمتلقية IVC من قبل خياطة لهم بشكل مستمر لنهاية البعيدة.
12. إزالة ربطة القاصي والسيطرة على النزيف من خلال تطبيق موضعي للامتصاص وكيل مرقئ العقيمة. عندما يتوقف النزيف تماما، وإزالة خياطة الداني والسيطرة على النزيف بنفس الطريقة.
13. العودة الأمعاء وإغلاق الجهاز العضلي في البطن والجلد في طبقتين باستخدام مادة البولي أميد 6-0 سوداء خياطة حيدة.
14. حقن 0.5 مل تحت الجلد المالحة ووضع الماوس في قفص الانتعاش على وسادة الاحترار حتى الماوس النقالة بشكل كامل. بعد شفائهم، والعودة الماوس لقفص جديد مع الفراش ورقة. إعطاء مسكنات للألم (ايبوبروفين، 30 مغ / كغ، ومياه الشرب) لمدة 48 ساعة. فعللن يعود الحيوان الذي خضع لعملية جراحية للشركة من الحيوانات الأخرى حتى تعافى تماما.

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

النتائج

ويوضح الشكل (1) والخطط للقلب صمام نموذج باستخدام زرع القلب زرع منتبذ. وكان حصاد صمام القلب من القلب المانحة وزرعها على القلب من الماوس المانحة الثاني. ثم تم زرع قلب مع صمام القلب الجديد في البطن من الماوس المتلقي. يبين الشكل 2 مثالا من قلب مزروع على مس?...

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

Discussion

معدل وفيات من هذا الإجراء هو ما يقرب من 20٪، والذي يعود في الغالب من قبل نزف في موقع زرع PV مفاغرة وعلى الشريان الأورطي المانحة إلى الشريان الأورطي البطني المتلقي. في معظم الحالات، يقلل من معدل وفيات بشكل ملحوظ بعد الجراحة 48 ساعة. وأظهرت الفئران بقاء دقات القلب قوية وتد?...

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

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
DPBS	Gibco	14190-144
Microscope	Leica	M80
C57BL/6J (H-2b), Female	Jackson Laboratories	664	8-12 weeks
Ketamine Hydrochloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-2053
Xylazine Sterile Solution	Akorn Inc.	NADA# 139-236
Ketoprofen	Fort Dodge Animal Health	NDC 0856-4396-01
Ibuprofen	PrecisionDose	NDC 68094-494-59
Heparin Sodium	Sagent Pharmaceticals	NDC 25021-400
Saline solution (Sterile 0.9% sodium chloride)	Hospira Inc.	NDC 0409-0138-22
0.9% Sodium chloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-4888-10
Petrolatum Ophthalmic Ointment	Dechra Veterinary Products	NDC 17033-211-38
Iodine Prep Pads	Triad Disposables, Inc.	NDC 50730-3201-1
Alcohol Prep Pads	McKesson Corp.	NDC 68599-5805-1
Cotton tipped applicators	Fisher Sientific	23-400-118
Fine Scissor	FST	14028-10
Micro-Adson Forcep	FST	11018-12
Clamp Applying Forcep	FST	00072-14
S&T Vascular Clamp	FST	00396-01
Spring Scissors	FST	15008-08
Colibri Retractors	FST	17000-04
Dumont #5 Forcep	FST	11251-20
Dumont #7 - Fine Forceps	FST	11274-20
Dumont #5/45 Forceps	FST	11251-35
Tish Needle Holder/Forceps	Micrins	MI1540
Black Polyamide Monofilament Suture, 10-0	AROSurgical Instruments Corporation	TI638402	For sutureing the graft
Black Polyamide Monofilament Suture, 6-0	AROSurgical Instruments	SN-1956	For musculature and skin closure
Non Woven Sponges	McKesson Corp.	94442000
Absorbable hemostat	Ethicon	1961
1 ml Syringe	BD	309659
3 ml Syringe	BD	309657
10 ml Syringe	BD	309604
18 G 1 1/2 in, Needle	BD	305190
25 G 1 in., Needle	BD	305125
30 G 1 in., Needle	BD	305106
Warm Water Recircultor	Gaymar	TP-700
Warming Pad	Gaymar	TP-22G
Trimmer	Wahl	9854-500
VEVO2100 High Frequency Ultrasound	VisualSonics	http://www.visualsonics.com/vevo2100	The catalog number and pricing can be acquired from the sales representatives.
Ultrasound transmission gel	Parker Laboratories, INC.	01-02
Table Top Laboratory Animal Anesthesia System	VetEquip, INC.	901806
Isoflurane	Baxter	1001936060