Heterotopik Kalp Nakli bir Fare Modeli Kullanarak Pulmoner Vana Nakli

Özet

Doku mühendisliği kalp kapakçıklarında neotissue oluşumu ve darlık gelişimi altında yatan hücresel ve moleküler mekanizmaları anlamak için, heterotopik kalp kapakçığı nakli bir fare modeli geliştirilmiştir. Bir pulmoner kalp kapak heterotopik kalp nakli tekniği kullanılarak alıcıya nakil oldu.

Özet

Doku mühendisliği kalp kapakçıkları, özellikle decellularized vanalar, karışık sonuçlar rekonstrüktif cerrahi klinik kullanımda ivme kazanmaya başlıyor. Bununla birlikte, neotissue geliştirme, valf kalınlaşma ve stenoz gelişme hücresel ve moleküler mekanizmalar kapsamlı araştırılmış değildir. Yukarıdaki soruları cevaplamak için, biz bir kemirgen heterotopik kalp kapakçığı nakli modeli geliştirdi. Kalp valfi bir valf verici fareden toplanmış ve bir kalp verici fareye transplante edildi. Yeni bir vana ile kalp bir alıcı fareye heterotopically nakil oldu. Nakledilen kalp alıcının kalp atışı bağımsız, kendi kalp atışlarını gösterdi. Kan akışı, atımlı bir dalga Doppler ile yüksek frekanslı bir ultrason sistemi kullanılarak ölçülmüştür. Implante pulmoner valf üzerinden akış minimal yetersizliği akışını ileri gösterdi ve pik akım 100 mm / sn yakın oldu. Kalp kapağı nakli Bu fare modeli olan Highlçok yönlü y, değiştirilmiş ve bu nedenle farklı hemodinamik ortamlar sağlamak için ve / veya bir doku mühendisliği kalp valf neotissue gelişimini incelemek için çeşitli transgenik fareler ile birlikte kullanılabilir uyarlanabilir.

Giriş

Konjenital kalp kusurları batı dünyası ^1,2 bebek ölümlerinin önde gelen nedenlerinden biridir. Bunlar arasında, pulmoner kapak darlığı ve aort kapağı kusurları sık görülen şeklidir ³ vardır. Kalp kapak değiştirme ameliyatı rekonstrüktif cerrahi rutin bir seçimdir; Ancak, darlık ve kireçlenmeye kalp kapakçığı ve antikoagülan ömür boyu bağımlılık dahil komplikasyonlar, kronik hastalık ve ölüm ^4-7 önemli bir kaynağıdır. Ayrıca, büyüme potansiyeli eksikliği daha genç hastalarda, ^4,8,9 ve mortaliteyi artırır, revizyon ameliyatları gerektirir.

Biyolojik olarak parçalanabilir bir sentetik kalp kapakçığı ⁸ üzerine büyüme potansiyeli, Shinoka et al. Tohumlanmış otolog hücreler olan fonksiyonel değiştirme kalp valfi geliştirmek için bir girişim olarak. Büyüme potansiyeli olan bir yapı gibi yerli kalp kapakçığı dönüştü sentetik valfal. Ön büyük hayvan çalışmaları fonksiyonel bir kalp valfini ¹⁰ oluşturmak için bu yöntemi kullanarak fizibilite göstermiştir. Bununla birlikte, uzun süreli implantasyon çalışmaları nedeniyle, kalp valfinin daralması ile sonuçlanan valf neotissue ilerleyici kalınlaşmasına kötü dayanıklılığı göstermiştir. Sodian ikinci çalışma ark. Shinoka yöntem kullanılır, ancak sonuçta daha fizyolojik bir profil oluşturmak ^9,11,12 doku mühendisliği vananın biyomekanik özelliklerini veren biyolojik olarak parçalanabilir bir elastomer ile PGA matris yerini aldı. In vivo çalışmada, implantasyon başarısı rağmen, birleşik endotel hücre astar bu iskele ^12'nin uzun sürede başarısını sınırı düşüren oluşmuş değildi.

Rasyonel geliştirilmiş ikinci nesil sentetik kalp kapağı tasarlamak amacıyla, kalp kapakçığı nakli bir fare modeli hücresel ve moleküler mekanizmaları underlyin araştırmak için kuruldug neotissue oluşumu, valf kalınlaşma ve darlık gelişimi. Fare modelleri diğer türlerde ⁷ hazır değildir transgenikleri dahil olmak üzere moleküler belirteçlerin geniş bir dizi, sunuyoruz. Bu kalp kapakçığı nakli modelinde, ex vivo singenik pulmoner kalp kapak replasmanı ilk gerçekleştirilmiştir; ve daha sonra implante edilen kalp kapağı ile kalp bir mikrocerrahi tekniği kullanılarak bir konakçıya genetik olarak özdeş heterotopically implante edildi. Bu model, kardiyopulmoner baypas için gerek kalmadan kalp kapağı değişimi sağlar.

Bu yazıda, bir kalp kapakçığı hasat ayrıntılı bir açıklama, donör kalp preparatları, kalp kapakçığı nakli ve heterotopik kalp nakli tarif edilir. Sonuçlar alıcı atışı bağımsız olduğu donör kalp, sürekli bir kalp atışı gösterdi. Implante pulmoner valf kan akışı, atımlı bir dalga fazlası ile yüksek frekanslı ultrason sistemi kullanılarak ölçüldüppler.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokol

Not: Bütün hayvan prosedürleri Nationwide Çocuk Hastanesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından kabul edildi.

Kalp Vana Donör Fare 1. Pulmoner Kalp Vana Hasat

1. Ameliyat öncesi tüm cerrahi aletler otoklava sokun: ince makas, 3x mikro forseps, 2x mikro vasküler kelepçeler, 1x kelepçe uygulayarak forseps, 1x mikro iğne tutucu, 1x yaylı makas, 1x ekartörünü 1x.
2. A 6-8 haftalık dişi C57BL / 6 fare, akciğer kalp kapak verici olarak kullanılmaktadır. Kafesinden fareyi çıkarın ve bunu tartmak, sonra bir ketamin / ksilazin kokteyl (ketamin, 200 mg / kg ve ksilizin, 20 mg / kg, IP) doz aşımı ile euthanize.
3. Göğüs alanı Klip ve bir yastık üzerinde bir dorsal recumbence pozisyonda fare yerleştirin. Sonra torakotomi yapmak. , Kalp maruz sağ atrium üzerinde küçük bir kesim yapmak ve buz soğuk tuzlu su ile sol ventrikül serpmek.
4. Açık açık artan a gelen pulmoner arter (PA) teşrihOrta. Pulmoner arter 2 mm manşet ile birlikte pulmoner kapak (PV) kesip. Kalbin kalan atınız.
5. Soğuk heparin ve tuzlu su çözeltisi (100 birim / ml) 'de PV saklayın. Not: PV verici kalp nakli önce iki saat boyunca çözelti içinde tutulabilir.

2.. Donör Kalp Hazırlık

1. A 6-8 haftalık dişi C57BL / 6 fare kalp verici olarak kullanılır. Kafesinden fareyi çıkarın ve bunu tartmak, sonra bir ketamin / ksilazin kokteyl (ketamin, 200 mg / kg ve ksilizin, 20 mg / kg, IP) doz aşımı ile euthanize. Bu, bir terminal işlemdir.
2. Göğüs alanı Klip ve bir yastık üzerinde bir dorsal recumbence pozisyonda fare yerleştirin. Sonra torakotomi yapmak. Açık açık kalp, inferior vena kava (IVC), vena kava (SVK), çıkan aort, PA, ve pulmoner ven ayrı. Buz soğuk steril serum fizyolojik ile IVC serpmek.
3. IVC, SVC, ve daha sonra üstün kesti 6-0 ipek sütür ile pulmoner ven ligasyonubitişik harfler.
4. 2 mm manşeti ile aorta ve PA kesti.
5. PV kesip atın.

Donör Kalp üzerine 3. Kalp Kapağı Nakli

1. Hemen adım 2.5 sonra, donör kalbine 1.5 adım kalp kapakçığı yerleştirin ve kalp kapakçığı yönlendirin.
2. Konik iğne 10-0 monofilament dikiş kullanarak vananın sağ tarafında bir dikiş ile PV elde edin ve PV diğer taraftan 5-6 stiches sürekli dikiş başlar.
3. Ön tarafı bitirdikten sonra, yatay kalp döndürmek ve donör kalbin üzerine PV arka tarafını dikmek başlar.
4. Soğuk bir steril heparin / tuzlu su çözeltisi içinde kalp saklayın. Not: Donor kalp alıcı fareye implantasyondan önce iki saat boyunca çözelti içinde tutulabilir.

Bir Alıcı Fare 4. Heterotopik Kalp Nakli

1. Bir 6-8 haftalık dişi C57BL / 6 fare bir rezidüsünden olarak kullanılmıştırpient. Kafesinden fareyi çıkarın ve sonra ketamin / ksilazin kokteyl (ketamin, 100 mg / kg ve ksilizin 10 mg / kg) ile anestezi, tartılır. Ketoprofen (5 mg / kg) Anestezi öncesi analjesik olarak kullanılır.
2. Kısma kuyruk tarafından sedasyon düzeyini kontrol ettikten sonra, karın ve göğüs saç klibi. Steril Oftalmik merhem ile gözleri yağlayın ve bir yastık üzerinde bir dorsal recumbence pozisyonda fare yerleştirin. Betadine ve alkol pedleri ile karın dezenfekte edin. Daha sonra steril bir örtü ile fare kapak ve sadece kesik alana maruz kalmaktadır.
3. Suprapubik bölgeye xiphoid aşağıdan bir orta hat laparotomi kesi yapmak ve kendini tutma ekartörünü yerleştirin. Tuzlu çözelti ile nemlendirilmiş gazlı bez bağırsakları sarın. Açık açık infrarenal aorta ve vena kava tanımlar.
4. Kan dolaşımını dizginlemek aorta ve IVC etrafında proksimal ve distalde iki 6-0 ipek sütür koyun.
5. Abdominal aorta sağ tarafındaki donör kalbi yerleştirin ve steril GAÜ ile örtünze. Tuzlu su ile nemlendirmek.
6. Bir 30 G iğne kullanılarak abdominal aortta aortotomy yapın ve verici aort boyutuna makas ile açıklığı uzanır.
7. Konik iğne steril 10-0 monofilament sütür kullanarak bir tarafında uçtan anastomoz gerçekleştirin. Abdominal aortta açıklığın yakın ucunda bir tane dikiş ile verici aort elde edin ve abdominal aortun uzak ucundan 4-5 stiches sürekli dikiş başlar.
8. , Sol tarafa kalp çevirmek serum vermek gazlı bez ile örtün ve abdominal aorta uzak ucundan 4-5 stiches ile sürekli dikiş başlar.
9. Bir 30 G iğne kullanılarak IVC bir venotomi yapın ve verici pulmoner arter boyutuna açıklığı uzanır.
10. Konik iğne steril 10-0 monofilament sütür kullanarak yan anastomoz sona gerçekleştirin. IVC içinde açıklığın yakın ucunda bir tane dikiş ile verici PA elde edin ve 4-5 stiches sürekli dikiş başlarinferior vena kava uzak ucu. Aort şekilde, çünkü bu sefer, emin donörün PA sol duvarının sütür IVC iç olduğundan emin olun.
11. Heparin ve tuzlu su çözeltisi (100 birim / ml) ile IVC lümen yıkayın. Uzak ucuna sürekli olarak onları dikiş ile PA verici ve alıcı IVC sağ duvar kapatın.
12. Distal ligatürün çıkarın ve bir topikal emilebilir steril hemostat ajanı uygulayarak kanamayı kontrol. Kanama tamamen durduğunda, proksimal sütür kaldırmak ve kanama aynı şekilde kontrol.
13. Bağırsakları İade ve 6-0 siyah poliamid monofilament sütür kullanılarak iki kat karın kas ve deri kapatın.
14. 0.5 ml serum fizyolojik subkutan enjekte edilir ve fare tamamen mobil kadar bir ısınma pad üzerinde bir kurtarma kafes fare yerleştirin. Kurtarma üzerine, kağıt yatak ile yeni kafesine fareyi dönmek. 48 saat boyunca ağrı ilaç (ibuprofen, 30 mg / kg, içme suyu) ver. Dotamamen iyileşti kadar diğer hayvanların şirkete ameliyat geçirmiş bir hayvan döndürmez.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Sonuçlar

Şekil 1 heterotopik kalp nakli kullanarak kalp kapakçığı nakli modelinin şemaları göstermektedir. Kalp kapakçığı, bir donör kalbi hasat ve bir ikinci verici fareden alınan bir kalp üzerine yerleştirildi. Ardından yeni kalp kapak ile kalp bir alıcı fare karın implante edildi. 2. sağ kalp transplantasyonu (B) sonrasında, karın boşluğu (A) implante kalp bir örnek gösterir ve nakilden sonra 5 dk Şekil. Aort ve IV...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Tartışmalar

Bu prosedürün ölüm oranı çoğunlukla alıcı abdominal aorta donör aort PV nakli site ve anastomoz de kanama neden oldu% 20, yakındır. Pek çok durumda, ölüm oranı önemli ölçüde 48 saat ameliyat sonrasında azalır. Sağkalım fareler implante PV yoluyla güçlü kalp atışlarını ve kan akışını gösterdi. Bütün bu süreç, deneyimli bir mikro cerrah için dört saat sürer. Bu tekniği ana kabaca 250 fareler alacaktır. Heterotopik kalp nakli donör kalbe PV implantasyon kıyasla öne nispeten d...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
DPBS	Gibco	14190-144
Microscope	Leica	M80
C57BL/6J (H-2b), Female	Jackson Laboratories	664	8-12 weeks
Ketamine Hydrochloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-2053
Xylazine Sterile Solution	Akorn Inc.	NADA# 139-236
Ketoprofen	Fort Dodge Animal Health	NDC 0856-4396-01
Ibuprofen	PrecisionDose	NDC 68094-494-59
Heparin Sodium	Sagent Pharmaceticals	NDC 25021-400
Saline solution (Sterile 0.9% sodium chloride)	Hospira Inc.	NDC 0409-0138-22
0.9% Sodium chloride Injection	Hospira Inc.	NDC 0409-4888-10
Petrolatum Ophthalmic Ointment	Dechra Veterinary Products	NDC 17033-211-38
Iodine Prep Pads	Triad Disposables, Inc.	NDC 50730-3201-1
Alcohol Prep Pads	McKesson Corp.	NDC 68599-5805-1
Cotton tipped applicators	Fisher Sientific	23-400-118
Fine Scissor	FST	14028-10
Micro-Adson Forcep	FST	11018-12
Clamp Applying Forcep	FST	00072-14
S&T Vascular Clamp	FST	00396-01
Spring Scissors	FST	15008-08
Colibri Retractors	FST	17000-04
Dumont #5 Forcep	FST	11251-20
Dumont #7 - Fine Forceps	FST	11274-20
Dumont #5/45 Forceps	FST	11251-35
Tish Needle Holder/Forceps	Micrins	MI1540
Black Polyamide Monofilament Suture, 10-0	AROSurgical Instruments Corporation	TI638402	For sutureing the graft
Black Polyamide Monofilament Suture, 6-0	AROSurgical Instruments	SN-1956	For musculature and skin closure
Non Woven Sponges	McKesson Corp.	94442000
Absorbable hemostat	Ethicon	1961
1 ml Syringe	BD	309659
3 ml Syringe	BD	309657
10 ml Syringe	BD	309604
18 G 1 1/2 in, Needle	BD	305190
25 G 1 in., Needle	BD	305125
30 G 1 in., Needle	BD	305106
Warm Water Recircultor	Gaymar	TP-700
Warming Pad	Gaymar	TP-22G
Trimmer	Wahl	9854-500
VEVO2100 High Frequency Ultrasound	VisualSonics	http://www.visualsonics.com/vevo2100	The catalog number and pricing can be acquired from the sales representatives.
Ultrasound transmission gel	Parker Laboratories, INC.	01-02
Table Top Laboratory Animal Anesthesia System	VetEquip, INC.	901806
Isoflurane	Baxter	1001936060