There are no acknowledgments.

1. Construção do Aparelho Langendorff (veja a Figura 1) <ol><li> Usando 3/8 tubagem &quot;, ligar o reservatório do coração para o reservatório de sangue. <ol><li> Certifique-se que esta tubulação passa por uma bomba de roletes. NOTA: Isto pode exigir o uso de dois 3/8 &quot;a 1/4&quot; conectores de tubos para criar uma peça de 1/4 &quot;tubulação para passar pela bomba de roletes. </li><li> Conecte o reservatório de sangue para aquecedor / oxigenador com 3/8 tubulação &quot;. </li><li> Use 3/8 tubos &quot;para ligar o aquecedor / oxigenador para um conector-Y. </li><li> Conecte um braço do Y-conector da bomba centrífuga, em seguida, ligue a bomba centrífuga para um segundo conector Y (todos com 3/8 &quot;tubulação). </li><li> Anexar uma peça de 3/8 &quot;da tubagem de fixação de uma válvula hemostática para o braço virada para cima, o que vai servir como uma armadilha de bolhas e através da inserção do transdutor de pressão. </li><li> Fixe um pedaço de 3/8 tubos &quot;para o braço para baixo. Esta parte irá anexar ao aor<html> tic cânula (isto é, a linha de pressão diastólica). </li><li> Conecte o outro braço do Y-conector para a entrada da câmara de pré-carga com 3/8 tubulação &quot;. Assegurar esta tubulação passa por uma segunda bomba de roletes. </li><li> Conecte o excesso de 3/8 tubos &quot;para a saída desta câmara. Esta parte irá anexar ao átrio esquerdo (ou seja, a linha de pré-carga). </li></ol></li><li> Ligar o tanque de oxigénio e um aparelho de aquecimento do aquecedor / oxigenador. </li><li> Prender a linha que vai desde o conector Y para a câmara de pré-carga, que esta linha não será utilizado até que o coração é colocado no modo de funcionamento. </li></ol> 2. Pressão-Volume Cateter Preparação <ol><li> Em um banho de água a 37 C °, aquecer uma garrafa de solução salina. </li><li> Embeber o transdutor de pressão PV e do cateter de condutância na solução salina quente durante pelo menos 30 min. </li><li> Ligue os sistemas de aquisição de dados, permitindo que ambos aquecer por pelo menos 30 min. </li></ol>tle &quot;&gt; 3. Preparando o aparelho Langendorff <ol><li> Ligue o tanque de oxigênio, aparelhos de aquecimento, bomba de roletes que liga os dois reservatórios e bomba centrífuga. O aparelho de aquecimento deve ser definido como a temperatura do corpo do animal (~ 36 ° C). </li><li> Lavar o sangue de acordo com as instruções do fabricante. Velocidades mais lentas de lavagem são recomendados para a remoção mais completa de produtos residuais do sangue (por exemplo, electrólitos em excesso, o material celular lisado). </li><li> Quando o sangue é lavado, verificar o nível de hematócrito antes da hemodiluição. </li><li> Reconstituir os glóbulos vermelhos foram lavados com uma solução salina normal para a concentração desejada do hematócrito (recomendado: 20-25%) e adicionar ao equipamento de Langendorff. </li><li> Ajuste as velocidades das duas bombas para iniciar o fluxo de sangue através do sistema (excluindo a câmara de pré-carga). </li><li> Verificar o pH e eletrólitos da mistura de sangue e ajuste até fisiológico para as espécies utilizadas. NOTA: Para evitar deletério emfluxo de cálcio após a reperfusão, os níveis de cálcio no aparelho de Langendorff deve, inicialmente, ser mantido baixo (0,3-0,5 mmol / L). <ol><li> Se há uma diminuição do hematócrito, com aumento concomitante de potássio, lactato desidrogenase e vá de hemoglobina no plasma livre para descartar a hemólise. </li><li> No caso de hemólise ocorre, garantir que todas as conexões estão firmes e não há áreas de sheering óbvio. </li></ol></li><li> Prenda o cateter Millar no slot pressão secundária do sistema PowerLab. </li><li> Calibra-se o transdutor de pressão de acordo com as instruções do fabricante. </li></ol> 4. Preparando o coração para fixação do Aparelho Langendorff NOTA: Um coração devidamente preso deve ser usado para todas as grandes experiências em animais envolvendo um sistema de coração isolado. Falta de parada cardioplégica pode danificar o coração de tal forma que ele não vai produzir um trabalho mensurável. Celsior, ou de baixo potássio Univerversidade de Wisconsin é recomendado solução (UW), como não são apenas estas soluções semelhantes aos utilizados clinicamente, mas o baixo nível de potássio da solução ajuda a evitar hipercalemia enquanto no circuito. Volume de solução cardioplégica vai depender do tamanho do coração, com 1 litro suficiente para corações suínos. <ol><li> Remover rapidamente o coração do recipiente de armazenamento, derramar qualquer solução de armazenamento nos ventrículos, secar e pesar. </li><li> Para ajudar a manter a temperatura do miocárdio fria até que o coração está pronto para o Langendorff o coração regressar ao recipiente de armazenamento e orientá-lo de modo a que fique virado para cima da aorta. </li><li> Insira um 3/8 &quot;cânula na aorta e prenda com um zip-tie. </li></ol> 5. Colocação do coração ao Langendorff <ol><li> Diminuir a bomba centrífuga a um gotejamento lento. </li><li> Gotejamento do sangue para a aorta até que ela está cheia de sangue e completamente sem ar. </li><li> Anexar cuidadosamente o c aórticaannula ao tubo aórtico no Langendorff. Anote o tempo de fixação. </li><li> Insira o transdutor de pressão calibrada pela válvula hemostática [DS1] para a aorta nativa. </li><li> Comece medições de pressão e ajustar a velocidade da bomba centrífuga até que a pressão de reperfusão desejado seja alcançado. NOTA: A pressão pode mudar alterações de resistência como coronárias. Portanto, monitorar a pressão aórtica de perto, especialmente durante a reperfusão inicial. </li><li> Aumentar a temperatura na unidade de aquecimento de temperatura intramio é medido a 37 ° C. NOTA: Não haverá um atraso entre os ajustes feitos para unidade de aquecimento e as mudanças nas temperaturas intramiocárdicas. Por isso, as mudanças de temperatura deve ser feito de forma incremental. </li><li> Obter uma linha de base (T = 0) amostra do reservatório de sangue venoso para medir pH, eletrólitos e outras medidas bioquímicas. </li><li> Insira sonda de temperatura em septo e monitorar a temperatura do miocárdio. Diminuir a temperatura da unidade de aquecimentose a temperatura do miocárdio subir acima de 39 ° C. </li><li> Tome amostras de sangue a cada 15 minutos, ajustando os parâmetros fisiológicos, como desejado para o experimento. <ol><li> Adicionar cerca de 1 mmol de cálcio para a solução de sangue a cada 5 minutos, assegurando que o cálcio iónico é&gt; 0,8 mmol / L, antes da iniciação de modo a trabalhar. </li></ol></li></ol> 6. Colocar o coração no Modo de Trabalho <ol><li> Inserir uma cânula de tamanho apropriado para o átrio / veia pulmonar esquerda. Isso pode ser feito com qualquer um sutura em bolsa ou zip-tie, conforme apropriado. </li><li> Feche todos os furos no átrio esquerdo que podem vazar, como outras origens da veia pulmonar com sutura ou grampos, conforme necessário. </li><li> Ajustar a altura da câmara de pré-carga de tal modo que a altura da coluna de pressão dá a pré-carga desejada. NOTA: Supondo que a densidade da mistura de sangue / cristalóide é igual à densidade da água, 1 mmHg = 1.36 cm de distância da válvula aórtica para a parte superior dao nível de sangue no reservatório de pré-carga (p.ex., 15 mm Hg = 20,4 centímetros). </li><li> Soltar o tubo vai para a câmara de pré-carga e começar lentamente a bomba de roletes de pré-carga, permitindo que a câmara de pré-carga e pré-carga da tubulação para encher completamente de sangue. </li><li> Uma vez que o tubo de pré-carga é completamente sem ar, lentamente encher o átrio esquerdo e cânula com sangue. </li><li> Sem permitir que o ar entre no sistema, ligar o tubo de pré-carga para a cânula da auricula esquerda. </li></ol> 7. Obtenção Ventricular pressão-volume (PV) Gravações <ol><li> Siga as instruções do fabricante para a pressão e Rho calibração tina para os sistemas de aquisição de dados. </li><li> Coloque uma sutura em bolsa com uma sutura de polipropileno 3-0 no ventrículo esquerdo (VE) ápice. </li><li> Usando uma agulha 16 G, fazer uma incisão dentro do cordão da bolsa. </li><li> Insira a condutância cateter PV na incisão apical. NOTA: a colocação do cateter Ideal vai depacabam por ter todos os eletrodos de detecção dentro do LV e dois eletrodos de excitação fora do LV. Certifique-se de que um animal de tamanho adequado e cateter foram selecionados (ver Discussão). </li><li> Pressione o botão &quot;Iniciar&quot; no canto superior direito para começar a gravação de dados e determinar quantos segmentos de volume estão ativos. <ol><li> Se todos os segmentos não estão ativos, ajuste a posição do cateter até que todos os segmentos estão ativos. NOTA: torção leve do cateter pode ser necessário para otimizar morfologia laço </li><li> Se não for possível obter sinais em todos os segmentos, ajustar a localização dos eletrodos de excitação e eletrodos de sensoriamento por instruções do fabricante. </li></ol></li><li> Uma vez que a configuração desejada seja obtida, siga as instruções do fabricante para o volume e de calibração alfa. </li><li> Utilizando um cateter devidamente calibrado, se obter, pelo menos, 30 segundos de dados de pressão e volume da linha de base. NOTA: Estes laços pressão-volume irá fornecer volume de dependênciadent medidas da função cardíaca (por exemplo, o débito cardíaco, volume sistólico). <ol><li> Uma vez laços suficientes são obtidos, continuar para o próximo passo, sem parar a gravação de dados, de modo a obter dados de pressão e volume de oclusão. </li></ol></li><li> Ocluir o tubo de pré-carga lentamente com uma braçadeira tubulação. NOTA: Os loops pressão-volume deve começar a tornar-se menor e deslocar para baixo e para a esquerda. Isso é chamado de &quot;descer&quot;. <ol><li> Obter 10-15 seg da caminhada para baixo, em seguida, solte a braçadeira de tubulação para permitir a pré-carga para reinserir o átrio esquerdo. NOTA: Estes laços pressão-volume irá fornecer volume de medições independentes da função cardíaca (por exemplo, pré-carga de trabalho sistólico recrutável, sistólica relação pressão-volume final). </li><li> Pare de dados de gravação, pressionando o botão &quot;Stop&quot; no canto superior direito da tela. </li><li> Espere pelo menos 5 minutos antes de repetir ooclusão. </li></ol></li><li> Repita os passos 7.7 e 7.8 para obter medições repetidas. </li></ol>

<ol>
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The authors have nothing to disclose.

O isolado de Langerdorff perfusão do coração aparelhos e modelo de coração levaram a algumas das descobertas mais fundamentais da fisiologia cardíaca, patologia e farmacologia. Versatilidade deste modelo permite a sua utilização com uma grande variedade de espécies, sob uma variedade de condições normais e patológicas 1-18. No entanto, o modelo de coração isolado não é comumente usado para grandes mamíferos, especialmente os corações humanos, em parte devido ao aumento da complexidade do projeto, tanto aparelhos e coleta de dados. Portanto, o protocolo aqui apresentado demonstra uma tentativa de melhorar essas complexidades, que resulta em um meio relativamente reprodutíveis de estudar corações suínos isoladas. Um componente crucial da nossa configuração é a substituição da câmara de complacência arterial / pós-carga com uma bomba centrífuga. Esta troca permite maior controle da pressão de perfusão coronária e pós-carga em Langendorff e modos de trabalho, coração respectivamente, permite que este set-up para ser facilmente adaptado aos corações de diferentes tamanhos e espécies. Por exemplo, neste projeto, corações suínos são reperfundido a 40-45 mmHg, enquanto que os corações humanos são reperfundido em 60-65 mmHg. Esta mudança de pressão é alcançado simplesmente ajustando as configurações da bomba centrífuga; nenhum componente do sistema tem de ser ajustado fisicamente. Além disso, a colocação de um transdutor de pressão dentro da raiz aórtica para monitorar as pressões de raiz permite fácil transição entre o fluxo e pressão constante durante o modo de Langendorff. Embora esta mudança remove a câmara de amortecimento clássico, a bomba centrífuga, permitindo que o fluxo bidireccional ocorre com base no gradiente de pressão, pode servir como uma câmara de amortecimento. Com o volume de ejeção sístole e ejetado, fluxo retrógrado através da bomba serve para diminuir a pressão pós-carga, replicando a elasticidade da aorta. O design aberto deste aparelho também é importante. Tendo o coração pendurado em um um abertorea, em vez de uma câmara ou funil semi-fechado, permite a instrumentação mais fácil para as medições de pressão e volume. O design aberto permite o uso de uma incisão transapical para a colocação do cateter LV, evitando a abordagem transvalvar. A abordagem transvalvar é tecnicamente mais difícil, e geralmente requer fluoroscopia para a colocação correta. Além disso, esta abordagem também pode induzir a insuficiência valvular. Utilizando a abordagem transapical, que de forma segura e facilmente colocar o cateter no interior do ventrículo esquerdo, enquanto eliminando os custos e inconvenientes de fluoroscopia extra. O design aberto também oferece fácil acesso para a ecocardiografia e coleta de efluentes, ampliando ainda mais os parâmetros funcionais e bioquímicas que podem ser avaliados, enquanto no sistema. O design aberto, facilitando a coleta de dados, faz a regulação da temperatura do miocárdio mais difícil. A manutenção da temperatura fisiológica é um dos problemas conhecidos com um Langendorffou trabalhando sistema coração 1,3,11,13. O sistema de Langendorff tipicamente contém uma câmara térmica que ajuda a manter uma temperatura adequada, mas esta câmara também torna a inserção de um cateter de pressão-volume ventricular mais difícil. Para resolver a regulamentação do projeto aberto temperatura inferior, um trocador de oxigenador / calor foi colocado após o reservatório. O espaço mínimo entre o permutador de calor e a cânula aórtica reduz a perda de calor, e a sonda de temperatura do miocárdio assegura normotermia. A utilização de tubos com camisa de aquecimento ou de fontes externas, também podem ser usadas para ajudar a controlar a temperatura. Outro elemento único deste protocolo é lavar o sangue autólogo do porco em estudo e reconstituindo-lo com soro fisiológico. Embora, a utilização quer de perfusato de sangue completo ou glóbulos vermelhos do sangue aumentada com tampões cristalóides não é raro, se manifesta com problemas. O primeiro geralmente requer um animal doador, o que acrescenta substcustos antial para o experimento, enquanto o último pode ter problemas de imunogenicidade, uma vez que geralmente é derivado 1,11-13 sangue bovino. Ao lavar o sangue do próprio porco original, o protocolo requer apenas um único animal e as questões de imunogenicidade são ablated. Além disso, o processo de lavagem remove a maior parte dos electrólitos, o que significa que pode ser facilmente manipulado por os parâmetros experimentais. Finalmente, utilizando-se uma unidade de conservação do sangue elimina a maioria das proteínas no sangue, o que é uma vantagem e desvantagem deste processo. A vantagem é que toda a coagulação e proteínas infecciosas / imunológicos são removidos, diminuindo a probabilidade de formação de coágulos ou contaminação. A desvantagem é que esta mistura tem uma baixa pressão oncótica, o que pode conduzir a um edema do miocárdio e, possivelmente, perda da função cardíaca ao longo do tempo. Esta questão pode ser abordada, contudo, por meio da adição de albumina ou de outra colóide. Garantir que um tamanho adequado de umaimal e cateter ter sido seleccionada é tão importante como a utilização do aparelho de coração de funcionamento. Idealmente, o cateter irá ser colocado com todos os eléctrodos de detecção dentro do espaço ventricular, com dois eléctrodos de excitação (ou seja, os eléctrodos mais proximal) fora do espaço ventricular. Se cavidade ventricular do animal é muito pequena, ou o espaçamento entre os eléctrodos é muito grande, então todos os segmentos não vai encaixar dentro do espaço de LV. Embora a localização dos eléctrodos de excitação pode ser ajustada, de uma pequena cavidade LV também pode fazer com que o cateter dobre ou curva, tornando difícil a recolha de dados. Portanto, para análise funcional de corações de animais grandes, um tamanho de animais de pelo menos 60 kg é recomendada. Com um animal deste tamanho, espaçamento de eléctrodo de 7 milímetros geralmente permite a completa inserção do cateter. Em conclusão, este manuscrito descreve um sistema isolado trabalhando coração que simplifica a regulação da pressão de perfusão, col dadoslição, e design em geral, ao mesmo tempo que o controle apenas um pouco mais difícil de temperatura. Essas modificações no coração isolado venha permitir a sua maior utilização com grandes corações de mamíferos, incluindo seres humanos, promovendo a nossa compreensão da patologia cardíaca e permitindo que as opções de tratamento mais clinicamente relevantes a serem descobertos.

Muito do nosso entendimento da biologia básica e fisiologia cardíaca veio de experimentos que utilizaram o, coração Langendorff retrógrada-perfusão isolada e os sistemas isolados coração de trabalho. Estes sistemas experimentais ainda são amplamente utilizados hoje para estender o nosso conhecimento cardiovascular de tópicos importantes, incluindo a lesão de isquemia-reperfusão 2, 4 pré-condicionamento, a célula base de terapia para miocárdio danificado 5,7, os efeitos cardíacos de drogas 6,9 e preservação do enxerto cardíaco técnicas 8,15-18. Embora ambos os sistemas de coração isolado pode ser usado para todas as espécies de mamíferos, eles são utilizados principalmente em pequenos mamíferos, tais como cobaia, rato, ou coelho 3,12,13. Modelos animais maiores, como porcos e humanos, fornecer dados mais clinicamente relevantes, mas são menos frequentemente utilizado devido ao custo mais elevado, maior variabilidade biológica, maiores volumes de soluções para perfusão de sangue, e cevadaer equipamentos 1,12-15. Além disso, a coleta de dados é mais difícil, especialmente para os corações isolados de trabalho 1,3,12-15. Como resultado dessas complexidades, modelos de coração isolado clinicamente relevantes são raramente usados, prejudicando severamente o progresso da investigação de translação cardiovascular. Numa tentativa para resolver estas dificuldades, a preparação do coração isolado de trabalho foi modificado para criar um sistema que pode ser facilmente adaptado para corações de diferentes espécies, incluindo humanos, tanto sob pressão constante ou condições de Langendorff o fluxo constante. A câmara de pós-carga conformidade foi substituído com uma bomba centrífuga para simplificar o processo de ajuste da pressão de perfusão no modo de Langendorff e pós-carga no modo de funcionamento. Em vez de um fechado, revestido reservatório para conter o coração, este sistema utiliza uma câmara aberta para fazer a coleta de dados mais fácil, permitindo o uso da abordagem transapical para condutância cateterismo. Moreover, este projeto aberto permite o acesso para a avaliação ecocardiográfica do coração, ampliando ainda mais os parâmetros fisiológicos que podem ser medidos durante estes experimentos. Estas melhorias, esperamos incentivar outras pessoas a utilizar este sistema para a grande investigação translacional animal.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="809">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">PowerLab 16/35 with LabChart Pro</td>
			<td style="width:147px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:128px;">PL3516/P</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">MPVS Ultra Pressure-Volume Unit</td>
			<td style="width:147px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:128px;">880-0168</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Ventri-Cath Catheter (5F, 12E, 7mm, DField, Straight, 122cm)</td>
			<td style="width:147px;">Millar</td>
			<td style="width:128px;">VENTRI-CATH-507s</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Pressure Catheter (3.5F, Single, Straight, 100cm, Ny, Non Repairable)</td>
			<td style="width:147px;">Millar</td>
			<td style="width:128px;">SPR-524</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">PV Extension Cable (10ft)</td>
			<td style="width:147px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:128px;">CEC-10PV</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Catheter Interface Cable (10ft)</td>
			<td style="width:147px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:128px;">PEC-10D</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Rho Calibration Cuvette</td>
			<td style="width:147px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:128px;">910-1060</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">MPVS Ultra BNC Cable Pack</td>
			<td style="width:147px;">ADInstruments</td>
			<td style="width:128px;">880-0172</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Autotransfusion system</td>
			<td style="width:147px;">Sorin</td>
			<td style="width:128px;">7320000</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Bowl Set with Low Volume (135 ml) Centrifuge Bowl</td>
			<td style="width:147px;">Sorin</td>
			<td style="width:128px;">7135100</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Oxygenator/Heat Exchanger</td>
			<td style="width:147px;">Terumo</td>
			<td style="width:128px;">3CXSX18RX</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Perivascular flow probe</td>
			<td style="width:147px;">Transonic Systems</td>
			<td style="width:128px;">PAU Series</td>
			<td style="width:319px;">Size of flow probe will depend on animal size; for 60 kg pig, recommend 20 or 24 mm probe</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Perivascular flowmeter module</td>
			<td style="width:147px;">Transonic Systems</td>
			<td style="width:128px;">TS420</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Myocardial temerpature sensor</td>
			<td style="width:147px;">Smiths Medical</td>
			<td style="width:128px;">MTS-40015</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">16 G 1&#34; Regular needle</td>
			<td style="width:147px;">BD Inc.</td>
			<td style="width:128px;">305197</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">4-0 polypropylene suture (double-arm)</td>
			<td style="width:147px;">Ethicon</td>
			<td style="width:128px;">8526H</td>
			<td style="width:319px;">For purse-string stitches</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">2-0 polypropylene suture (single-arm)</td>
			<td style="width:147px;">Ethicon</td>
			<td style="width:128px;">8833H</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cable ties</td>
			<td style="width:147px;">ULINE</td>
			<td style="width:128px;">S-1021</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Cable tie gun</td>
			<td style="width:147px;">ULINE</td>
			<td style="width:128px;">H-241</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;">Clear, Flexible PVC Tubing</td>
			<td style="width:147px;">VWR International</td>
			<td style="width:128px;">89068</td>
			<td style="width:319px;">Inner diameter depends on cannulas, pumps and other equipment used; most commonly use 1/4&#34;, 3/8&#34; tubing&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Straight Tubing Connectors</td>
			<td style="width:147px;">VWR International</td>
			<td>46600</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Y-Shaped Tubing Connectors</td>
			<td style="width:147px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:128px;">6152</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Jacketed Bubble Trap</td>
			<td style="width:147px;">Radnoti</td>
			<td style="width:128px;">14040</td>
			<td style="width:319px;">For preload chamber</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Centrifugal pump</td>
			<td style="width:147px;">Maquet</td>
			<td style="width:128px;">70105</td>
			<td style="width:319px;">The centrifugal pump and roller pumps were obtained used from perfusion department after clinical use.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Roller pumps</td>
			<td style="width:147px;">Maquet</td>
			<td style="width:128px;">HL-20</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Hemostasis Valve</td>
			<td style="width:147px;">Merit Medical</td>
			<td style="width:128px;">MAP150</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Blood gas analyzer</td>
			<td style="width:147px;">Instrumentation Laboratory</td>
			<td style="width:128px;">570001000</td>
			<td style="width:319px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an isolated working heart system for large animal models

Desde a sua introdução no final do século 19, a perfusão isolada coração aparelho Langendorff, eo subsequente desenvolvimento do modelo de coração, têm sido ferramentas inestimáveis ​​para estudar a função cardiovascular e doença 1-15. Embora a preparação do coração Langendorff pode ser usado para qualquer coração de mamíferos, a maioria dos estudos envolvendo o aparelho usar modelos animais pequenos (por exemplo, rato, rato, coelho) e devido ao aumento da complexidade dos sistemas de mamíferos maiores 1,3,11. Uma das maiores dificuldades é garantir uma pressão de perfusão coronária constante sobre uma gama de diferentes tamanhos de coração - um componente chave de qualquer experiência com a utilização deste dispositivo 1,11. Ao substituir o clássico coluna pós-carga hidrostática com uma bomba centrífuga, o aparelho coração trabalhando Langendorff descrito abaixo permite fácil ajuste e regulação apertada de pressões de perfusão, ou seja, o mesmo set-up pode ser usado para várias espécies ou tamanhos do coração. Além disso, essa configuração também pode alternar facilmente entre a pressão constante ou fluxo constante durante a reperfusão, dependendo das preferências do usuário. A natureza aberta dessa configuração, apesar de fazer a regulação da temperatura mais difícil do que outros projetos, permite a fácil coleta de dados de pressão e volume de efluentes e ventriculares.

A Figura 1 é um desenho esquemático do circuito, incluindo a colocação do cateter sugerido. Os elementos importantes deste aparelho incluem o seguinte: a utilização de uma bomba centrífuga para controlar a pós; colocação de um cateter de pressão (linha azul escura) na raiz da aorta para monitorar a pressão de perfusão; ea colocação da pressão-volume (PV) cateter (linha azul clara) transapical. Embora as conexões na figura parecem ser as conexões retas, conectores &quot;Y&quot; são recomendadas, especialmente para a linha de pré-carga. A Figura 2 mostra os dados obtidos a partir do transdutor de pressão que está colocado na raiz aórtica de um porcino, durante a reperfusão do coração no circuito, o que é consistente entre 40-42 mmHg durante mais de 20 min. As alterações na resistência coronária pode provocar flutuações na pressão de perfusão (Figura 3). Essas variações podem ser menores e gradual, corrigi-los<html> eus ao longo do tempo (Figura 3a). No entanto, em alguns casos, estas variações podem ser abrupta e exigem um ajuste do fluxo através da bomba centrífuga para manter a pressão desejada reperfusão (Figura 3b). Como as mudanças podem ocorrer, é necessário o monitoramento da pressão da raiz da aorta durante a reperfusão. Através da utilização da incisão transapical, os dados de pressão e volume podem ser facilmente obtidos no sistema de coração isolado. Nesta experiência, um coração de porcino, que tinham sido armazenadas em frio (4 ° C) solução de conservação de 2 horas foi usado. Após a introdução inicial do cateter PV, as laçadas foram de baixa qualidade (figura 4a), com múltiplas áreas de cruzamento e não há componentes do ciclo cardíaco discerníveis. No entanto, com o mínimo de manipulação do cateter no interior do ventrículo, a morfologia circuito melhorado dramaticamente (Figura 4b), o que permite que as medições sejam obtidos. ve_content &quot;&gt; Apesar optimização da posição do cateter, as laçadas adquiridos no circuito de ex vivo (Figura 5, linha superior) pode ter uma morfologia diferente das laçadas em vivo (Figura 5, linha inferior). Estas alterações morfológicas laço são provavelmente devido a diferente orientação do coração no circuito em comparação com um animal em decúbito dorsal, bem como a falta dos anexos anatómicas encontradas dentro de um animal vivo (como pericárdio). Além disso, o uso de fios de estimulação para ajudar a regular o ritmo cardíaco ( local de ligação recomendada: septo interventricular) introduz uma corrente elétrica externa, levando aos picos observados na parte inferior direita do ex vivo laços No entanto, desde que estes laços ainda apresentam os componentes do ciclo cardíaco, podem ainda produzir dados interpretáveis.. A Tabela 1 apresenta os vários parâmetros funcionais obtidos com estes laços pressão-volume usando o cateter PV. A<html> estática de armazenagem a frio provavelmente causado algum dano intrínseco ao coração, o que ajuda a explicar algumas das alterações nos valores obtidos no circuito, em comparação com as medições in vivo. Algumas das variações dentro das variáveis ​​dependentes de carga também é devido aos prováveis ​​diferenças na pré-carga entre o circuito eo animal vivo. <img alt="Figura 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51671/51671fig1highres.jpg" width="500" /> Figura 1. Diagrama do aparelho. <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51671/51671fig2highres.jpg" width="500" /> Figura 2. Medições de pressão da raiz da aorta Representante durante a reperfusão. <html> &quot;width =&quot; 500 g3highres.jpg &quot;/&gt; Figura 3. Exemplos de alterações a pressão da raiz da aorta, que pode ocorrer durante a reperfusão. Estas mudanças podem ser gradual e de auto-correção (A), ou abrupta e exigir mudanças nas configurações da bomba centrífuga (B). <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51671/51671fig4highres.jpg" width="500" /> Figura 4. Laços de pressão-volume obtidos após a inserção inicial do cateter transapical (A) e depois da manipulação do cateter menor (B). Nota a melhoria da morfologia circular, pelo que a passagem do laço é eliminado e os elementos do ciclo cardíaco são reconhecíveis . Os picos na porção inferior direita de ambos os conjuntos de alças estão, devido à utilização de uma lebre, o que introduz um sinal eléctrico extrínseca. <img alt="&lt;/ Html">&quot;Figura 5&quot; fo: Content-width = &quot;5 polegadas&quot; src = &quot;/ files/ftp_upload/51671/51671fig5highres.jpg&quot; width = &quot;500&quot; /&gt; Figura 5. Medições de pressão de volume representativo tomado no circuito vivo ex (top de linha), com medições in vivo (linha inferior) para comparação. Novamente, picos de marcapasso pode ser visto no canto inferior direito de ambos os conjuntos de ex vivo loops. <img alt="Tabela 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51671/51671table1.jpg" width="500" /> Tabela 1 Parâmetros funcionais obtidos para um coração de porcino in vivo (coluna da esquerda) e no aparelho de funcionamento do coração após 2 horas de armazenamento a frio (coluna da direita) de CO:.. Débito cardíaco; E um: elastância arterial; EDPVR: End diastólica relação pressão-volume; EDV: volume diastólico final; ESPVR: End sistólica relação pressão-volume; PRSW: trabalho sistólico pré-recrutável; PVA:zona de pressão-volume; SV: volume sistólico; SW: trabalho derrame.

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An Isolated Working Heart System for Large Animal Models

Most studies involving the Langendorff apparatus use small animal models due to the increased complexity of systems for larger mammals. We describe a Langendorff system for large animal models that allows for use across a range of species, including humans, and relatively easy data acquisition.

Um Sistema de coração isolado para Grandes Modelos Animais

Since its introduction in the late 19th century, the Langendorff isolated heart perfusion apparatus, and the subsequent development of the working heart ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

30.5K visualizações.  Duke University Medical Center. Most studies involving the Langendorff apparatus use small animal models due to the increased complexity of systems for larger mammals. We describe a Langendorff system for large animal models that allows for use across a range of species, including humans, and relatively easy data acquisition.

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Use of Animal Model of Sepsis to Evaluate Novel Herbal Therapies

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several techniques, including infusion of exogenous bacterial toxin (endotoxemia) or bacteria (bacteremia), as well as surgical perforation of the cecum by cecal ligation and puncture (CLP)1-3. CLP allows bacteria spillage and fecal contamination of the peritoneal cavity, mimicking the human clinical disease of perforated appendicitis or diverticulitis. The severity of sepsis, as reflected by the eventual mortality rates, can be controlled surgically by varying the size of the needle used for cecal puncture2. In animals, CLP induces similar, biphasic hemodynamic cardiovascular, metabolic, and immunological responses as observed during the clinical course of human sepsis3. Thus, the CLP model is considered as one of the most clinically relevant models for experimental sepsis1-3.
Various animal models have been used to elucidate the intricate mechanisms underlying the pathogenesis of experimental sepsis. The lethal consequence of sepsis is attributable partly to an excessive accumulation of early cytokines (such as TNF, IL-1 and IFN-&gamma;)4-6 and late proinflammatory mediators (e.g., HMGB1)7. Compared with early proinflammatory cytokines, late-acting mediators have a wider therapeutic window for clinical applications. For instance, delayed administration of HMGB1-neutralizing antibodies beginning 24 hours after CLP, still rescued mice from lethality8,9, establishing HMGB1 as a late mediator of lethal sepsis. The discovery of HMGB1 as a late-acting mediator has initiated a new field of investigation for the development of sepsis therapies using Traditional Chinese Herbal Medicine. In this paper, we describe a procedure of CLP-induced sepsis, and its usage in screening herbal medicine for HMGB1-targeting therapies.

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection, and can be simulated by a surgical technique termed cecal ligation and puncture (CLP). Here we describe a method to use CLP-induced animal model to screen medicinal herbs for therapeutic agents.

Uso de Modelo Animal de Sepse para avaliar novas terapias à base de plantas

Sepsis refers to a systemic inflammatory response syndrome resulting from a microbial infection. It has been routinely simulated in animals by several ...

Medicina

NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited for studies of cardiac metabolism, which require the heart to perform work within the context of physiologic preload and afterload pressures. Neely introduced modifications to the Langendorff technique to establish appropriate left ventricular (LV) preload and afterload pressures3. The model is known as the isolated LV working heart model and has been used extensively to study LV performance and metabolism4-6. This model, however, does not provide a properly loaded right ventricle (RV). Demmy et al. first reported a biventricular model as a modification of the LV working heart model7, 8. They found that stroke volume, cardiac output, and pressure development improved in hearts converted from working LV mode to biventricular working mode8. A properly loaded RV also diminishes abnormal pressure gradients across the septum to improve septal function. Biventricular working hearts have been shown to maintain aortic output, pulmonary flow, mean aortic pressure, heart rate, and myocardial ATP levels for up to 3 hours8.
When studying the metabolic effects of myocardial injury, such as ischemia, it is often necessary to identify the location of the affected tissue. This can be done by imaging the fluorescence of NADH (the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide)9-11, a coenzyme found in large quantities in the mitochondria. NADH fluorescence (fNADH) displays a near linearly inverse relationship with local oxygen concentration12 and provides a measure of mitochondrial redox state13. fNADH imaging during hypoxic and ischemic conditions has been used as a dye-free method to identify hypoxic regions14, 15 and to monitor the progression of hypoxic conditions over time10.
The objective of the method is to monitor the mitochondrial redox state of biventricular working hearts during protocols that alter the rate of myocyte metabolism or induce hypoxia or create a combination of the two. Hearts from New Zealand white rabbits were connected to a biventricular working heart system (Hugo Sachs Elektronik) and perfused with modified Krebs-Henseleit solution16 at 37 &deg;C. Aortic, LV, pulmonary artery, and left &amp; right atrial pressures were recorded. Electrical activity was measured using a monophasic action potential electrode. To image fNADH, light from a mercury lamp was filtered (350&plusmn;25 nm) and used to illuminate the epicardium. Emitted light was filtered (460&plusmn;20 nm) and imaged using a CCD camera. Changes in the epicardial fNADH of biventricular working hearts during different pacing rates are presented. The combination of the heart model and fNADH imaging provides a new and valuable experimental tool for studying acute cardiac pathologies within the context of realistic physiological conditions.

The objective is to monitor the mitochondrial redox state of isolated hearts within the context of physiologic preload and afterload pressures. A biventricular working rabbit heart model is presented. High spatiotemporal resolution fluorescence imaging of NADH is used to monitor the mitochondrial redox state of epicardial tissue.

NADH Fluorescência de Imagem biventricular isolado de coelho

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited ...

The Inverted Heart Model for Interstitial Transudate Collection from the Isolated Rat Heart

The present protocol describes a unique approach that enables the collection of cardiac transudate (CT) from the isolated, saline-perfused rat heart. After isolation and retrograde perfusion of the heart according to the Langendorff technique, the heart is inverted into an upside-down position and is mechanically stabilized by a balloon catheter inserted into the left ventricle. Then, a thin latex cap &#8211; previously cast to match the average size of the rat heart &#8211; is placed over the epicardial surface. The outlet of the latex cap is connected to silicon tubing, with the distal opening 10 cm below the base level of the heart, creating slight suction. CT continuously produced on the epicardial surface is collected in ice-cooled vials for further analysis. The rate of CT formation ranged from 17 to 147 &#181;L/min (n = 14) in control and infarcted hearts, which represents 0.1-1% of the coronary venous effluent perfusate. Proteomic analysis and high performance liquid chromatography (HPLC) revealed that the collected CT contains a wide spectrum of proteins and purinergic metabolites.

This protocol describes a method to collect cardiac interstitial fluid from the isolated, perfused rat heart. To physically separate interstitial transudate from coronary venous effluent perfusate, the Langendorff perfused heart is inverted, and the transudate (interstitial fluid) formed on the cardiac surface is collected using a soft latex cap.

O modelo do coração invertido para a coleta de transudados intersticiais do coração de rato isolado

The present protocol describes a unique approach that enables the collection of cardiac transudate (CT) from the isolated, saline-perfused rat heart. ...

A Chronic Cardiac Ischemia Model in Swine Using an Ameroid Constrictor

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but regardless of the approach, an in vivo model is needed to test each treatment. The pig is one of the most used large animal models for cardiovascular disease. Its heart is very similar in anatomy and function to that of a human. The ameroid placement technique creates an ischemic area of the heart, which has many useful applications in studying myocardial infarction. This model has been used for surgical research, pharmaceutical studies, imaging techniques, and cell therapies.
There are several ways of inducing an ischemic area in the heart. Each has its advantages and disadvantages, but the placement of an ameroid constrictor remains the most widely used technique. The main advantages to using the ameroid are its prevalence in existing research, its availability in various sizes to accommodate the anatomy and size of the vessel to be constricted, the surgery is a relatively simple procedure, and the post-operative monitoring is minimal, since there are no external devices to maintain. This paper provides a detailed overview of the proper technique for the placement of the ameroid constrictor.

The purpose of this protocol is to demonstrate the placement of a delayed constricting device (an ameroid constrictor) around a coronary artery in a swine model. This device creates an ischemic area of the heart that is useful for studying new diagnostic imaging techniques and new methods of treatment.

Um modelo de isquemia cardíaca crônica em suínos, usando um Ameroid Constrictor

Cardiovascular disease remains the number one cause of mortality in the United States. There are numerous approaches to treating these diseases, but ...

Assessment of Plasma Coagulation on Liver Tissue in a Large Animal Model In Vivo

Plasma coagulation as a form of electrocautery is used in liver surgery for decades to seal the large liver cut surface after major hepatectomy to prevent hemorrhages at a later stage. The exact effects of plasma coagulation on liver tissue are only poorly examined. In our porcine model, the coagulation effects can be examined close to the clinical application. A combined laser Doppler flowmeter and spectrophotometer documents microcirculation changes during coagulation at 8 mm tissue depth noninvasively, providing quantifiable information about hemostasis beyond the subjective clinical impression. The temperature at coagulation site is assessed with an infrared thermometer prior and post coagulation and with a thermographic camera during coagulation, a measurement of the gas beam temperature is not possible due to the upper threshold of the devices. The depth of coagulation is measured microscopically on hematoxylin/eosin stained sections after calibration with an object micrometer and gives an exact information about the power setting-coagulation depth-relation. The sealing effect is examined on the bile ducts as it is not possible for a plasma coagulator to seal larger blood vessels. Burst pressure experiments are carried out on explanted organs to rule out blood pressure related effects.

Assessment of Plasma Coagulation on Liver Tissue in a Large Animal Model In Vivo

Here we present a protocol to experimentally assess plasma coagulation in liver tissue in vivo. In a porcine model, microcirculation is examined by laser Doppler, coagulation depth is measured histologically, temperature at coagulation site by infrared thermometer and thermographic camera, and duct sealing effect is documented by burst pressure experiments.

Avaliação da coagulação do Plasma no tecido do fígado em um modelo Animal grande na Vivo

Plasma coagulation as a form of electrocautery is used in liver surgery for decades to seal the large liver cut surface after major hepatectomy to prevent ...

Induction and Phenotyping of Acute Right Heart Failure in a Large Animal Model of Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The morphological and functional phenotyping of the right ventricle is of particular importance in the context of hemodynamic compromise in patients with ARHF. Here, we describe a method to induce ARHF in a previously described large animal model of chronic PH, and to phenotype, dynamically, right ventricular function using the gold standard method (i.e., pressure-volume PV loops) and with a non-invasive clinically available method (i.e., echocardiography). Chronic PH is first induced in pigs by left pulmonary artery ligation and right lower lobe embolism with biological glue once a week for 5 weeks. After 16 weeks, ARHF is induced by successive volume loading using saline followed by iterative pulmonary embolism until the ratio of the systolic pulmonary pressure over systemic pressure reaches 0.9 or until the systolic systemic pressure decreases below 90 mmHg. Hemodynamics are restored with dobutamine infusion (from 2.5 &#181;g/kg/min to 7.5 &#181;g/kg/min). PV-loops and echocardiography are performed during each condition. Each condition requires around 40 minutes for induction, hemodynamic stabilization and data acquisition. Out of 9 animals, 2 died immediately after pulmonary embolism and 7 completed the protocol, which illustrates the learning curve of the model. The model induced a 3-fold increase in mean pulmonary artery pressure. The PV-loop analysis showed that ventriculo-arterial coupling was preserved after volume loading, decreased after acute pulmonary embolism and was restored with dobutamine. Echocardiographic acquisitions allowed to quantify right ventricular parameters of morphology and function with good quality. We identified right ventricular ischemic lesions in the model. The model can be used to compare different treatments or to validate non-invasive parameters of right ventricular morphology and function in the context of ARHF.

We present a protocol to induce and phenotype an acute right heart failure in a large animal model with chronic pulmonary hypertension. This model can be used to test therapeutic interventions, to develop right heart metrics&#160;or to improve the understanding of acute right heart failure pathophysiology.

Indução e Fenotipagem de Insuficiência Cardíaca Aguda Direita em um Grande Modelo Animal de Hipertensão Pulmonar Tromboembolic Crônica

The development of acute right heart failure (ARHF) in the context of chronic pulmonary hypertension (PH) is associated with poor short-term outcomes. The ...

Novel Percutaneous Approach for Deployment of 3D Printed Coronary Stenosis Implants in Swine Models of Ischemic Heart Disease

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally (3D) printed coronary implants can be employed to percutaneously create a focal coronary stenosis. However, reliable delivery of the implants can be difficult without the use of ancillary equipment. We describe the use of a mother-and-child coronary guide catheter for stabilization of the implant and for effective delivery of the 3D printed implant to any desired location along the length of the coronary vessel. The focal coronary narrowing was confirmed under coronary cineangiography and the functional significance of the coronary stenosis was assessed using gadolinium-enhanced first-pass cardiac perfusion MRI. We showed that reliable delivery of 3D printed coronary implants in swine models (n = 11) of ischemic heart disease can be achieved through repurposing mother-and-child coronary guide catheters. Our technique simplifies the percutaneous delivery of coronary implants to create closed-chest swine models of focal coronary artery stenosis and can be performed expeditiously, with a low procedural failure rate.

We describe a novel, cost-effective, and efficient technique for percutaneous delivery of three-dimensionally printed coronary implants to create closed-chest swine models of ischemic heart disease. The implants were fixed in place using a mother-and-child extension catheter with high success rate.

Nova abordagem percutânea para implantação de implantes de estenose coronária impressa 3D em modelos suínos de doença cardíaca isquêmica

Minimally invasive methods for creating models of focal coronary narrowing in large animals are challenging. Rapid prototyping using three-dimensionally ...

Semi-Minimal Invasive Method to Induce Myocardial Infarction in Rats and the Assessment of Cardiac Function by an Isolated Working Heart System

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily and highly reproducible MI induction procedure is required to obtain further insight and better understanding of the underlying pathological changes. This procedure can also be used to evaluate the effects or potency of new and promising treatments (as drugs or interventions) in acute MI, subsequent remodeling and heart failure (HF). After intubation and pre-operative preparation of the animal, an anesthetic protocol with isoflurane was performed, and the surgical procedure was conducted&#160;quickly. Using a minimally invasive approach, the left anterior descending artery (LAD) was located and occluded by a ligature. The occlusion can be performed acutely for subsequent reperfusion (ischemia/reperfusion injury). Alternatively, the vessel can be ligated permanently to investigate the development of chronic MI, remodeling or HF. Despite common pitfalls, the drop-out rates are minimal. Various treatments such as remote ischemic conditioning can be examined for their cardioprotective potential pre-, peri- and post-operatively. The post-operative recovery was quick as the anesthesia was precisely controlled and the duration of the operation was short. Post-operative analgesia was administered for three days. The minimally invasive procedure reduces the risk of infection and inflammation. Furthermore, it facilitates rapid recovery. The &#8220;working heart&#8221; measurements were performed ex vivo and enabled precise control of preload, afterload and flow. This procedure requires specific equipment and training for adequate performance. This manuscript provides a detailed step-by-step introduction for conducting these measurements.

This article presents an efficient method to perform myocardial ischemia and subsequent chronic reperfusion in rats using a minimally invasive approach. In addition, left ventricular hemodynamic function of rats is assessed by echocardiography and isolated working heart methods.&#160;

Método invasivo semi-mínimo para induzir infarto do miocárdio em ratos e a avaliação da função cardíaca por um sistema cardíaco de trabalho isolado

Myocardial infarction (MI) remains the main contributor to morbidity and mortality worldwide. Therefore, research on this topic is mandatory. An easily ...

Large Animal Model for Evaluating the Efficacy of the Gene Therapy in Ischemic Heart

Coronary artery disease is one of the significant causes of mortality and morbidity worldwide. Despite the progression of current therapeutics, a considerable proportion of coronary artery disease patients remain symptomatic. Gene therapy-mediated therapeutic angiogenesis offers a novel therapeutic method for improving myocardial perfusion and relieving symptoms. Gene therapy with different angiogenic factors has been studied in few clinical trials. Due to the novelty of the method, the progress of myocardial gene therapy is a continuous path from bench to bedside. Therefore, large animal models are needed for evaluating the safety and efficacy. The more the large animal model identifies the original disease and the endpoints used in clinics, the more predictable outcomes are from clinical trials. Here, we introduce a large animal model for evaluating the efficacy of the gene therapy in the ischemic porcine heart. We use clinically relevant imaging methods such as ultrasound imaging and 15H2O-PET. For targeting the gene transfers into the desired area, electroanatomical mapping is used. The aim of this method is: (1) to mimic chronic coronary artery disease, (2) to induce therapeutic angiogenesis at hypoxic areas of the heart, and (3) to evaluate the safety and efficacy of the gene therapy by using relevant endpoints.

Myocardial gene therapy for ischemic heart disease holds great promise for future therapeutics. Here, we introduce a large animal model for evaluating the efficacy of gene therapy in the ischemic heart.

Modelo animal de grande porte para avaliação da eficácia da terapia gênica em coração isquêmico

Coronary artery disease is one of the significant causes of mortality and morbidity worldwide. Despite the progression of current therapeutics, a ...

Tissue Preparation Techniques for Contrast-Enhanced Micro Computed Tomography Imaging of Large Mammalian Cardiac Models with Chronic Disease

Structural remodeling is a common consequence of chronic pathological stresses imposed on the heart. Understanding the architectural and compositional properties of diseased tissue is critical to determine their interactions with arrhythmic behavior. Microscale tissue remodeling, below the clinical resolution, is emerging as an important source of lethal arrhythmia, with high prevalence in young adults. Challenges remain in obtaining high imaging contrast at sufficient microscale resolution for preclinical models, such as large mammalian whole hearts. Moreover, tissue composition-selective contrast enhancement for three-dimensional high-resolution imaging is still lacking. Non-destructive imaging using micro-computed tomography shows promise for high-resolution imaging. The objective was to alleviate sufferance from X-ray over attenuation in large biological samples. Hearts were extracted from healthy pigs (N = 2), and sheep (N = 2) with either induced chronic myocardial infarction and fibrotic scar formation or induced chronic atrial fibrillation. Excised hearts were perfused with: a saline solution supplemented with a calcium ion quenching agent and a vasodilator, ethanol in serial dehydration, and hexamethyldisilizane under vacuum. The latter reinforced the heart structure during air-drying for 1 week. Collagen-dominant tissue was selectively bound by an X-ray contrast-enhancing agent, phosphomolybdic acid. Tissue conformation was stable in air, permitting long-duration microcomputed tomography acquisitions to obtain high-resolution (isotropic 20.7 &#181;m) images. Optimal contrast agent loading by diffusion showed selective contrast enhancement of the epithelial layer and sub-endocardial Purkinje fibers in healthy pig ventricles. Atrial fibrillation (AF) hearts showed enhanced contrast accumulation in the posterior walls and appendages of the atria, attributed to greater collagen content. Myocardial infarction hearts showed increased contrast selectively in regions of cardiac fibrosis, which enabled the identification of interweaving surviving myocardial muscle fibers. Contrast-enhanced air-dried tissue preparations enabled microscale imaging of the intact large mammalian heart and selective contrast enhancement of underlying disease constituents.

Here, we present a protocol to obtain high resolution micro computed tomography images of healthy and pathological large mammalian whole hearts with collagen-selective contrast enhancement.

Técnicas de preparação de tecidos para imagens de tomografia microcomputante aprimorada de contraste de grandes modelos cardíacos de mamíferos com doença crônica

Structural remodeling is a common consequence of chronic pathological stresses imposed on the heart. Understanding the architectural and compositional ...