Verwendung eines isolierten funktionierenden Rattenherzmodells zum Testen von Strategien zur Erhaltung des Spenderherzens

Zusammenfassung

Wir beschreiben ein ex vivo isoliertes funktionierendes Rattenherzprotokoll, um Strategien zur Erhaltung des Spenderherzens zu testen. In diesem Artikel wird das Protokoll für die Verwendung in der statischen Kühllagerung von Nagetierspenderherzen beschrieben. Das Protokoll kann aber auch für Spenderherzen verwendet werden, die nach einer Spende nach Kreislauftod und Hirntod gewonnen wurden.

Zusammenfassung

Die Optimierung von Lösungen zur Erhaltung des Spenderherzens hat eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung von Ischämie-Reperfusionsschäden bei Spenderherzen während der Organentnahme, des Transports und der Transplantation gespielt. Frühere Arbeiten aus unserem Labor haben gezeigt, dass die Zugabe von Glyceryltrinitrat und Erythropoietin zu Lösungen zur Erhaltung des Spenderherzens die Wiederherstellung der Herzfunktion nach längerer Kühllagerung und bei der Spende nach dem Bluttod von Herzen signifikant verbessern kann. Dieses Supplementierungsprotokoll wurde im klinischen Einsatz in Transplantationseinheiten in Australien, Belgien und dem Vereinigten Königreich implementiert. Hier skizzieren wir ein Protokoll zum Testen von Supplementierungsstrategien unter Verwendung eines ex vivo isolierten funktionierenden Rattenherz-Perfusionskreislaufs (IWRH). Mit dieser Methode können Supplementierungsstrategien im Zusammenhang mit längerer kalter statischer Lagerung, Spende nach Hirntod und Spende nach Kreislauftod und Spenderherzerhaltung getestet werden. Die Wiederherstellung der kardialen Funktionsfähigkeit, gemessen anhand des Aortenflusses, des Koronarflusses, des Herzzeitvolumens, des Pulsdrucks und der Herzfrequenz, kann verwendet werden, um festzustellen, ob eine bestimmte Konservierungsstrategie die Ischämie-Reperfusionsverletzung des Spenderherzens minimieren kann.

Einleitung

Der Erfolg einer Herztransplantation kann stark von der Konservierungsmethode des Spenderherzens beeinflusst werden. Spenderherzen sind während des gesamten Prozesses der Organentnahme, des Transports und der Transplantation ischämischen Beleidigungen ausgesetzt. Das Ausmaß der ischämischen Schädigung des Spenderorgans kann durch die Auswahl einer geeigneten Strategie zur Erhaltung des Spenderherzens gemildert werden. Die kalte statische Lagerung (CSS) ist nach wie vor die praktikabelste und gebräuchlichste Methode zur Konservierung des Spenderherzens. CSS ist jedoch nicht unbedingt die beste Option für alle Herzspendewege. Zum Beispi....

Protokoll

Alle Tiere erhielten eine humane Pflege in Übereinstimmung mit den Richtlinien des National Health and Medical Research Council (Australien). Alle tierexperimentellen Verfahren wurden von der Tierethikkommission des Garvan Institute of Medical Research (Sydney, Australien) genehmigt.

1. Herstellung von Krebs-Henseleit (KH) -Puffer

1. 2 l einer 20-fachen Stammlösung KH-Puffer mit 2,36 M NaCl, 0,094 M KCl, 0,024 M MgSO₄ und 0,024 M KH₂PO₄ herstellen. In 50-ml-Röhrchen aliquotieren und bei -20 °C lagern.
2. Bereiten Sie vor dem Experiment zwei 2-L....

Diskussion

Angesichts der Empfindlichkeit der Ausgangsfunktion des Herzens muss darauf geachtet werden, dass das Perfusionspräparat sauber und mit kompatiblen Komponenten ausgestattet bleibt. So muss zum Beispiel der richtige PVC-Schlauch verwendet werden. Einige Schlauchmaterialien, wie z. B. Silikon, können zu einer geringeren Aortenströmung und Kontraktilität beitragen, was auf den Sauerstoffverlust über die Schläuche zurückzuführen sein kann. Es gibt zwar isolierte funktionierende Ratte.......

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
1.5 mL colorless Eppendorff tube, 1000 per box	Bio Strategy Pty Ltd	0030.125.150
15 mL cent/tubes (S) Sleeve/25 PP ctn/500	Sigma-aldrich Pty Ltd	CLS430791-500ea
BP Transducer/Cable kit	ADInstruments	MLT1199	Data Acquisition
Bridge Amp	ADInstruments	FE221	Data Acquisition
Carbogen 555G2	BOC	BOC002
Checktemp1 thermometer	Hanna Instruments	HI98509	Rig Construction
Clamp Pinch 1/4-7/16 PK 12	Thomas Scientific	2848Y40	Rig Construction
Clamp W/Extension Stem Med.	Thomas Scientific	8847T08	Rig Construction
Clamp W/Extension Stem Sm.	Thomas Scientific	8847T02	Rig Construction
Clips, Vessel, 60 g Pressure	Coherent Scientific	14121	Surgical Equipment
Closed Connector	Thomas Scientific	8847E25	Rig Construction
Covidien Sofsilk 2-0 black precut 45 cm box of 24	Specialist Medical Supplies	S195	Surgical consumables
Custom Made 250 mL Jacketed Degasser	Custom Blown Glassware Pty Ltd	N/A	Rig Construction
Custom Made 750 mL Reservoir	Custom Blown Glassware Pty Ltd	N/A	Rig Construction
D-(+)-Glucose Anhydrous SigmaUltra	Sigma-aldrich Pty Ltd	G7528-1Kg	To make Krebs Buffer
Dual Channel Console	ADInstruments	TS402	Data Acquisition
Erlenmyer flasks 2 L
Filter Microfibre type GF/C glass fibre 47 mm, 100	Bio-strategy Pty Ltd	1822047
Forceps, 15 cm, 0.3 mm, CRVD	Coherent Scientific	14114	Surgical Equipment
Four Prong Clamps with 9 mm x 115 mm long arm for holding 2-70 mm diam objects. Vinyl coated	Met-App Australia Pty Ltd	1352	Rig Construction
Heater Circulator. Digital Solid State Control. (1020 Watts/240 Volts)	Thermoline Scientific	TU3	Rig Construction
Heparin 5000 U/5 mL box 50 Pfizer 02112115	Clffird Hallam Healthcare Pty Ltd	1258693	Drugs
Ilium Xylazil 20 Inj 50 mL	Cenvet Australia Pty Ltd	X5010	Anaesthetic
Johns Hopkins Bulldog Clamp	Coherent Scientific	CS-WPI-14117
Ketamine 100 mg/50 mL	Provet (NSW) Pty Ltd	KETAI1	Anaesthetic
Magnesium Sulphate heptahydrate AR 500 g Chemsupply	Bio Strategy Pty Ltd	MA048-500g	To make Krebs Buffer
Male/Female Hinged Adapter	Thomas Scientific	8847V08	Rig Construction
Masterflex L/S Easy-Load Head for Precision Tubing, PPS, CRS Rotor	John Morris	1015164	Rig Construction
Metzenbaum scissors, 11.5 cm curved	Coherent Scientific	WPI-501748	Surgical Equipment
Metzenbaum scissors, 14.5 cm straight	Coherent Scientific	WPI-501252	Surgical Equipment
Mounting Hardware F/2-HEADS SS	John Morris	1014414	Mounting screws for pump heads
Open-sided connector	Thomas Scientific	8847E05	Rig Construction
Paraformadehyde	Sigma-Aldrich	P6148-500G	Sample processing
Potassium Chloride (AnalaR NORMAPUR) 500 g	VWR Chemicals	26764.26	To make Krebs Buffer
Potassium phosphate monobasic	Sigma-Aldrich Pty Ltd	P5379-500g	To make Krebs Buffer
Powerlab 2/26, 2 channel recorder + Labchart software	ADInstruments	ML826	Computer Hardware and Software
Precision XN Inline Flowsensor, 3.2 mm (1/8")ID ME4PXN-KR37 XF	ADInstruments	ME4PXN	Rig Construction
Scalpel with handle disposable #11 pkt/10	BSN Medical (Aust) Pty Ltd	73252-36
Silicone Gasket for Swinnex 47 mm 5/PK	Merck Millipore	SX0004701	Rig Construction
Silicone O-Ring 5-329 10/PK	Merck Millipore	XX1104707	Rig Construction
Single Buret Clamp	Thomas Scientific	8847T32	Rig Construction
Slip-on inlet Filter pore size 10 µm (bubbler)	Sigma-aldrich	59277	Rig Construction
Sm. 360 Rotation Connector	Thomas Scientific	8847E35	Rig Construction
Sodium bicarbonate	Sigma-Aldrich Pty Ltd	S6297 - 250g	To make Krebs Buffer
Swinnex Filter Holder, 47 mm	Merck Millipore	SX0004700	Rig Construction
syringes 1 mL box/100	Becton Dickinson Pty Ltd	302100
Three Prong Clamps with 9 mm diameter x 125 mm long arm and twin screw for holding 5-80 mm	Met-App Australia Pty Ltd	1356	Rig Construction
Tubing Flowmeter Module TS410	ADInstruments	TS410	Data Acquisition
Tubing PVC 6.35 mm ID x 9.52 mm OD 50ft Roll 15.24m, clear , DEHP phthalate free, food grade meets REAC	Thermo Fisher	NAL 8701-0600	Rig Construction
Tubing PVC 7.94mm ID x 11.1mm OD 50ft Roll 15.24 m, clear , DEHP phthalate free, food grade meets REAC	Thermo Fisher	NAL 8701-0900	Rig Construction
Tubing PVC 9.52 mm ID x 12.7 mm OD 100ft Roll	Thermo Fisher	NAL 8701-4120	Rig Construction
Vannas scissors, 8.5 cm, Straight, 7 mm Blades	Coherent Scientific	WPI-500-086	Surgical Equipment
Water Bath 30 Litre with Suspended Tray	Thermoline Scientific	TLWB-30	Rig Construction