Cette étude a été soutenue par les National Heart, Lung, and Blood Institute subventions R01-HL-77921 et -86400 (à JM Guccione).

1. Algisyl-LVR Implant procédure (Voir la vidéo) <ol><li> Algisyl-LVR (LoneStar Heart, Inc. Laguna Hills, Californie) est un hydrogel d&#39;alginate de calcium-constitué de deux composantes. Le composant + Na-alginate est une solution aqueuse stérile avec 4,6% de mannitol et de la 2-composant + alginate de Ca est constitué de particules insolubles dans l&#39;eau en suspension dans une solution de mannitol 4,6% stérile (00:27). </li><li> La procédure de pose de l&#39;implant peut être réalisée en utilisant soit une sternotomie standard ou une petite thoracotomie antérieure limitée à coeur battant. La circulation extracorporelle n&#39;est pas nécessaire pour la procédure. </li><li> Juste avant l&#39;utilisation, mélanger la composante + Na-alginate et la composante +-Alginate Ca en combinant ces deux éléments dans une seringue pour injections intramyocardiques (00h33). </li><li> Après 2 minutes, les deux types d&#39;alginate différents seront réticuler et former un gel qui est prêt pour l&#39;implant et le placement dans le myocarde par un injection. </li><li> Identifier la paroi libre du VG au niveau mi-ventriculaire mi-chemin entre le sommet et la base LV (00:44) </li><li> A partir de la rainure antéro-septal au niveau mi-ventriculaire, insérer l&#39;aiguille à un angle d&#39;environ 45 degrés et injecter 0.3cc de Algisyl-LVR lentement (0,1 ml par seconde) dans un mouvement ininterrompu (01h15). </li><li> Répéter l&#39;injection (étape 6), à 10 à 19 sites dans une seule ligne (circonférentielle) le long du niveau de la mi-ventriculaire, à partir de la rainure antéro-septale et se terminant à la rainure postéro-septale. Le nombre d&#39;implants est déterminée par la taille du ventricule, l&#39;espacement des implants d&#39;environ 1 cm de distance. </li></ol> 2. Quantification du stress ventriculaire gauche en utilisant la modélisation mathématique <ol><li> Avant d&#39;utiliser la modélisation mathématique pour quantifier le stress paroi du VG, il faut avoir déjà obtenu l&#39;axe court et sur le long de l&#39;axe des images par résonance magnétique (IRM) contenant le LV du patient. Acquisition de ces images peut être effectuée en utilisant le protocole IRM standard (par exemple Zhang et al. 20). </li><li> Numérisez la surface de l&#39;endocarde et la surface épicardique du LV à partir des images IRM contenant le court-axe (SA) de la LV. Cela peut être fait en utilisant l&#39;objet Segmentation du contour (CSO) de la bibliothèque trouvé dans le MevisLab de logiciels librement disponibles. <ol class="lalpha"><li> Dans notre laboratoire, nous avons créé un programme basé sur les modules trouvés dans la bibliothèque de CSO MevisLab sorte que l&#39;on simplement &quot;contours&quot; de la frontière endocardique et épicardique trouvé dans la vue SA des images IRM contenant le LV. Points de l&#39;épicarde et l&#39;endocarde dans l&#39;espace réel en trois dimensions (3D) sont alors générés automatiquement à partir de ces contours. </li></ol></li><li> Importez les points 3D à partir de l&#39;étape 2 dans un logiciel commercial, Rapidform (INUS Technology, Inc, Sunnyvale, CA), pour créer des surfaces de l&#39;épicarde LV et l&#39;endocarde dans l&#39;échange Graphics initialeSpecification (IGES) Format. Les mesures utilisées dans la création de ces surfaces IGES dans Rapidform sont: <ol class="lalpha"><li> Insérer / Importer. </li><li> Créer un maillage polygonal. </li><li> Sortie IGES surfaces. </li></ol></li><li> Importez les surfaces IGES dans le logiciel commercial TrueGrid pour créer un maillage FE de la LV. <ol class="lalpha"><li> Remplir l&#39;espace entre la surface endocardique et épicardique de l&#39;élément de brique trilinéaire huit noeud. En général, une maille contenant environ 3000 éléments avec trois éléments à travers l&#39;épaisseur de paroi est suffisante pour modéliser le BT 21. </li><li> Une fois ceci terminé, exportez le maillage comme une plate-forme d&#39;entrée pour le solveur FE LS-DYNA (LSTC, Livermore, CA). Plus de détails sur ce processus peuvent être trouvés dans Guccione et al. 23. </li></ol></li><li> Attribuer les directions de fibres musculaires en utilisant notre logiciel maison &quot;Closer&quot; qui modifie le pont d&#39;entrée exporté de TrueGrid. Affecte plus la direction de fibres musculaires dans chaque élément comme un vecteur qui est parallèle au plan tangent épicardique locale. Ce vecteur est orienté selon un angle mesuré par rapport à la direction circonférentielle locale. Dans LV humaine, cet angle est réglé pour faire varier linéairement à travers l&#39;épaisseur de paroi allant de -60 ° à l&#39;épicarde à 60 ° pour l&#39;endocarde 23. </li><li> Écrire les conditions aux limites et affecter le modèle de l&#39;infarctus du matériau pour les éléments de la plate-forme d&#39;entrée à partir de l&#39;étape 5. <ol class="lalpha"><li> Imposer des déplacements nodaux à la base LV avec le mot-clé «SPC» dans LS-DYNA. Les nœuds de l&#39;anneau épicardique-basal sont fixes et le reste des ganglions de la base LV sont contraints de se déplacer uniquement sur le plan de base. </li><li> Attribuer une loi de comportement ou d&#39;une relation contrainte-déformation décrite précédemment (voir «Introduction») à tous les éléments en utilisant le mot-clé &quot;MAT&quot; avec l&#39;identité de matériau 128 dans LS-DYNA. </li><li> Définir les surfaces élémentaires qui composent l&#39;endocarde et d&#39;imposer des conditions aux limites de pression avec le mot-clé &quot;LOAD_Segments &quot;. </li><li> Définir une courbe de charge à la pression du temps en utilisant le mot-clé &quot;DEFINE_CURVE&quot;. <ol class="lroman"><li> Pour simuler fin de diastole, prescrire une pression qui augmente rapidement avec le temps à une pression de fin de diastole prescrit (EDP) de 20 mmHg. La pression est maintenue constante à EDP et suffisamment de temps est alors autorisé pour la LV pour atteindre l&#39;état d&#39;équilibre. </li><li> Pour simuler fin de systole, prescrire une pression qui augmente rapidement avec le temps de l&#39;état de fin de diastole jusqu&#39;à une pression de fin de systole prescrit (ESP) de 125mmHg est atteint. La pression est maintenue constante à ESP et le temps suffisant est alors autorisée pour le LV pour atteindre l&#39;état d&#39;équilibre. </li></ol></li></ol></li><li> Importer la plate-forme d&#39;entrée terminée dans le commerce FE solveur LS-DYNA pour calculer les contraintes de la paroi ventriculaire et le volume de la cavité LV à la fin de diastole et de fin de la systole. </li><li> Réglez les paramètres du matériau réfléchissant la rigidité passive et la contractilité du myocarde nonjusqu&#39;à ce que le volume de la cavité du VG correspond au volume calculé par IRM mesurée en fin de diastole et de fin de la systole. </li></ol>

<ol>
	<li>Yin, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventricular+wall+stress.">Ventricular wall stress.</a> Circ. Res. 49 (4), 829-842 (1981).</li><li>Grossman, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+hypertrophy:+useful+adaptation+or+pathologic+process.">Cardiac hypertrophy: useful adaptation or pathologic process.</a> Am. J. Med. 69 (4), 576-584 (1980).</li><li>Swynghedauw, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+functional+adaptation+of+contractile+proteins+in+cardiac+and+skeletal+muscles.">Development and functional adaptation of contractile proteins in cardiac and skeletal muscles.</a> Physiol. Rev. 66 (3), 710-771 (1986).</li><li>Komuro, I., Kurabayashi, M., Takaku, F., Yazaki, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+ofcellular+oncogenes+in+the+myocardium+during+the+developmental+stage+and+pressure-overloaded+hypertrophy+of+the+rat+heart.">Expression ofcellular oncogenes in the myocardium during the developmental stage and pressure-overloaded hypertrophy of the rat heart.</a> Circ. Res. 62 (6), 1075-1079 (1988).</li><li>Schunkert, H., Dzau, V. J., Tang, S. S., Hirsch, A. T., Apstein, C. S., Lorell, B. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+rat+cardiac+angiotensin+converting+enzyme+activity+and+mRNA+expression+in+pressure+overload+left+ventricular+hypertrophy:+effect+on+coronary+resistance,+contractility,+and+relaxation.">Increased rat cardiac angiotensin converting enzyme activity and mRNA expression in pressure overload left ventricular hypertrophy: effect on coronary resistance, contractility, and relaxation.</a> J. Clin. Invest. 86 (6), 913-920 (1990).</li><li>Aikawa, Y., Rohde, L., Plehn, J., Greaves, S. C., Menapace, F., Arnold, M. O., Rouleau, J. L., Pfeffer, M. A., Lee, R. T., Solomon, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regional+wall+stress+predicts+ventricular+remodeling+after+anteroseptal+myocardial+infarction+in+the+Healing+and+Early+Afterload+Reducing+Trial+(HEART):+an+echocardiography-based+structural+analysis.">Regional wall stress predicts ventricular remodeling after anteroseptal myocardial infarction in the Healing and Early Afterload Reducing Trial (HEART): an echocardiography-based structural analysis.</a> Am. Heart J. 141 (2), 234-242 (2001).</li><li>Hung, C. L., Verman, A., Uno, H., Shin, S. H., Bourgoun, M., Hassanein, A. H., McMurray, J. J., Velazquez, E. J., Kober, L., Pfeffer, M. A., Solomon, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VALIANT+investigators.+Longitudinal+and+Circumferential+Strain+Rate,+Left+Ventricular+Remodeling,+and+Prognosis+After+Myocardial+Infarction.">VALIANT investigators. Longitudinal and Circumferential Strain Rate, Left Ventricular Remodeling, and Prognosis After Myocardial Infarction.</a> J. Am. Coll. Cardiol. 56 (22), 1812-1822 (2010).</li><li>Mann, D. L., Acker, M. A., Jessup, M., Sabbah, H. N., Starling, R. C., Kubo, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+evaluation+of+the+CorCap+Cardiac+support+device+in+patients+with+dilated+cardiomyopathy.">Clinical evaluation of the CorCap Cardiac support device in patients with dilated cardiomyopathy.</a> Ann. Thorac. Surg. 84 (4), 1226-1235 (2007).</li><li>Grossi, E. A., Patel, N., Woo, J. Y., Goldberg, J. D., Schwartz, C. F., Subramanian, V., Feldman, T., Bourge, R., Baumgartner, N., Genco, C., 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=for+the+RESTOR-MV+Study+Group.+Outcomes+of+the+RESTOR-MV+trial+(randomized+evaluation+of+a+surgical+treatment+for+off-pump+repair+of+the+mitral+valve).">for the RESTOR-MV Study Group. Outcomes of the RESTOR-MV trial (randomized evaluation of a surgical treatment for off-pump repair of the mitral valve).</a> J. Am. Coll. Cardiol. 56 (24), 1984-1993 (2010).</li><li>Athanasuleas, C. L., Stanley, A. W. H., Buckberg, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+of+contractile+function+in+the+enlarged+left+ventricle+by+exclusion+of+remodeled+akinetic+anterior+segment:+surgical+strategy,+myocardial+protection+and+angiographic+results.">Restoration of contractile function in the enlarged left ventricle by exclusion of remodeled akinetic anterior segment: surgical strategy, myocardial protection and angiographic results.</a> J. Card. Surg. 13 (6), 418-428 (1998).</li><li>Jones, R. H., Velazquez, E. J., Michler, R. E., Sopko, G., Oh, J. K., O'Connor, C. M., Hill, J. A., Menicanti, L., Sadowski, Z., Desvigne-Nickens, P., Rouleau, J. L., Lee, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=STICH+Hypothesis+2+Investigators.+Coronary+bypass+surgery+with+or+without+surgical+ventricular+reconstruction.">STICH Hypothesis 2 Investigators. Coronary bypass surgery with or without surgical ventricular reconstruction.</a> N. Engl. J. Med. 360 (17), 1705-1717 (2009).</li><li>Buckberg, G. D., Athanasuleas, C. L., Wechsler, A. S., Beyersdorf, F., Conte, J. V., Strobeck, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+STICH+trial+unravelled.">The STICH trial unravelled.</a> Eur. J. Heart Fail. 12 (10), 1024-1027 (2010).</li><li>Sabbah, H. N., Wang, M., Jiang, A., Ilsar, I., Sabbah, M. S., Helgerson, S., Peterson, R., Tarazona, N., Lee, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circumferential+mid-ventricular+intramyocardial+injections+of+alginate+hydrogel+improve+left+ventricular+function+and+prevent+progressive+remodeling+in+dogs+with+chronic+heart+failure.">Circumferential mid-ventricular intramyocardial injections of alginate hydrogel improve left ventricular function and prevent progressive remodeling in dogs with chronic heart failure.</a> Circulation. 120, S912 .</li><li>Yu, J., Christman, K. L., Chin, E., Sievers, R. E., Saeed, M., Lee, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Restoration+of+left+ventricular+geometry+and+improvement+of+left+ventricular+function+in+a+rodent+model+of+chronic+ischemic+cardiomyopathy.">Restoration of left ventricular geometry and improvement of left ventricular function in a rodent model of chronic ischemic cardiomyopathy.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 137 (1), 180-187 (2009).</li><li>Lee, R. J., Hinson, A., Helgerson, S., Bauerschmitt, R., Sabbah, H. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer-based+restoration+of+left+ventricular+mechanics.">Polymer-based restoration of left ventricular mechanics.</a> Cell Transplant. 22 (3), 529-533 (2013).</li><li>Huisman, R. M., Elzinga, G., Westerhof, N., Sipkema, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+left+ventricular+wall+stress.">Measurement of left ventricular wall stress.</a> Cardiovasc. Res. 14 (3), 142-153 (1980).</li><li>Zhang, Z., Tendulkar, A., Sun, K., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ge, L., Guccione, J. M., Ratcliffe, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+Young-Laplace+law+and+finite+element+based+calculation+of+ventricular+wall+stress:+implications+for+post+infarct+and+surgical+ventricular+remodeling.">Comparison of the Young-Laplace law and finite element based calculation of ventricular wall stress: implications for post infarct and surgical ventricular remodeling.</a> Ann. Thorac. Surg. 91 (1), 150-156 (2011).</li><li>Guccione, J. M., McCulloch, A. D., Waldman, L. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Passive+material+properties+of+intact+ventricular+myocardium+determined+from+a+cylindrical+model.">Passive material properties of intact ventricular myocardium determined from a cylindrical model.</a> J. Biomech. Eng. 113 (1), 42-55 (1991).</li><li>Guccione, J. M., Waldman, L. K., McCulloch, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanics+of+active+contraction+in+cardiac+muscle:+Part+II--Cylindrical+models+of+the+systolic+left+ventricle.">Mechanics of active contraction in cardiac muscle: Part II--Cylindrical models of the systolic left ventricle.</a> J. Biomech. Eng. 115 (1), 82-90 (1993).</li><li>Zhang, P., Guccione, J. M., Nicholas, S. I., Walker, J. C., Crawford, P. C., Shamal, A., Acevedo-Bolton, G., Guttman, M. A., Ozturk, C., McVeigh, E. R., Saloner, D. A., Wallace, A. W., Ratcliffe, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoventricular+patch+plasty+for+dyskinetic+anteroapical+left+ventricular+aneurysm+increases+systolic+circumferential+shortening+in+sheep.">Endoventricular patch plasty for dyskinetic anteroapical left ventricular aneurysm increases systolic circumferential shortening in sheep.</a> J. Thorac. Cardiovasc. Surg. 134 (4), 1017-1024 (2007).</li><li>Wenk, J. F., Klepach, D., Lee, L. C., Zhang, Z., Ge, L., Tseng, E. E., Martin, A., Kozerke, S., Gorman, J. H. 3. r. d., Gorman, R. C., Guccione, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+evidence+of+depressed+contractility+in+the+border+zone+of+a+human+myocardial+infarction.">First evidence of depressed contractility in the border zone of a human myocardial infarction.</a> Ann. Thorac. Surg. 93 (4), 1188-1193 (2012).</li><li>Guccione, J. M., Kassab, G. S., Ratcliffe, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Computational cardiovascular mechanics: modeling and applications in heart failure. , (2010).</li><li>Streeter, D. D., Spotnitz, H. M., Patel, D. P., Ross, J., Sonnenblick, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+Orientation+in+the+Canine+Left+Ventricle+during+Diastole+and+Systole.">Fiber Orientation in the Canine Left Ventricle during Diastole and Systole.</a> Circ. Res. 24 (3), 339-347 (1969).</li></ol>

M. Hinson est un employé de LoneStar Heart, Inc.

Traitement par injection Algisyl-LVR Injection de matière dans la paroi libre LV pour réduire le stress de la paroi ventriculaire est un nouveau traitement destiné aux patients atteints de cardiomyopathie dilatée. Ce traitement a montré des résultats prometteurs dans des études précliniques et cliniques 15. Une étude contrôlée randomisée pour évaluer ce traitement comme méthode de LV augmentation pour les patients atteints d&#39;insuffisance cardiaque sévère (AUGMENT-HF) est en cours depuis Février 2012. Plusieurs itérations du produit sont en cours de développement qui ciblent les différents segments des médecins et des besoins cliniques. Dans la version chirurgicale de produits pour les chirurgiens cardiothoraciques, l&#39;alginate est livré dans une seringue standard et le système d&#39;aiguille spécialement conçu pour les chirurgiens d&#39;effectuer les injections à travers une petite incision chirurgicale à la poitrine (thoracotomie minimal). La procédure d&#39;implantation est réalisée sur un cœur qui bat. Les propriétés physiques de l&#39;alginate hydRoguel lors de l&#39;injection dans le myocarde est similaire à celle du myocarde diastolique, et de devenir un implant permanent. On prévoit que la durée de la procédure totale de fonctionner pour être inférieur à 60 minutes dans la plupart des cas, de limiter l&#39;exposition du patient à un temps d&#39;anesthésie minimale. Une deuxième version du produit peut offrir aux patients atteints d&#39;insuffisance cardiaque, une procédure qui peut être effectuée par les cardiologues interventionnels et, dans certains cas isolés, d&#39;autres spécialistes dans un laboratoire de cardiologie non invasive ou hybride. Elle permettrait aussi des effets aigus à étudier. Quantification du stress du ventricule gauche en utilisant la modélisation mathématique La méthode d&#39;utilisation de la modélisation mathématique avec la méthode FE est actuellement le seul moyen de quantifier précisément le stress mur régionale in vivo dans les ventricules. La combinaison de la modélisation mathématique avec l&#39;imagerie médicale comme l&#39;IRM permet de calculer le stress mur régionale in vivo dans ven spécifique au patienttricles afin d&#39;aider à comprendre l&#39;état de fonctionnement de ces ventricules et de quantifier les effets mécaniques du traitement par injection chez les patients. Bien que nous ayons traité la LV comme un matériau homogène ici, cette méthode peut être (et a été) étendu à quantifier le stress de la paroi ventriculaire in vivo dans les ventricules non homogènes, en particulier, lorsque l&#39;infarctus du myocarde est présent. Dans de tels cas, les limites de l&#39;infarctus et de son borderzone adjacent doivent être identifiés à l&#39;aide de l&#39;IRM gadolinium comme agent de contraste. Ces limites sont importés dans TrueGrid pour créer des éléments que purement résident dans chaque région distincte, à savoir, l&#39;infarctus, le borderzone et la région reculée. paramètres de matériau réfléchissant changements pathologiques dans chaque région peuvent être affectés par les éléments respectifs dans LS-DYNA. Ces paramètres ont été trouvés chez un patient avec un infarctus du myocarde en utilisant in vivo souche infarctus mesurée à partir de l&#39;IRM marquée21. Les patients qui ont besoin d&#39;une revascularisation chirurgicale éprouvent souvent fibrillation auriculaire au cours de la période post-opératoire, qui est associée à la qualité des données d&#39;IRM taggés très pauvres. Ces patients ont également besoin de quelques jours pour récupérer de la chirurgie. Ainsi, l&#39;échocardiographie 3D et le chatoiement de suivi peut être une modalité d&#39;imagerie plus appropriée et la technique de mesure de déformation myocardique marqué que l&#39;IRM pour étudier les effets aigus de procédures chirurgicales. Enfin, nous avons utilisé le logiciel commercial Rapidform, Truegrid et LS-DYNA dans le processus de génération de modèles mathématiques spécifiques au patient des ventricules parce que nous avons trouvé qu&#39;ils soient généralement efficaces dans l&#39;accomplissement de leurs tâches respectives. Cependant, d&#39;autres logiciels sont disponibles, tels que Coudée (pour générer le maillage EF) et Abaqus (un solveur FE) qui peut également convenir pour créer des modèles mathématiques des ventricules.

La réduction du stress de la paroi ventriculaire est considérée comme une pierre angulaire dans le traitement de l&#39;insuffisance cardiaque 1. Dans sa forme la plus simple proposée par la loi de Laplace, le stress de la paroi ventriculaire est directement proportionnelle au diamètre du ventricule et la pression ventriculaire, et est inversement proportionnelle à l&#39;épaisseur de la paroi du ventricule. Il est largement admis que l&#39;augmentation du stress de la paroi ventriculaire est responsable du processus de remodelage défavorable dans laquelle les ventricules se dilatent progressivement, pour aboutir finalement à une insuffisance cardiaque 2. Des études cliniques et animales ont montré que l&#39;augmentation du stress de la paroi induit des changements dans les protéines, la synthèse de l&#39;élément contractile et l&#39;expression des gènes qui soutiennent le processus de remodelage 3,4,5. Augmentation du stress mur a également été montré pour être un prédicteur indépendant de la suite remodelage du VG 6,7. Beaucoup de nouveaux traitements et dispositifs chirurgicaux ont été développés avec acentral but de réduire le stress de la paroi ventriculaire dans le but de prévenir et d&#39;inverser la progression de l&#39;insuffisance cardiaque chez les patients 8,9,10. Bien que ces traitements partagent le même objectif, ils atteignent différemment. Par exemple, la procédure de réduction ventriculaire chirurgicale 10 vise à réduire le stress de la paroi ventriculaire par la réduction chirurgicale de la taille d&#39;un ventricule gauche dilaté, mais son résultat est un sujet de controverse 11,12. Récemment, l&#39;injection d&#39;un matériau biocompatible, Algisyl-LVR, dans le ventricule gauche pour le traitement de la cardiomyopathie dilatée a suscité une attention considérable dans la communauté médicale. Ce traitement a été montré pour être efficace dans la prévention ou même inverser la progression de l&#39;insuffisance cardiaque dans les études animales 13,14 et, plus récemment, dans un essai clinique chez l&#39;homme 15. Contrairement à d&#39;autres appareils, ce traitement vise à réduire le stress de la paroi ventriculaire par injection de matière dansla paroi du ventricule gauche à épaissir. Une connaissance détaillée du stress de la paroi ventriculaire, en particulier chez l&#39;homme, cependant, reste insaisissable. Ce manque de connaissance est principalement parce que les forces ou des contraintes ne peuvent pas être mesurés directement dans le ventricule intact 16. Bien que de forme fermée équations analytiques telles que la loi de Laplace peut estimer gauche le stress de la paroi ventriculaire, ils ont été élaborés sur la base des hypothèses restrictives qui comprennent axe symétrie de la LV, isotropie du matériau et de l&#39;homogénéité au sein de la LV. En raison de ces facteurs, la prédiction du stress de la paroi ventriculaire en LV réel en utilisant la loi de Laplace est inexacte 17. Pour supprimer ces restrictions et obtenir une prévision plus précise de la contrainte sur la paroi, la modélisation mathématique ventriculaire en utilisant la méthode des éléments finis (EF) avec la géométrie du ventricule spécifique du patient doit être utilisé à la place de la loi de Laplace simplifiée 17. La méthode FE est un nuriques technique qui est souvent utilisée pour résoudre un ensemble d&#39;équations aux dérivées partielles (EDP) décrivant un problème de valeur limite. Cette méthode est particulièrement utile quand une solution de forme fermée est difficile ou ne peut pas être obtenue analytiquement. Dans le contexte d&#39;un modèle LV mathématique utilisé pour quantifier le stress de la paroi ventriculaire, l&#39;ensemble des équations aux dérivées partielles sont les équations qui régissent l&#39;équilibre mécanique (solde de la quantité de mouvement) qui décrivent le mouvement LV lorsque la pression ou la charge est appliquée à la surface de l&#39;endocarde du LV. Lorsque la méthode FE est utilisé, la paroi du VG est divisé en sous-domaines ou des éléments (généralement hexaèdre à 8 nœuds de coin) qui se déforment selon une relation contrainte-déformation prescrit du myocarde interconnectés. Relations contrainte-déformation décrivant une déformation importante de la LV pendant le remplissage passive en diastole et lors de la contraction active dans systole ont déjà été validé dans les grandes études animales. Le LV est modéliséà approximativement trois fois plus rigide dans la direction de myofiber que dans des directions perpendiculaires à la direction de myofiber 18 pendant la diastole. Contraction active pendant la systole est modélisé par l&#39;augmentation de la rigidité de la LV long de la direction de la fibre musculaire. Cette augmentation de la rigidité est une fonction du temps et dépend des variables déterminées expérimentalement, comme la concentration en calcium intracellulaire et la longueur des sarcomères 19. En utilisant cette relation contrainte-déformation prescrit du myocarde, le procédé FE calcule les nouvelles positions nodales basées sur la charge (s) appliqué à la LV. Une fois les nouvelles positions nodales sont calculées, la souche résultante (une mesure de la déformation) et le stress peuvent être déterminées dans chaque élément pour produire la souche et la répartition des contraintes dans le LV. Ici, nous décrivons les étapes requises pour implanter Algisyl-LVR chez les patients et pour créer le LV spécifique au patient correspondantdes modèles mathématiques, avant et après traitement pour quantifier la contrainte de paroi LV.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>REGENTS</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Na+-Alginate </td>
 <td>LoneStar Heart, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ca2+-Alginate </td>
 <td>LoneStar Heart, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>EQUIPMENT</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>MevisLab</td>
 <td>Mevis Medical Solution</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>TrueGrid</td>
 <td>XYZ Scientific Application, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Rapidform</td>
 <td>Inus Technology, Inc</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LS-Dyna</td>
 <td>Livermore Software Technology Corporation</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

reduction in left ventricular wall stress and improvement in function in failing hearts using algisyl-lvr

Injection de Algisyl-LVR, un traitement en cours de développement clinique, est destiné à traiter les patients atteints de cardiomyopathie dilatée. Ce traitement a été récemment utilisé pour la première fois chez les patients ayant une insuffisance cardiaque symptomatique. Chez tous les patients, la fonction cardiaque du ventricule gauche (VG) a amélioré de façon significative, telle qu&#39;elle se manifeste par une réduction constante du volume LV et le stress de la paroi. Ici, nous décrivons cette procédure de traitement roman et les méthodes utilisées pour quantifier ses effets sur le stress paroi du VG et la fonction. Algisyl-LVR est un gel de bio-polymère constitué de Na +-alginate et de Ca 2 + alginate. La procédure de traitement a été réalisée par le mélange de ces deux composants, puis de les combiner en une seule seringue pour injections intramyocardiques. Ce mélange a été injecté à 10 à 19 emplacements à mi-chemin entre la base et le sommet de la paroi libre LV chez les patients. L&#39;imagerie par résonance magnétique (IRM), ainsi queavec la modélisation mathématique, a été utilisé pour quantifier les effets de ce traitement chez les patients avant le traitement et à différents moments pendant la récupération. Les surfaces épicardique et endocardique ont d&#39;abord été numérisées à partir des images IRM de reconstituer la géométrie LV à la fin de systole et en fin de diastole. Gauche volumes des cavités ventriculaires ont ensuite été mesurées à partir de ces surfaces reconstruites. Les modèles mathématiques de la LV ont été créés à partir de ces surfaces IRM reconstruites pour calculer le stress myofiber régional. Chaque modèle LV a été construite de telle sorte que 1) il se déforme selon une relation contrainte-déformation préalablement validé sur le myocarde, et 2) la cavité du volume LV à partir de ces modèles prédit correspond au volume IRM mesurée correspondant à la fin de diastole et de fin de systole . Remplissage diastolique a été simulé en chargeant la surface endocardique LV avec une pression en fin de diastole prescrit. Contraction systolique a été simulé en chargeant simultanément la finocardial surface avec une pression en fin de systole prescrits et en ajoutant contraction active dans la direction des fibres musculaires. Stress myofiber régional à la fin de diastole et de fin de systole est calculée à partir de la LV déformée sur la base de la relation contrainte-déformation.

Injection de Algisyl-LVR dans le LV gratuit paroi s&#39;épaissit et continuellement réduit la taille de la LV au fil du temps. L&#39;épaississement de la paroi du VG et la réduction de la taille de la LV est évident dans l&#39;IRM de la LV chez un patient en fin de systole, avant et 6 mois après avoir reçu Algisyl-LVR (Figure 1). La figure 2 montre le résultat de chaque étape impliquée dans la quantification de la contrainte de la paroi ventriculaire gauche. Dans la figure 2a, les bords épicardique et endocardique ont été identifiés à partir d&#39;une vision à court axe de la LV dans l&#39;IRM et profilée en utilisant MevisLab. La résultante IGES surface endocardique (bleu) et la surface épicardique (rouge) créé à partir de Rapidform utilisant les points contours sont présentés dans la figure 2b. Suite à cela, l&#39;espace entre les surfaces endocardiques et épicardiques était rempli à 8 noeuds élément de briques trilinéaire utilisant TrueGrid (figure 2c </strong&gt;). Vecteurs définissant la direction de fibres musculaires dans chaque élément ont ensuite été calculés avec Closer. Ces vecteurs sont représentés par des flèches noires sur la figure 2d et une tranche de la paroi du VG (bleu) montre la variation de la direction du myofiber à travers la paroi du VG comme décrit précédemment. Dans la figure 2e, les conditions aux limites, à savoir, la pression et le déplacement nodal imposées à la LV sont affichés. La pression appliquée est représentée par des flèches dirigées vers la paroi endocardique. Noeuds à l&#39;anneau épicardique-basale (représenté par des sphères) ont été contraints de se déplacer dans toutes les directions tandis que le reste des nœuds de la base (comme le montre cubes) a été contraint de se déplacer uniquement dans le plan basal (figure 2e). Enfin, la figure 2f montre la tension de la paroi ventriculaire calculée dans le sens de la fibre musculaire en fin de diastole d&#39;un patient avant le traitement. Il est évident à partir de la figure que les contraintes élevées se trouvent à l&#39;endocarde et dans des régions où leParoi du VG est mince. <img src="/files/ftp_upload/50096/50096fig1.jpg" alt="Figure 1" fo:content-width="4.5in" fo:src="/files/ftp_upload/50096/50096fig1highres.jpg"/> Figure 1. Effets de Algisyl sur LV d&#39;un patient (indiqué par la flèche) après 6 mois, comme on le voit sur ​​les images de résonance magnétique. Les images montrent que le LV a diminué et l&#39;épaisseur de paroi a augmenté après 6 mois. <img src="/files/ftp_upload/50096/50096fig2.jpg" alt="Figure 2" fo:content-width="4.71in" fo:src="/files/ftp_upload/50096/50096fig2highres.jpg" /> Figure 2. Étapes de la quantification de gauche le stress de la paroi ventriculaire. (A) La numérisation des images IRM. (B) Création surfaces IGES. (C) Création du maillage EF. (D) Attribution de l&#39;orientation des fibres musculaires. (E)Imposant des conditions aux limites. (F) Calcul de la contrainte de la paroi ventriculaire (ici à la fin de diastole). Se reporter au texte pour l&#39;explication.

Watch this Scientific Journal Video about Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR at JoVE.com

Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

Cet article décrit les procédures pour l&#39;implantation d&#39;un roman hydrogel dans les coeurs défaillants et de quantifier ses effets sur la gauche le stress de la paroi ventriculaire et la fonction. Ces procédures ont été appliquées avec succès chez les chiens et les humains.

Réduction du ventricule gauche Stress mur et amélioration de la fonction dans les coeurs défaillants utilisant Algisyl-LVR

Injection of  Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat  patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently ...

reduction-left-ventricular-wall-stress-improvement-function-failing

Research

JoVE Journal

Medicine

24.1K vues.  UCSF/VA Medical Center. Cet article décrit les procédures pour l'implantation d'un roman hydrogel dans les coeurs défaillants et de quantifier ses effets sur la gauche le stress de la paroi ventriculaire et la fonction. Ces procédures ont été appliquées avec succès chez les chiens et les humains.

Vidéo: Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of cardiovascular disease. Although molecular biology is necessary in identifying key changes in the signaling pathway, it is not a surrogate for functional significance. While physiology can provide answers to the question of function, combining physiology with biochemical assessment of metabolites in the intact, beating heart allows for a complete picture of cardiac function and energetics. For years, our laboratory has utilized isolated heart perfusions combined with nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to accomplish this task. Left ventricular function is assessed by Langendorff-mode isolated heart perfusions while cardiac energetics is measured by performing 31P magnetic resonance spectroscopy of the perfused hearts. With these techniques, indices of cardiac function in combination with levels of phosphocreatine and ATP can be measured simultaneously in beating hearts. Furthermore, these parameters can be monitored while physiologic or pathologic stressors are instituted. For example, ischemia/reperfusion or high workload challenge protocols can be adopted. The use of aortic banding or other models of cardiac pathology are apt as well. Regardless of the variants within the protocol, the functional and energetic significance of molecular modifications of transgenic mouse models can be adequately described, leading to new insights into the associated enzymatic and metabolic pathways. Therefore, 31P NMR spectroscopy in the isolated perfused heart is a valuable research technique in animal models of cardiovascular disease.

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Langendorff-mode isolated heart perfusion, in conjunction with 31P NMR spectroscopy, combines the fields of biochemistry and physiology into one experiment. The protocol allows for the dynamic measurement of high energy phosphate content and turnover in the heart while concurrently monitoring physiologic function. When performed correctly, this is a valuable technique in the assessment of cardiac energetics.

L&#39;évaluation de la fonction cardiaque et Energétique dans les coeurs isolés de souris à l&#39;aide<sup&gt; 31</sup&gt; P NMR Spectroscopy

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of ...

Recherche

Médecine

Carotid Artery Infusions for Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Analysis of Taxanes in Mice

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study model. As the use of mouse models are often a vital step in preclinical drug discovery and drug development1-8, it is necessary to design a system to introduce drugs into mice in a uniform, reproducible manner. Ideally, the system should permit the collection of blood samples at regular intervals over a set time course. The ability to measure drug concentrations by mass-spectrometry, has allowed investigators to follow the changes in plasma drug levels over time in individual mice1, 9, 10. In this study, paclitaxel was introduced into transgenic mice as a continuous arterial infusion over three hours, while blood samples were simultaneously taken by retro-orbital bleeds at set time points. Carotid artery infusions are a potential alternative to jugular vein infusions, when factors such as mammary tumors or other obstructions make jugular infusions impractical. Using this technique, paclitaxel concentrations in plasma and tissue achieved similar levels as compared to jugular infusion. In this tutorial, we will demonstrate how to successfully catheterize the carotid artery by preparing an optimized catheter for the individual mouse model, then show how to insert and secure the catheter into the mouse carotid artery, thread the end of the catheter out through the back of the mouse&#8217;s neck, and hook the mouse to a pump to deliver a controlled rate of drug influx. Multiple low volume retro-orbital bleeds allow for analysis of plasma drug concentrations over time.

This method was developed with the goal of delivering a steady drug solution via the carotid artery, to assess the pharmacokinetics of novel drugs in mouse models.

Infusions de l&#39;artère carotide pour pharmacocinétiques et pharmacodynamiques Analyse des taxanes chez la souris

When proposing the use of a drug, drug combination, or drug delivery into a novel system, one must assess the pharmacokinetics of the drug in the study ...

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. Pulmonary Hypertension (PH) was induced in 3-week-old piglets by a progressive obstruction of the pulmonary vascular bed. A ligation of the left Pulmonary Artery (PA) was performed first through a mini-thoracotomy. Second, weekly embolizations of the right lower pulmonary lobe were done under fluoroscopic guidance with n-butyl-2-cyanoacrylate during 5 weeks. Mean Pulmonary Arterial Pressure (mPAP) measured by ritght heart catheterism, increased progressively, as well as Right Atrial pressure and Pulmonary Vascular Resistances (PVR) after 5 weeks compared to sham animals. Right Ventricular (RV) structural and functional remodeling were assessed by transthoracic echocardiography (RV diameters, RV wall thickness, RV systolic function). RV elastance and RV-pulmonary coupling were assessed by Pressure-Volume Loops (PVL) analysis with conductance method. Histologic study of the lung and the right ventricle were also performed. Molecular analyses on RV fresh tissues could be performed through repeated transcutaneous endomyocardial biopsies. Pulmonary microvascular disease in obstructed and unobstructed territories was studied from lung biopsies using molecular analyses and pathology. Furthermore, the reliability and the reproducibility was associated with a range of PH severity in animals. Most aspects of the human CTEPH disease were reproduced in this model, which allows new perspectives for the understanding of the underlying mechanisms (mitochondria, inflammation) and new therapeutic approaches (targeted, cellular or gene therapies) of the overloaded right ventricle but also pulmonary microvascular disease.

Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) and Right Ventricular (RV) dysfunction were induced in piglets by progressive obstruction of the pulmonary arteries. Consequences were remarkably similar to those observed in CTEPH patients. This animal model would be a very useful tool for pathophysiology and therapeutic experiments on CTEPH and RV failure.

Chronique thromboembolique l&#39;hypertension artérielle pulmonaire et de l&#39;évaluation de la fonction ventriculaire droite dans la Porcinet

An original piglet model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension (CTEPH) associated with chronic Right Ventricular (RV) dysfunction is described. ...

A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers

A key reason for referral to rehabilitation services after stroke and other neurological conditions is to improve one's ability to function in daily life. It has become important to measure a person's activities in daily life, and not just measure their capacity for activity in the structured environment of a clinic or laboratory. A wearable sensor that is now enabling measurement of daily movement is the accelerometer. Accelerometers are commercially-available devices resembling large wrist watches that can be worn throughout the day. Data from accelerometers can quantify how the limbs are engaged to perform activities in peoples' homes and communities. This report describes a methodology to collect accelerometry data and turn it into clinically-relevant information. First, data are collected by having the participant wear two accelerometers (one on each wrist) for 24 h or longer. The accelerometry data are then downloaded and processed to produce four different variables that describe key aspects of upper limb activity in daily life: hours of use, use ratio, magnitude ratio, and the bilateral magnitude. Density plots can be constructed that visually represent the data from the 24 h wearing period. The variables and their resultant density plots are highly consistent in neurologically-intact, community-dwelling adults. This striking consistency makes them a useful tool for determining if upper limb daily performance is different from normal. This methodology is appropriate for research studies investigating upper limb dysfunction and interventions designed to improve upper limb performance in daily life in people with stroke and other patient populations. Because of its relative simplicity, it may not be long before it is also incorporated in clinical neurorehabilitation practice.

This protocol describes a method to quantify upper limb performance in daily life using wrist-worn accelerometers.

Une méthode de quantification des performances du membre supérieur dans la vie quotidienne utilisant des accéléromètres

A key reason for referral to rehabilitation services after stroke and other neurological conditions is to improve one's ability to function in daily life. ...

Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure overload-induced left ventricular hypertrophy (LVH) and its progression to heart failure. In the majority of the reported investigations, this procedure is performed with intubation and ventilation of the animal which renders it demanding and time-consuming and adds to the surgical burden to the animal. The aim of this protocol is to describe a simplified technique of minimally invasive TAC without intubation and ventilation of mice. Critical steps of the technique are emphasized in order to achieve low mortality and high efficiency in inducing LVH.
Male C57BL/6 mice (10-week-old, 25-30 g, n=60) were anesthetized with a single intraperitoneal injection of a mixture of ketamine and xylazine. In a spontaneously breathing animal following a 3-4 mm upper partial sternotomy, a segment of 6/0 silk suture threaded through the eye of a ligation aid was passed under the aortic arch and tied over a blunted 27-gauge needle. Sham-operated animals underwent the same surgical preparation but without aortic constriction. The efficacy of the procedure in inducing LVH is attested by a significant increase in the heart/body weight ratio. This ratio is obtained at days 3, 7, 14 and 28 after surgery (n = 6 - 10 in each group and each time point). Using our technique, LVH is observed in TAC compared to sham animals from day 7 through day 28. Operative and late (over 28 days) mortalities are both very low at 1.7%.
In conclusion, our cost-effective technique of minimally invasive TAC in mice carries very low operative and post-operative mortalities and is highly efficient in inducing LVH. It simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal. It can be easily performed by following the critical steps described in this protocol.

The aim of this protocol is to describe step-by-step the technique of minimally invasive transverse aortic constriction (TAC) in mice. By elimination of intubation and ventilation which are mandatory for the commonly used standard procedure, minimally invasive TAC simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal.

Technique mini-Invasive transversal constriction aortique chez les souris pour l’Induction de l’hypertrophie ventriculaire gauche

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure ...

Studying Left Ventricular Reverse Remodeling by Aortic Debanding in Rodents

To better understand the left ventricular (LV) reverse remodeling (RR), we describe a rodent model wherein, after aortic banding-induced LV remodeling, mice undergo RR upon removal of the aortic constriction. In this paper, we describe a step-by-step procedure to perform a minimally invasive surgical aortic debanding in mice. Echocardiography was subsequently used to assess the degree of cardiac hypertrophy and dysfunction during LV remodeling and RR and to determine the best timing for aortic debanding. At the end of the protocol, terminal hemodynamic evaluation of the cardiac function was conducted, and samples were collected for histological studies. We showed that debanding is associated with surgical survival rates of 70-80%. Moreover, two weeks after debanding, the significant reduction of ventricular afterload triggers the regression of ventricular hypertrophy (~20%) and fibrosis (~26%), recovery of diastolic dysfunction as assessed by the normalization of left ventricular filling and end-diastolic pressures (E/e&#39;&#160;and LVEDP). Aortic debanding is a useful experimental model to study LV RR in rodents. The extent of myocardial recovery is variable between subjects, therefore, mimicking the diversity of RR that occurs in the clinical context, such as aortic valve replacement. We conclude that the aortic banding/debanding model represents a valuable tool to unravel novel insights into the mechanisms of RR, namely the regression of cardiac hypertrophy and the recovery of diastolic dysfunction.

Here we describe a step-by-step protocol of surgical aorta debanding in the well-established mice model of aortic-constriction. This procedure not only allows studying the mechanisms underlying the left ventricular reverse remodeling and regression of hypertrophy but also to test novel therapeutic options that might accelerate myocardial recovery.

Étude du remodelage inverse ventriculaire gauche par débandage aortique chez les rongeurs

To better understand the left ventricular (LV) reverse remodeling (RR), we describe a rodent model wherein, after aortic banding-induced LV remodeling, ...

Using a Chemical Biopsy for Graft Quality Assessment

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated with an increased survival rate and greater quality of patient&#8217;s life when compared to conventional dialysis. Regrettably, transplantology suffers from a lack of reliable methods for organ quality assessment. Standard diagnostic techniques are limited to macroscopic appearance inspection or invasive tissue biopsy, which do not provide comprehensive information about the graft. The proposed protocol aims to introduce solid phase microextraction (SPME) as an ideal analytical method for comprehensive metabolomics and lipidomic analysis of all low molecular compounds present in kidneys allocated for transplantation. The small size of the SPME probe enables performance of a chemical biopsy, which enables extraction of metabolites directly from the organ without any tissue collection. The minimum invasiveness of the method permits execution of multiple analyses over time: directly after organ harvesting, during its preservation, and immediately after revascularization at the recipient&#8217;s body. It is hypothesized that the combination of this novel sampling method with a high-resolution mass spectrometer will allow for discrimination of a set of characteristic compounds that could serve as biological markers of graft quality and indicators of possible development of organ dysfunction.

The protocol presents utilization of the chemical biopsy approach followed by comprehensive metabolomic and lipidomic analysis for quality assessment of kidney grafts allocated for transplantation.

Utilisation d’une biopsie chimique pour l’évaluation de la qualité de la greffe

Kidney transplantation is a life-saving treatment for a large number of people with end-stage renal dysfunction worldwide. The procedure is associated ...

On-Site Sampling and Extraction of Brain Tumors for Metabolomics and Lipidomics Analysis

Despite the variety of tools available for cancer diagnosis and classification, methods that enable fast and simple characterization of tumors are still in need. In recent years, mass spectrometry has become a method of choice for untargeted profiling of discriminatory compound as potential biomarkers of a disease. Biofluids are generally considered as preferable matrices given their accessibility and easier sample processing while direct tissue profiling provides more selective information about a given cancer. Preparation of tissues for the analysis via traditional methods is much more complex and time-consuming, and, therefore, not suitable for fast on-site analysis. The current work presents a protocol combining sample preparation and extraction of small molecules on-site, immediately after tumor resection. The sampling device, which is of the size of an acupuncture needle, can be inserted directly into the tissue and then transported to the nearby laboratory for instrumental analysis. The results of metabolomics and lipidomics analyses demonstrate the capability of the approach for the establishment of phenotypes of tumors related to the histological origin of the tumor, malignancy, and genetic mutations, as well as for the selection of discriminating compounds or potential biomarkers. The non-destructive nature of the technique permits subsequent performance of routinely used tests e.g., histological tests, on the same samples used for SPME analysis, thus enabling attainment of more comprehensive information to support personalized diagnostics.

The manuscript presents on-site sampling of human brain tumors with solid phase microextraction followed by their biochemical profiling towards the discovery of biomarkers.

Échantillonnage et extraction sur place de tumeurs cérébrales pour l’analyse de la métabolomique et de la lipidomique

Despite the variety of tools available for cancer diagnosis and classification, methods that enable fast and simple characterization of tumors are still ...

Echocardiographic Characterization of Left Ventricular Structure, Function, and Coronary Flow in Neonate Mice

Echocardiography is a non-invasive procedure that enables the evaluation of structural and functional parameters in animal models of cardiovascular disease and is used to assess the impact of potential treatments in preclinical studies. Echocardiographic studies are usually conducted in young adult mice (i.e., 4-6 weeks of age). The evaluation of early neonatal cardiovascular function is not usually performed because of the small size of the mouse pups and the associated technical difficulties. One of the most important challenges is that the short length of the pups&#39; limbs prevents them from reaching the electrodes in the echocardiography platform. Body temperature is the other challenge, as pups are very susceptible to changes in temperature. Therefore, it is important to establish a practical guide for performing echocardiographic studies in small mouse pups to help researchers detect early pathological changes and study the progression of cardiovascular disease over time. The current work describes a protocol for performing echocardiography in mouse pups at the early age of 7 days old. The echocardiographic characterization of cardiac morphology, function, and coronary flow in neonatal mice is also described.

The present protocol describes the echocardiographic assessment of left ventricular morphology, function, and coronary blood flow in 7-day old neonate mice.

Caractérisation échocardiographique de la structure, de la fonction et du flux coronaire ventriculaire gauche chez les souris nouveau-nées

Echocardiography is a non-invasive procedure that enables the evaluation of structural and functional parameters in animal models of cardiovascular ...

A Real-World High-Intensity Interval Training Protocol for Cardiorespiratory Fitness Improvement

High-Intensity Interval Training (HIIT) has emerged as an interesting time-efficient approach to increase exercise adherence and improve health. However, few studies have tested the efficiency of HIIT protocols in a &#34;real world&#34; setting, e.g., HIIT protocols designed for outdoor spaces without specialized equipment. This study presents a &#34;real world&#34; training protocol, named &#34;beep training&#34;, and compares the efficiency of a HIIT regiment versus a traditional long-duration Moderate-Intensity Continuous Training (MICT) regiment using this beep training protocol on VO2 max of overweight untrained men. Twenty-two subjects performed outdoor running with MICT (n = 11) or HIIT (n = 11). Cardiorespiratory fitness was assessed before and after training protocols using a metabolic analyzer. Both training protocols were performed 3 days a week for 8 weeks using the Beep Test results. The MICT group performed the exercise program at 60%-75% of the maximum speed of the 20 m shuttle test (Vmax) and with a progression of the distance of 3,500-5,000 m. The HIIT group performed the interval exercise with 7-10 bouts of 200 m at 85%-100% of the maximum speed of the 20 m shuttle test (Vmax), interspersed with 1 min of passive recovery. Although the HIIT group presented a significantly lower training volume than the MICT group (p &#60; 0.05) after 8 weeks of beep training, HIIT was superior to MICT in improving VO2 max (MICT: ~4.1%; HIIT: ~7.3%; p &#60; 0.05). The &#34;real world&#34; HIIT regiment based on beep training protocol is a time-efficient, low-cost, and easy-to-implement protocol for overweight untrained men.

This study presents a low-cost and easy-to-implement "real world" high-intensity interval training (HIIT) protocol for scientific research and discusses its efficiency for cardiorespiratory fitness.

Un protocole d’entraînement par intervalles de haute intensité dans le monde réel pour l’amélioration de la condition physique cardiorespiratoire

High-Intensity Interval Training (HIIT) has emerged as an interesting time-efficient approach to increase exercise adherence and improve health. However, ...