Crescente aortica Costrizione in ratti per la creazione di sovraccarico di pressione cardiaca Ipertrofia Modello

Riepilogo

Descriviamo una procedura graduale per la creazione di sovraccarico di pressione e ipertrofia ventricolare sinistra in ratti Wistar dalla costrizione dell'aorta ascendente con una piccola clip metallica. Questo modello è ampiamente utilizzato per studiare i cambiamenti di rimodellamento durante l'ipertrofia cardiaca e per identificare e valutare le strategie per la regressione di tali cambiamenti.

Abstract

Crescente costrizione aortica è il modello chirurgica più comune e di successo per la creazione di sovraccarico di pressione indotta ipertrofia cardiaca e insufficienza cardiaca. Qui, descriviamo una procedura chirurgica dettagliata per la creazione sovraccarico di pressione e ipertrofia cardiaca in ratti mediante costrizione dell'aorta ascendente con una piccola clip metallica. Dopo l'anestesia, la trachea è intubato inserendo una cannula attraverso un'incisione a metà strada tra due anelli di cartilagine trachea. Poi una incisione cutanea viene effettuata a livello del secondo spazio intercostale sulla parete toracica sinistra e strati muscolari vengono cancellati per identificare la parte ascendente dell'aorta. L'aorta ascendente viene costretto a 50-60% del suo diametro originale mediante applicazione di una piccola clip titanio dimensioni. A seguito di costrizione aortica, la seconda e terza costola vengono approssimate con punti di sutura prolene. La cannula tracheale viene rimossa la respirazione spontanea una volta è stata ristabilita. L'animale è permesso di recuperare on per il rilievo di riscaldamento abbassando gradualmente anestesia. L'intensità del sovraccarico di pressione creata dalla costrizione dell'aorta ascendente è determinato registrando il gradiente di pressione utilizzando transtoracica bidimensionale Doppler-ecocardiografia. Nel complesso questo protocollo è utile per studiare gli eventi di rimodellamento e le proprietà contrattili del cuore durante la graduale insorgenza e la progressione da compensata ipertrofia cardiaca allo stadio di insufficienza cardiaca.

Introduzione

Modelli piccoli animali sono gli strumenti più preferite per lo studio dei cambiamenti cronici nello sviluppo di ipertrofia cardiaca e la sua progressione a insufficienza cardiaca. Modelli di insufficienza cardiaca con metodi chirurgici sono stati originariamente sviluppati in ratti in quanto questi animali sono più adatti per interventi chirurgici al torace aperto, ecocardiografia e la valutazione dei parametri emodinamici. Essi forniscono inoltre adeguate campioni post mortem di tessuti, cellule e gli studi a livello molecolare ^1. Costrizione dell'aorta ascendente è uno dei modelli chirurgiche più comuni e di successo per la creazione di sovraccarico di pressione insufficienza cardiaca ^{2, 3.} Questo modello è adatto per studiare gli eventi rimodellamento cellulare cellulari e sub e le proprietà contrattili del cuore durante la transizione da ipertrofia ad infarto ^4.

Un importante vantaggio di questo modello è la graduale insorgenza di sovraccarico di pressione sul cuore ^{5, <}/ Sup> ^6. Questo modello è clinicamente rilevante a causa della sua lenta ma costante progressione da ipertrofia cardiaca compensata a fase scompensata e infine alla fase insufficienza cardiaca. La durata per la progressione dell'ipertrofia cardiaca per insufficienza cardiaca e cambiamenti fisiologici associati sono influenzati principalmente dal grado di stenosi prodotto ^7. Ascendente costrizione aortica può essere eseguita in due modi, sia utilizzando suture o mediante l'applicazione di clips metalliche ^{8, 9.} Il principale vantaggio di utilizzare un clip metallico per costrizione aortica è che le procedure chirurgiche sono meno complicati. In questo metodo si deve individuare la sovra valvolare dell'aorta ascendente e inserire la clip attorno l'aorta per ottenere il livello desiderato di costrizione. Un divaricatore petto non è necessario in questa procedura. Banding aortico da sutura richiede manipolazioni più chirurgici per posizionare l'ago calibro accanto alla aorta ascendente e sutura intorno aprodurre il livello desiderato di costrizione aortica. Quest'ultima tecnica è più tempo rispetto all'uso di clips metalliche per costrizione aortica. Il metodo descritto in questo video mostra la procedura chirurgica per crescente costrizione aortica in ratti che permette la creazione di pressione sovraccarico ventricolare sinistra ipertrofia modello.

Protocollo

Gli esperimenti sugli animali sono stati eseguiti dopo aver ottenuto l'approvazione del Comitato Etico Animal Istituzionale. Ratti Wistar sono stati alloggiati in un buio 12 ore al ciclo di luce, temperatura costante (24 ± 2 ° C), con cibo e acqua ad libitum (secondo le linee guida CPCSEA).

1) Assistenza pre-operatoria e anestesia

1. Tenere rat (circa 200 g di peso corporeo), sotto antibiotico ombrello 24 ore prima dell'intervento chirurgico con la somministrazione di amoxicillina per via orale (dose: 500 mg / L di acqua).
2. Sterilizzare tutti gli strumenti chirurgici (come forbici, pinze, clip applicatore, aghi da sutura, e porta-aghi) in autoclave a 121 ° C per 15 min.
3. Utilizzare una piastra elettrica per mantenere la temperatura corporea degli animali intorno ai 37 ° C per evitare una rapida diminuzione della frequenza cardiaca.
4. Fare attenzione ad evitare la disidratazione dell'animale, prima e durante l'intervento chirurgico.
5. Anestetizzare ratto in una camera di induzione con 3% isoflurano miscelato con0,5-1,0 L / min 100% di ossigeno; mantenere l'anestesia con il 1,5% isoflurano.
6. Controllare il riflesso pedale per confermare l'anestesia successo.

2) Preparazione del sito chirurgico

1. Mantenere il topo sopra un cuscinetto riscaldante temperatura controllata in posizione supina.
2. Posizionare un elastico sopra denti anteriori del ratto di mantenere l'animale in posizione mantenendo anestesia con un'ogiva.
3. Rimuovere la pelliccia dal collo e lasciato regione toracica del ratto (preferibilmente con un rasoio elettrico).
4. Disinfettare sito chirurgico con soluzione di povidone-iodio e poi con il 70% di alcol etilico.
5. Utilizzare un telino sterile per esporre solo il sito chirurgico durante la procedura operativa.
   Nota: Come opzione aggiuntiva per la cura degli animali, 0,25% bupivicaine ID (2,5 mg / kg) può essere incorporato prima di incidere in ogni sito di incisione per l'anestesia locale / analgesia.

3) tracheale intubazione in Rat

1. Fare una piccola incisione sulla pelle parallela alla trachea con una lama chirurgica sterile e separare accuratamente il tessuto sottostante al fine di esporre la trachea.
2. Applicare una cravatta di seta 4-0 filo di sutura sotto la trachea e sollevare delicatamente la cravatta verso l'alto.
3. Effettuare una incisione a metà strada tra due anelli cartilaginei e inserire la cannula tracheale nella trachea del ratto.
4. Collegare la cannula tracheale di un ventilatore roditore per mantenere una frequenza respiratoria di 50 respiri / min, volume corrente di 1.70 ml di tempo e l'ispirazione di 0,60 sec (per ratto con 200 g di peso corporeo).

4) La costrizione dell'aorta ascendente

1. Dopo rilevando la posizione delle nervature con le dita, fare una incisione cutanea di circa 2 cm sulla parete toracica sinistra tra il secondo e terzo costole.
2. Separare lo strato muscolare intercostale dopo strato e fare un'incisione lungo circa 1,5 cm tra il secondo e terzo costole. (Si deve essere rimessan per evitare lesioni ai polmoni rendendo incisione tra le costole)
3. Ritrarre le costole e individuare la porzione ascendente dell'aorta.
4. Posizionare una piccola clip titanio dimensioni intorno l'aorta ascendente con l'aiuto di un applicatore quale costrizione dell'aorta al 50-60% del diametro originale.
5. Seguendo la costrizione aortica, ravvicinare secondo e terzo costole con 3.0 prolene in un modello sutura interrotta. Allo stesso tempo, mettere in pausa il ventilatore per circa 2-4 secondi al fine di ri-gonfiare i polmoni.
6. Appose gli strati muscolari con 3.0 punti di sutura prolene e la pelle con 4,0 punti di sutura in seta in un modello di sutura interrotta. Sintetici suture non assorbibili possono essere utilizzati al posto di seta per sutura della pelle.
7. Rimuovere cannula tracheale dal ratto respirazione spontanea una volta viene ristabilita.
8. Chiudere l'apertura tracheale con 3.0 punti di sutura prolene e lo strato di pelle con 4.0 punti di sutura in seta.
9. Lasciare che l'animale di recuperare il tegli riscaldamento pad abbassando gradualmente la anestesia e ventilazione respirazione assistita.
10. In animali di controllo sham pari età, eseguire la tracheotomia e la toracotomia senza costrizione dell'aorta ascendente.

5) assistenza post-operatoria

1. Disinfettare area chirurgica con una soluzione di povidone-iodio.
2. Come analgesia post-operatoria, iniettare tramadol intra-peritoneale (10 mg / kg di peso corporeo / giorno) per 1 settimana.
3. Iniettare sterile normale soluzione fisiologica intra-peritoneale se i segni di disidratazione appaiono dopo l'intervento chirurgico (circa 1 ml).
4. Somministrare amoxicillina per via orale, miscelato con acqua potabile, per sette giorni (dose: 500 mg / L di acqua).
5. Rimuovere eventuali punti di sutura in seta rimanenti dalla pelle dopo 10 giorni di intervento chirurgico sotto anestesia per inalazione.

6) Conferma della costrizione di successo di aorta ascendente

1. Eseguire un trans-toracica bidimensionale Doppler-ecocardiografia per determinare l'intensitàtà del sovraccarico di pressione prodotta dalla costrizione dell'aorta ascendente.
2. Anestetizzare i ratti uno settimane post-chirurgia come descritto in precedenza (passo 1.5)
3. Posizionare il trasduttore di ultrasuoni nella posizione sternale supra registrare il gradiente di pressione attraverso la porzione ristretta dell'aorta ascendente.
   Nota: Ratti con un gradiente di pressione di circa 60 mm di Hg sul sito costrizione aortica si svilupperà una grave ipertrofia cardiaca di circa 8-10 settimane dopo l'intervento chirurgico.

Risultati

Nei nostri esperimenti siamo in grado di raggiungere oltre il 80% i tassi di sopravvivenza. L'efficacia di costrizione aortica è stata confermata eseguendo ecocardiografia Doppler. Ratti (n = 6) con un gradiente di pressione di circa 60 mm di Hg nel sito ristretta aortica sono stati osservati per 8 settimane e sacrificato per analizzare lo sviluppo di ipertrofia cardiaca (Figura 1). Dopo 8 settimane di valutazione ecocardiografica post-chirurgia ha rivelato un significativo aumento dei parametri ve...

Discussione

Ci sono diversi modelli chirurgici per l'induzione di sovraccarico di pressione e ipertrofia cardiaca e scompenso cardiaco. In piccoli animali, Lorell e colleghi hanno sviluppato il modello che abbiamo descritto qui ed hanno segnalato la comparsa di ipertrofia cardiaca compensata 8 settimane dopo banding aortico ^5. Alterazioni cardiache gradualmente progredire a uno stato scompensata e poi portare a insufficienza cardiaca. Il vantaggio principale di questo modello è la graduale insorgenza di aumento dell...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Wistar rats			Maintained at ARF, RGCB
Inhalation anaesthesia systems	VetEquip	AB19276
Rodent ventilator	CWE Inc	SAR- 830/AP
Rat tracheal cannula	CWE Inc	13-21032
Ultrasound system	Philips	HD7
Ultrasound transducer	Philips	S 12
Titanium clip (small)	Horizon	1204
Clip applicator	Weck	137081
Electric shaver	Vinverth	VBT0817
BP blade (size:11)	Surgeon	REF10111	Preparation of surgical site
Tramadol	Orchid health care	OCH043
Amoxycillin Hydrochloride	Ranbaxy
Isoflurane	Piramal health care	A23M10A
Syringes	BD	2015-09
4-0 braided silk	Diamond
3-0 prolene	Johnson&Johnson	NW018
Surgical tape	Romsons	SH 6301
Povidone iodine	Win Medicare
Temp. controlled heating pad	Flamingo	HC1003