Los autores desean agradecer a Marlijn Jansen, Joyce Visser, y Martijn van Nieuwburg por su ayuda con los experimentos con animales. Reconocemos en gran medida Martijn Froeling y Anke Wassink por su ayuda en la obtención de imágenes de resonancia magnética.

El experimento in vivo se realizó de conformidad con la Guía para el Cuidado y Uso de Animales de Laboratorio preparados por el Instituto de Investigación de Animales de Laboratorio. El experimento fue aprobado por el Comité de Experimentación Animal local. 1. Preparación de la solución inyectable e incrustación <ol><li> Preparar el gel inyectable. <ol><li> Preparar 1 ml de ureido-pirimidinona gel (UPY) de acuerdo a los protocolos descritos anteriormente 12, 13. </li><li> Añadir partículas de óxido de hierro superparamagnéticas (SPIOs) a la solución para obtener una concentración de 15 mg / ml y se agita la mezcla durante 5 min para la distribución uniforme. </li><li> Añadir las microperlas fluorescentes a la solución para obtener una concentración de 10.000 cuentas / ml y se agita la mezcla durante 5 min para la distribución uniforme. </li><li> Guarde la mezcla resultante a temperatura ambiente en un ambiente oscuro. Caliente y agitar o remover tque la solución poco antes del procedimiento de inyección. </li></ol></li><li> Preparar la solución de incrustación. <ol><li> Comience con agua del grifo a temperatura ambiente y añadir agarosa (agar) a una concentración de 4% en peso. </li><li> Lentamente calentar la solución hasta el punto de ebullición usando un horno de microondas y se agita con frecuencia durante el calentamiento. Al llegar a la ebullición punto, almacenar y mantener la solución de agar por encima de 70 ° C durante 2 h para permitir que el aire atrapado a la superficie. </li><li> Dejar que el agar se enfríe a temperatura ambiente a una temperatura entre 50 y 60 ° C hasta el momento de la incrustación. </li></ol></li></ol> Procedimiento 2. Inyección <ol><li> Realizar premedicación (agentes anti-arrítmicos, la terapia anti-plaquetas, y medicamentos para el dolor), anestesia, acceso venoso, y la intubación, como se ha descrito previamente 14. </li><li> Realizar inyecciones utilizando un catéter de inyección intramiocárdica (Tabla de Materiales). Para cada inyección, 0.2 ml de la mezcla se inyecta en un bolo a una velocidad constante de aproximadamente 0,3 ml / min usando un dispositivo de inyección. Colocar las inyecciones en diferentes posiciones a lo largo del IBZ 12. </li><li> Administrar 0,2 ml / kg (1,0 mmol / ml) de un agente de contraste a base de gadolinio 15 min antes de la eutanasia de los animales. </li><li> Administrar 20 ml de cloruro de potasio 7,5% por vía intravenosa para la eutanasia del animal. </li><li> Acceso mediastinal Secure siguiente protocolo pasos 8/2 a 8/3, como se describe por Koudstaal et al. 14. Cortar la vena cava inferior a 5 cm de la aurícula derecha y quitar que fluye hacia la sangre con un dispositivo de succión. Escindir el corazón y enjuagarlo con 0,9% de solución salina a temperatura ambiente. </li></ol> 3. Procedimiento Embedding <ol><li> Preparar el corazón. <ol><li> Retire el pericardio del corazón, manteniendo las aurículas y los ventrículos intacta. Diseccionar la aorta ascendente ± 1 cm por encima de la válvula aórtica usando Klinkenbergtijeras. Cortar la vena cava inferior ± 1 cm desde la aurícula, y hacer lo mismo para las venas pulmonares. </li><li> Suturar el ápice del corazón a la parte inferior de un recipiente de plástico incrustación (17 x 15 x 15 cm, W x D x H) usando una sutura 2-0 para evitar la flotación del corazón durante la incrustación (Figura 1A). </li><li> Suturar la parte restante de la aorta a los bordes del recipiente usando 2-0, asegurándose de que el corazón está centrado y no tocar las paredes del recipiente (Figura 1B). </li></ol></li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54974/54974fig1.jpg" /> Figura 1: vista general esquemática y Fotografía de la incrustación de Container. (A) Descripción general esquemática del proceso de incrustación. El corazón (rojo) está asegurada en el recipiente (azul) usando suturas. Después de llenar el corazón con la solución de agar, el espacio alrededor del corazón está lleno. Finalmente,dos tubos de plástico rígido (amarillo) se colocan en el recipiente, junto a, pero sin tocar el corazón, para servir como una referencia durante el registro de imagen. (B) Fotografía de un corazón asegurado en el recipiente incrustación. Las suturas se sujetan al borde del recipiente usando abrazaderas de mosquitos. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54974/54974fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <ol start="2"><li> Incrustar el corazón en una geometría de fin de diástole-similares. NOTA: La prevención de la creación de la burbuja de aire es necesario. Si las burbujas presentes en la solución de agar grande de aire, mantener el agar a 40 ° C, permitiendo que las burbujas de aire a la superficie. <ol><li> Sujetar la vena cava inferior usando pinzas de mosquito. inyectar lentamente el agar líquido usando una jeringa de 50 mL en la aurícula derecha a través de la vena cava superior hasta tanto en la aurícula y el ventrículo derecho están completamente llenos. </li><li> Abrazadera de las venas pulmonares utilizando mosquito abrazaderas. pasar suavemente una jeringa de 50 ml de agar-llenado retrógrada a través de las válvulas aórtica. inyectar lentamente la solución en el ventrículo izquierdo (VI) hasta que la LV y la aurícula izquierda están completamente llenos. Después de llenar el LV, sujetar la aorta para mantener el agar en el VI. </li><li> Vierta el agar que queda en el recipiente hasta que el corazón está totalmente cubierto. Coloque dos tubos rígidos de plástico dentro del contenedor de la incrustación para servir como estructuras de referencia para el registro de imágenes después (Figura 1A). Asegúrese de que los tubos no se toquen las paredes del recipiente o el corazón. </li><li> Deje que el agar solidifique a 2 - 7 ° C. </li></ol></li></ol> 4. Adquisición de imágenes <ol><li> Realizar transversales ex vivo imágenes por resonancia magnética del corazón que está incrustado en el contenedor. <ol><li> Coloque el recipiente con el corazón incrustado dentro de una bobina de cabeza (Tabla de Materiales). </li><li> Dispuesto en ángulo de las rodajas paralelas a la parte inferior del recipiente. Utilizarla misma orientación y la angulación en cada secuencia ex vivo MRI. </li><li> Para visualizar miocardio, realizar una recuperación inversa fluido atenuada secuencia (FLAIR) con los siguientes parámetros: tiempo de repetición [TR] / tiempo de eco [TE] = 10 s / 140 ms, ángulo flip = 90 °, tamaño de píxel = 0,5 x 0,5 mm, campo de visión [FOV] = 169 x 169 mm, 320 x 320 de matriz, y grosor de corte 3-mm. </li><li> Para visualizar el infarto de miocardio, realice una tarde-gadolinio mejorado (LGE) de secuencia con los siguientes parámetros: [TR] / [TE] = 5,53 ms / 1,69 ms, ángulo flip = 25 °, tamaño de píxel = 1,0 x 1,0 mm, [ FOV] = 169 x 169 mm, 176 x 176 de matriz, y grosor de corte 3-mm. </li><li> Para visualizar SPIOs, realizar una T2 * gradient-ponderada secuencia de eco con los siguientes parámetros: [TR] / [TE] = 88,7 ms / 15 TEs distribuidos igualmente con un rango de 1.9 - 24.6 ms, ángulo flip = 15 °, pixel size = 0,5 x 0,5 mm, [FOV] = 169 x 169 mm, 320 x 320 de matriz, y grosor de corte 3-mm. </li></ol></li><li> proces de tejidocanta <ol><li> Girar el recipiente boca abajo y permitir que el aire entre el agar y los lados del recipiente para eliminar la solución de agar sólido, incluyendo el corazón, desde el recipiente. Retire las varillas de plástico del agar sólido. </li><li> Sección del bloque de agar que contiene el corazón en rebanadas de 5 mm desde el vértice hasta la base del corazón usando una máquina de cortar carne. Mantener la angulación de las rodajas cortadas las mismas que en las imágenes de RM adquiridos por el corte paralelo a la parte inferior del bloque de agar. </li><li> Tinción de las rodajas de agar (incluyendo el corazón) durante 15 min en 1% en peso de 2,3,5-triphenyltetrazoliumchloride (TTC) disuelto en 0,9% de solución salina a 37 ° C, y fotografiar las rodajas en ambos lados desde una vista perpendicular (figura 2A). A continuación, enjuagar cuidadosamente las rodajas en 0,9% de solución salina. NOTA: En este estudio, se utilizó una configuración de DSLR con una lente / objetivo apropiado, un trípode, y la iluminación uniforme. Sin embargo, las fotografías sólo sirvieron como control para la evaluación de la región de la cicatriz,así que podría haber utilizado una configuración diferente. </li></ol></li><li> imágenes de fluorescencia NOTA: Dependiendo de la excitación y de emisión de longitudes de onda de las microperlas fluorescentes, seleccionar los láseres de bloque de filtro y de excitación apropiada (por ejemplo, las microperlas rojos utilizados aquí tienen excitación y emisión longitudes de onda de 580 nm y 605 nm, respectivamente, por lo tanto, el láser de excitación seleccionado y los filtros de paso de banda se fijaron a 532 nm, 580/30 nm y 610/30 nm, respectivamente). <ol><li> Seleccionar las imágenes en modo de fluorescencia en el escáner en modo variable. Ajuste el tubo fotomultiplicador a 430 V o equivalente y el tamaño de píxel de 100 x 100 m. Seleccionar un láser de excitación (532 nm) más cercana a la longitud de onda de excitación de las microperlas fluorescentes. </li><li> Para el primer bloque de filtro, seleccione un filtro de paso de banda (580/30 nm) que se superpone con la longitud de onda de emisión de las perlas de fluorescencia inyectados (canal 1). Selecciona un filtro de paso de banda para el bloque segundo filtro (610/30) fuera del correolongitud de onda de misión (canal 2). NOTA: El segundo bloque de filtro sirve como un control negativo y para eliminar auto-fluorescencia, manteniendo intactos los sitios de inyección. </li><li> Escanear ambos lados de las rodajas de agar en el modo de fluorescencia del escáner láser de modo variable usando los dos canales. Asegúrese de que cada rodaja se escanea completamente, incluyendo los agujeros de referencia. </li></ol></li></ol> 5. Post-procesamiento NOTA: El primer paso en la imagen post-procesamiento es la segmentación manual del miocardio mediante scripts desarrollados internamente para trazar la endo y epicárdicos fronteras, así como los sitios de inyección. Este es el mismo tanto para las exploraciones de resonancia magnética y de fluorescencia. <ol><li> Segmento del miocardio en las imágenes por resonancia magnética. <ol><li> Segmento del endocardio y de LV borders epicardio en la secuencia de imágenes de resonancia magnética FLAIR. </li><li> Copiar la segmentación LV desde el paso 5.1.1 al conjunto de datos LGE-RM y el segmento de la cicatriz en la secuencia de LGE MRI. </li><li> Copiar la segmentación miocardio desde el paso 5.1.1 a la T2 * de conjunto de datos-ponderada y segmentar las deposiciones SPIO en el miocardio LV. </li></ol></li><li> Procesar las imágenes de fluorescencia y realizar segmentaciones. <ol><li> Cargar los archivos obtenidos desde el escáner en modo variable y hacer una imagen separada de cada rebanada corazón de la sección transversal. </li><li> Voltear las rebanadas que fueron escaneados en la base al ápice orientación y ordenar las imágenes de fluorescencia en una pila para ambos canales que está orientado desde el vértice a la base. </li><li> Segmento del endocardio y de LV borders epicardio en las imágenes de fluorescencia. </li><li> Segmento de la cicatriz de forma manual en las imágenes de fluorescencia y el uso de la LGE-resonancia magnética y las fotografías para confirmar la morfología de la cicatriz. </li><li> Restar la pila de imágenes del canal 2 de la pila de imagen del canal 1 para excluir auto-fluorescencia. segmento manualmente las deposiciones de microesferas fluorescentes y usar el T2 * imágenes para su confirmación. </li></ol></li><li> Crearuna geometría 3D anatómicamente correcta, se realiza un registro rígida de las rebanadas en la pila de imagen basada en las estructuras de referencia (los agujeros creados por los tubos rígidos). Calcular y almacenar la traslación y rotación aplicada de cada imagen. </li><li> Aplicar las transformaciones almacenados para las pilas de imágenes y las segmentaciones. Linealmente interpolar las segmentaciones de ambos lados de las rebanadas de reconstruir el grosor del corte original y para crear un modelo 3D de los datos. </li></ol> 6. Análisis <ol><li> Realizar mediciones 2D y / o 3D de la distancia entre los centros de los sitios de inyección y la IBZ para evaluar la precisión de la inyección. Medir la distancia a lo largo del borde endocárdico de la segmentación del ventrículo izquierdo. En la Figura 2C y 2F, un ejemplo de las mediciones 2D y 3D se indica por la línea roja. </li></ol>

<ol>
	<li>Nowbar, A. N., Howard, J. P., Ja Finegold, ., Asaria, P., Francis, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2014+global+geographic+analysis+of+mortality+from+ischaemic+heart+disease+by+country,+age+and+income:+statistics+from+World+Health+Organisation+and+United+Nations.">2014 global geographic analysis of mortality from ischaemic heart disease by country, age and income: statistics from World Health Organisation and United Nations.</a> Int J Cardiol. 174 (2), 293-298 (2014).</li><li>Kannel, W. B., Belanger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+heart+failure.">Epidemiology of heart failure.</a> Am Heart J. 121 (3), 951-957 (1991).</li><li>Ib&#225;&#241;ez, B., Heusch, G., Ovize, M., Van De Werf, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolving+therapies+for+myocardial+ischemia/reperfusion+injury.">Evolving therapies for myocardial ischemia/reperfusion injury.</a> J Am Coll Cardiol. 65 (14), 1454-1471 (2015).</li><li>Bartunek, J., Vanderheyden, M., Hill, J., Terzic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cells+as+biologics+for+cardiac+repair+in+ischaemic+heart+failure.">Cells as biologics for cardiac repair in ischaemic heart failure.</a> Heart. 96 (10), 792-800 (2010).</li><li>Orlic, D., Kajstura, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bone+marrow+cells+regenerate+infarcted+myocardium.">Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium.</a> Nature. 410 (6829), 701-705 (2001).</li><li>Nguyen, P. K., Lan, F., Wang, Y., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging:+Guiding+the+Clinical+Translation+of+Cardiac+Stem+Cell+Therapy.">Imaging: Guiding the Clinical Translation of Cardiac Stem Cell Therapy.</a> Circ Res. 109 (8), 962-979 (2011).</li><li>Psaltis, P. J., Worthley, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoventricular+electromechanical+mapping-the+diagnostic+and+therapeutic+utility+of+the+NOGA+XP+Cardiac+Navigation+System.">Endoventricular electromechanical mapping-the diagnostic and therapeutic utility of the NOGA XP Cardiac Navigation System.</a> J Cardiovasc Transl Res. 2 (1), 48-62 (2009).</li><li>Tomkowiak, M. T., Klein, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+transendocardial+therapeutic+delivery+guided+by+MRI-x-ray+image+fusion.">Targeted transendocardial therapeutic delivery guided by MRI-x-ray image fusion.</a> Catheter Cardiovasc Interv. 78 (3), 468-478 (2011).</li><li>Dauwe, D. F., Nuyens, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+rotational+angiography+fused+with+multimodal+imaging+modalities+for+targeted+endomyocardial+injections+in+the+ischaemic+heart.">Three-dimensional rotational angiography fused with multimodal imaging modalities for targeted endomyocardial injections in the ischaemic heart.</a> Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 15 (8), 900-907 (2014).</li><li>van Slochteren, F. J., van Es, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multimodality+infarct+identification+for+optimal+image-guided+intramyocardial+cell+injections.">Multimodality infarct identification for optimal image-guided intramyocardial cell injections.</a> Neth Heart J. 22 (11), 493-500 (2014).</li><li>van Slochteren, F. J., van Es, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three+dimensional+fusion+of+electromechanical+mapping+and+magnetic+resonance+imaging+for+real-time+navigation+of+intramyocardial+cell+injections+in+a+porcine+model+of+chronic+myocardial+infarction.">Three dimensional fusion of electromechanical mapping and magnetic resonance imaging for real-time navigation of intramyocardial cell injections in a porcine model of chronic myocardial infarction.</a> Int J Cardiovasc Imaging. 32 (5), 833-843 (2016).</li><li>Pape, a. C. H., Bakker, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+Injectable+and+Drug-loaded+Supramolecular+Hydrogel+for+Local+Catheter+Injection+into+the+Pig+Heart.">An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart.</a> J Vis Exp. (100), (2015).</li><li>Bastings, M. M. C., Koudstaal, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+fast+pH-switchable+and+self-healing+supramolecular+hydrogel+carrier+for+guided,+local+catheter+injection+in+the+infarcted+myocardium.">A fast pH-switchable and self-healing supramolecular hydrogel carrier for guided, local catheter injection in the infarcted myocardium.</a> Adv Healthc Mater. 3 (1), 70-78 (2014).</li><li>Koudstaal, S., Jansen of Lorkeers, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+infarction+and+functional+outcome+assessment+in+pigs.">Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs.</a> J. Vis. Exp. (86), (2014).</li></ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

Whole-corazón de procesamiento del tejido de miocardio en 3D de acuerdo con este protocolo proporciona un método estructurado que permite el análisis en 3D del infarto, la IBZ, y las inyecciones realizadas con respecto a la anatomía cardiaca. El volumen de llenado del corazón depende del análisis deseado. En este estudio, para evaluar la exactitud de la inyección, que tuvo como objetivo llenar el corazón para parecerse a la geometría de fin de diástole lo más cerca posible. Para cumplir esto, el ápice LV se ...

La cardiopatía isquémica ha sido la principal causa mundial de muerte en las últimas décadas 1. El tratamiento agudo después de infarto de miocardio tiene como objetivo restablecer el flujo de sangre al miocardio a través de la intervención coronaria percutánea o cirugía de revascularización coronaria. En infartos graves, una gran zona del miocardio está marcada, y estos casos a menudo resultan en la insuficiencia cardiaca isquémica (HF) 2. Las opciones terapéuticas actuales para el enfoque de HF en la prevención y la preservación de la función cardiaca de los pacientes con IC, pero no en la regeneración. En la última década, las terapias regenerativas cardiacos se han investigado como una opción de tratamiento de la IC 3. Esta terapia tiene como objetivo ofrecer productos biológicos, tales como células madre o factores de crecimiento, directamente al miocardio lesionado para inducir la revascularización, la protección de los cardiomiocitos, la diferenciación y el crecimiento 4. para una óptimaefecto terapéutico, se plantea la hipótesis de que la biológica se debe inyectar en la zona fronteriza del infarto (IBZ) para facilitar una buena perfusión tisular para la supervivencia de la biológica y para un efecto óptimo a la zona objetivo 5, 6. Múltiples técnicas se han desarrollado para llevar a cabo la identificación y la visualización de la IBZ para guiar las inyecciones intramiocárdicas 7, 8, 9, 10, 11. Además de la identificación y la visualización de la IBZ, la entrega también se basa en los biomateriales y catéteres de inyección utilizados. Para validar la precisión de la inyección de las técnicas de administración, se requiere un método de cuantificación precisa y reproducible. Hemos desarrollado un protocolo para el procesamiento de todo el corazón infarto de tejido que se ofrece en dos dimensiones (2D) y tres dimensional (3D) de imágenes, que puede ser utilizado para el estudio cualitativo y cuantitativo objetivo. El protocolo cubre el proceso de incorporación y el análisis de imagen digital. En este trabajo, se demuestra un protocolo para la evaluación de la precisión de la focalización de las inyecciones intramiocárdicas en el IBZ en un gran modelo porcino de infarto de miocardio crónico.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="610">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">0.9% Saline</td>
			<td style="width:108px;">Braun</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Agarose</td>
			<td style="width:108px;">Roche Diagnostics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Scientific grade multipurpose agar</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Biomolecular fluorescence scanner Typhoon 9410&#160;</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Embedding container</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Plastic, dimensions 17 x 14,5 x 14 cm</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:216px;">FluoSpheres Polystyrene Microspheres</td>
			<td style="width:108px;">Invitrogen</td>
			<td>F8834</td>
			<td>red, 10 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Gadolinium</td>
			<td style="width:108px;">Gadovist</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>1,0 mmol/mL</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">dS 32 channel head coil</td>
			<td style="width:108px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Or similar</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Matlab</td>
			<td style="width:108px;">Mathworks</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">To insure compatability 2015a or newer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Meat slicer</td>
			<td style="width:108px;">Berkel</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:216px;">Myostar injection catheter</td>
			<td style="width:108px;">Biosense Webster</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:216px;">Super paramagnetic iron oxide particles</td>
			<td style="width:108px;">Sinerem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Triphenyl-tetrazolium chloride</td>
			<td style="width:108px;">Merck</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">UPy-PEG10k</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Vicryl 2-0</td>
			<td style="width:108px;">Ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d whole-heart myocardial tissue analysis

terapias regenerativas cardíacos tienen como objetivo proteger y reparar el corazón dañado en pacientes con cardiopatía isquémica. Mediante la inyección de células madre u otras sustancias biológicas que mejoran la angio- o vasculogénesis en la zona fronteriza del infarto (IBZ), la perfusión del tejido se mejora, y el miocardio puede ser protegido de daños mayores. Para el efecto terapéutico máximo, es la hipótesis de que la sustancia regenerativa se entrega mejor a la IBZ. Esto requiere inyecciones precisas y ha llevado al desarrollo de nuevas técnicas de inyección. Para validar estas nuevas técnicas, hemos diseñado un protocolo de validación basado en un análisis del tejido de miocardio. Este protocolo incluye el procesamiento de tejido de miocardio de todo el corazón que permite detallada de dos dimensiones (2D) y el análisis tridimensional (3D) de la anatomía cardiaca y las inyecciones intramiocárdicas. En un cerdo, infarto de miocardio fue creado por un 90-min la oclusión de la arteria descendente anterior izquierda coronaria. Cuatro semanas más tarde, un mixtoure de un hidrogel con partículas superparamagnéticas de óxido de hierro (SPIOs) y perlas fluorescentes se inyectó en el IBZ utilizando un enfoque endocardial mínimamente invasiva. 1 h después del procedimiento de inyección, el cerdo fue sacrificado, y el corazón se extirpó y se incrusta en agarosa (agar). Después de la solidificación del agar, se realizaron imágenes de resonancia magnética (MRI), el corte en lonchas del corazón, y de imágenes de fluorescencia. Después de imagen post-procesamiento, se realizó un análisis 3D para evaluar la precisión de la focalización IBZ. Este protocolo proporciona un método estructurado y reproducible para la evaluación de la precisión de la focalización de las inyecciones intramiocárdicas en el IBZ. El protocolo puede ser utilizado fácilmente cuando se desea el tratamiento de tejido cicatricial y / o validación de la precisión de la inyección de todo el corazón.

incrustación de tejidos A través del proceso de incrustación, se estableció una geometría telediastólico-similares. El agar adherido con éxito para el tejido del corazón, lo que permite que el tejido a cortar en la angulación deseada con espesores rebanada iguales (Figura 2A y 2C). Evaluación del SCAR y el lugar de inyección </...

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3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

Este protocolo describe un nuevo método para la comparación 3D de tejido de miocardio de todo el corazón con MRI. Esto está diseñado para la evaluación precisa de inyecciones intramiocárdicas en la zona fronteriza del infarto de un modelo porcino crónica de un infarto de miocardio.

El análisis del tejido de miocardio entero en 3D del corazón

Cardiac regenerative therapies aim to protect and repair the injured heart in patients with ischemic heart disease. By injecting stem cells or other ...

3d-whole-heart-myocardial-tissue-analysis

Research

JoVE Journal

Medicine

8.6K vistas.  University Medical Center Utrecht.  Este protocolo describe un nuevo método para la comparación 3D de tejido de miocardio de todo el corazón con MRI. Esto está diseñado para la evaluación precisa de inyecciones intramiocárdicas en la zona fronteriza del infarto de un modelo porcino crónica de un infarto de miocardio. 

Video: 3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

Acute Myocardial Infarction in Rats

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular diseases. Animal models that mimic human cardiac disease, such as myocardial infarction (MI) and ischemia-reperfusion (IR) that induces heart failure as well as pressure-overload (transverse aortic constriction) that induces cardiac hypertrophy and heart failure (Goldman and Tarnavski), are useful models to study cardiovascular disease. In particular, myocardial ischemia (MI) is a leading cause for cardiovascular morbidity and mortality despite controlling certain risk factors such as arteriosclerosis and treatments via surgical intervention (Thygesen). Furthermore, an acute loss of the myocardium following myocardial ischemia (MI) results in increased loading conditions that induces ventricular remodeling of the infarcted border zone and the remote non-infarcted myocardium. Myocyte apoptosis, necrosis and the resultant increased hemodynamic load activate multiple biochemical intracellular signaling that initiates LV dilatation, hypertrophy, ventricular shape distortion, and collagen scar formation. This pathological remodeling and failure to normalize the increased wall stresses results in progressive dilatation, recruitment of the border zone myocardium into the scar, and eventually deterioration in myocardial contractile function (i.e. heart failure). The progression of LV dysfunction and heart failure in rats is similar to that observed in patients who sustain a large myocardial infarction, survive and subsequently develops heart failure (Goldman). The acute myocardial infarction (AMI) model in rats has been used to mimic human cardiovascular disease; specifically used to study cardiac signaling mechanisms associated with heart failure as well as to assess the contribution of therapeutic strategies for the treatment of heart failure. The method described in this report is the rat model of acute myocardial infarction (AMI). This model is also referred to as an acute ischemic cardiomyopathy or ischemia followed by reperfusion (IR); which is induced by an acute 30-minute period of ischemia by ligation of the left anterior descending artery (LAD) followed by reperfusion of the tissue by releasing the LAD ligation (Vasilyev and McConnell). This protocol will focus on assessment of the infarct size and the area-at-risk (AAR) by Evan's blue dye and triphenyl tetrazolium chloride (TTC) following 4-hours of reperfusion; additional comments toward the evaluation of cardiac function and remodeling by modifying the duration of reperfusion, is also presented. Overall, this AMI rat animal model is useful for studying the consequence of a myocardial infarction on cardiac pathophysiological and physiological function.

The rat model of acute myocardial infarction (AMI) is useful to study the consequence of a MI on cardiac pathophysiological and physiological function.

Infarto agudo de miocardio en ratas

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

Investigación

Medicina

A Research Method For Detecting Transient Myocardial Ischemia In Patients With Suspected Acute Coronary Syndrome Using Continuous ST-segment Analysis

Each year, an estimated 785,000 Americans will have a new coronary attack, or acute coronary syndrome (ACS). The pathophysiology of ACS involves rupture of an atherosclerotic plaque; hence, treatment is aimed at plaque stabilization in order to prevent cellular death. However, there is considerable debate among clinicians, about which treatment pathway is best: early invasive using percutaneous coronary intervention (PCI/stent) when indicated or a conservative approach (i.e., medication only with PCI/stent if recurrent symptoms occur).
There are three types of ACS: ST elevation myocardial infarction (STEMI), non-ST elevation MI (NSTEMI), and unstable angina (UA). Among the three types, NSTEMI/UA is nearly four times as common as STEMI. Treatment decisions for NSTEMI/UA are based largely on symptoms and resting or exercise electrocardiograms (ECG). However, because of the dynamic and unpredictable nature of the atherosclerotic plaque, these methods often under detect myocardial ischemia because symptoms are unreliable, and/or continuous ECG monitoring was not utilized.
Continuous 12-lead ECG monitoring, which is both inexpensive and non-invasive, can identify transient episodes of myocardial ischemia, a precursor to MI, even when asymptomatic. However, continuous 12-lead ECG monitoring is not usual hospital practice; rather, only two leads are typically monitored. Information obtained with 12-lead ECG monitoring might provide useful information for deciding the best ACS treatment.
Purpose. Therefore, using 12-lead ECG monitoring, the COMPARE Study (electroCardiographic evaluatiOn of ischeMia comParing invAsive to phaRmacological trEatment) was designed to assess the frequency and clinical consequences of transient myocardial ischemia, in patients with NSTEMI/UA treated with either early invasive PCI/stent or those managed conservatively (medications or PCI/stent following recurrent symptoms). The purpose of this manuscript is to describe the methodology used in the COMPARE Study.
Method. Permission to proceed with this study was obtained from the Institutional Review Board of the hospital and the university. Research nurses identify hospitalized patients from the emergency department and telemetry unit with suspected ACS. Once consented, a 12-lead ECG Holter monitor is applied, and remains in place during the patient's entire hospital stay. Patients are also maintained on the routine bedside ECG monitoring system per hospital protocol. Off-line ECG analysis is done using sophisticated software and careful human oversight.

Continuous 12-lead electrocardiographic (ECG) monitoring can identify transient myocardial ischemia, even when asymptomatic, among patients with suspected acute coronary syndrome (ACS). In this article we describe our method for initiating patient monitoring using a Holter device, downloading the ECG data for off-line analysis, and how to utilize the ECG software to identify transient ischemia.

Un método de investigación para detectar isquemia miocárdica transitoria en pacientes con sospecha de síndrome coronario agudo El uso continuo del segmento ST Análisis

Each year, an estimated 785,000 Americans will have a new coronary attack, or acute coronary syndrome (ACS). The pathophysiology of ACS involves rupture ...

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Echocardiography is a widely accessible imaging modality that is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and function. Ultrasonic assessments of cardiac tissue can include analyses of backscatter signal intensity within a given region of interest. Previously established techniques have relied predominantly on the integrated or mean value of backscatter signal intensities, which may be susceptible to variability from aliased data from low frame rates and time delays for algorithms based on cyclic variation. Herein, we describe an ultrasound-based imaging algorithm that extends from previous methods, can be applied to a single image frame&#160;and accounts for the full distribution of signal intensity values derived from a given myocardial sample. When applied to representative mouse and human imaging data, the algorithm distinguishes between subjects with and without exposure to chronic afterload resistance. The algorithm offers an enhanced surrogate measure of myocardial microstructure and can be performed using open-access image analysis software.

Echocardiography is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and function. We describe an ultrasound-based imaging algorithm that offers an enhanced surrogate measure of myocardial microstructure and can be performed using open-access image analysis software.

Evaluación ultrasónica de la microestructura miocárdica

Echocardiography is a widely accessible imaging modality that is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and ...

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One important prerequisite is a good understanding of all safety and efficacy aspects obtained in a large animal model that validly reflect the human scenario of myocardial infarction (MI). Pigs are widely used in this regard since their cardiac size, hemodynamics, and coronary anatomy are close to that of humans. Here, we present an effective protocol for using the porcine MI model using a closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. This approach is based on 90 min of myocardial ischemia, inducing large left ventricle infarction of the anterior, septal and inferoseptal walls. Furthermore, we present protocols for various measures of outcome that provide a wide range of information on the heart, such as cardiac systolic and diastolic function, hemodynamics, coronary flow velocity, microvascular resistance, and infarct size. This protocol can be easily tailored to meet study specific requirements for the validation of novel cardioregenerative biologics at different stages (i.e. directly after the acute ischemic insult, in the subacute setting or even in the chronic MI once scar formation has been completed). This model therefore provides a useful translational tool to study MI, subsequent adverse remodeling, and the potential of novel cardioregenerative agents.

This protocol describes the porcine myocardial infarction (MI) model using a 90 min closed-chest coronary balloon occlusion of the left anterior descending artery (LAD), followed by reperfusion. Furthermore, the protocol for several outcome parameters, such as cardiac function, hemodynamics, microvascular resistance, and infarct size, are also presented.

Infarto de miocardio y la evaluación de resultados funcionales en los cerdos

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One ...

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ischemic injury. Following the initial acute phase, chronic remodeling of the left ventricle (LV) modifies the structure and function of the heart. Permanent coronary ligation in small animals has been widely used as a reference model for a chronic model of MI. Thinning of the infarcted wall progressively develops to transmural fibrosis. Histological assessment of infarct size is commonly performed; nevertheless, a standardization of the methods for quantification is missing. Indeed, important methodological aspects, such as the number of sections analyzed and the sampling and quantification methods, are usually not described and therefore preclude comparison across investigations. Too often, quantification is performed on a single section obtained at the level of the papillary muscles. Because novel strategies aimed at reducing infarct expansion and remodeling are under investigation, there is an important need for the standardization of accurate heart sampling protocols. We describe an accurate method to quantify the infarct size using a systematic sampling of harvested rat heart and image analyses of trichromatic stained histological sections obtained from base to apex. We also provide evidence that calculating the expansion index (EI) allowed for infarct size assessment, taking into account changes of the left ventricle throughout the remodeling.

The post-mortem assessment of myocardial infarction (MI) in rodents is based on quantification of the infarct on stained heart sections. We describe an accurate method to quantify the infarct size using systematic sampling of harvested rat hearts from base to apex and image analyses of trichrome-stained histological sections.

La cuantificación histológica de miocardio infarto crónico en ratas

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS images are constructed from calibrated freehand 2D B-mode ultrasound images, which are positioned into a voxel array. Ultrasound (US) imaging allows quantification of muscle size, fascicle length, and angle of pennation. These morphological variables are important determinants of muscle force and length range of force exertion. The presented protocol describes an approach to determine volume and fascicle length of m.&#160;vastus lateralis and m.&#160;gastrocnemius medialis. 3DUS facilitates standardization using 3D anatomical references. This approach provides a fast and cost-effective approach for quantifying 3D morphology in skeletal muscles. In healthcare and sports, information on the morphometry of muscles is very valuable in diagnostics and/or follow-up evaluations after treatment or training.

3D ultrasound imaging (3DUS) allows fast and cost-effective morphometry of musculoskeletal tissues. We present a protocol to measure muscle volume and fascicle length using 3DUS.

Proyección de imagen de ultrasonido 3D: morfometría rápida y rentable de tejido músculo-esquelético

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

Improvement of a Closed Chest Porcine Myocardial Infarction Model by Standardization of Tissue and Blood Sampling Procedures

Myocardial ischemia reperfusion (I/R) injury contributes to almost half of the necrotic area after myocardial infarction. To date there is no approved drug to prevent or reduce myocardial I/R injury. The study and understanding of the pathophysiological mechanisms of myocardial I/R injury is essential to develop successful treatments. Large animal experiments are an important step in translational methods. The porcine model of acute myocardial infarction has been established and described by ourselves and others. We aimed to further improve the value of the model by focusing in detail on the sampling techniques for use in future experiments. Furthermore, we emphasize small but important steps that can affect the quality of the final results. To mimic the clinical situation of myocardial I/R injury, a percutaneous coronary intervention (PCI) catheter was inserted into the left anterior descending coronary artery (LAD) of an anesthetized pig. &#176;&#176;&#176;This model mimics acute myocardial infarction and PCI treatment in humans with the possibility of accurately determining the area at risk as well as the necrotic- and viable ischemic tissue. Here the model was used to investigate the effect of a bicyclic peptide inhibitor of FXIIa. The model can also be modified to allow longer reperfusion times to study later effects of myocardial infarction.

Here we demonstrate a protocol to standardize sampling procedures of an established porcine model of acute myocardial infarction in order to increase its translational value in the understanding of the pathophysiology of myocardial ischemia/reperfusion injury and to test novel drug candidates.

Mejora de un modelo de infarto de miocardio porcino pecho cerrado por normalización del tejido y procedimientos de muestreo de sangre

Myocardial ischemia reperfusion (I/R) injury contributes to almost half of the necrotic area after myocardial infarction. To date there is no approved ...

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any potential therapeutic approach directed against acute left ventricular (LV) dysfunction. Current imaging modalities (e.g., echocardiography and magnetic resonance imaging) have several limitations since data on LV pressure cannot directly be measured. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion could serve as a novel method for a real-time evaluation of LV function.
At the beginning of the procedure, mice were anesthetized followed by endotracheal intubation. For LV catheterization, the right carotid artery was exposed via middle-neck incision. The catheter was introduced and placed into the LV cavity. Left thoracotomy was conducted and the left main coronary artery (LCA) was ligated. To induce reperfusion, the suture was released after 45 min. Pressure-volume data was recorded at all times.
Ligation of the LCA caused a decrease in LV systolic function as evidenced by a 30% reduction in stroke volume, LV ejection fraction (EF), and cardiac output. Maximum dP/dt as a parameter for LV contractility was also significantly reduced and diastolic function was severely impaired (minimum dP/dt -40%). Reperfusion over a period of 20 min did not lead to a complete recovery of LV function.
Real-time pressure-volume analysis served as a valid procedure for monitoring cardiac function during acute myocardial infarction in mice. Maintaining stable anesthesia and a standardized surgical approach was crucial to ensure valid results. As the early phase of acute myocardial infarction is critical for morbidity and mortality, the delineated method could be beneficial for preclinical evaluation of new strategies for cardioprotection.

Acute myocardial infarction in mice induces acute but incompletely characterized changes in left ventricular (LV) function. LV catheterization in mice undergoing coronary artery occlusion serves as a novel method for a real-time evaluation of LV function.

Análisis en tiempo real de presión-volumen del infarto agudo de miocardio en ratones

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...

Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures (3D-LTCs) for Disease Modeling

Translation of novel discoveries to human disease is limited by the availability of human tissue-based models of disease. Precision-cut lung slices (PCLS) used as 3D lung tissue cultures (3D-LTCs) represent an elegant and biologically highly relevant 3D cell culture model, which highly resemble in situ tissue due to their complexity, biomechanics and molecular composition. Tissue slicing is widely applied in various animal models. 3D-LTCs derived from human PCLS can be used to analyze responses to novel drugs, which might further help to better understand the mechanisms and functional effects of drugs in human tissue. The preparation of PCLS from surgically resected lung tissue samples of patients, who experienced lung lobectomy, increases the accessibility of diseased and peritumoral tissue. Here, we describe a detailed protocol for the generation of human PCLS from surgically resected soft-elastic patient lung tissue. Agarose was introduced into the bronchoalveolar space of the resectates, thus preserving lung structure and increasing the tissue&#39;s stiffness, which is crucial for subsequent slicing. 500 &#181;m thick slices were prepared from the tissue block with a vibratome. Biopsy punches taken from PCLS ensure comparable tissue sample sizes and further increase the amount of tissue samples. The generated lung tissue cultures can be applied in a variety of studies in human lung biology, including the pathophysiology and mechanisms of different diseases, such as fibrotic processes at its best at (sub-)cellular levels. The highest benefit of the 3D-LTC ex vivo model is its close representation of the in situ human lung in respect of 3D tissue architecture, cell type diversity and lung anatomy as well as the potential for assessment of tissue from individual patients, which is relevant to further develop novel strategies for precision medicine.

Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures 3D-LTCs for Disease Modeling

Here, we present a protocol for the preparation of agarose-filled human precision-cut lung slices from resected patient tissue that are suitable for generating 3D lung tissue cultures to model human lung diseases in biological and biomedical studies.

Generación de cultivos de tejido de pulmón humano 3D (3D-LTCs) para el modelado de la enfermedad

Translation of novel discoveries to human disease is limited by the availability of human tissue-based models of disease. Precision-cut lung slices (PCLS) ...

Use of 3D Robotic Ultrasound for In Vivo Analysis of Mouse Kidneys

Common modalities for in vivo imaging of rodents include positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), and ultrasound (US). Each method has limitations and advantages, including availability, ease of use, cost, size, and the use of ionizing radiation or magnetic fields. This protocol describes the use of 3D robotic US for in vivo imaging of rodent kidneys and heart, subsequent data analysis, and possible research applications. Practical applications of robotic US are the quantification of total kidney volume (TKV), as well as the measurement of cysts, tumors, and vasculature. Although the resolution is not as high as other modalities, robotic US allows for more practical high throughput data collection. Furthermore, using US M-mode imaging, cardiac function may be quantified. Since the kidneys receive 20%-25% of the cardiac output, assessing cardiac function is critical to the understanding of kidney physiology and pathophysiology.

Use of 3D Robotic Ultrasound for In Vivo Analysis of Mouse Kidneys

This protocol demonstrates robotic ultrasound (US) as a practical, cost-effective, and quick alternative to traditional non-invasive image modalities.

Uso de ultrasonido robótico 3D para el análisis in vivo de riñones de ratón

Common modalities for in vivo imaging of rodents include positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), ...