הפעלת התכווצות אבי העורקים רוחבית עם תפר נספג להשגת היפרטרופיה שריר הלב ארעית

Summary

פרוטוקול זה מציג שיטה משופרת להשגת היפרטרופיה שריר הלב חולפת עם תפר נספג, המדמה ירידה היפרטרופיה חדרית שמאל לאחר הסרת עומס לחץ. זה יכול להיות בעל ערך עבור המחקרים על תנאי היפרטרופי שריר הלב.

Abstract

בהתבסס על פעמיים התכווצות אבי העורקים רוחבית (TACs) בעכברים, הוא הוכיח כי תנאים היפרטרופיים שריר הלב (MHP) יכול להקל על היפרטרופיה cardiomyocyte להאט את ההתקדמות לאי ספיקת לב. למתחילים, עם זאת, מודל MHP הוא בדרך כלל די קשה להקים בגלל המכשולים הטכניים בפעולת ההנשמה, פתיחת החזה שוב ושוב, ודימום שנגרם על ידי debanding. כדי להקל על מודל זה, כדי להגדיל את שיעור ההצלחה הכירורגית ולהפחית את השכיחות של דימום, עברנו תפרים נספגים עבור סירוק TAC הראשון עם טכניקה ללא מאוורר. באמצעות תפר נספג 2 שבועות, הוכחנו כי הליך זה יכול לגרום היפרטרופיה שריר הלב משמעותית ב 2 שבועות; ו 4 שבועות לאחר הניתוח, היפרטרופיה שריר הלב היה נסוג כמעט לחלוטין לקו הבסיס. באמצעות פרוטוקול זה, המפעילים יכולים לשלוט במודל MHP בקלות עם תמותה פעולה נמוכה יותר.

Introduction

תנאים קדם איסכמיים היא תופעה שגורמת לפרקים קצרים ולא קטלניים של איסכמיה ורפרופוזיה ללב ויש לה את היכולת להפחית באופן דרמטי את הפגיעה בשריר הלב¹. בהתחשב בהשלכות הקליניות הברורות של תנאים קדם איסכמיים, כגון הגבלת גודל אוטם שריר הלב² ודיכוי tachyarrhythmias חדרית לאחר revascularization שריר הלב³, היו הרבה מחקר לנתח את המנגנונים הבסיסיים השפעות מגן אירובי הנגרמת על ידי מראש^4,5. לעומת זאת, סוגים אחרים של תנאים קדם-איסכמיים קיבלו תשומת לב מועטה יחסית. היפרטרופיה לב עשוי להיות קהה בחולים עם היצרות אבי העורקים עובר החלפת שסתום אבי העורקים⁶. בכל מקום שבו קיים מצב של היפרטרופיה שריר הלב פתולוגית, העיקרון של תנאים קדם מדווח לעתים רחוקות.

בשנת 1991, רוקמן ואח 'הקימו לראשונה מודל עכבר של היפרטרופיה חדרית שמאלית על ידי התכווצות רוחבית של העורקים (TAC)⁷. על ידי הפעלת TAC פעמיים בעכברים, הוכחנו בעבר כי תנאים קדם היפרטרופיים שריר הלב (MHP) מוביל גירוי היפרטרופי חולף בלב ובכך להפוך את הלב עמיד יותר ללחץ היפרטרופי מתמשך בעתיד⁸. המאפיינים של מודל MHP אומתו על ידי ביומיקרוסקופ אולטרסאונד והערכה המודינמית⁹. נקודות מפתח בבניית המודל היו לבצע כריתת חזה שלוש פעמים, TAC במשך שבוע, debanding במשך שבוע, ו TAC משני במשך 6 שבועות. עם זאת, debanding יכול לגרום לדימום, מה שהקשה להיות שולט על ידי טירונים וקשה להיות פופולרי. בנוסף, זהו גם אתגר טכני לצנרר עכברים. צנרור לא תקין עלול לגרום לפגיעה בקנה הנשימה, pneumothorax, ואפילו מוות בעכברים. לכן, יש צורך ובעל ערך כדי לשפר כמה הליכים תוך בניית מודל MHP.

כדי להפחית את הקושי של המודל ולהגדיל את הצלחתו, עברנו לתפרים נספגים עבור TAC הראשון וניטרנו את הצלחת הדגם על ידי מדידת שיפוע לחץ על פני התכווצות אבי העורקים תחת אקו^{לב 10}. בהתבסס על הניסוי הראשוני שלנו, זה יהיה קשה לגרום היפרטרופיה שריר הלב מספיק בעכברים עם שיפוע בלחץ נמוך מדי, בעוד עכברים עם שיפוע בלחץ גבוה מדי יפתחו אי ספיקת לב חריפה או אפילו למות. שיפוע הלחץ האידיאלי עבור הדגם נע בין 40-80 מ"מ/ג^11. בנוסף, ניסוי זה לא הסתמך על מאוורר, אשר יכול למעשה למנוע מניפולציה טכנית הקשורים לאוורור ופציעה¹².

Protocol

כל ההליכים בוצעו בהתאם להנחיות הטיפול והשימוש בחיות מעבדה שפורסמו על ידי המכונים הלאומיים לבריאות בארה"ב (פרסום NIH מס' 85-23, עודכן בשנת 1996). עכברים זכרים C57BL/6J (8-10 שבועות, 20-25 גרם) סופקו על ידי מרכז החיות של האוניברסיטה הרפואית הדרומית.

1. הכנה טרום ניתוחית

1. צבוט את קצה מחט 25 G עם מחזיק מחט קהה אותו עם חפץ קשה כמו המחזיק.
2. מעבירים תפר 5-0 נספג דרך המחט ולאחר מכן מסובבים אותו ל-90° עם מחזיק¹³.
   הערה: על פי מטרות מחקר שונות, החוקרים יכולים לבחור קווים נספגים עם זמן ספיגה שונה. בפרוטוקול הזה, השתמשנו בתפר נספג של שבועיים כדי לכווץ את קשת העורקים.
3. עקומת עוד 25 G מחט ל 120° ולהחליק את הקצה עם מחזיק לשמש מרווח בשלב הקשירה.
   הערה: מחט 25 גרם שימשה כמרווח לעכברים בעלי משקל גוף (BW) >25 גרם. השתמש במחט 26 גרם לעכברים עם 19-24 גרם BW.
4. לחטא את האתר האופרטיבי עם 75% אלכוהול.
5. כוונן את טמפרטורת כרית החימום ל-37°C.
6. הכן מכשירים כירורגיים מעוקרים (כולל 1 מספריים עיניים, 1 מספריים מיקרו, 2 פינצטה מרפק מיקרוכירורגית, 1 מחזיק מחט, ו 1 מחזיק מחט מיקרו).

2. אינדוקציה של הרדמה וגילוח

1. הרדמה של עכבר על ידי הזרקה תוך-אישית של תערובת של קסילאזין (5 מ"ג/ק"ג) וקטמין (100 מ"ג/ק"ג) מדולל בתמיסת מלח (0.9% NaCl). אשר הרדמה מלאה עם רפלקס משיכת הדוושה השלילי.
2. שמור על העכבר במצב סופי על ידי תיקון החותכים עם תפר ותיקון הגפיים עם קלטות דבק.
3. החל קרם depilatory כדי להסיר שיער על צווארו xiphoid. לחטא את האזור עם יוד ואחריו 75% אלכוהול.

3. ניתוח

1. בצע חתך מעל 10 מ"מ בתנוחת קו האמצע בין חריץ סופרה-עצם החזה והחזה עם אזמל. לאחר מכן, להפריד את העור ואת fascia שטחי.
2. זהה את החלל הבין-צלעי הראשון על-ידי ספירת הצלעות מזווית החזה. בצע את החתך בחלל הבין-צלעי הראשון וקרוב ככל האפשר לעצם החזה. לחדור אותו בבוטות עם פינצטה מרפק כדי לפתוח את החלל הזה.
3. מפרידים בעדינות את הפרנצ'ימה ואת התימוס עד לקשת אבי העורקים הרוחבית.
   הערה: אין לפגוע בשפע הקודקודי כדי למנוע פנאומותורקס.
4. עברו את התפר הניתן לספיגה של 5-0 מתחת לקשת העורקים בין העורק הברכיוסקפלי לעורק הראשי המשותף השמאלי עם מחט תפס¹⁴. אנא ודא כי העורק brachiocephalic, העורק הראשי המשותף השמאלי, ואת העורק subclavian השמאלי גלויים בשדה המבצע.
5. מניחים את המרווח, מוכן בשלב 1.3, על האב העורקים הרוחבי ולבצע קשר כפול על המרווח עם התפר בשלב 3.4.
   הערה: קצה המרווח חייב להיות בוטה כדי למנוע פגיעה בגור העורקים הרוחבי בעת הסרתו.
6. הסר את המרווח במהירות אך בעדינות, ולאחר מכן לחתוך את קצות התפר.
7. סגור את החלל הבין-צלעי הראשון ואת העור באמצעות תפרים של 5-0 ניילון. לחטא את העור שוב עם 75% אלכוהול.
8. מניחים את העכבר על כרית החימום כדי לקדם את ההתאוששות. להזריק buprenorphine (0.1 מ"ג/ק"ג, q12h) תוך-פרטית במשך 3 הימים הראשונים לאחר הניתוח.
9. להחזיר את העכבר לכלוב בחדר מחזור אור / כהה 12 שעות כאשר הוא משחזר את ההכרה.
10. בצע ניתוח מזויף זהה לכל השלבים לעיל אך ללא התכווצות (שלב 3.5).
11. בצע ניתוח עבור קבוצת תפר משי, זהה לכל השלבים לעיל אבל באמצעות תפר משי 5-0 בשלב 1.2.

4. הערכה אקו לבביוגרפית של קשירה ומדידות מוצלחות

1. בצע הערכה אקו-קרדיוגרפית ביום (ד) 7 לאחר הניתוח.
2. הרדמה העכבר עם 3% isoflurane באמצעות שאיפה עבור אינדוקציה, ו 1.5% לשמירה על עומק ההרדמה, עם קצב זרימת חמצן 0.5-1 L / min.
3. מניחים את העכבר בתנוחה סופית על הפלטפורמה, מתוחזק ב 37 °C (69 °F), ואת הגפיים שלה אל האלקטרודה.
4. הסר את שיער החזה עם קרם depilatory ולהחיל סוכן צימוד קולי על החזה של העכבר.
5. להעריך התכווצות רוחבית של העורקים עם בדיקה של 30 מגה-הרץ.
   1. הטה את הרציף שמאלה. שמור את החללית במצב אנכי ולהוריד אותו על החזה לאורך הקו הפארסטרנלי הימני. לאחר מכן, טפל בציר X ובציר Y במצב B עד לקשת אבי העורקים נראה בבירור.
   2. אתר את ההתכווצות על ידי B-mode כדי להשיג את תצוגת קשת העורקים¹¹. השתמש במצב דופלר צבע גל פעמו כדי למדוד את מהירות זרימת השיא ולבחור עכברים עם מהירות של יותר מ 3,000 מ"מ / s כקבוצה TAC (ערכים מבוססים על ניסויים ראשוניים).
   3. לחשב את שיפוע הלחץ על פי הגירסה ששונתה של המשוואה של ברנולי¹¹:
      שיפוע לחץ = 4 x V_{מקסימום}².
      הערה: שיפוע הלחץ האידיאלי לדגם התכווצות אגורה רוחבית נע בין 40-80 מ"מ-ח"ג¹¹.
   4. שמור את הנתונים והתמונות באמצעות חנות Cine וחנות מסגרות.
6. להעריך את הממדים ואת ההתכווצות של החדר השמאלי (LV) עם בדיקה 30 מגה הרץ.
   1. אפס את הפלטפורמה למיקום האופקי. שמור על החללית ב-30° נגד כיוון השעון ביחס לקו הפאראסטרנלי השמאלי.
   2. השתמש במצב B וטפל ב- X ו- Y כדי לקבל תצוגת ציר ברורה וארוכה של הלב.
   3. הקש M-mode כדי להציג את שורת המחוון. רכוש תמונות באמצעות Cine Store ו-Frame Store למדידה מאוחרת יותר של ממד תא LV, קיצור שברים ועובי קיר LV.
7. לאחר סיום, להפסיק שאיפת isoflurane ולאפשר לעכבר להתאושש מהרדמה. לאחר מכן, להחזיר את החיה לכלוב שלה בחדר מחזור אור / כהה 12 שעות.
8. על D14 ו D28 לאחר הניתוח, לחזור על השלבים לעיל כדי למדוד את הפרמטרים הלב ולאחר מכן לקצור את הלב למחקרים היסטולוגיים.

תוצאות

במחקר זה חילקנו באופן אקראי 45 עכברים לשלוש קבוצות, את הזיוף, את קבוצת תפר המשי ואת קבוצת התפרים הניתנת לספיגה (מספר כל קבוצה ב- D0 (בסיסי), D14 ו- D28 לאחר ש- TAC היה 15, 10 ו- 5, בהתאמה). ב- D7, D14, D21 ו- D28 לאחר הניתוח, מהירות השיא המצומצמת נקבעה על ידי אקו לב. גילינו כי מהירות זרימת הדם בהתכווצות עדיין הייתה ג?...

Discussion

יש עדיין אזור שלא נחקר כראוי בתנאים קדם-איסכמיים לבביים. בהתבסס על המחקרים הקודמים שלנו, עברנו לשימוש תפרים נספגים כדי לשפר את המודל hypertrophic היפרטרופי שריר הלב תנאים.

בדיווחים קודמים, חוקרים רבים השתמשו תפר משי כדי לכווץ את קשת העורקים^8,14,

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Absorbable suture (5-0)	Shandong Kang Lida Medical Products Co., Ltd	5-0	Ligation
Animal ultrasound system VEVO2100	Visual Sonic	VEVO2100	Echocardiography
Cold light illuminator	Olympus	ILD-2	Light
Heat pad- thermostatic surgical system (ALC-HTP-S1)	SHANGHAI ALCOTT BIOTECH CO	ALC-HTP-S1	Heating
Isoflurane	RWD life science	R510-22	Inhalant anaesthesia
Matrx VIP 3000 Isofurane Vaporizer	Midmark Corporation	VIP 3000	Anesthetization
Medical nylon suture (5-0)	Ningbo Medical Needle Co.	5-0	Close the skin
Pentobarbital sodium salt	Merck	25MG	Anesthetization
Precision electronic balance	Denver Instrument	TB-114	Weighing sensor
Self-made spacer			25-gauge needle
Silk suture (5-0)	Yangzhou Yuankang Medical Devices Co., Ltd.	5-0	Ligation
Small animal microsurgery equipment	Napox	MA-65	Surgical instruments
Transmission Gel	Guang Gong pai	250ML	Echocardiography
Veet hair removal cream	Reckitt Benchiser	RQ/B 33 Type 2	Remove hair of mice
Vertical automatic electrothermal pressure steam sterilizer	Hefei Huatai Medical Equipment Co.	LX-B50L	Auto clean the surgical instruments