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

يقدم هذا البروتوكول إنشاء وتأكيد نموذج الحمل الزائد لحجم البطين الأيمن بعد الولادة (VO) في الفئران المصابة بالناسور الشرياني الوريدي البطني (AVF) ، والذي يمكن تطبيقه للتحقيق في كيفية مساهمة VO في نمو القلب بعد الولادة.

Abstract

يعد الحمل الزائد لحجم البطين الأيمن (RV) (VO) شائعا لدى الأطفال المصابين بأمراض القلب الخلقية. في ضوء مراحل النمو المتميزة ، قد تستجيب عضلة القلب RV بشكل مختلف ل VO عند الأطفال مقارنة بالبالغين. تهدف الدراسة الحالية إلى إنشاء نموذج RV VO بعد الولادة في الفئران باستخدام ناسور شرياني وريدي بطني معدل. لتأكيد إنشاء VO والتغيرات المورفولوجية والدورة الدموية التالية لعربة سكن متنقلة ، تم إجراء الموجات فوق الصوتية في البطن ، تخطيط صدى القلب ، وتلطيخ الأنسجة الكيميائية لمدة 3 أشهر. ونتيجة لذلك ، أظهر الإجراء في الفئران بعد الولادة معدل بقاء مقبول ونجاح الناسور. في الفئران VO ، تم توسيع تجويف RV بجدار حر سميك ، وزاد حجم السكتة الدماغية بحوالي 30٪ -40٪ في غضون شهرين بعد الجراحة. بعد ذلك ، زاد الضغط الانقباضي RV ، ولوحظ قلس الصمام الرئوي المقابل ، وظهرت إعادة تشكيل الشريان الرئوي الصغيرة. في الختام ، من الممكن إجراء جراحة الناسور الشرياني الوريدي المعدل (AVF) لإنشاء نموذج RV VO في الفئران بعد الولادة. بالنظر إلى احتمال إغلاق الناسور وارتفاع مقاومة الشريان الرئوي ، يجب إجراء الموجات فوق الصوتية في البطن وتخطيط صدى القلب لتأكيد حالة النموذج قبل التطبيق.

Introduction

يعد الحمل الزائد لحجم البطين الأيمن (RV) (VO) شائعا عند الأطفال المصابين بأمراض القلب الخلقية (CHD) ، مما يؤدي إلى إعادة تشكيل عضلة القلب المرضية وسوء التشخيص على المدىالطويل 1،2،3. يعد الفهم المتعمق لإعادة تشكيل عربة سكن متنقلة والتدخلات المستهدفة المبكرة ذات الصلة أمرا ضروريا لتحقيق نتائج جيدة لدى الأطفال المصابين بأمراض القلب التاجية. هناك العديد من الاختلافات في الهياكل الجزيئية والوظائف الفسيولوجية والاستجابات للمنبهات في قلوب البالغين والأطفال1،4،5،6. على سبيل المثال ، تحت تأثير الحمل الزائد للضغط ، فإن تكاثر خلايا عضلة القلب هو الاستجابة الرئيسية في قلوب الأطفال حديثي الولادة ، بينما يحدث التليف في قلوب البالغين 5,6. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العديد من الأدوية الفعالة في علاج قصور القلب لدى البالغين ليس لها تأثير علاجي على قصور القلب لدى الأطفال ، وقد تسبب المزيد من الضرر 7,8. لذلك ، لا يمكن تطبيق الاستنتاجات المستخلصة من الحيوانات البالغة مباشرة على الحيوانات الصغيرة.

تم استخدام نموذج الناسور الشرياني الوريدي (AVF) للحث على القلب المزمن VO وضعف القلب المقابل لعقود في الحيوانات البالغة من الأنواع المختلفة9،10،11،12،13. ومع ذلك ، لا يعرف الكثير عن النموذج في الفئران بعد الولادة. في دراساتنا السابقة ، تم إنشاء نموذج فأر VO بعد الولادة بنجاح عن طريق إنشاء AVF البطني. كما تم عرض المسار التنموي المتغير للعربة الترفيهية في قلب ما بعد الولادة14،15،16،17.

لاستكشاف العملية الجراحية المعدلة الأساسية وخصائص النموذج الحالي ، يتم تقديم بروتوكول مفصل ؛ تم تقييم النموذج لمدة 3 أشهر في هذه الدراسة.

Protocol

تتوافق جميع الإجراءات المعروضة هنا مع المبادئ الموضحة في إعلان هلسنكي وتمت الموافقة عليها من قبل لجنة رعاية الحيوان والدراسات الإنسانية في مركز شنغهاي الطبي للأطفال (SCMC-LAWEC-2023-003). تم استخدام C57BL / 6 جرو الفئران (P7 ، الذكور ، 3-4 جم) في هذه الدراسة. تم الحصول على الحيوانات من مصدر تجاري (انظر جدول المواد). تم الاحتفاظ بصغار الفئران وأمهاتها المرضعات (الجراء: الأمهات = 6: 1 في قفص واحد) تحت ظروف مختبرية محددة خالية من مسببات الأمراض تحت دورة ضوء وظلام مدتها 12 ساعة عند 22 ± 2 درجة مئوية مع حرية الوصول إلى الماء واتباع نظام غذائي غذائي. تم تقسيم الجراء بشكل عشوائي إلى مجموعتين: مجموعة VO ومجموعة (وهمية) تديرها الوهم.

1. إعداد المعدات والأدوات الجراحية

ملاحظة: يتم سرد التفاصيل التجارية لجميع المواد / المعدات في جدول المواد.

  1. تأكد من أن الأنواع التالية من المعدات جاهزة وتعمل بشكل صحيح: طاولة التشغيل (لوحة بلاستيكية رغوية) ، آلة التخدير الاستنشاقي ، المجهر مع الإضاءة الرأسية وكاميرا مدمجة ، جهاز الموجات فوق الصوتية مع محول 24 ميجا هرتز ، ومنصة التدفئة الحرارية.
  2. تعقيم الأدوات الجراحية (على سبيل المثال ، حامل إبرة دقيقة ، ملقط رفيع ، ومقص زنبركي Vannas ذو مقبض دائري).
  3. قم بتجميع المواد الاستهلاكية التالية: إبر خياطة جراحية 11-0 و 9-0 (نقطة تفتق) بخيط ، وشرائط شريطية ، وإبر حقنة سعة 5 مل ، وحرير 2-0 (تثبيت جراحي) ، ومسحات قطنية معقمة ، وجل بالموجات فوق الصوتية.
  4. تأكد من وجود الكواشف التالية: بيتادين ، 70٪ إيثانول ، محلول ملحي معقم طبيعي ، إيزوفلوران ، أسيتامينوفين ، مرهم للعيون ، وكريم لإزالة الشعر.

2. الإجراء الجراحي

ملاحظة: تم تعديل إجراء جراحة الناسور وفقا للطريقةالموضحة سابقا 11. يوضح الشكل 1 مخططا لعملية AVF في الفئران بعد الولادة.

  1. التخدير وضبط النفس
    1. ضع جراء الفئران في صندوق تحريض التخدير المزود ب 2٪ إيزوفلوران / أكسجين لمدة دقيقتين مع ضبط التدفق على 1 لتر / دقيقة. يجب تطبيق الأسيتامينوفين (0.1 مل فلو 80 ملغ/ 2.5 مل) باستخدام حقنة السل.
    2. ضع الجراء في وضع ضعيف على طاولة العمليات مع استنشاق الأنف بنسبة 1.5٪ إيزوفلوران مع تدفق 0.8 لتر / دقيقة للحفاظ على التخدير. اضبط موضع الجرو عن طريق ربط الساقين بإبر المحاقن الثابتة. ضع مرهما للعيون على عيون الجراء لمنع جفاف القرنية.
    3. قرصة ذيل الجرو المخدر للتحقق من استجابته للألم. لا توجد حركات واضحة للجسم تشير إلى التخدير الكافي.
  2. جراحة الناسور
    1. تطهير الجلد مع ثلاثة الدعك بالتناوب من البيتادين و 70 ٪ من الإيثانول ، ثم ثني موقع الجراحة. قطع جدار البطن والبريتوني من أسفل البطن إلى subxiphoid لفضح التجويف البريتوني بالكامل ، مع الحرص على عدم إصابة أعضاء البطن. بالتنقيط محلول ملحي معقم طبيعي لترطيب الأعضاء الخارجية.
    2. اسحب الجهاز الهضمي والمثانة برفق بعيدا عن موقع الجراحة باستخدام مسحات قطنية لتصور الشريان الأورطي البطني العمودي (AA) والوريد الأجوف السفلي (IVC) تحت خلف الصفاق. قم بتدوير طاولة التشغيل 90 درجة عكس اتجاه عقارب الساعة واضبط تكبير المجهر لتصور السفينتين الأفقيتين بوضوح.
    3. ثقب الناسور من AA إلى IVC في اتجاه مائل 1 سم بعيدا عن الشريان الكلوي بإبرة خياطة 11-0 (القطر = 0.07 مم). تحقق من نجاح الناسور على أساس تورم واختلاط الدم الوريدي والشرياني في IVC.
    4. بعد ذلك ، قم بضغط نقطة النزيف بسرعة باستخدام قوة مناسبة مطبقة بمسحات قطنية جافة لمدة 15 ثانية. استبدل المعدة والأمعاء والمثانة في تجويف البطن في أسرع وقت ممكن لتعزيز ضغط مرقئ.
    5. خياطة جدار البطن والبريتوني مع غرزة بطانية باستخدام خيط خياطة 9-0. توقف عن التخدير وزود الجراء بالأكسجين بنسبة 100٪ لمدة 1 دقيقة.
  3. إنعاش التخدير
    1. ضع الجراء على منصة تسخين 38 درجة مئوية. بعد الصحوة الكاملة بالحيوية ، أعد الجراء إلى أمهم المرضعة. تستغرق العملية بأكملها حوالي 15 دقيقة.
      ملاحظة: في هذه الدراسة ، تخضع المجموعة الوهمية لنفس الإجراء باستثناء خطوة الثقب.

3. تأكيد الموجات فوق الصوتية من الناسور

ملاحظة: كانت العملية العامة لجهاز الموجات فوق الصوتية مطابقة للتقارير السابقة18,19.

  1. تأكيد الناسور عن طريق الموجات فوق الصوتية في البطن
    1. بعد تحريض التخدير (الخطوة 2.1.1) ، قم بإصلاح الفئران بشرائط شريطية في وضع ضعيف على المنصة الدافئة. بعد ذلك ، قم بتوصيل الفئران بجهاز تخطيط القلب الكهربائي (ECG) باستخدام هلام الموجات فوق الصوتية. الحفاظ على التخدير باستخدام 1.5٪ إيزوفلوران عند تدفق 0.8 لتر / دقيقة.
    2. تحضير الصدر والبطن الجلد باستخدام كريم إزالة الشعر. بعد بضع ثوان ، قم بإزالة الكريم بطرف قطني دافئ منقوع بالماء. ضع محول الطاقة (24 ميجاهرتز) على خط منتصف البطن وقم بتدوير علامة محول الطاقة إلى رأس الفئران.
    3. حرك المنصة لأسفل إلى الجانب الأيسر أو الأيمن من الفئران واستخدم الوضع B ووضع دوبلر الملون لتصور عرض المحور الطويل للأوعية وإشارات الدم18,19. قم بقياس سرعة تدفق الدم ل AA و IVC والناسور لتأكيد سالكية AVF من خلال وضع دوبلر الموجة النبضية.
      ملاحظة: تمت الإشارة إلى إنشاء الناسور بنجاح على الموجات فوق الصوتية من خلال إشارة تدفق مضطربة مرئية بين AA و IVC (الشكل 2C). كانت سرعة تدفق الدم دوبلر في موقع AVF مرتفعة بشكل ملحوظ مقارنة بسرعة انقباضية أقل نسبيا في AA (الشكل 2A ، C). علاوة على ذلك ، على عكس أنماط التدفق الطبيعي في IVC (الشكل 2B) ، أكد الشكل الموجي النابض لتدفق الدم IVC القريب من AVF أيضا الإنشاء الناجح للناسور (الشكل 2D).
  2. تأكيد VO عن طريق تخطيط صدى القلب
    1. حرك الجزء الخلفي من المنصة لأسفل ، ضع محول الطاقة (24 ميجاهرتز) على الصدر ، وقم بتدوير علامة محول الطاقة إلى الكتف الأيمن للفئران. تصور عرض المحور الطويل شبه القصي المعدل للشريان الرئوي (PA) باستخدام الوضع B ووضع دوبلر الملون.
    2. باستخدام وضع دوبلر الموجة النبضية ، قم بقياس إشارات تدفق الدم في PA ، بما في ذلك تكامل وقت السرعة (PA-VTI) ، وقطر صمام PA (PAD) ، ووقت تسارع الشرايين الرئوية (PAT) ، ووقت طرد RV (RVET) (الشكل 2E ، F والشكل 3A ، B).
    3. قياس معلمات الموجات فوق الصوتية من متوسط ثلاثة قياسات متتالية. احسب حجم شوط RV (RVSV ، mL) والضغط الانقباضي RV (RVSP ، mmHg) باستخدام الصيغ التالية20:
      RVSV [مل] = 1/4 × πD2 × VTIPA
      RVSP [مم زئبق] = -83.7 × بات / رفيت - مؤشر + 63.7
      ملاحظة: بالنظر إلى تحيز قياس الموجات فوق الصوتية ، تم اعتبار زيادة بنسبة >15٪ في RVSV أو VTIPA في الفئران VO مقارنة بالفئران في المجموعة الوهمية VO في عربة سكن متنقلة (الشكل 2E ، F).

النتائج

معدل البقاء على قيد الحياة وسالكية AVF في غضون 3 أشهر
نجا ما مجموعه 30 (75٪) من الفئران في مجموعة VO و 19 (95٪) من الفئران في المجموعة الوهمية من جراحة AVF (الشكل 4 أ). في مجموعة VO ، توفيت ثمانية فئران في غضون يوم واحد بعد الجراحة بسبب النزيف المفرط (ن = 5) أو أكل لحوم البشر (ن = 3) ،...

Discussion

في السابق ، تم إنشاء نموذج RV VO الكلاسيكي باستخدام قلس الصمام21 ؛ ومع ذلك ، بالمقارنة مع AVF ، قد تتطلب جراحة صمام القلب المفتوح تقنيات أكثر تطورا وقد تترافق مع معدل وفيات أعلى بكثير ، خاصة في الفئران بعد الولادة. نظرا لأن الدراسات التي أجريت على الحيوانات أظهرت أن نفس تأثير VO قد ت?...

Disclosures

لا يوجد تضارب في المصالح للإعلان.

Acknowledgements

تم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم في الصين (رقم 82200309) ومشروع الابتكار للفريق الطبي المتميز في نينغبو (رقم 2022020405)

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
70% EthanolTiandz,Chia
ACETAMINOPHEN Oral SolutionVistaPharm, Inc. Largo, FL 33771, USANDC 66689-054-01
Anesthesia machineRWD Life Science,ChinaR550IP
Anesthesia maskRWD Life Science,China68680
C57BL/6 miceXipu’er-bikai Experimental Animal Co., Ltd (Shanghai, China)
Hair removal creamVeet, FranceVT-200
Hematoxylin and eosin Kit Beyotime biotech C0105M 
IsofluraneRWD Life Science,ChinaR510-22-10
Microscope Yuyan Instruments, ChinaSM-301
Surgical suture needlesNINGBO MEDICAL NEEDLE CO.,LTD, China
Thermostatic heating platformQingdao Juchuang Environmental Protection Group Co., Ltd, China
Ultrasound deviceFUJIFILM VisualSonics, Inc.Vevo 2100Image modes includes B-Mode, Color Doppler Mode and Pulsed Wave Doppler Mode
Ultrasound gelParker Laboratories,United StatesREF 01-08
Ultrasound transducerFUJIFILM VisualSonics, Inc.MS 400

References

  1. Sanz, J., Sanchez-Quintana, D., Bossone, E., Bogaard, H. J., Naeije, R. Anatomy, function, and dysfunction of the right ventricle: JACC state-of-the-art review. Journal of the American College of Cardiology. 73 (12), 1463-1482 (2019).
  2. Alonso-Gonzalez, R., Dimopoulos, K., Ho, S., Oliver, J. M., Gatzoulis, M. A. The right heart and pulmonary circulation (IX). The right heart in adults with congenital heart disease. Revista Española de Cardiología. 63 (9), 1070-1086 (2010).
  3. Kovacs, A., Lakatos, B., Tokodi, M., Merkely, B. Right ventricular mechanical pattern in health and disease: beyond longitudinal shortening. Heart Failure Reviews. 24 (4), 511-520 (2019).
  4. Ye, L., et al. Role of blood oxygen saturation during postnatal human cardiomyocyte cell cycle activities. JACC: Basic to Translational Science. 5 (5), 447-460 (2020).
  5. Ye, L., et al. Pressure overload greatly promotes neonatal right ventricular cardiomyocyte proliferation: a new model for the study of heart regeneration. Journal of the American Heart Association. 9 (11), e015574 (2020).
  6. Geraets, I. M. E., Glatz, J. F. C., Luiken, J., Nabben, M. Pivotal role of membrane substrate transporters on the metabolic alterations in the pressure-overloaded heart. Cardiovascular Research. 115 (6), 1000-1012 (2019).
  7. Burns, K. M., et al. New mechanistic and therapeutic targets for pediatric heart failure: report from a National Heart, Lung, and Blood Institute working group. Circulation. 130 (1), 79-86 (2014).
  8. Shaddy, R. E., et al. Carvedilol for children and adolescents with heart failure: a randomized controlled trial. Journal of the American Medical Association. 298 (10), 1171-1179 (2007).
  9. Flaim, S. F., Minteer, W. J., Nellis, S. H., Clark, D. P. Chronic arteriovenous shunt: evaluation of a model for heart failure in rat. American Journal of Physiology. 236 (5), H698-H704 (1979).
  10. Liu, Z., Hilbelink, D. R., Crockett, W. B., Gerdes, A. M. Regional changes in hemodynamics and cardiac myocyte size in rats with aortocaval fistulas. 1. Developing and established hypertrophy. Circulation Research. 69 (1), 52-58 (1991).
  11. Scheuermann-Freestone, M., et al. A new model of congestive heart failure in the mouse due to chronic volume overload. European Journal of Heart Failure. 3 (5), 535-543 (2001).
  12. Du, Y., Plante, E., Janicki, J. S., Brower, G. L. Temporal evaluation of cardiac myocyte hypertrophy and hyperplasia in male rats secondary to chronic volume overload. The American Journal of Pathology. 177 (3), 1155-1163 (2010).
  13. Wu, J., Luo, X., Huang, Y., He, Y., Li, Z. Hemodynamics and right-ventricle functional characteristics of a swine carotid artery-jugular vein shunt model of pulmonary arterial hypertension: An 18-month experimental study. Experimental Biology and Medicine. 240 (10), 1362-1372 (2015).
  14. Sun, S., et al. Postnatal right ventricular developmental track changed by volume overload. Journal of the American Heart Association. 10 (16), e020854 (2021).
  15. Wang, S., et al. Metabolic maturation during postnatal right ventricular development switches to heart-contraction regulation due to volume overload. Journal of Cardiology. 79 (1), 110-120 (2022).
  16. Zhou, C., et al. Downregulated developmental processes in the postnatal right ventricle under the influence of a volume overload. Cell Death Discovery. 7 (1), 208 (2021).
  17. Cui, Q., et al. Volume overload initiates an immune response in the right ventricle at the neonatal stage. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 772336 (2021).
  18. Cheng, H. W., et al. Assessment of right ventricular structure and function in mouse model of pulmonary artery constriction by transthoracic echocardiography. Journal of Visualized Experiments. (84), e51041 (2014).
  19. Sawada, H., et al. Ultrasound imaging of the thoracic and abdominal aorta in mice to determine aneurysm dimensions. Journal of Visualized Experiments. (145), e59013 (2019).
  20. Thibault, H. B., et al. Noninvasive assessment of murine pulmonary arterial pressure: validation and application to models of pulmonary hypertension. Circulation: Cardiovascular Imaging. 3 (2), 157-163 (2010).
  21. Mori, Y., et al. A new dynamic three-dimensional digital color doppler method for quantification of pulmonary regurgitation: validation study in an animal model. Journal of the American College of Cardiology. 40 (6), 1179-1185 (2002).
  22. Bossers, G. P. L., et al. Volume load-induced right ventricular dysfunction in animal models: insights in a translational gap in congenital heart disease. European Journal of Heart Failure. 20 (4), 808-812 (2018).
  23. Yamamoto, K., et al. The mouse aortocaval fistula recapitulates human arteriovenous fistula maturation. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 305 (12), H1718-H1725 (2013).
  24. Jouannic, J. M., et al. The effect of a systemic arteriovenous fistula on the pulmonary arterial blood pressure in the fetal sheep. Prenatal Diagnosis. 22 (1), 48-51 (2002).
  25. Jouannic, J. M., et al. Systemic arteriovenous fistula leads to pulmonary artery remodeling and abnormal vasoreactivity in the fetal lamb. American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 285 (3), L701-L709 (2003).
  26. Patel, M. D., et al. Echocardiographic assessment of right ventricular afterload in preterm infants: maturational patterns of pulmonary artery acceleration time over the first year of age and implications for pulmonary hypertension. Journal of the American Society of Echocardiography. 32 (7), 884-894 (2019).
  27. Habash, S., et al. Normal values of the pulmonary artery acceleration time (PAAT) and the right ventricular ejection time (RVET) in children and adolescents and the impact of the PAAT/RVET-index in the assessment of pulmonary hypertension. The International Journal of Cardiovascular Imaging. 35 (2), 295-306 (2019).
  28. Arkles, J. S., et al. Shape of the right ventricular Doppler envelope predicts hemodynamics and right heart function in pulmonary hypertension. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 183 (2), 268-276 (2011).

Reprints and Permissions

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

Request Permission

Explore More Articles

RV RV

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