JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

توضح الدراسة الحالية نموذجا حيوانيا قابلا للتكاثر بدرجة عالية لنقص تروية عضلة القلب الإقليمي الحاد وإصابة التروية في الأرانب باستخدام بضع الصدر المصغر الأيسر لحالات البقاء على قيد الحياة أو بضع القص في خط الوسط للحالات غير الباقية على قيد الحياة.

Abstract

يوفر البروتوكول هنا منهجية بسيطة وقابلة للتكرار بدرجة كبيرة للحث على نقص تروية عضلة القلب الإقليمي الحاد في الموقع في الأرنب لتجارب عدم البقاء على قيد الحياة والبقاء على قيد الحياة. نيوزيلاندا يتم تخدير الأرنب الأبيض البالغ مع الأتروبين ، الأسيبرومازين ، بوتورفانول ، والإيزوفلوران. يتم تنبيب ووضعه على التهوية الميكانيكية. يتم إدخال قسطرة في الوريد في الوريد المحيطي للأذن لتسريب الأدوية. يتم علاج مسبقا بالهيبارين والليدوكائين ومحلول رينغر المرضع. يتم إجراء قطع الشريان السباتي للحصول على وصول الخط الشرياني لمراقبة ضغط الدم. يتم مراقبة المعلمات الفسيولوجية والميكانيكية المختارة وتسجيلها من خلال التحليل المستمر في الوقت الفعلي.

مع تخدير وتخديره بالكامل ، يتم إجراء إما مساحة وبينية رابعة صغيرة بضع الصدر الأيسر (البقاء على قيد الحياة) أو بضع القص في خط الوسط (عدم البقاء على قيد الحياة). يتم فتح التامور ، ويقع الشريان الأمامي الأيسر النازل (LAD).

يتم تمرير خياطة البولي بروبلين حول الفرع القطري الثاني أو الثالث من شريان LAD ، ويتم تمرير خيوط البولي بروبلين من خلال أنبوب فينيل صغير ، لتشكيل فخ. يتعرض ل 30 دقيقة من نقص التروية الإقليمية ، ويتحقق ذلك عن طريق انسداد LAD عن طريق شد الفخ. يتم تأكيد نقص تروية عضلة القلب بصريا عن طريق زرقة النخاب. بعد نقص التروية الإقليمية ، يتم تخفيف الرباط ، ويسمح للقلب بإعادة البث.

بالنسبة لكل من تجارب البقاء على قيد الحياة وعدم البقاء على قيد الحياة ، يمكن تقييم وظيفة عضلة القلب عن طريق قياس تخطيط صدى القلب (ECHO) للتقصير الجزئي. بالنسبة لدراسات عدم البقاء على قيد الحياة ، يمكن الحصول على البيانات من قياس الموجات فوق الصوتية التي تم جمعها باستخدام ثلاثة مجسات بالموجات فوق الصوتية الكهرضغطية الرقمية المزروعة داخل المنطقة الإقفارية والضغط المتطور للبطين الأيسر (LVDP) باستخدام قسطرة البطين الأيسر (LV) التي تم إدخالها بشكل قمي لتقييم وظيفة عضلة القلب الإقليمية والعالمية ، على التوالي.

بالنسبة لدراسات البقاء على قيد الحياة ، يتم إغلاق الشق ، ويتم إجراء بزل الصدر بالإبرة اليسرى لإخلاء الهواء الجنبي ، ويتم التحكم في الألم بعد العملية الجراحية.

Introduction

أمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب الرئيسي للوفاة في العالم وتساهم في أكثر من 18 مليون حالة وفاة كل عام1،2،3. احتشاء عضلة القلب الحاد (MI) هو حالة طبية طارئة شائعة تحدث عندما تمنع جلطة دموية أو قطعة من اللويحات العصيدية تدفق الدم في الشريان التاجي. هذا يسبب نقص تروية عضلة القلب الإقليمية في المنطقة التي يتخلص بها الشريان.

تصف الدراسة الحالية بروتوكولا يستخدم منهجية بسيطة وموثوقة لإنشاء نقص تروية عضلة القلب الإقليمي الحاد في الموقع في نموذج أرنب لتجارب عدم البقاء على قيد الحياة والبقاء على قيد الحياة. كان الهدف الأولي من هذه الطريقة هو تقييم آثار زرع الميتوكوندريا على تعديل نخر عضلة القلب وزيادة وظيفة القلب بعد نقص تروية القلب بعد حدث نقص تروية. أظهرت الأبحاث السابقة حدوث تغيرات في الميتوكوندريا وانخفاض سريع في مستويات الفوسفات عالية الطاقة بعد ظهور نقص التروية وانخفاض في إمدادات الأكسجين ، مما أدى إلى انخفاض حاد في مخازن طاقة القلب4. حاول الباحثون تحسين وظيفة ما بعد نقص تروية القلب وتقليل نخر أنسجة عضلة القلب باستخدام التدخلات الدوائية و / أو التقنيات الإجرائية ، لكن هذه التقنيات توفر حماية محدودة للقلب ولها تأثير ضئيل على تلف الميتوكوندريا والخلل الوظيفي5،6،7. أظهر فريقنا وآخرون سابقا أن تلف الميتوكوندريا يحدث بشكل أساسي أثناء نقص التروية وأنه يمكن تعزيز التعافي المقلص وانخفاض حجم احتشاء عضلة القلب مع الحفاظ على وظيفة الجهاز التنفسي للميتوكوندريا أثناء إعادة التروية8،9،10. وبالتالي ، افترضنا أن زرع الميتوكوندريا من الأنسجة غير المتأثرة بنقص التروية إلى منطقة نقص التروية قبل إعادة التروية سيوفر نهجا بديلا لتقليل نخر عضلة القلب وتعزيز وظيفة عضلة القلب. هنا ، نوضح بالتفصيل البروتوكول المستخدم لاختبار هذه النظرية والنتائج التمثيلية التي تم الحصول عليها من تحليل دراستنا الأولية.

علاوة على ذلك ، ركز العديد من الباحثين على مواضيع أخرى جزء لا يتجزأ من تحديد تأثير إصابة نقص تروية عضلة القلب وإنشاء التدخلات العلاجية المناسبة. أحد مجالات البحث هذه هو التكييف المسبق. التهيئة المسبقة لنقص تروية عضلة القلب هي آلية وقائية للقلب يتم تنشيطها عن طريق الإجهاد الإقفاري القصير الذي يؤدي إلى انخفاض في معدل نخر خلايا القلب خلال النوبات اللاحقة من نقص التروية لفترات طويلة. يمكن تنشيط هذه الآليات إما عن طريق نقص الأكسجة أو انسداد الشريان التاجي. أظهر Mandel et al. أن التكييف المسبق لنقص الأكسجين وفرط التأكسج ساعد في الحفاظ على توازن مستقلبات أكسيد النيتريك ، وتقليل فرط إنتاج الإندوثيلين -1 ، ودعم حماية الأعضاء11. علاوة على ذلك ، تم استكشاف مفهوم التكييف المسبق الإقفاري عن بعد ، وهي ظاهرة يوفر فيها التكييف المسبق لعضو واحد حماية جهازية. وجد علي وآخرون أنه في المرضى الذين يخضعون لإصلاح تمدد الأوعية الدموية الأبهري البطني المفتوح الاختياري ، فإن التكييف المسبق عن بعد ، الذي يتم إجراؤه عن طريق تثبيت الشريان الحرقفي المشترك بشكل متقطع ليكون بمثابة حافز ، يقلل من حدوث إصابة عضلة القلب بعد العملية الجراحية ، واحتشاء عضلة القلب ، والقصور الكلوي12.

تقدم نماذج الأرانب مزايا محتملة على النماذج مع الأنواع الأخرى وقد تم استخدامها في سيناريوهات مختلفة متعددة لعقود ، بما في ذلك تحريض عدم انتظام ضربات القلب ، والنماذج الإقفارية العالمية والإقليمية ، وأبحاث تقلص القلب ، من بين أمور أخرى13،14،15. على الرغم من أن قلب الأرنب أصغر من قلب أو الخنزير ، إلا أنه كبير بما يكفي لإجراء العمليات الجراحية بسهولة بتكلفة أقل بكثير13. غالبا ما يستخدم قلب الأرنب لأنه يوازي قلب الإنسان بشكل وثيق. في الواقع ، لديه معدل أيض مماثل ، ويعبر عن سلسلة ثقيلة β-myosin ، ويفتقر إلى أوكسيديز زانثين16 في عضلة القلب. التقنية الموصوفة هنا للحث على نقص تروية عضلة القلب الإقليمية بسيطة وقابلة للتكرار وفعالة من حيث التكلفة. تسمح هذه الطريقة لكل من حالات عدم البقاء على قيد الحياة والبقاء على قيد الحياة ، حيث يتم تحفيز نقص التروية الإقليمية فقط بدلا من نقص التروية الشامل ، والمواد اللازمة غير متخصصة. يمكن استخدام نهجين جراحيين مختلفين (أي بضع القص وبضع الصدر المصغر) ، مما يوفر للمشغل والبروتوكولات التجريبية مزيدا من الحرية من حيث تصميم الدراسة. بالإضافة إلى ذلك ، لا يتطلب الإجراء استخدام المجازة القلبية الرئوية. في هذا السياق ، أصبحت الأساليب طفيفة التوغل لتطعيم مجازة الشريان التاجي بدائل قيمة للمرضى الذين يحتاجون إلى إعادة تأهيل الأوعية الدمويةالمتعددة 17،18. يمكن استخدام هذا النموذج لدراسة الاختلافات بين هذه الأساليب وتوفير أداة تعليمية قائمة على للمتدربين الجراحيين. بالإضافة إلى ذلك ، قد يكون إجراء قسطرة القلب باستخدام هذا النموذج مفيدا للبحث الفسيولوجي و / أو التدريب الجراحي.

يوفر نموذجنا منهجية للتطبيقات التي يكون فيها تحفيز نقص تروية عضلة القلب الإقليمي وبالتالي قياس حجم الاحتشاء ووظيفة عضلة القلب والتغيرات الخلوية ذات أهمية. باستخدام هذا البروتوكول ، تمكنا من تقييم العديد من علامات الوظيفة الخلوية والتكيف مع نقص التروية والتدخل العلاجي المقترح (أي زرع الميتوكوندريا) من خلال فحص استيعاب العضيات ، واستهلاك الأكسجين ، وتوليف الفوسفات عالي الطاقة ، وتحريض وسطاء السيتوكين والمسارات البروتينية. هذه النتائج مهمة في الحفاظ على طاقة عضلة القلب ، وصلاحية الخلية ، ووظيفة القلب وتسمح بالتقييم الموضوعي لتقنيات حماية القلب بعد إصابة نقص التروية. يمكن استخدام هذا النموذج لدراسة المسارات والبدائل البيولوجية المماثلة في مجال أمراض عضلة القلب بعد نقص تروية القلب والتعافي.

الهدف من هذا البروتوكول هو توفير منهجية قابلة للتكرار بدرجة كبيرة للحث على نقص تروية عضلة القلب الإقليمي الحاد في الموقع في الأرنب لتجارب عدم البقاء على قيد الحياة والبقاء على قيد الحياة. يوفر هذا النموذج منهجية ذات معدل بقاء مرتفع ، ووفيات منخفضة أثناء العملية ، ومعدل مراضة ضئيل19. تم وصف نماذج أخرى لنقص تروية عضلة القلب الإقليمية الحادة باستخدام مواد مشعة أو عوامل تباين أو تصوير بالرنين المغناطيسي أو محاكاة الكمبيوتر20،21،22. يوفر بروتوكولنا منهجية موثوقة وبسيطة فعالة من حيث التكلفة ، وقابلة للتكرار باستمرار ، ولها طلب تقني منخفض ، وبالتالي ، يمكن إجراؤها بواسطة محققين بدون خبرة جراحية. يستوعب هذا البروتوكول إما مشروع البقاء على قيد الحياة باستخدام بضع الصدر المصغر الأيسر أو نموذج عدم البقاء على قيد الحياة باستخدام بضع القص في خط الوسط.

Protocol

تم إجراء هذا التحقيق وفقا لإرشادات المعاهد الوطنية للصحة بشأن رعاية واستخدامها وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة رعاية واستخدام في مستشفى بوسطن للأطفال (البروتوكول 20-08-4247R). تلقت جميع رعاية إنسانية وفقا لدليل رعاية واستخدام المختبر.

1. الأنواع الحيوانية وعوامل التخدير والمسكنات

  1. الأنواع الحيوانية: استخدم الأرانب البيضاء النيوزيلندية (سلالة من النوع البري ؛ جنس الإناث ؛ ناضجة جنسيا من 15-20 أسبوعا ؛ 3-4 كجم من وزن الجسم) للدراسات التجريبية.
  2. عوامل التخدير والمسكنات:
    1. استخدام الأتروبين بجرعة 0.01 ملغ/كغ في العضل
    2. يجب استخدام الأسيبرومازين بجرعة 0.5 ملغ/كغ بالحقن العضلي للتخدير الأولي و0.5 ملغ/كغ عن طريق الوريد للتخدير الكامل.
    3. يستخدم بوتورفانول بجرعة 0.5 ملغ/ كغ بالحقن العضلي.
    4. استخدم الأيزوفلوران عبر قناع وجه بنظام تبخير دقيق بنسبة 3٪ للحث ، يليه التنبيب بنسبة 1٪ -2٪ ، والأكسجين (O2) بنسبة 100٪ عند 2 لتر / دقيقة ، والتخدير العام بنسبة 1٪ للصيانة.
    5. يجب استخدام ميديتوميدين بجرعة 0.25 ملغ/ كغ بالحقن العضلي.
    6. يجب استخدام الكيتامين بجرعة 10 ملغ/ كغ عن طريق الوريد.
    7. يجب استخدام إحصار بوبيفاكايين الوربي في موقع بضع الصدر بجرعة لا تتجاوز 3 ملغ/كغ بالحقن العضلي.
    8. يتم استخدام 1٪ ليدوكائين بجرعة 1-1.5 مل/كغ عن طريق الوريد.
    9. استخدم لصقة فنتانيل عبر الجلد 1-4 ميكروغرام / كجم لمدة 72 ساعة.

2. الخطوات الإجرائية (الشكل 1)

  1. نيوزيلندا رزين الأرانب البيضاء البالغة مع حقنة عضلية واحدة مشتركة من الأتروبين والأسيبرومازين والبوتورفانول. حث بنسبة 3٪ إيزوفلوران عبر قناع وجه نظام تبخير دقيق.
  2. التحضير قبل التنبيب الرغامي الأعمى (أي بدون تصور المزمار)
    1. رش الحنجرة مع 1 ٪ يدوكائين لمنع تشنج الحنجرة.
    2. قم بقياس طول الأنبوب الرغامي (ETT) مسبقا على السطح الخارجي للأرنب من الأسنان إلى الكارينا المتوقعة ، وضع الأرنب في وضع الاستلقاء القصي مع تمديد الرقبة.
  3. تنبيب بحجم أطفال مكبل (3-0 أو 3-5 قطر داخلي) ETT تحت مخدر استنشاق مستمر عند 1٪ -2٪ و O 2 عند 100٪ عند2 لتر / دقيقة.
    1. أدخل ETT في الفم ، وقم بتوجيهه بعد الجذع إلى البلعوم.
    2. تقدم ETT حتى يلامس طرف الأنبوب المزمار أو تفقد أصوات التنفس ، مما يشير إلى أن طرف الأنبوب قد مر عبر فتحة المزمار.
    3. اسحب الأنبوب قليلا حتى يتم استعادة أصوات التنفس ، ثم أعد التقدم مرة أخرى ، وقم بتثبيت الأنبوب في مكانه.
  4. تهوية مع الدعم الميكانيكي (حجم المد والجزر: 10 مل / كجم ، جزء من O2 الملهم: 40٪ ، معدل التنفس: 30-40 نفسا / دقيقة ، ضغط الزفير النهائي الإيجابي: 5-10 سمH 2O).
    1. اضبط FiO2 كما هو مسموح به لتحقيق تشبع O2 أكبر من 92٪ كما تم قياسه بواسطة مقياس التأكسج النبضي لمنع فرط التأكسج ، والذي يمكن أن يثير استجابة التهابية جهازية.
  5. تحقق من الموضع المناسب ل ETT عن طريق الفحص البدني (أي التسمع) ، والعلامات السريرية (أي مراقبة التكثيف في نهاية الأنبوب الرغامي) ، وبمقاييس موضوعية (أي ثاني أكسيد الكربون في نهاية المد والجزر).
  6. بعد حوالي 10 دقائق ، قم بتوصيل حقنة عضلية من ميديتوميدين إلى الأرنب لتوفير تأثيرات مخدرة ومسكنة متزامنة.
  7. الحفاظ على التخدير العام مع 1 ٪ إيزوفلوران طوال مدة العملية الجراحية.
  8. أدخل قسطرة وريدية 22 G في وريد الأذن الهامشي ، وقم بتثبيتها بشريط للحصول على وصول IV محيطي.
    ملاحظة: يمكن استخدام الوريد الفخذي كموقع بديل للوصول الوريدي.
    1. تخدير بالكامل باستخدام الأسيبرومازين الرابع والكيتامين الرابع.
    2. قبل إجراء الشق، يتم حقن 1000 وحدة / مل من الهيبارين بجرعة 3 ملغ/كغ من الوريد.
      1. تطبيق 1000 وحدة / مل من الهيبارين بجرعة 3 ملغ / كغ في البداية ، وإعادة الجرعة كل ساعة حتى نهاية التجربة للحفاظ على وقت تخثر نشط يبلغ >400 ثانية ، تمشيا مع البروتوكول الجراحي الحالي.
    3. يجب تطبيق 1٪ ليدوكائين وريدي و/أو مزيل الرجفان غير المتزامن النخابي حسب الحاجة في حال حدوث رجفان بطيني أثناء الجراحة. عادة ما يتوقف الرجفان البطيني بجرعة واحدة أو جرعتين من الليدوكائين.
    4. محلول بيرفيوز لاكتات رينغر بشكل مستمر عند 10 مل / كجم / ساعة.
      ملاحظة: نظرا لصغر حجم السوائل التي يتم إعطاؤها وأوقات الجراحة القصيرة ، لم تتطلب في دراسات البقاء على قيد الحياة في هذا العمل إدرار البول قبل نزع الأنبوب أو أثناء فترة التعافي. إذا كان يعاني من تدهور الحالة الرئوية (أي زيادة إعدادات جهاز التنفس الصناعي ، ودليل على الوذمة الرئوية على التسمع ، وما إلى ذلك) ، ينصح بإدرار البول.
  9. قم بإجراء قطع الشريان السباتي ، وضع 4 أو 5 خطوط شريانية فرنسية لتسهيل المراقبة أثناء العملية لضغط الدم الشرياني (BP).
    ملاحظة: يمكن استخدام الشريان الفخذي كموقع بديل للوصول الشرياني.
  10. مراقبة وتسجيل جميع المتغيرات الفسيولوجية والميكانيكية عن طريق التحليل المستمر في الوقت الحقيقي.
    1. راقب ضغط الدم الشرياني باستخدام الخط الشرياني السباتي ، وسجل تشبع O2 باستخدام قياس التأكسج النبضي عبر مستشعر يوضع على مخلب محلوق.
    2. راقب باستخدام مخطط كهربية القلب (ECG) بثلاثة أسلاك أطراف: I و II و III ، وثلاثة خيوط معززة محسوبة: aVL و aVR و aVF.
      1. سجل تتبع تخطيط القلب عند خط الأساس قبل نقص التروية ، وأثناء نقص التروية ، وأثناء إعادة التروية ، وبشكل متسلسل خلال الأيام 7-28 من التعافي (في حالة إجراء دراسة البقاء على قيد الحياة).
    3. مراقبة مستوى التخدير عن طريق المراقبة المستمرة لضغط الدم ومعدل ضربات القلب (HR).
    4. مراقبة درجة الحرارة مع مسبار المستقيم.
    5. استخدم 2D ECHO من وجهات النظر اليسرى والقمية لتقييم وظيفة عضلة القلب في النقاط الزمنية المرغوبة في كل من حالات البقاء على قيد الحياة وعدم البقاء على قيد الحياة.
      1. قم بتقييم وظيفة عضلة القلب باستخدام التقصير الجزئي (FS) عن طريق قياس المسافة الانبساطية للبطين الأيسر (LVEDD) والمسافة الانقباضية لنهاية البطين الأيسر (LVESD) واستخدام الصيغة التالية:
        خ م = (لفيد - لفسد) / لفيد × 100
  11. أثناء الجراحة ، ضع على بطانية ماء ساخن منتشرة للحفاظ على درجة حرارة الجسم الأساسية المستقرة.
  12. تحضير وثني بطريقة معقمة:
    1. احلق موقع الجراحة ، وقم بالتحضير باستخدام البيتادين وكحول الأيزوبروبيل بنسبة 70٪ ، ويتم تطبيق كل منهما في ثلاث نسخ. جفف المنطقة بوسادات شاش معقمة ، وقم بلف بأكمله بمناشف معقمة.
  13. بضع الصدر المصغر الأيسر (دراسات البقاء على قيد الحياة)
    1. إجراء كتلة الوربية في موقع بضع الصدر المحدد مسبقا مع بوبيفاكايين IM.
    2. يتم تطبيق 1٪ ليدوكائين وريدي عن طريق الوريد الأذني قبل إجراء الشق.
    3. قم بإجراء بضع الصدر المصغر الأيسر من خلال الفضاء الوربي الرابع على طول الجزء العلوي من الضلع الخامس لتجنب الحزمة العصبية العضلية ، والتي تقع بالتوازي مع السطح السفلي لكل ضلع.
      1. إجراء بضع الصدر الأمامي الجانبي للحصول على أفضل تصور للسطح الأمامي الجانبي للقلب (أي الموقع التشريحي للفروع القطرية LAD).
      2. ضع الأرنب مع رفع الجانب الأيسر حوالي 30 درجة باستخدام وسادة أو كيس فول.
      3. قم بتثبيت ساق الأرنب المماثلة فوق رأسه لإفساح المجال لكل من مجال الجراحة وبين مساحات الضلع.
      4. جس وحدد المعالم العظمية ، بما في ذلك الأضلاع والقص والكتف ، بقلم وسم ذو رأس شعري. شق الجلد فوق الضلع الخامس باستخدام شفرة # 10. تأكد من أن الشق لا يزال موازيا للضلع.
      5. استخدم الكي الكهربائي لتقسيم العضلة الصدرية الكبرى والعضلة الأمامية المسننة. قسم العضلات بين السواحل فوق الضلع الخامس مباشرة باستخدام الكي الكهربائي للحفاظ على الحزمة الوعائية العصبية.
      6. أدخل بحذر الفضاء الجنبي من خلال الفضاء الوربي الرابع مع تشريح حاد أو حاد. قم بتمديد الشق الجنبي الأولي الموازي للضلع في كلا الاتجاهين مع تشريح حاد أو حاد حتى يمكن إدخال مفرشة ضلع أو مبعدة قصية.
    4. ضع مفرشة ضلع أو مبعدة قصية داخل مساحة الضلع ، وقم بتوسيعها لتوفير تصور كاف للقلب وكيس التامور. ارفع التامور باستخدام ملقط DeBakey ، وافتح التامور بمقص Metzenbaum.
    5. عزل الشريان LAD
      1. قم بتطويق الفرع القطري الثاني أو الثالث من شريان LAD بخياطة من مادة البولي بروبيلين (3-0) على إبرة مستدقة. قم بإزالة الإبرة ، وخيط طرفي خيوط البولي بروبلين من خلال أنبوب فينيل صغير لتشكيل فخ.
      2. ضع متعهدا بين الفخ والشريان التاجي لتجنب إتلاف الشريان التاجي و / أو التسبب في تشنج وعائي مع ربط.
        1. باستخدام ملقط DeBakey ، التقط لباد PTFE مستطيل الشكل (حوالي 7 مم × 3 مم). ضع التعهد بين خيطي البولي بروبلين بحيث يكون محصورا بين شريان LAD المعزول وأنبوب الفينيل عند شد الفخ.
  14. بضع القص في خط الوسط (دراسات عدم البقاء على قيد الحياة)
    ملاحظة: يعد نهج بضع القص في خط الوسط مثاليا للحالات غير الباقية على قيد الحياة ، والتي يمكن من خلالها استخدام مراقبة أكثر توغلا باستخدام LVDP وقياس الموجات فوق الصوتية.
    1. قم بإجراء بضع القص في خط الوسط باستخدام مقص Mayo المنحني. ضع ضامنا قصيا ، وقم بتوسيعه لتوفير تصور كاف للقلب وكيس التامور.
    2. ارفع التامور باستخدام ملقط DeBakey ، وافتح التامور بمقص Metzenbaum.
    3. وضع بلورات قياس الصوت الكهرضغطية الثلاثة:
      1. قم بعمل ثلاث جروح صغيرة 1 مم على النخاب في LV ، لتشكيل زوايا المثلث. ضع بلورات قياس الموجات فوق الصوتية الكهرضغطية داخل قطع النخاب.
      2. قم بتأمين الأسلاك على سطح القلب باستخدام غرزة 5-0 من مادة البولي بروبيلين. عند التسجيل باستخدام قياس الموجات فوق الصوتية ، قم بإيقاف التهوية الميكانيكية مؤقتا للسماح بتسجيل دقيق على نبضتين إلى ثلاث نبضات قلب.
        ملاحظة: إذا كان الرجفان القلبي ، فإن 1٪ يدوكائين غير فعال ، وهناك حاجة إلى إزالة الرجفان النقوي ، قم بإيقاف تشغيل مقياس الموجات فوق الصوتية ، وافصله عن نظام الحصول على البيانات لحماية كليهما من المدخلات الكهربائية.
    4. عزل الشريان LAD:
      1. قم بتطويق الفرع القطري الثاني أو الثالث من شريان LAD بخياطة من مادة البولي بروبيلين (3-0) على إبرة مستدقة.
      2. قم بإزالة الإبرة ، وخيط طرفي خيوط البولي بروبلين من خلال أنبوب فينيل صغير لتشكيل فخ.
      3. ضع متعهدا بين الفخ والشريان التاجي لتجنب إتلاف الشريان التاجي و / أو التسبب في تشنج وعائي مع ربط.
      4. باستخدام ملقط DeBakey ، التقط لباد PTFE مستطيل الشكل (حوالي 7 مم × 3 مم). ضع التعهد بين خيطي البولي بروبلين بحيث يكون محصورا بين شريان LAD المعزول وأنبوب الفينيل عند شد الفخ.
    5. قياس LVDP:
      1. ضع غرزة 5-0 من مادة البولي بروبيلين على شكل حرف U في قمة الجهد المنخفض. قم بعمل شق صغير 1 مم بشفرة 11 في قمة الجهد المنخفض.
      2. أدخل قسطرة بالون فرنسية 3 في تجويف الجهد المنخفض. قم بتثبيت القسطرة في الجهد المنخفض عن طريق ربطها بخياطة غرزة البولي بروبلين 5-0.
      3. قم بتوصيل القسطرة بمحول الطاقة المتصل بالشاشة لتسجيل LVDP. سجل LVDP باستخدام نظام الحصول على البيانات (الموضح أدناه). قم بتصفير القسطرة لتسجيل متغيرات الدورة الدموية عن طريق فتح المحبس ثلاثي الاتجاهات في الهواء والتصفير على الشاشة.
    6. نظام الحصول على البيانات
      1. بدء نظام الحصول على البيانات (انظر جدول المواد) على الكمبيوتر / الكمبيوتر المحمول المستخدم. قم بتوصيل السلك من الشاشة بالكمبيوتر / الكمبيوتر المحمول.
      2. حدد القناة 1 على نظام الحصول على البيانات ، وقم بتسميتها LVDP. صفر محول الطاقة باستخدام الشاشة.
        ملاحظة: في حالة توصيل BP و HR بنظام الحصول على البيانات ، اتبع نفس العملية: قم بتوصيل السلك بالكمبيوتر المحمول ، وحدد القناة ، والصفر في حالة قياس ضغط الدم.
  15. سد الشريان التاجي عن طريق شد الفخ عن طريق الضغط لأسفل على أنبوب الفينيل أثناء سحب خيوط خياطة البولي بروبلين. الحفاظ على ضيق المطلوب مع المشبك البعوض عن طريق تثبيت الأنبوب مباشرة وتثبيته في مكانه.
  16. تأكيد نقص تروية عضلة القلب بصريا عن طريق زرقة النخاب. يمكن أيضا تأكيد نقص التروية الإقليمي على تخطيط القلب مع وجود جزء ST وتغيرات الموجة T.
  17. بعد التأكيد البصري ، حث نقص التروية الناحي لمدة 30 دقيقة تحت التخدير.
    1. في 0 دقيقة و 10 دقائق و 20 دقيقة و 30 دقيقة أثناء نقص التروية الإقليمي ، قم بتقييم FS بواسطة 2D ECHO لكل من حالات البقاء على قيد الحياة وغير البقاء على قيد الحياة.
    2. تقييم LVDP وقياس الموجات فوق الصوتية بشكل مستمر خلال فترة ما قبل نقص التروية ، ووقت نقص تروية عضلة القلب ، ووقت ما بعد نقص تروية الحالات غير البقاء على قيد الحياة.
    3. إذا لزم الأمر ، حدد المنطقة المعرضة للخطر عن طريق ربط الشريان مرة أخرى بغرزة خياطة البولي بروبلين في مكانها. عبر المشبك الشريان الأورطي ، وحقن صبغة Monastral Blue 98 ٪ (مخففة 1: 5 في PBS) من خلال الشريان الأورطي باستخدام إبرة شلل القلب. سوف تلطخ المناطق المثقوبة من عضلة القلب باللون الأزرق ، وستظل المنطقة المعرضة للخطر غير ملوثة.
    4. مراقبة وتسجيل تشبع HR و BP و O2 باستمرار.
    5. السماح للحيوان بالتعافي لمدة 2 ساعة (عدم البقاء على قيد الحياة) أو 28 يوما (البقاء على قيد الحياة).
      ملاحظة: يمكن استخدام تخطيط كهربية القلب لتأكيد إعادة التروية. على الرغم من عدم رؤيته في التجربة التي أجريت في هذه الدراسة ، إلا أن نقص بوتاسيوم الدم يمكن أن يحدث غالبا أثناء إعادة التروية ويمكن تصحيحه بالتحكم في البوتاسيوم أو التسريب المناسب.
  18. اختتام الإجراء
    1. حالات البقاء على قيد الحياة
      1. في حالات البقاء على قيد الحياة ، قم بقص خيط البولي بروبلين 3-0 المستخدم في الفخ ، واربط الأطراف معا بشكل فضفاض ، واتركه في مكانه. حدد المنطقة المعرضة للخطر ومنطقة الاحتشاء بواسطة خيط البولي بروبلين 3-0.
      2. بعد اكتمال الإجراء ، أغلق الشق في ثلاث طبقات.
        1. أغلق الطبقة الأولى عن طريق ربط غرز 2-0 polyglactin 910 من ثمانية حول الأضلاع.
        2. أغلق الطبقات العضلية وتحت الجلد بخياطة بوليديوكسانون 3-0 بطريقة جري.
        3. أغلق الجلد بطريقة تحت الجلد باستخدام خياطة أحادية الشعيرات 5-0. استخدم خياطة الجري المدفونة لتقليل التهيج الذي يشعر به.
      3. إخلاء الهواء الجنبي عن طريق إجراء بزل الصدر بالإبرة.
      4. ضع لصقة الفنتانيل عبر الجلد لمدة 72 ساعة لتسهيل إدارة الألم بعد الجراحة.
      5. إجراء تخطيط صدى القلب عبر الصدر في نقاط زمنية 1 أسبوع و 2 أسبوع بعد العمل الجراحي لتقييم الاتجاهات في FS.
      6. بعد فترة الشفاء المحددة مسبقا ، قم بتخدير وتنبيبه وتخديره على النحو الوارد أعلاه. إجراء بضع القص المتوسط. فضح وفتح كيس التامور. القتل الرحيم للأرنب تحت التخدير العميق عن طريق إزالة كتلة القلب ، مما يسمح للحيوان بانتهاء صلاحيته عن طريق الاستنزاف.
    2. حالات عدم البقاء على قيد الحياة
      1. بعد التجربة وبعد التأكد من التخدير العميق ، فضح القلب تماما ، وإزالته بشكل جماعي لتحليل الكيمياء الحيوية والأنسجة. ينتهي عن طريق الاستنزاف.

النتائج

بعد البروتوكول (الشكل 1) ، تم تأكيد نقص تروية عضلة القلب على الفور من خلال التصور المباشر لزرقة النخاب.

تم تسجيل ECGs القياسية (ثلاثة خيوط أطراف: I و II و III ، وثلاثة خيوط معززة محسوبة: aVL و aVR و aVF) بشكل مستمر قبل نقص التروية ، أثناء نقص التروية ، وعند إعادة التروية (

Discussion

يوضح بروتوكولنا منهجية موثوقة لأداء نقص تروية عضلة القلب الإقليمي الحاد في الأرنب. يعتبر نهج بضع الصدر المصغر الأيسر مثاليا لحالات البقاء على قيد الحياة ، والتي يجب تقليل الشق والألم المرتبط بها. الأهم من ذلك ، لم يكن العلاج المدر للبول ضروريا قبل نزع الأنبوب ، ولم يكن هناك وفيات أثناء الج...

Disclosures

لم يعلن المؤلفون عن أي تضارب في المصالح ، مالي أو غير ذلك.

Acknowledgements

تم دعم الدراسة الأصلية التي تم فيها استخدام هذا البروتوكول من قبل منح المعهد الوطني للقلب والرئة والدم HL-103642 و HL-088206

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
#10 bladeBard Parker371210
#11 bladeFisher ScientificB3L
22 G PIV needleBD Insyte381423
AcepromazineVETONENDC 13985-587-500.5 mg/kg IM and IV
Aline pressure bagInfu-Stat2139
AngiocathBecton Dickinson382512
Arterial CatheterTeleflexMC-004912
AtropineHikma PharmaceuticalsNDC 0641-6006-01 0.01 mg/kg IM
Betadine and 70% isopropyl alcoholMcKessonNDC 68599-2302-6
Blood gas machineSiemensMRK0025
BovieValleylabE6008
Bulldog clampsWorld Precision Instruments14119
BupivacaineAuromedicsNDC 55150-249-50 3 mg/kg IM
ButorphanolRoxaneNDC 2054-3090-360.5 mg/kg IM
Clear acetate sheetOxford InstrumentsID 51-1625-0213
ClipersAndisAGC2
DeBakey forcepsIntegraP6280
Echocardiography machinePhilipsIE33 F1
Electrocardiography machineMeditechMD908B
Endotracheal tubeMedline#922774
FentanylWest-WardNDC 0641-6030-011–4 µg/kg transdermal patch
Formaldehyde solution 10%Epredia94001
Glass plates United ScientificB01MUHX6MR
Heparin SodiumSagentNDC 69-0058-021000U in 1 mL 3 mg/kg
Hot water blanket3M55577
IsofluranePenn Veterinary Supply, INCNDC 50989-606-151%–3%
KetamineDechraNDC 42023-138-1010 mg/kg IV
Lab Chart 7 Acquisition SoftwareAdinstruments
Lactated Ringer's solutionICUmedicalNDC 0990-7953-0910 mL/kg/h
LaryngoscopeWelch Allyn68044
Left ventricule lumen catheter 3FrMcKesson385764-EA
Lidocaine (1%)Pfizer4276-011–1.5 mL/kg IV
LVDP transducerEdwardPDP-ED
Marking penViscot1451SR-100 Unsterile
Mayo scissorsMayoS7-1098
MedetomidineEntireoly Pets PharmacyNDC 015914-005-010.25 mg/kg IM
Metzenbaum scissorsCole-ParmerUX-10821-05
Monastra. Blue pigment 98%ChemsaversMBTR1100G
Monocryl 5-0EthiconY463G
Mosquito clampShioda802N
PDS 3-0Ethicon42312201
Piezoelectric sonomicrometry crystalsSonometricsSmall 2mm round
PlegetsDeRoyal32-363
Povuine Iodine Prep SolutionsMedlineMDS093940
Precision vaporized system face maskYuwellB07PNH69BF
Prolene 3-0Ethicon8665G
Proline 5-0Ethicon8661G
Pulse oximetry probeMasimo9216-U
Rib spreaderMedlineMDS5621025
S12 Pediatric Sector ProbePhillips21380A
SonomicrometerSonometricsBZ10123724
Sterile gauzeMedline3.00802E+13
Sterile towelsMcKessonMON 277860EA
Sternal retractorMedlineMDS5610321
Sutures for closureJ&J Dental8698G
Telemetriy monitorMeditechMD908B
Temperature probeOmegaKHSS-116G-RSC-12
Triphenyl tetrazolium chloride (1%)MilliporeMFCD00011963
VentilatorMedGroupMSLGA 11
Vicryl 2-0EthiconV635H
Vinyl tubingABEDISW 3001

References

  1. Selvin, E., Erlinger, T. P. Prevalence of and risk factors for peripheral arterial disease in the United States: Results from the National Health and Nutrition Examination Survey, 1999-2000. Circulation. 110 (6), 738-743 (2004).
  2. Bolli, R., et al. Myocardial protection at a crossroads: The need for translation into clinical therapy. Circulation Research. 95 (2), 125-134 (2004).
  3. Cohn, J. N., et al. Report of the National Heart, Lung, and Blood Institute Special Emphasis Panel on Heart Failure Research. Circulation. 95 (4), 766-770 (1997).
  4. Rousou, A. J., Ericsson, M., Federman, M., Levitsky, S., McCully, J. D. Opening of mitochondrial KATP channels enhances cardioprotection through the modulation of mitochondrial matrix volume, calcium accumulation, and respiration. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 287 (5), H1967-H1976 (2004).
  5. Rao, V., et al. Insulin cardioplegia for elective coronary bypass surgery. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 119 (6), 1176-1184 (2000).
  6. Vinten-Johansen, J., Zhao, Z. Q., Jiang, R., Zatta, A. J. Myocardial protection in reperfusion with postconditioning. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 3 (6), 1035-1045 (2005).
  7. Wakiyama, H., et al. Selective opening of mitochondrial ATP-sensitive potassium channels during surgically induced myocardial ischemia decreases necrosis and apoptosis. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 21 (3), 424-433 (2002).
  8. Chen, Q., Moghaddas, S., Hoppel, C. L., Lesnefsky, E. J. Reversible blockade of electron transport during ischemia protects mitochondria and decreases myocardial injury following reperfusion. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 319 (3), 1405-1412 (2006).
  9. Lesnefsky, E. J., et al. rather than reperfusion, inhibits respiration through cytochrome oxidase in the isolated, perfused rabbit heart: Role of cardiolipin. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 287 (1), H258-H267 (2004).
  10. McCully, J. D., Rousou, A. J., Parker, R. A., Levitsky, S. Age- and gender-related differences in mitochondrial oxygen consumption and calcium with cardioplegia and diazoxide. The Annals of Thoracic Surgery. 83 (3), 1102-1109 (2007).
  11. Mandel, I. A., et al. Influence of hypoxic and hyperoxic preconditioning on endothelial function in a model of myocardial is-chemia-reperfusion injury with cardiopulmonary bypass (Experimental study). International Journal of Molecular Sciences. 21 (15), 5336 (2020).
  12. Ali, Z. A., et al. Remote ischemic preconditioning reduces myocardial and renal injury after elective abdominal aortic aneurysm repair: A randomized controlled trial. Circulation. 116, 98-105 (2007).
  13. Pogwizd, S. M., Bers, D. M. Rabbit models of heart disease. Drug Discovery Today: Disease Models. 5 (3), 185-193 (2008).
  14. Tanaka, K., Hearse, D. J. Reperfusion-induced arrhythmias in the isolated rabbit heart: characterization of the influence of the duration of regional ischemia and the extracellular potassium concentration. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 20 (3), 201-211 (1988).
  15. Milani-Nejad, N., Janssen, P. M. L. Small and large animal models in cardiac contraction research: advantages and disadvantages. Pharmacology & Therapeutics. 141 (3), 235-249 (2014).
  16. Gupta, M. P. Factors controlling cardiac myosin-isoform shift during hypertrophy and heart failure. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 43 (4), 388-403 (2007).
  17. Lapierre, H., Chan, V., Sohmer, B., Mesana, T. G., Ruel, M. Minimally invasive coronary artery bypass grafting via a small thoracotomy versus off-pump: A case-matched study. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 40 (4), 804-810 (2011).
  18. Aubin, H., Akhyari, P., Lichtenberg, A., Albert, A. Additional right-sided upper "half-mini-thoracotomy" for aortocoronary bypass grafting during minimally invasive multivessel revascularization. Journal of Cardiothoracic Surgery. 10, 130 (2015).
  19. Hu, N., et al. Ligation of the left circumflex coronary artery with subsequent MRI and histopathology in rabbits. Journal of the American Association for Laboratory Animal Science. 49 (6), 838-844 (2010).
  20. Sievers, R. E., et al. A model of acute regional myocardial ischemia and reperfusion in the rat. Magnetic Resonance in Medicine. 10 (2), 172-181 (1989).
  21. Rodríguez, B., Trayanova, N., Noble, D. Modeling cardiac ischemia. Annals of the New York Academy of Sciences. 1080, 395-414 (2006).
  22. Sinusas, A. J., et al. Quantification of area at risk during coronary occlusion and degree of myocardial salvage after reperfusion with technetium-99m methoxyisobutyl isonitrile. Circulation. 82 (4), 1424-1437 (1990).
  23. Masuzawa, A., et al. Transplantation of autologously derived mitochondria protects the heart from ischemia-reperfusion injury. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 304 (7), H966-H982 (2013).
  24. Pombo, J. F., Troy, B. L., Russell, R. O. J. Left ventricular volumes and ejection fraction by echocardiography. Circulation. 43 (4), 480-490 (1971).
  25. McCully, J. D., Wakiyama, H., Hsieh, Y. J., Jones, M., Levitsky, S. Differential contribution of necrosis and apoptosis in myocardial ischemia-reperfusion injury. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 286 (5), H1923-H1935 (2004).
  26. Masuzawa, A., et al. Transplantation of autologously derived mitochondria protects the heart from ischemia-reperfusion injury. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 304 (7), 966-982 (2013).
  27. Abarbanell, A. M., et al. Animal models of myocardial and vascular injury. Journal of Surgical Research. 162 (2), 239-249 (2010).
  28. Pirat, B., et al. A novel feature-tracking echocardiographic method for the quantitation of regional myocardial function: Validation in an animal model of ischemia-reperfusion. Journal of the American College of Cardiology. 51 (6), 651-659 (2008).
  29. Verdouw, P. D., vanden Doel, M. A., de Zeeuw, S., Duncker, D. J. Animal models in the study of myocardial ischaemia and ischaemic syndromes. Cardiovascular Research. 39 (1), 121-135 (1998).
  30. Bolukoglu, H., et al. An animal model of chronic coronary stenosis resulting in hibernating myocardium. The American Journal of Physiology. 263, H20-H29 (1992).
  31. Heyndrickx, G. R., Millard, R. W., McRitchie, R. J., Maroko, P. R., Vatner, S. F. Regional myocardial functional and electrophysiological alterations after brief coronary artery occlusion in conscious dogs. Journal of Clinical Investigation. 56 (4), 978-985 (1975).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

JoVE 201

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved