JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Bu yazıda, akut miyokard iskemisi-reperfüzyon araştırması için sıçanlarda geleneksel prosedürü teknik olarak değiştirerek sol ön inen koroner arter ligasyonunun kalite kontrolüne odaklanan bir protokol sunulmuştur.

Özet

Koroner kalp hastalığı tüm dünyada önde gelen ölüm nedenidir. Koroner arterlerde kan akımının tamamen kesilmesi, ST-segment elevasyonlu miyokard enfarktüsüne (STEMI) neden olarak yüksek mortalite ile ilişkili kardiyojenik şok ve ölümcül aritmi ile sonuçlanır. Koroner arterin yeniden analizi için primer koroner girişim (PCI) STEMI'nin sonuçlarını önemli ölçüde iyileştirir, ancak kapıdan balona kadar geçen sürenin kısaltılmasında kaydedilen ilerlemeler hastane içi mortaliteyi azaltmada başarısız olmuştur, bu da ek terapötik stratejilerin gerekli olduğunu düşündürmektedir. Sıçanlarda sol anterior inen koroner arter (LAD) ligasyonu, akut miyokard IR araştırması için PCI yoluyla hızlı koroner rekanalizasyonun STEMI için kullanıldığı klinik senaryo ile karşılaştırılabilir bir hayvan modelidir; Bununla birlikte, PCI ile indüklenen STEMI, yüksek mortalite ve enfarktüs boyutundaki büyük farklılıklarla ilişkili teknik olarak zorlu ve karmaşık bir operasyondur. LAD ligasyonu için ideal pozisyonu belirledik, bir tuzak döngüsünü kontrol etmek için bir cihaz oluşturduk ve sıçanlar için güvenilir ve tekrarlanabilir bir akut miyokard iskemi-reperfüzyon (IR) araştırma protokolü oluşturmak için modifiye edilmiş bir cerrahi manevrayı destekledik, böylece doku hasarını azalttık. Bu hayatta kalma dışı bir ameliyattır. Ayrıca, sonraki biyokimyasal analizlerin doğruluğunu belirlemek için kritik bir adım olan çalışma sonuçlarının kalitesini doğrulamak için bir yöntem öneriyoruz.

Giriş

İskemik kalp hastalığı dünya çapında önde gelen bir ölüm nedenidir 1,2. Koroner kalp hastalığının gelişimini önlemek için değiştirilebilir risk faktörlerinin kontrolüne ek olarak, akut koroner sendrom 3,4 için terapötik stratejiler çok önemlidir. Akut ST segment elevasyonlu miyokard infarktüsünde (STEMI) kardiyojenik şok ve ölümcül aritmilerin hastane içi mortalite olasılığını artırdığı bulunmuştur 5,6,7,8. Primer perkütan koroner girişim (PKG) STEMI 9,10,11 için tercih edilen tedavidir; Bununla birlikte, kapıdan balona geçen süre <90 dakika12,13 olduğunda terapötik etkilerin tavanı vardır. Hastalığın klinik sonuçlarını daha da iyileştirmek için ek stratejiler gereklidir 14,15,16,17,18,19.

Sıçanlarda sol ön inen arter (LAD) ligasyonunu içeren akut miyokard iskemisi-reperfüzyon (IR) deneyi, STEMI'li hastaların kalbi iskemik hasardan kurtarmak için kısa kapıdan balona sürelerinin gerekli olduğu klinik senaryoyla karşılaştırılabilir hayvan modellerinden biridir. Bununla birlikte, küçük hayvanlarda cerrahiye bağlı STEMI genellikle teknik olarak zordur, çünkü yüksek mortalite ve enfarktüs boyutunda 20,21,22,23,24 yüksek varyasyon ile ilişkili karmaşık bir operasyondur. Teknik zorluğun üstesinden gelmek için, bu çalışma, teknik modifikasyon yoluyla güvenilir ve tekrarlanabilir bir akut miyokard IR araştırma protokolü oluşturmak için sıçanlarda (farelerden daha büyük oldukları için) kapsamlı ve etkili bir hayvan modeli geliştirmiştir. Önerilen protokol daha az cerrahi komplikasyon, daha az doku hasarı ve ameliyat sırasında daha az mortalite olasılığı ile sonuçlanır. Ek olarak, enfarktüs boyutunu ve risk altındaki alanı (AAR) ölçmek ve böylece çalışma sonuçlarının kalitesini doğrulamak için bir prosedür kullanılmıştır. Önerilen protokol, hasara karşı yeni terapötik stratejiler geliştirmek için akut miyokard IR stresinin patofizyolojik süreçlerini araştırmak için kullanılabilir.

Protokol

Tüm hayvan deneyleri, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından yayınlanan Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na uygun olarak gerçekleştirilmiştir (NIH yayını no. 85-23, gözden geçirilmiş 1996). Çalışma protokolü, Fu-Jen Katolik Üniversitesi'ndeki Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi'nin yönergelerine uygun olarak ve uygun olarak onaylanmıştır.

1. Ameliyat öncesi hazırlık

  1. Tuzlu su ıslak pamuk toplarının hazırlanması
    1. Cerrahi maske ve eldiven takın.
    2. Steril pamuğun küçük bir kısmını sıkıştırın ve bir top oluşturmak için yuvarlayın. Bu yordamı yineleyin.
    3. Pamuk toplarını steril% 0.9 salin içine batırın ve fazla salini sıkın.
    4. Pamuk toplarını% 75 etanol ile sterilize edilmiş temiz bir kutuda saklayın.
  2. Tutma kancalarının hazırlanması.
    1. Cerrahi maske ve eldiven takın.
    2. Klipsleri ve lastik bantları %75 etanol ile sterilize edin.
    3. Klipsleri göğüs duvarı ve doku için bir kanca şeklinde bükün.
    4. Cerrahi pencerenin yarasından gelen gerginliğin LAD ligasyonu için yeterince geniş olmasını sağlamak için bükülmüş klipsleri bir, iki veya üç lastik bantla bağlayın.
    5. En az beş ev yapımı kancayı% 75 etanol ile sterilize edilmiş temiz bir kutuda hazırlayın ve saklayın.
  3. Bir ligasyon döngüsünün hazırlanması.
    1. 7-0'lık bir ipek dikişin ortasını, konik kaymamış bir cerrahi iğnenin 1/2 daire boyutundaki 3 yay gözüne yerleştirin.
  4. Bir tuzak döngü kontrolörünün hazırlanması
    1. Makas kullanarak 5 mm'lik bir polietilen (PE)-10 tüpü kesin.
    2. Her iki kenarını da pürüzsüzleştirmek için tüpü alev altında ısıtın ve yumuşatın.
  5. Sıçanların hazırlanması
    1. Minimum ağırlığı 250 g olan 8 haftalık Sprague-Dawley erkek sıçanlarını seçin.
    2. Sıçanları, gıdaya, standart fare peletlerine ve musluk suyuna serbest erişim ile kontrollü bir sıcaklıkta (21 ° C ± 2 ° C) 12 saatlik bir ışık / karanlık döngüsü altında barındırın ve koruyun.
    3. Sıçanları pentobarbital ile uyuşturun (50 mg/kg, intraperitoneal olarak uygulanır).
      NOT: Her saatten sonra ilave anestezik (pentobarbital, 30 mg/kg) uygulanmalıdır.
    4. Hayvanın yeterince anestezi aldığından emin olmak için kuyruğu ve arka ayakları sıkıştırarak sıçanların reflekslerini kontrol edin.
    5. Makas kullanarak glottisin altındaki iki kartuş halkası arasındaki dokuyu açın ve endotrakeal tüp25 gibi davranması için 3 cm'lik bir PE-10 tüpü yerleştirin.
    6. Endotrakeal tüpü manuel olarak bir ventilatöre bağlayın.
    7. Akciğerlerin yeterince havalandırıldığından emin olmak için hayvanın solunum döngüsü ile senkronize edilmiş torasik hareketini inceleyin.
    8. Boyun bölgesini açın ve juguler ven26'yı kanüle edin.

2. LAD ligasyonu

  1. Cerrahi maske ve eldiven takın.
  2. Göğse dokunun ve manubrium ve sternal açıyı (manubrium ve sternum gövdesinin birleşimi) bulun.
  3. Manuel olarak dokunarak sternal açıya (kaburga A) bağlanan sol taraftaki kaburgayı tanımlayın.
  4. Kaburganın hemen altındaki interkostal boşluğu tanımlayın A. Cildi interkostal boşluğa yakın bir yere hafifçe kaldırmak için ince uçlu forseps kullanın ve daha sonra sternal gövdenin yaklaşık 5 mm solundaki noktadan cilt gerginlik çizgileri boyunca 1 cm'lik eğik bir kesi oluşturmak için bıçaklı bir cerrahi neşter kullanın.
  5. Cildi ve kas katmanlarını insizyondan nazikçe ayırmak için kavisli forseps kullanın. Sol ön göğüs duvarının dışındaki kas katmanlarını, altındaki kaburgaları açığa çıkarmak için bükülmüş klipslerle aşağıya doğru bağlayın.
  6. Kaburga A'nın altındaki kaburgayı tanımlayın (kaburga B). Kaburga B kaburgasını kaburga kıkırdağının ortasından künt bir makasla kesin (sternal gövdeden yaklaşık 2-3 mm). Kanama meydana gelirse, yarayı birkaç saniye boyunca tuzlu su ıslak pamuk topu ile hafifçe dokunun ve sıkıştırın.
  7. Toraksı B kaburgasının kesiminden dört bükülmüş klipsle dikkatlice açın. Her bükülmüş klips, göğüs duvarını dört yönde (yani, üst sonra sol, üst sonra sağ, sola doğru aşağı ve sağa doğru) yavaşça yaymak ve dikdörtgen bir cerrahi pencere oluşturmak için interkostal kası ve kaburgaları bağlamalıdır.
  8. İşlem sırasında kazara doku hasarını önlemek için sol akciğere ve perikardı, başka bir bükülmüş klipsle kaplayan diğer bitişik dokulara nazikçe kancalayın.
  9. Forseps ile ince perikardı nazikçe çıkararak kalbi açığa çıkarın. Genellikle pulmoner arter ve sol kulak kepçesi arasında olan sol ana koroner arterin (LMCA) 1. dalını tanımlayın. LMCA ve LAD, sol kulak kepçesinin kenarından tepeye doğru uzanan yüzeysel parlak kırmızı bir çizgi olarak bulunur.
  10. Sol kulak kepçesinin yanlışlıkla delinmesini önlemek için LAD'nin altındaki ipek dikişi, LMCA'nın 1. dalına soldan LAD'nin sağ tarafına doğru soldan sağ tarafa doğru hemen distal bir yere yerleştirerek ve geçirerek açık bir ligasyon halkası oluşturmak için hazırlanan cerrahi iğneyi kullanın. Tek bir dikiş ile açık döngü oluşturulur. Kalbin yüzeyini kaplayan sıvı veya kan nedeniyle LAD görünmezse, koroner arterleri görselleştirmek için kalbin yüzeyini yavaşça sürün.
  11. Dikişin bir tarafını tutun ve bir iğne tutucu kullanarak iğneyi yavaşça dikişten ayırın.
  12. Bir tuzak halkası oluşturmak için açık ilmeğin bir tarafındaki ipek sütürünün iki ucunu diğer taraftaki daireye yerleştirin.
  13. Döngüyü kapatmadan önce tuzak ilmeğinin ipek sütürünün iki ucunu hazırlanan tuzak kontrolörüne yerleştirin.
  14. Tuzak halkasını kapatmak için ipeği hafifçe gererken tuzak halkası denetleyicisini ipek sütür boyunca kaydırın. 1 saat boyunca geçici miyokard iskemisini indüklemek için LAD'nin koroner akışını durdurun.
  15. Döngü güvenli bir şekilde bağlandıktan sonra tuzak döngü denetleyicisinin konumunu Kelly forseps ile sabitlemek için ipeği tutun. LAD ligasyonu sırasında Kelly forsepsin diğer ucunu ameliyat masasına yerleştirin.
  16. LAD ligasyonu sırasında cerrahi pencereyi tuzlu su ıslak pamuk topları ile örtün.
  17. Kelly forsepslerini açın.
  18. Koroner akışın 2 saat boyunca reperfüzyonu için tuzak döngü kontrolörünü serbest bırakın.
  19. Kalbi taban ve damar sınırları boyunca dikkatlice rezeke edin ve dokuyu tutmaktan kaçının.
    NOT: Sıçanı CO2 ile %40 kafes hacmi/dak akış hızında ötenazi yapın.

Sonuçlar

Miyokard iskemisi ve reperfüzyonunun sonunda, daha ileri biyokimyasal veya moleküler analizlerden önce LAD ligasyonunun kalitesi değerlendirilmelidir.

Ligasyon yoluyla LAD oklüzyonunun yeterliliği, santral venöz kateterden 1 mL% 2 Evan mavi boyası enjekte edilerek belirlendi. Daha sonra, koroner perfüzyonlu miyokard, kırmızı kalan perfüzyonsuz bölgeye kıyasla maviye boyandı (Şekil 1A). Kırmızı bölge miyokard enfarktüsünün AAR'sidir.

Tartışmalar

Önerilen protokol, LAD ligasyonu için kesin konumu belirlemek, tek bir dikişte bir tuzak döngüsünü kontrol etmek için bir gadget oluşturmak ve doku hasarını azaltmak için modifiye edilmiş bir cerrahi manevrayı desteklemek, böylece araştırmacıların LAD'yi doğru, güvenli ve tutarlı bir şekilde bağlamalarını sağlamak gibi birçok ayırt edici özelliğe sahiptir. akut miyokard IR araştırması için tuzak döngüsünün durumunu anında kontrol etmek.

LAD ligasyonunun ...

Açıklamalar

Yazarlar bu makalenin yayınlanması ile ilgili herhangi bir çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Teşekkürler

Bu model, Tayvan Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'nın (MOST 109-2320-B-030-006-MY3) finansal desteğiyle geliştirilmiştir.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Evan’s blueSigma AldrichE2129
ForcepsShinva
PentobarbitalSigma Aldrich1507002
Scalpel bladesShinvas2646
Scalpel handlesShinva
Silk suturesSharpointTMDC-2150N
Surgical needleAnchorTM
Triphenyltetrazolium chloride (TTC) solutionSolarbioT8170-1
VentilatorHarvard Rodent Ventilator

Referanslar

  1. Khan, M. A., et al. Global epidemiology of ischemic heart disease: Results from the global burden of disease study. Cureus. 12 (7), 9349 (2020).
  2. Nowbar, A. N., Gitto, M., Howard, J. P., Francis, D. P., Al-Lamee, R. Mortality from ischemic heart disease. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 12 (6), 005375 (2019).
  3. Kuo, F. Y., et al. Effect of CYP2C19 status on platelet reactivity in Taiwanese acute coronary syndrome patients switching to prasugrel from clopidogrel: Switch Study. Journal of the Formosan Medical Association. , (2022).
  4. Li, Y. H., et al. Guidelines of the Taiwan Society of Cardiology, Taiwan Society of Emergency Medicine and Taiwan Society of Cardiovascular Interventions for the management of non ST-segment elevation acute coronary syndrome. Journal of the Formosan Medical Association. 117 (9), 766-790 (2018).
  5. Liu, Y. B., et al. Dyslipidemia is associated with ventricular tachyarrhythmia in patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (1), 17-24 (2006).
  6. Anghel, L., Sascău, R., Stătescu, C. Myocardial infarction with cardiogenic shock-the experience of a primary PCI center from North-East Romania. Signa Vitae. 17 (5), 64-70 (2021).
  7. Samat, A. H. A., Embong, H., Harunarashid, H., Maskon, O. Predicting ventricular arrhythmias and in-hospital mortality in acute coronary syndrome patients presenting to the emergency department. Signa Vitae. 16 (1), 55-64 (2020).
  8. Wang, Y. C., et al. Outcome of primary percutaneous coronary intervention in octogenarians with acute myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (6), 451-458 (2006).
  9. Markovic, D., et al. Effects of a percutaneous coronary intervention or conservative treatment strategy on treatment outcomes in elderly female patients with acute coronary syndrome. Signa Vitae. 12 (1), 96-100 (2016).
  10. Hannan, E. L., et al. Effect of onset-to-door time and door-to-balloon time on mortality in patients undergoing percutaneous coronary interventions for ST-segment elevation myocardial infarction. American Journal of Cardiology. 106 (2), 143-147 (2010).
  11. McNamara, R. L., et al. Effect of door-to-balloon time on mortality in patients with ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 47 (11), 2180-2186 (2006).
  12. Pehnec, Z., Sinkovië, A., Kamenic, B., Marinšek, M., Svenšek, F. Baseline characteristics, time-to-hospital admission and in-hospital outcomes of patients hospitalized with ST-segment elevation acute coronary syndromes, 2002 to 2005. Signa Vitae. 4 (1), 14-20 (2009).
  13. Menees, D. S., et al. Door-to-balloon time and mortality among patients undergoing primary PCI. The New England Journal of Medicine. 369 (10), 901-909 (2013).
  14. Ku, H. C., Chen, W. P., Su, M. J. DPP4 deficiency preserves cardiac function via GLP-1 signaling in rats subjected to myocardial ischemia/reperfusion. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 384 (2), 197-207 (2011).
  15. Lee, S. Y., Ku, H. C., Kuo, Y. H., Chiu, H. L., Su, M. J. Pyrrolidinyl caffeamide against ischemia/reperfusion injury in cardiomyocytes through AMPK/AKT pathways. Journal of Biomedical Science. 22 (1), 18 (2015).
  16. Ku, H. C., et al. TM-1-1DP exerts protective effect against myocardial ischemia reperfusion injury via AKT-eNOS pathway. Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 388 (5), 539-548 (2015).
  17. Ku, H. C., Lee, S. Y., Yang, K. C., Kuo, Y. H., Su, M. J. Modification of caffeic acid with pyrrolidine enhances antioxidant ability by activating AKT/HO-1 pathway in heart. PLoS ONE. 11 (2), 0148545 (2016).
  18. Alonso-Herranz, L., et al. Macrophages promote endothelial-to-mesenchymal transition via MT1-MMP/TGFbeta1 after myocardial infarction. eLife. 9, 57920 (2020).
  19. Liu, J., Zheng, X., Zhang, C., Zhang, C., Bu, P. Lcz696 alleviates myocardial fibrosis after myocardial infarction through the sFRP-1/Wnt/beta-catenin signaling pathway. Frontiers in Pharmacology. 12, 724147 (2021).
  20. Goldman, S., Raya, T. E. Rat infarct model of myocardial infarction and heart failure. Journal of Cardiac Failure. 1 (2), 169-177 (1995).
  21. Ke, J., Zhu, C., Zhang, Y., Zhang, W. Anti-arrhythmic effects of linalool via Cx43 expression in a rat model of myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 11, 926 (2020).
  22. Houde, M., et al. Mouse mast cell protease 4 deletion protects heart function and survival after permanent myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 9, 868 (2018).
  23. Chen, J., Ceholski, D. K., Liang, L., Fish, K., Hajjar, R. J. Variability in coronary artery anatomy affects consistency of cardiac damage after myocardial infarction in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 313 (2), 275-282 (2017).
  24. Kainuma, S., et al. Influence of coronary architecture on the variability in myocardial infarction induced by coronary ligation in rats. PLoS ONE. 12 (8), 0183323 (2017).
  25. Heil, J., Schlapfer, M. A reproducible intensive care unit-oriented endotoxin model in rats. Journal of Visualized Experiments. (168), e62024 (2021).
  26. Schleimer, K., et al. Training a sophisticated microsurgical technique: Interposition of external jugular vein graft in the common carotid artery in rats. Journal of Visualized Experiments. (69), e4124 (2012).
  27. Lindsey, M. L., et al. Guidelines for experimental models of myocardial ischemia and infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 314 (4), 812-838 (2018).
  28. Li, H., et al. A new model of heart failure post-myocardial infarction in the rat. Journal of Visualized Experiments. (172), e62540 (2021).
  29. Opitz, C. F., Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Pfeffer, J. M. Arrhythmias and death after coronary artery occlusion in the rat. Continuous telemetric ECG monitoring in conscious, untethered rats. Circulation. 92 (2), 253-261 (1995).
  30. Kawashima, T., Sato, F. Clarifying the anatomy of the atrioventricular node artery. International Journal of Cardiology. 269, 158-164 (2018).
  31. Vikse, J., et al. Anatomical variations in the sinoatrial nodal artery: A meta-analysis and clinical considerations. PLoS ONE. 11 (2), 0148331 (2016).
  32. Xu, Z., Alloush, J., Beck, E., Weisleder, N. A murine model of myocardial ischemia-reperfusion injury through ligation of the left anterior descending artery. Journal of Visualized Experiments. (86), e51329 (2014).
  33. Klocke, R., Tian, W., Kuhlmann, M. T., Nikol, S. Surgical animal models of heart failure related to coronary heart disease. Cardiovascular Research. 74 (1), 29-38 (2007).
  34. De Villiers, C., Riley, P. R. Mouse models of myocardial infarction: Comparing permanent ligation and ischemia-reperfusion. Disease Models & Mechanisms. 13 (11), (2020).
  35. Reichert, K., et al. Murine left anterior descending (LAD) coronary artery ligation: An improved and simplified model for myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (122), e55353 (2017).
  36. Lugrin, J., Parapanov, R., Krueger, T., Liaudet, L. Murine myocardial infarction model using permanent ligation of left anterior descending coronary artery. Journal of Visualized Experiments. (150), e59591 (2019).
  37. Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011).
  38. Muthuramu, I., Lox, M., Jacobs, F., De Geest, B. Permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice: a model of post-myocardial infarction remodelling and heart failure. Journal of Visualized Experiments. (94), e52206 (2014).
  39. Langer, K. On the anatomy and physiology of the skin. British Journal of Plastic Surgery. 31 (4), 277-278 (1978).
  40. Carmichael, S. W. The tangled web of Langer's lines. Clinical Anatomy. 27 (2), 162-168 (2014).
  41. Chang, L. R., Marston, G., Martin, A. Anatomy, Cartilage. StatPearls. , (2022).
  42. Kolk, M. V., et al. LAD-ligation: A murine model of myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (32), e1438 (2009).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

Geri ekmeSay 190

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır