Minimamente invasiva trasversale aortica costrizione nei topi

Riepilogo

Minimamente invasiva trasversale costrizione aortica (MTAC) conserva gli elementi essenziali di regolare costrizione aortica trasversale (TAC), eliminando l'uso di un ventilatore con intubazione tracheale. Esso dimostra di essere un metodo altamente desiderabile per studi ad elevata capacità di sovraccarico del ventricolo sinistro, soprattutto negli studi traslazionali.

Abstract

Minimamente invasiva trasversale costrizione aortica (MTAC) è un metodo più desiderabile per la costrizione dell'aorta trasversale nei topi di open-petto costrizione aortica trasversale standard (TAC). Sebbene trasversale costrizione aortica è un metodo altamente funzionale per l'induzione di alta pressione nel ventricolo sinistro, è una procedura più lungo e difficile grazie all'uso di ventilazione artificiale con intubazione tracheale. TAC è spesso anche meno di sopravvivere, come il metodo più recente, MTAC, né richiede il taglio delle costole e muscoli intercostali, né l'intubazione tracheale con un setup di ventilazione. In MTAC, al contrario di una toracotomia per accedere alla cavità toracica, l'arco aortico è raggiunto attraverso una incisione mediana nel collo anteriore. La tiroide è tirato indietro a rivelare la tacca sternale. Lo sterno viene successivamente tagliato al secondo livello costola, e l'arco aortico è raggiunto semplicemente separando i tessuti connettivi e timo. A partire dallì, una sutura può essere avvolto intorno l'arco e legato con un distanziatore, e quindi il taglio sternale e la pelle può essere chiuso. MTAC è un modo molto più veloce e meno invasiva per indurre ipertensione ventricolare sinistra e consente la possibilità per gli studi ad alto rendimento. Il successo della costrizione può essere verificato utilizzando ad alta frequenza l'ecocardiografia trans-toracica, particolarmente color Doppler e pulsato Doppler, per determinare le velocità di flusso dell'arco aortico e sinistra e arterie carotidi destra, la dimensione dei vasi sanguigni, e la funzione ventricolare sinistra e morfologia. Una costrizione di successo sarà anche innescare significativi cambiamenti istopatologici, come l'ipertrofia cardiaca delle cellule muscolari con fibrosi interstiziale e perivascolare. Qui, la procedura di MTAC è descritta, a dimostrazione di come le conseguenti variazioni di flusso nelle arterie carotidee possono essere esaminati con l'ecocardiografia, la morfologia lordo, e cambiamenti istopatologici nel cuore.

Introduzione

L'obiettivo generale di questo articolo è quello di dimostrare come trasversale costrizione aortica (TAC) in topi può essere modificato per produrre un intervento chirurgico più semplice e più conveniente. TAC è stato introdotto nel 1991 ¹ e abilitato biologi molecolari per studiare le vie cellulari e molecolari che portano l'ipertrofia del ventricolo sinistro ea scompenso cardiaco, soprattutto nei piccoli animali con genomi manipolati ^{2, 3, 4, 5, 6.} Nonostante la sua efficacia a produrre il sovraccarico di pressione desiderata, la tecnica è limitato dalle difficoltà di eseguire la procedura e dal suo basso tasso di sopravvivenza. Un chirurgo condurre TAC deve essere in grado di eseguire l'intubazione endotracheale, toracotomia, e utilizzare ventilazione artificiale al fine di evitare il collasso polmonare ^1.

contenuto "> Spesso, un metodo semplice e meno invasiva è desiderato. Di conseguenza, minimamente invasiva trasversale costrizione aortica (MTAC) è stato messo a punto ^3. Anche se il risultato (in particolare, ipertrofia ventricolare sinistra) è lo stesso, la procedura comporta un numero significativamente inferiore apparati e meno danni agli animali. MTAC dimostra di essere un metodo desiderabile che ha una maggiore percentuale di sopravvivenza, superiore al 90%, ed ha un tempo di funzionamento di soli 15 a 25 min. I casi infrequenti di morte dopo intervento chirurgico di successo può essere attribuibile troppo costrizione -tight dell'arco aortico, con conseguente sovraccarico ventricolare sinistra tremenda e la riduzione fatale di afflusso di sangue agli organi critici come i reni.

Dopo la procedura è completata, l'ecocardiografia può essere utilizzato per valutare il successo delle strisce e morfologia cardiaca e funzione. Un sistema ad ultrasuoni ad alta frequenza può essere utilizzata per misurare il diametro e il flusso cambiamenti nella sinistra e destracarotidi, per visualizzare la costrizione aortico per misure di picco velocità di flusso, e per determinare lo spessore della parete del ventricolo sinistro e parametri funzionali ^{7, 8.} Dopo l'eutanasia, gli organi possono essere raccolti anche per studi istopatologici con ematossilina ed eosina e Picrosirius collagene colorazione, quest'ultimo particolarmente utile per l'osservazione della fibrosi.

Protocollo

Il protocollo segue le linee guida della commissione per l'Uso di Live animali nell'insegnamento e nella ricerca (CULATR) presso l'Università di Hong Kong.

1. operazione di preparazione del sito

1. Disinfettare il sito di operazione con il 75% di alcol isopropilico. Regolare la temperatura rilievo di riscaldamento a 37 ° C per evitare cambiamenti nel cuore e frequenza respiratoria del soggetto animale.
2. Utilizzare strumenti chirurgici sterilizzati in uno sterilizzatore spostamento gravità a 121 ° C per 30 minuti o con altri metodi appropriati.
3. Take 2 - 4 aghi 30-gauge ei loro curva con una porta aghi, come si vede in figura 1, per fare uno strumento per legatura e tessuto separazione e per l'uso come un divaricatore. Montare l'ago ormai curvo su un applicatore di cotone per l'uso in chirurgia.
4. Smussare un ago calibro 27 e la curva è 90º con il porta aghi. Smooth la punta sfregando una superficie dura per fare un distanziatore 0,4 mm in fase di legatura.

2. Preparazione degli animali

1. Anestetizzare un 2 mesi, maschio, 22-25 g topo C57BL / 6N con ketamina adeguata e la miscela xilazina in rapporto al peso corporeo: 100 mg / kg + 10 mg / kg ip Confermare l'anestesia con la coda negativo pizzico reflex .
2. Rimuovere i capelli sulla parte anteriore del collo e torace con un 2 a 3 min applicazione della crema depilatoria. Rimuovere la crema con acqua tiepida e un applicatore di cotone.
3. Applicare pomata oftalmica o gel per gli occhi dell'animale per impedire l'essiccazione della cornea.
4. Posto l'animale su una piastra elettrica in posizione supina e condurre il monitoraggio intraoperatorio, avendo cura di conservare la documentazione appropriata ad ogni intervallo di 15 min.
5. Utilizzare nastro di carta chirurgico per fissare gli arti al pad di riscaldamento per mantenere l'animale in posizione corretta durante l'intervento chirurgico.
6. Disinfettare la pelle alternativamente con l'alcol e la soluzione iodopovidone tre volte.
7. Utilizzare un dr sterileape con un campo operativo esposto per evitare la contaminazione. Utilizzare nuovi guanti sterili per ogni mouse e, se necessario.

3. Procedura legatura

1. Aprire la pelle del mouse nel punto linea mediana del collo e del torace con un bisturi.
2. Tirare la ghiandola tiroidea verso la testa separando delicatamente i tessuti connettivi con le forbici spuntate.
3. Separare lo strato muscolare sulla trachea sulla linea mediana verso entrambi i lati con gli aghi curvi.
4. Utilizzando le forbici smussate, tagliare sterno alla seconda nervatura (circa 5 mm). Aprire il taglio con un divaricatore o pinze curve.
5. Separare i lobi del timo tra loro e la parete inferiore del petto separando il tessuto connettivo con l'ago curvo; aortico trasversale e due arterie carotidi saranno chiaramente visibili a questo punto.
6. Posizionare l'ago curvo sotto l'arco e forare tra la parete del vaso e del tessuto connettivo sull'altro lato da pusHing la testa ricurva fuori.
7. Utilizzando l'ago curvo, tirare la sutura 6-0 monofilamento sotto l'arco aortico.
8. Posizionare il distanziatore nel loop e fissare la sutura in posizione con un doppio nodo. Rimuovere delicatamente il distanziatore.
9. Conferma una costrizione successo con la posizione nodo e tagliare le estremità della sutura.
10. Chiudere la parete toracica utilizzando 6/0 di seta sutura con un semplice modello di sutura interrotta. Chiudere la pelle con una sutura monofilamento 6/0 in un modello sutura continua.

Cura 4. post-operatoria

1. Applicare la soluzione povidone-iodio al sito di sutura e posto l'animale in una gabbia pre-riscaldato per il recupero e monitoraggio post-operatorio.
2. Iniettare buprenorfina (0,05-0,1 mg / kg sc ogni 12 ore), dopo che l'animale ha ripreso conoscenza per alleviare il dolore e fornire il mouse con cibi morbidi appropriata.
3. Rispedire l'animale verso un / stanza buia ciclo di 12 ore di luce dopo il pieno recupero.

5.Ecocardiografia: La conferma della legatura di successo e misure

1. Dopo una settimana, anestetizzare il mouse precedentemente fasciato con 3 - 5% isoflurano, per l'induzione e 1 - 1,5%, per la manutenzione, con un / flusso dell'ossigeno min 1 L.
2. Rimuovere i peli del torace con crema depilatoria. Rimuovere accuratamente la crema con acqua tiepida e un applicatore di cotone.
3. Fissare il mouse in posizione supina alla piattaforma animale movimentazione, mantenuta a 37 ° C. Applicare il gel degli elettrodi alle zampe e incollate al pad con gli elettrodi.
4. Applicare gel per ultrasuoni al petto del mouse. Con una sonda da 40 MHz MS550D e un sistema ad ultrasuoni ad alta frequenza, eseguire Doppler colore e Doppler pulsato onda sulla carotide sinistra e destra, nonché aortico.
5. Utilizzando B-Mode, individuare il ventricolo sinistro. Utilizzando M-Mode, sistolica e diastolica spessore della parete può essere misurata. Usa Cine Store e Frame Store per salvare i dati e le immagini, come richiesto.
6. Ucantare B-Mode, individuare sinistra carotide comune prima del punto di diramazione. Utilizzare pulsata-wave e color Doppler per valutare il flusso. Ripetere con l'arteria carotide destra in un punto simile. Salvare le immagini in Cine Store e modalità memoria di quadro per analizzare in seguito.
7. Inclinare la piattaforma di gestione degli animali verso l'estrema sinistra in modo che il mouse è in decubito sinistro. Posizionare la sonda sul mouse, 30 ° da una posizione parallela alla testa nella posizione parasternale e manipolare X e Y per trovare aortico.
8. Individuare la costrizione. Utilizzare la modalità Doppler colore per rendere il sito della costrizione più visibile, come il sangue sarà fluisce attraverso uno stretto canale tra il punto in cui le due arterie carotidi diramano dall'arco aortico.
9. Utilizzare pulsato onda e color Doppler per misurare la velocità del flusso di picco. Usa Cine Store e Frame Store per salvare i dati e le immagini, come richiesto.
10. Lasciare che l'animale di recuperare su una piastra elettrica in posizione prona.Rispedire l'animale verso la gabbia originale in un / stanza buia ciclo di 12 ore di luce dopo che si è completamente ripreso dall'anestesia.

Risultati

MTAC consente l'induzione di ipertensione significativa nel ventricolo sinistro in modo tempestivo.

Come si vede nella figura 1, la preparazione degli strumenti principali per la procedura è semplice e minimale, richiedendo solo di 2 - 4 aghi da 30 gauge da piegare e tenuto in posizione con un tubo di poliuretano. La procedura chirurgica stessa è anche meno complicato, rispetto al TAC, e può essere eseg...

Discussione

Rockman e colleghi ideato il primo metodo per nastrare aortico come metodo per studiare sovraccarico di pressione nel cuore. Questa ricerca permesso di cominciare a scoprire le conseguenze cellulari e molecolari di ipertensione e insufficienza cardiaca ^1. Un metodo perfezionato, minimamente invasivo trasversale costrizione aortica (MTAC), fornisce un metodo suscettibili, dipendente dal tempo per l'induzione del sovraccarico di pressione ventricolare sinistra ed insufficienza cardiaca, senza g...

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 inch 30 Gauge Needles	BD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA.	305128	Curved as in the procedure and Figure 1
27 Gauge Needle	BD, Franklin Lakes, NJ 07417, USA.	301629	Make blunt and smooth for spacer
6/0 Dafilon	B. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Germany.	C0933066
6/0 Silkam	B. Braun, 34212 Melsungen, Hessen, Germany.	C0762067
Sterile gloves	A.R. Medicom, Inc (Asia), Hong Kong.
Cotton Applicator	Mannings, Quarry Bay, Hong Kong.		Local Shopping Center
Delapitory Cream	Veet (Hong Kong), Kwun Tong, Kowloon, Hong Kong		Local Shopping Center
Lexer-Baby Scissor	FST, British Columbia V7H 0A6, Canada.	14078-10
Curved Iris Forcep	FST, British Columbia V7H 0A6, Canada.	11065-07
Micro Olsen-Hegar Needle Holder	WPI, Sarasota, FL 34240, USA.	501989
Stereo Micrioscope	WPI, Sarasota, FL 34240, USA.	PZMIII-BS
GenTeal Gel	Novartis, East Hanover, NJ 07936, USA.		Local Pharmacy
Heating Pad	Kent Scientific Corporation, Torrington, CT 06790, USA.	DCT-20
Surgical tape	Laboratory Animal Unit
Ketamine and Xylazine	Laboratory Animal Unit
Betadine	Laboratory Animal Unit
Buprenorphine	Laboratory Animal Unit