إنّ خلل القلب والأوعية الدموية هو السبب الرئيسي للوفاة في جميع أنحاء العالم. نموذج القلب المعزول الذي نقدمه هنا يمكن أن يكون بمثابة نافذة تجريبية في ديناميكيات القلب البشري. يجمع هذا النهج بين دراسة الفيزيولوجيا الكهربائية الكلاسيكية مع رسم الخرائط الضوئية المتزامنة لجهد الترمببر والكالسيوم بين الخلايا لتقييم حالة القلب.
يمكن تطبيق هذه المنهجية على دراسة نمّيض الأمراض وعلم الأدوية وعلم السموم. على سبيل المثال، أحد مجالات تركيزنا هو تحديد تأثيرات أحجام الزجاج على الفيزيولوجيا الكهربية القلبية. وعلى الرغم من أن هذه المنهجية أكثر صعوبة من الناحية التقنية من البروتوكول الذي يستخدم نموذجًا حيوانيًا أصغر، فإن البروتوكول بشكل عام واضح نسبيًا بمجرد أن تكون جميع القطع في مكانها.
من الصعب وصف جميع مكونات نظام التصوير والضخ عن طريق النص ، لذلك فإن العرض المرئي لهذه العملية سيساعد في إعادة إنتاج إعداد ناجح. بعد عزل القلب مع الشريان الأورطي الصاعد سليمة، يغرق العضو المخروط في غشاء القلب البارد الجليد واستخدام زوج من الهيموستاتات لقبضة جدار الشريان الأورطي. زلة السفينة على كانية مضلع تعلق على أنابيب متصلة لتر واحد من الجليد الباردة القلبية المتوسطة علقت ما يقرب من 95 سنتيمترا فوق القلب.
السماح للسوائل لملء الشريان الأورطي حتى تفيض السفينة لمنع أي فقاعات من دخول الأوعية الدموية واستخدام الشريط السري لتأمين الشريان الأورطي إلى القنية. ربط الهيموستات لتحمل وزن القلب كما يتدلى من القنية لمزيد من تأمين الأنسجة والسماح للوسط البارد لثقب القلب مرة أخرى في ضغط مستمر من 70 ملليمترا من الزئبق عن طريق الجاذبية. نقل سماع إلى نظام لانغيندورف 37 درجة مئوية دون إدخال الهواء في القنية.
والسماح للإيقاع الجيوب الأنفية العادي لطرد الأوعية الدموية من أي الدم المتبقية وplegia القلب. في حالة عدم انتظام ضربات القلب صدمة، وضع المجاذيف الخارجية في قمة وقاعدة القلب لفك الرجفان الجهاز، وتقديم صدمة واحدة في خمسة جول وزيادة في خمس زيادات جول حتى يتم تحقيق 50 جول، القلب، أو إيقاع غير قابل للصدم. ثم، طرد القلب مع ما لا يقل عن لتر واحد من تعديل كريبس-Henseleit المتوسطة دون إعادة تدوير لإزالة أي الدم المتبقية وقلب غشاء القلب.
عندما يعمل المتوسطة واضحة من خلال القلب، إغلاق حلقة الدوران لإعادة تدوير perfusate. لتسجيل الرصاص القياسي لECG طوال فترة الدراسة ، قم بإرفاق قطب إبرة من 29 مقياسًا إلى epicardium البطيني بالقرب من القمة وارفق قطبًا آخر في الأذين الأيمن. توصيل المدخلات الإيجابية والسلبية من bioamplifier التفاضلية إلى أعلى والأذين الأيمن، على التوالي، واربط قطب واحد من المحفزات الثنائية القطب على الأذين الأيمن وثاني قطب أقطاب التحفيز ثنائي القطب إلى البطين الأيسر الجانبي لأغراض سرعة.
وتيرة القلب باستخدام محفز الفيزيولوجيا الكهربائية، مع مجموعة التيار الأولي إلى ضعف عتبة الانبساطي وعرض نبض واحد ميلي ثانية. لتحديد عتبة سرعة، تطبيق سلسلة من واحد إلى اثنين مليم نبضات التحفيز مع عرض نبض ميلي ثانية واحدة في أطوال دورة سرعة محددة لضمان استجابة متسقة التحفيز. تنفيذ سرعة التحفيز إضافية باستخدام إما S1، S1 أو S1، S2 سرعة القطار.
إنقاص طول دورة سرعة S2 خطوة بخطوة بمقدار 10 مللي ثانية حتى فشل سرعة التقاط. ثم، قم بالتصعيد إلى طول دورة سرعة قبل الأخيرة وتقليل أطوال الدورة في فواصل زمنية من ميلي ثانية واحدة لتحديد طول دورة سرعة الأكثر دقة قبل فقدان الالتقاط. لتحديد فترة الانكسار الفعالة البطينية، استخدم قطب التحفيز على البطين الأيسر الجانبي لتحديد أقصر فاصل S1، S2 الذي يبدأ فيه الخفقان السابق لأوانه S2 إزالة قطبة البطين.
لتحديد طول دورة Wenckebach، استخدم قطب التحفيز على الأذين الأيمن للعثور على أقصر S1، S1 الفاصل الزمني الذي ينتشر فيه جهاز الاتصال الأذيني الأذيني واحد إلى واحد عبر مسار الاتصال الطبيعي. لتحديد وقت الانتعاش عقدة الجيوب الأنفية، واستخدام القطب التحفيز على الأذين الأيمن لتطبيق S1، S1 سرعة القطار وقياس تأخير الوقت بين الدفعة الأخيرة في قطار سرعة واستعادة عفوية sinoatrial عقدة النشاط بوساطة. لإنشاء العقدة الأذينية الدورة الفعالة للانكسار، استخدم قطب التحفيز على الأذين الأيمن.
العثور على أقصر S1، S2 الفاصل الزمني اقتران الذي هو متبوعا التحفيز الأذيني السابق لأوانه من قبل المحتملة Hisbundle التي تثير مجمع QRS، مما يدل على إزالة القطب البطين. لرسم الخرائط البصرية للجهد عبر الميمبرين والكالسيوم داخل الخلايا، أولاً ببطء تضيف ما يصل إلى خمسة ملليلتر من صبغ الجهد الطازجة المعدة قريب إلى كانية الأبهري تليها الإضافة البطيئة لصبغة الكالسيوم الطازجة. بعد ذلك، ضع جهاز التصوير للتركيز على مجال عرض مناسب وتوصيل الكاميرا بمحطة عمل.
الحصول على الصور باستخدام البرنامج المحدد مع وقت التعرض من 5 إلى 2 ميلي ثانية. وتنفيذ محاذاة صورة مع المعونة من البرامج التي يمكن تقسيم وتراكب المناطق المطلوبة وعرض الطرح الرمادي أو اللون الزائف إضافة إلى أي محاذاة تمييز. مع الإضاءة المحيطة إلى أدنى حد ممكن، اختبار أضواء LED لضمان إضاءة موحدة وأقصى قدر من epicardial، كما يحددها عمق جيدا الاستشعار.
ثم، صورة عضلة القلب أثناء إيقاع الجيوب الأنفية، الرجفان البطيني، أو سرعة ديناميكية باستخدام القطب التحفيز المتمركزة على البطين الأيسر، بدءا من سرعة طول دورة 350 مللي ثانية وتنخفض من قبل 10 إلى 50 مللي ثانية لتوليد منحنيات الرد. لتأكيد الحصول على إشارة بصرية الجودة طوال التجربة، افتح ملف فيديو، حدد منطقة ذات أهمية، وقم برسم متوسط الفلوريسنس مع مرور الوقت. في نهاية التجربة، وإزالة القلب من النظام واستنزاف perfusate.
ثم شطف أنابيب النظام والغرف مع المياه النقية. للصيانة الروتينية، شطف النظام بشكل دوري مع محلول المنظفات حسب الحاجة. وفي هذه الدراسات التمثيلية، تم إجراء الإجراء على نماذج سليمة، كما هو موضح، تراوحت في الحجم بين 2.5 و 10.5 كيلوغرام من وزن الجسم و 18 إلى 137 غراما من وزن القلب.
بعد نقل قلب معزول إلى نظام Langendorff، معدل ضربات القلب يستقر على حوالي 70 نبضة في الدقيقة في غضون ما يقرب من 10 دقائق من الرجفان ويبقى ثابتا طوال مدة الدراسة. ويقاس متوسط معدل التدفق الذي يبلغ 184 ملليلتر تقريباً في الدقيقة الواحدة. فإنه يبطئ إلى 70 ملليلتر في الدقيقة الواحدة بعد التخبط مع المتوسطة الدافئة التي تحتوي على uncoupler الميكانيكية.
يمكن تسجيل الرصاص اثنين من تخطيط القلب خلال مدة الدراسة خلال إيقاع الجيوب الأنفية أو استجابة لسرعة الخارجية لتحديد المعايير الكهربائية. ويمكن أيضا أن يتم إجراء تجارب رسم الخرائط البصرية خلال إيقاع الجيوب الأنفية والرجفان البطيني العفوي. يمكن الحصول على صور تمثيلية لقلب محمل بالصبغة مع إمكانات العمل البصرية المقابلة.
ويمكن جمع عابري الكالسيوم من منطقتين من الفائدة على السطح epicardial. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام سرعة epicardial الحيوية خلال تجارب رسم الخرائط البصرية لتطبيع أي اختلافات طفيفة في معدلات القلب الجوهرية. ويمكن استخدام الإشارات الخام لتصوير العمل المحتمل للكالسيوم وقت اقتران عابر، التنشيط والوقت مدة، واستعادة الكهربائية والكالسيوم.
من المهم تجنب السماح للفقاعات بدخول الشريان الأورطي ، لتقليل وقت النقل من الحيوان إلى النظام ، ودعم القلب الأكبر. يمكن تحليل الفيزيولوجيا الكهربائية وبيانات الإشارة البصرية بعد الاستحواذ. بالإضافة إلى ذلك، يمكن الحفاظ على القلب بعد دراسة الأنسجة، أو كبت المناعة، أو تحليل التعبير الجيني.
نحن نستخدم هذه التقنية لتوصيف تطور قلب الأحداث وفحص تأثير التعرض البيئي على فسيولوجيا القلب. فك الوبلترات الميكانيكية المستخدمة لتقليل الحركة والمواد الكيميائية المضادة للرغوة المستخدمة في معالجة زبد الزبدة على حد سواء الزبد، وذلك باستخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة أمر ضروري للغاية.
