A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
* These authors contributed equally
يصف هذا البروتوكول طريقة بسيطة وفعالة لزرع وريقات الصمام الأبهري تحت الكبسولة الكلوية للسماح بدراسة الحساسية لصمامات القلب.
هناك حاجة سريرية ملحة لاستبدال صمام القلب التي يمكن أن تنمو عند الأطفال. يقترح زرع صمام القلب كنوع جديد من عمليات الزرع مع إمكانية توفير صمامات قلب متينة قادرة على النمو الجسدي دون الحاجة إلى منع التخثر. ومع ذلك، لا تزال البيولوجيا المناعية لعمليات زرع صمام القلب غير مستكشفة، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى نماذج حيوانية لدراسة هذا النوع الجديد من عمليات الزرع. تم وصف نماذج الفئران السابقة لزرع الصمام الأبهري غير المتجانس في الشريان الأورطي البطني ، على الرغم من أنها صعبة تقنيا ومكلفة. لمواجهة هذا التحدي ، تم تطوير نموذج زرع تحت المحفظة الكلوية في القوارض كطريقة عملية وأكثر وضوحا لدراسة البيولوجيا المناعية لزرع صمام القلب. في هذا النموذج ، يتم حصاد وريقة صمام أبهري واحدة وإدخالها في الفضاء تحت المحفظة الكلوية. يمكن الوصول إلى الكلى بسهولة ، ويتم احتواء الأنسجة المزروعة بشكل آمن في مساحة تحت المحفظة التي يتم توعيتها بشكل جيد ويمكن أن تستوعب مجموعة متنوعة من أحجام الأنسجة. علاوة على ذلك ، نظرا لأن الفئران الواحدة يمكن أن توفر ثلاثة منشورات أبهرية من متبرع ويمكن أن توفر كلية واحدة مواقع متعددة للأنسجة المزروعة ، فهناك حاجة إلى عدد أقل من الفئران لدراسة معينة. هنا ، يتم وصف تقنية الزرع ، مما يوفر خطوة مهمة إلى الأمام في دراسة مناعة الزرع لزرع صمام القلب.
عيوب القلب الخلقية هي الإعاقة الخلقية الأكثر شيوعا لدى البشر ، حيث تؤثر على 7 من كل 1000 طفل مولود على قيد الحياة كل عام1. على عكس المرضى البالغين الذين يتم زرع العديد من الصمامات الميكانيكية والاصطناعية الحيوية بشكل روتيني ، لا يملك المرضى الأطفال حاليا خيارات جيدة لاستبدال الصمام. هذه الغرسات التقليدية ليس لديها القدرة على النمو في الأطفال المتلقين. ونتيجة لذلك، هناك حاجة إلى إعادة العمليات المرضية لاستبدال غرسات صمام القلب بإصدارات أكبر على التوالي مع نمو الأطفال، وغالبا ما يحتاج الأطفال المصابون إلى ما يصل إلى خمس عمليات جراحية أو أكثر للقلب المفتوح في حياتهم 2,3. أظهرت الدراسات أن التحرر من التدخل أو الوفاة ضعيف بشكل كبير بالنسبة للرضع مقارنة بالأطفال الأكبر سنا ، حيث يواجه 60٪ من الرضع الذين لديهم صمامات قلب اصطناعية إعادة التشغيل أو الوفاة في غضون 3 سنوات من العملية الأولية4. لذلك ، هناك حاجة ملحة لتقديم صمام القلب الذي يمكن أن ينمو ويحافظ على وظيفته في المرضى الأطفال.
على مدى عقود، تركزت محاولات تقديم بدائل صمامات القلب المتنامية على هندسة الأنسجة والخلايا الجذعية. ومع ذلك ، فإن محاولات ترجمة هذه الصمامات إلى العيادة لم تنجح حتى الآن5،6،7،8. لمعالجة هذا الأمر، يقترح إجراء عملية زرع صمام القلب كعملية أكثر إبداعا لتقديم عمليات استبدال صمام القلب المتنامية التي لديها القدرة على الإصلاح الذاتي وتجنب تكوين الجلطات. بدلا من زرع القلب كله ، يتم زرع صمام القلب فقط ثم ينمو مع الطفل المتلقي ، على غرار عمليات زرع القلب التقليدية أو توقيع روس الرئوي9،10،11. بعد العملية الجراحية، سيتلقى الأطفال المتلقين كبت المناعة حتى يمكن استبدال الصمام المزروع بطرف اصطناعي ميكانيكي بحجم البالغين عندما لا يكون نمو الصمام مطلوبا. ومع ذلك ، فإن بيولوجيا زرع الطعوم زرع صمام القلب لا تزال غير مستكشفة. لذلك ، هناك حاجة إلى نماذج حيوانية لدراسة هذا النوع الجديد من عمليات الزرع.
تم وصف العديد من نماذج الفئران سابقا لزرع الصمام الأبهري غير المتجانس في الشريان الأبهري البطني12،13،14،15،16،17،18. ومع ذلك ، فإن هذه النماذج صعبة للغاية ، وغالبا ما تتطلب جراحين مدربين للعمل بنجاح. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مكلفة وتستغرق وقتا طويلا19. تم تطوير نموذج جديد للفئران لإنشاء نموذج حيواني أبسط لدراسة البيولوجيا المناعية لعمليات زرع صمام القلب. يتم استئصال وريقات الصمام الأبهري المفردة وإدخالها في الفضاء تحت المحفظة الكلوية. الكلى مناسبة بشكل خاص لدراسة رفض الزرع لأنها شديدة الأوعية الدموية مع إمكانية الوصول إلى الخلايا المناعية المتداولة20,21. في حين أن العديد من الآخرين قد استخدموا نموذجا تحت المحفظة الكلوية لدراسة بيولوجيا الزرع لعمليات زرع اللوغراف الأخرى مثل البنكرياس والكبد والكلى والقرنية 22،23،24،25،26،27 ، هذا هو الوصف الأول لزرع أنسجة القلب في هذا الموقف. هنا ، يتم وصف تقنية الزرع ، مما يوفر خطوة مهمة إلى الأمام في دراسة مناعة الزرع لزرع صمام القلب.
تمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة البحوث الحيوانية بعد دليل المعاهد الوطنية للصحة لرعاية واستخدام المختبر.
1. معلومات عن النموذج الحيواني (الفئران)
2. إزالة الفراء ، وإعداد الجلد ، والتخدير
3. تشغيل المتبرع
4. إعداد وريقات الصمام الأبهري
5. عملية المستلم
6. جمع الأنسجة لتحليلها
يتم توفير تصوير رسومي للتصميم التجريبي لنموذج الفئران (الشكل 1). بالإضافة إلى ذلك، يظهر في الشكل 2 جذر أبهري تم تشريحه من قلب المتبرع ونشرة صمام أبهري فردية معدة للزرع. بعد ذلك ، تظهر صورة تمثيلية لموضع نشرة الصمام الأبهري تحت الكبسولة الكلوية للزرع في
الأهمية والتطبيقات المحتملة
في حين يتم استخدام صمامات القلب الميكانيكية والاصطناعية الحيوية بشكل روتيني في المرضى البالغين الذين يحتاجون إلى استبدال الصمام، فإن هذه الصمامات تفتقر إلى القدرة على النمو، وبالتالي، فهي دون المستوى الأمثل للمرضى الأطفال. زرع صمام القلب هو عملية...
يعلن المؤلفون أن البحث أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب محتمل في المصالح.
تم إنشاء الشكل 1 باستخدام biorender.com. تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل برنامج الباحث الجراحي التابع لمؤسسة AATS إلى TKR ، وصندوق التميز للأطفال الذي يعقده قسم طب الأطفال في جامعة ساوث كارولينا الطبية إلى TKR ، ومنحة مؤسسة Emerson Rose Heart Foundation إلى TKR ، والعمل الخيري من قبل السيناتور بول كامبل إلى TKR ، ومنح التدريب المؤسسي لما بعد الدكتوراه NIH-NHLBI (T32 HL-007260) إلى JHK و BG ، وكلية الطب بجامعة ساوث كارولينا الطبية قبل التدريب صندوق أبحاث فليكس إلى MAH.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.9% Sodium Chlordie, USP | Baxter | NDC 0338-0048-04 | |
4-0 Polyglactin 910 | Ethicon | J415H | |
7.5% Povidone-Iodine | CareFusion | 29904-004 | |
70% ETOH | Fisher Scientific | BP82031GAL | |
Anesthesia induction chamber | Harvard Apparatus | 75-2030 | Air-tight inducton chamber for rats |
Anesthesia machine | Harvard Apparatus | 75-0238 | Mobile Anesthesia System with Passive Scavenging |
Anesthesia Mask | Harvard Apparatus | 59-8255 | Rat anesthesia mask |
Brown Norway Rats (BN/Crl) | Charles River | Strain Code 091 | Male, 5-7 weeks, 100-200 g |
Buprenorphine Hydrochloride, 0.3 mg/mL | PAR Pharmaceutical | NDC 42023-179-05 | 0.03 mg/kg, administered subcutaneously |
Electric hair clippers | WAHL | 79434 | |
Electric Heating Pad | Harvard Apparatus | 72-0492 | Maintained at 36-38 °C |
Heparin | Sagent Pharmaceuticals | NDC 25021-400-10 | 100U/100g injection into the left atrium |
Insulin Syringe, 1 mL | Fisher Scientific | 14-841-33 | |
Iris forceps curved | World Precision Instruments | 15917 | |
Iris forceps straight | World Precision Instruments | 15916 | |
Isoflurane, USP | Piramal Critical Care | NDC 66794-017-25 | Induced at 5% isoflurance in oxygen and maintained with 3.5% isoflurane in oxygen |
Lewis Rats (LEW/ Crl) | Charles River | Strain Code 004 | Male, 5-7 weeks, 100-200 g |
Micro forceps | World Precision Instruments | 500233 | Dumont #5 |
Micro scissors | World Precision Instruments | 501930 | Spring-loaded Vannas Scissors |
Needle Driver | World Precision Instruments | 500226 | Ryder Needle Driver |
Operating microscope | AmScope | SM-3BZ-80S | 3.5x - 90x Stereo Microscope |
Petri Dish | Fisher Scientific | FB0875714 | |
Petrolatum ophthalmic ointment | Dechra | NDC 17033-211-38 | |
Skin staples | Ethicon | PXR35 | Proximate 35 |
Sterile cotton swabs | Puritan | 25-806 1WC | |
Sterile gauze sponges | Fisher Scientific | 22-037-902 | |
Surgical Scissors | World Precision Instruments | 1962C | Metzenbaum Scissors |
University of Wisconsin Buffer (Servator B) | S.A.L.F S.p.A. | 6484A1 | Stored at 4 °C |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved