Bu çalışma, ABD Ulusal Sağlık Enstitüleri'nden (K99/R00 HL1431149; R01HL157803) ve Amerikan Kalp Derneği (18CDA34110049). Ayrıca ABD Ulusal Sağlık Enstitüsü'nden (R01DK134590; R24OD034189), Ulusal Bilim Vakfı (EEC 1941543), Harvard Tıp Okulu Eleanor ve Miles Shore Bursu, Polsky Aile Vakfı, MGH Araştırma İcra Komitesi adına Claflin Seçkin Bilim Adamı Ödülü ve Shriners Children's Boston (Grant #BOS-85115).

Bu çalışma, Massachusetts General Hospital Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) tarafından yürütülmüştür.
1. Sistem tasarımı
<ol><li>Sistemi, bir kabarcık kapanı, bir rezervuar, bir oksijenatör, bir peristaltik pompa ve bir su sirkülatörü dahil olmak üzere üç çift ceketli bileşenle birleştirin.</li>
	<li>Tüm ceketli bileşenleri tek bir kelepçe standına takın. Bileşenleri silikon boru ile iki farklı sırayla sırayla bağlayın (Şekil 1A).<ol><li>Sıra 1 - Ceket boyunca suyun akış modeli ( Şekil 1A'daki düz çizgiler):<ol><li>Su sirkülatörünün çıkışını 36 G boru kullanarak kabarcık tutucu ceketinin alt girişine bağlayın. Bu, perfüzatın kalbe ulaşmadan önce uygun sıcaklıkta (37 °C) tutulmasını garanti edecektir, çünkü su sistemin diğer bileşenlerinden geçerken ısı kaybedecektir.</li>
			<li>Kabarcık kapanı ceketinin üst girişini, aynı boyutta boru kullanarak rezervuar ceketinin alt girişine bağlayın.</li>
			<li>Ardından, rezervuar ceketinin üst girişini oksijenatör ceketinin alt girişine bağlayın.</li>
			<li>Son olarak, oksijenatörün üst girişini su sirkülatörünün girişine bağlayın.</li>
		</ol></li>
		<li>Sıra 2 - Perfüzatın sistem boyunca akış modeli ( Şekil 1A'da kesikli çizgiler)<ol><li>Luer konektörlerini 16 G borunun her iki tarafına takın. İlk ucunu rezervuarın tabanına takın ve peristaltik pompa kafasından geçirin. Diğer ucunu oksijenatör içindeki silikon bobinin girişlerinden birine bağlayın.</li>
			<li>Oksijenatörün silikon bobininin ikinci girişinde, her iki ucunda luer kilit konektörleri bulunan ikinci bir 16 G boru parçasını, uzun çıkıntılı kabarcık kapanındaki girişe bağlayın.</li>
			<li>Luer konektörlerle donatılmış daha kısa bir 16 G boru parçasını, kabarcık kapanının kullanılmayan çıkışına üç bir luer kilit valfine bağlayın.</li>
			<li>Üç vananın karşı tarafında, bir parça 16 G boruyu diğer ucunda ikinci bir luer vana ile bağlayın. Bu ikinci valf, rezervuarın hemen üzerinde yer almaktadır. Valfin karşı tarafını daha fazla 16 G boruya ve ardından basınç sensörüne bağlayın.</li>
			<li>Daha küçük çaplı bir boruyu ( ̃3.7 mm) kanüle (14 G anjiyokat) bir konektörle üç vananın dikey portuna bağlayın. Perfüzat, aort kanül bağlantısı yoluyla rezervuara geri dönmeden önce rezervuardan kabarcık tuzağı yoluyla oksijenatöre akar.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
</ol>2. Perfüzat hazırlama
<ol><li>Baz perfüzat, %0.96 Krebs-Henseleit Tamponu, 9.915 mM Dekstran, 25 mM Sodyum Bikarbonat, 1.054 mM Sığır Serum Albümini, %1 Pen Strep, %0.13 İnsülin, %0.02 Hidrokortizon, %0.5 Heparin ve 2.75 mM Kalsiyum Klorür hazırlayın ve damıtılmış su ile hacim haline getirin.</li>
</ol>3. Perfüzyon sistemi kurulumu
<ol><li>İki adet 10 mL'lik şırıngayı kabarcık kapanındaki üst ve yan havalandırma portlarına bağlayın.</li>
	<li>Baz perfüzatı (75 mL) rezervuara ekleyin. Peristaltik pompayı açın ve su sirkülatörünü 37 °C'ye ayarlayın.</li>
	<li>Oksijenatördeki üçüncü girişe bir oksijen (%95O2 ve %5 CO2) hattı bağlayın ve perfüzatı minimum pO2 400 mmHg'ye kadar oksijenlendirin.</li>
	<li>Kabarcık kapanını hemen geçecek şekilde üç vananın dikey portuna bir enjeksiyon portu sabitleyin. 1 mL şırınga ile kanatlı bir infüzyon iğnesini enjeksiyon portuna bağlayın (örnekleme için kullanılır). Devreye giren kabarcıkları temizlemek için enjeksiyon portuna hafifçe vurun veya 1 mL şırınga ile perfüzat çekin.</li>
	<li>Baz perfüzat sıcaklık ve oksijen seviyesine ulaştığında, doğru iyon konsantrasyonunu (Tablo 1) ve uygun oksijenasyonu sağlamak için biyokimyasal parametrelerin ilk okumasını yapın. NOT: İyon ve pH seviyeleri, çözelti sıcaklığa getirildikten (37 °C) ve uygun gaz karışımı (%95 O2,% 5 CO2) ile oksijenlendikten sonra okunmalıdır.</li>
	<li>Bağlı tüpün kelepçesini açarak basınç sensörünü sıfırlayın ve perfüzatın açık sensörden ve kanülden akmasına izin verin. Dengelendikten sonra, sensör kutusundaki sıfır düğmesine basın ve boruyu yeniden sıkıştırın. 1 mL/dk ile 15 mL/dk arasında değişen akışlar için kalbin sisteme bağlanmasından önce baz basınçlarını kaydedin.</li>
	<li>Düşük basınçlı perfüzyon<ol><li>Adenozin damlası: Baz perfüzatta başlangıçta 20 mM'lik bir adenosin stoğu yapın. Tüpü ılık su banyosuna yerleştirerek ve ters çevirerek karıştırarak adenozini çözün.</li>
		<li>Stok adenozini, baz perfüzat içinde 0.06 mg / mL'lik bir konserasyona kadar seyreltin ve 50 mL'lik bir şırıngaya ekleyin.</li>
		<li>50 mL şırıngaya kanatlı bir infüzyon iğnesi takın ve üç vanadaki enjeksiyon portuna bağlayın. Şırıngayı bir şırınga pompasına sabitleyin ve 166,6 μL/dk infüzyon hızına ayarlayın. NOT: Kabarcıklar, bağlantı noktasına hafifçe vurularak veya hafifçe vurularak infüzyon portundan serbest bırakılır.</li>
	</ol></li>
	<li>Yüksek basınçlı perfüzyon:<ol><li>Paketlenmiş kırmızı kan hücreleri (pRBC'ler) izolasyonu:<ol><li>Bir donör sıçanın kardiyak ponksiyonu yoluyla 10-12 mL tam sıçan kanı toplayın.</li>
			<li>Kanı 10 dakika boyunca 2000 x g'da santrifüj edin.</li>
			<li>Plazma ve buffy coat tabakasını pipetleme ile çıkarın.</li>
			<li>pRBC'leri kalsiyum klorür olmadan 1: 1 oranında (örneğin, 5 mL pRBC'ler: 5 mL perfüzat) perfüzat içinde yeniden süspanse ederek ters çevirme ile karıştırın.</li>
			<li>Toplam 3 yıkama için 3.8.1.2-3.8.1.4 adımlarını iki kez tekrarlayın.</li>
			<li>Son yıkamadan sonra, hücreleri perfüzat içinde 1:1 oranında yeniden süspanse edin ve karışımı, halihazırda 75 mL baz perfüzat içeren perfüzyon sistemine ekleyin.</li>
		</ol></li>
		<li>Hücrelerin sistem boyunca eşit olarak dağılmasına izin verin ve bir hematoloji makinesi kullanarak perfüzatın hematokritini ölçün. Hematokrit %5-%7 arasında değişir.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Kardiyak greft tedarik hazırlığı
<ol><li>Soğuk iskemi süresini en aza indirmek için tedarike başlamadan önce perfüzyon sistemini tamamen hazırlayın.</li>
	<li>Cerrahi aletleri hazırlayın. Cerrahi aletler arasında mavi pedler, cerrahi bant, ipek 5-0 dikişler, pamuklu çubuklar, salin şırıngalar (50 mL ve 10 mL), ameliyat makasları, forsepsler, mikro makaslar, mikro forsepsler, Halstead kelepçesi, 30 U heparin, 16 G portal yıkama için boru, kalbin kanülasyonu için 14 G boru, 16 G anjiyokat, modifiye edilmiş 14 G anjiyokat, manşetli, basınç sensörü, buzlu buz kovası, 47 mm Petri kabı, gazlı bez.</li>
	<li>14 G kanül üzerine ince bir boru halkası (iç çap [ID] 0.167 mm, dış çap [OD] 2.42 mm) yerleştirerek modifiye bir kanül oluşturun ve bir manşet etkisi yaratın.<ol><li>Kanülün iğnesini çıkarın ve halkanın altına bir damla süper yapıştırıcı ekleyin. Halkayı dikkatlice kanülün tabanının 1/4 inç yukarısına kaydırın. Kullanmadan önce tutkalın kurumasını bekleyin.</li>
		<li>Kanülü manşete mümkün olduğunca yakın bir açıyla kesin ve keskin kenarları çıkarın.</li>
	</ol></li>
	<li>Portal ven yıkaması için 60 mL'lik bir şırıngayı heparinize salin (0.03 U/mL) ile doldurun. Şırıngayı basınç sensörüne ve ardından 16 G yıkama borusuna bağlayın.</li>
	<li>10 mL'lik bir heparinize salin şırıngasını (0.03 U / mL) 14 G tüpe bağlayın. Tüpün diğer ucunu aort kanülüne bağlayın ve hava kabarcıklarını gidermek için yıkayın.</li>
	<li>Aort kanülünü gazlı bez ile doldurulmuş ve tuzlu su ile doldurulmuş 47 mm'lik bir Petri kabına yerleştirin. Kalp perfüzyon sistemine bağlanana kadar petri kabını buz üzerinde bırakın.</li>
</ol>5. Kardiyak greft alımı
<ol><li>Sıçanları% 3 izofluran içeren bir anestezik odada uyuşturun.</li>
	<li>Refleksler fark edilmediğinde, fareyi odadan çıkarın, cerrahi boşluğa yerleştirin ve yüz maskesi aracılığıyla sürekli izofluran (% 3) verin.</li>
	<li>Ayak parmağı sıkıştırma testinden sonra, hayvanı 30 U heparin ile penis damarından heparinize edin.</li>
	<li>Fareyi tüm karın ve üst göğüs bölgesi boyunca tıraş edin. Kürk talaşını cerrahi alandan çıkarın. Ameliyat sırasında hareket etmediğinden emin olmak için her uzvu bantlayın.</li>
	<li>Alt karın derisinde yatay bir orta hat kesisi yapın ve karın kaslarını açığa çıkarın.</li>
	<li>Karın kaslarında iç organları açığa çıkaran ikinci bir yatay orta hat kesisi yapın.</li>
	<li>Sternumu ortaya çıkarın, bir hemostat ile sabitleyin ve karaciğeri ve portal veni ortaya çıkarmak için kraniyal olarak geri çekin. 16 gauge anjiyokatat kullanarak portal veni kanüle edin.</li>
	<li>60 mL'lik heparinize salin şırıngasını anjiyokata takın ve havalandırma için inferior vena kava ve abdominal aortta bir insizyon oluşturun. Tam miktarda salini portal damardan boşaltın. NOT: Yıkama basıncı 10 mmHg civarında kalmalıdır.</li>
	<li>Diyaframda yatay bir kesim yapın, ardından göğüs boşluğunu ortaya çıkarmak için sternumun her iki tarafındaki kaburgalardan proksimal bir kesim yapın.</li>
	<li>Kalbi boşluktan çıkarın ve hemen buz üzerinde tuzlu su ile Petri kabına yerleştirin.</li>
	<li>Aort arkını tanımlayın, kanama durdurucularla klempleyin ve kalan bağ dokusunu temizleyerek inen aortu ortaya çıkarın.</li>
	<li>İnen aortun yarısına kadar yatay bir kesi yapın ve 14 G anjiyokata ile kanülasyon yapın. NOT: Kanül ile aort kapağını kırmayın.</li>
	<li>Kanülü manşetin üzerindeki bir dikişle sabitleyin ve kanama durdurucuyu serbest bırakın.</li>
	<li>Perfüzyon sistemine yerleştirilene kadar kalbin buz üzerinde kalmasına izin verin.</li>
</ol>6. Perfüzyon başlangıcı
<ol><li>Peristaltik pompanın akışını 1.0 mL/dk'ya ayarlayın. NOT: Aort kanülü, baloncukların koronerlere girmesini önlemek için her zaman kalbe göre 90°'lik bir açıyla tutulur (Şekil 1B).</li>
	<li>Kalbi sisteme takmadan önce kanül ile tartın. NOT: Aort kanülünde hava kabarcığı tamamen bulunmamalıdır.</li>
	<li>Kanülü sistemdeki konektöre takın ve bir zamanlayıcı başlatın.</li>
	<li>Kalp tam bir kasılma yaşadığında, basınçları yakından izlerken akışı 0,2 mL / dk'lık artışlarla artırın.</li>
	<li>İstenen basınçlara ulaşıldığında veya minimum 3,5 mL/dk'ya ulaşılana kadar akıştaki artışları durdurun.<ol><li>Düşük basınçlı perfüzyon<ol><li>30-35 mmHg arasındaki basınçlar için 4,5 mL/dk'lık bir akış kullanın.</li>
			<li>Adenozin şırınga pompasını çalıştırın.</li>
		</ol></li>
		<li>Yüksek basınçlı perfüzyon<ol><li>70-80 mmHg arasındaki basınçlar için minimum 5.0 mL/dk akış kullanın.</li>
			<li>Adenozin şırınga pompasını çalıştırın.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
</ol>7. İntraventriküler balon:
<ol><li>Konik uçlu (1,4 mm çap) bir balon kateterine (2 mm çapında, 15 cm uzunluğunda) küçük (50 μL) bir lateks balonu takın.</li>
	<li>Kateteri bir luer kilit konektörü aracılığıyla bir basınç sensörüne bağlayın ve tüm kurulumu bir kelepçe standına sabitleyin.</li>
	<li>Balon/kateter/basınç sensörünü, basınç sensörünün üst ucuna takılı bir şırınga aracılığıyla yaklaşık 200 μL salin ile doldurun ve sensörün, kateterin ve balonun içindeki kabarcıkları çıkarın.</li>
	<li>Bir tansiyon aleti kullanarak basınç sensörünü kalibre edin.</li>
	<li>Sol atriyumun üzerinde küçük bir yatay kesi yapın. Şırıngayı basınç sensörünün üst kısmına çekerek ve sol ventriküle yerleştirerek balonu söndürün.</li>
	<li>Veri toplamayı başlatın ve diyastolik basınçlar 0 mmHg okuyana kadar balonu şişirin.</li>
</ol>8. Örnekleme
<ol><li>Perfüzyonun ilk 20 dakikasından sonra ve daha sonra her saat başı kalp atış hızı, aort akışı ve koroner basınçları toplayın.</li>
</ol>9. Bitir/temizleme
<ol><li>Perfüzyonun sonunda, kalbi sistemden çıkarın ve ödem tahmini için tartın.</li>
	<li>Kalbin tepesini çevresel bir kesim ile kesin ve perfüzyon sonrası analizler için sıvı nitrojen içinde hızlı dondurma.</li>
	<li>Histolojik görüntüleme ve boyama için kalbin çevresel bir parçasını kesin. Kalbin ve kanülün geri kalanını atın.</li>
	<li>Rezervuara bol miktarda deiyonize (DI) su ekleyerek ve peristaltik pompayı çalıştırarak sistemin tüm bileşenlerini durulayın. Suyu harici bir kovada toplayın.</li>
	<li>Adım 9.4'ü iki ila üç kez tekrarlayın.</li>
	<li>Tüm numune portlarını ve basınç sensörü borularını iyice durulayın.</li>
	<li>Rezervuarı sistem genelinde 600 mL DI su ve 3 mL laboratuvar sınıfı deterjan pompası ile doldurun.</li>
	<li>Su ısıtıcısını, oksijen tankını ve peristaltik pompayı kapatın.</li>
</ol>

Modifiye Langendorff Perfüzyonu ile CVD Araştırmalarının Geliştirilmesi

<ol>
	<li>Cardiovascular Diseases (cvds). World Health Organization Available from: <a target="_blank" href="https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds)">https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/cardiovascular-diseases-(cvds)</a> (2021)</li><li>Amini, M., Zayeri, F., Salehi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trend+analysis+of+cardiovascular+disease+mortality,+incidence,+and+mortality-to-incidence+ratio:+Results+from+global+burden+of+disease+study+2017.">Trend analysis of cardiovascular disease mortality, incidence, and mortality-to-incidence ratio: Results from global burden of disease study 2017.</a> BMC Public Health. 21 (1), 401 (2021).</li><li>Aune, S. E., Yeh, S. T., Zelinski, D. P., Angelos, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+hydrogen+peroxide+and+oxidant+stress+in+a+recirculating+whole+blood-perfused+rat+heart+model.">Measurement of hydrogen peroxide and oxidant stress in a recirculating whole blood-perfused rat heart model.</a> Resuscitation. 82 (2), 222-227 (2011).</li><li>Lateef, R., Al-Masri, A., Alyahya, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Langendorff's+isolated+perfused+rat+heart+technique:+A+review.">Langendorff's isolated perfused rat heart technique: A review.</a> Int J Basic Clin Pharmacol. 4 (6), 1314-1322 (2015).</li><li>Herr, D. J., Aune, S. E., Menick, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+and+assessment+of+ischemia-reperfusion+injury+in+Langendorff-perfused+rat+hearts.">Induction and assessment of ischemia-reperfusion injury in Langendorff-perfused rat hearts.</a> J Vis Exp. (101), e52908 (2015).</li><li>Vervoorn, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extended+normothermic+ex+situ+heart+perfusion+without+functional+decline.">Extended normothermic ex situ heart perfusion without functional decline.</a> J Heart Lung Transplant. 43 (4), S156 (2024).</li><li>Moeslund, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex-situ+oxygenated+hypothermic+machine+perfusion+in+donation+after+circulatory+death+heart+transplantation+following+either+direct+procurement+or+in-situ+normothermic+regional+perfusion.">Ex-situ oxygenated hypothermic machine perfusion in donation after circulatory death heart transplantation following either direct procurement or in-situ normothermic regional perfusion.</a> J Heart Lung Transplant. 42 (6), 730-740 (2023).</li><li>Testai, L., Martelli, A., Cristofaro, M., Breschi, M. C., Calderone, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardioprotective+effects+of+different+flavonoids+against+myocardial+ischaemia/reperfusion+injury+in+Langendorff-perfused+rat+hearts.">Cardioprotective effects of different flavonoids against myocardial ischaemia/reperfusion injury in Langendorff-perfused rat hearts.</a> J Pharm Pharmacol. 65 (5), 750-756 (2013).</li><li>Watanabe, M., Okada, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Langendorff+perfusion+method+as+an+ex+vivo+model+to+evaluate+heart+function+in+rats.">Langendorff perfusion method as an ex vivo model to evaluate heart function in rats.</a> Methods Mol Biol. 1816, 107-116 (2018).</li><li>Chang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardioprotective+effects+of+salidroside+on+myocardial+ischemia-reperfusion+injury+in+coronary+artery+occlusion-induced+rats+and+Langendorff-perfused+rat+hearts.">Cardioprotective effects of salidroside on myocardial ischemia-reperfusion injury in coronary artery occlusion-induced rats and Langendorff-perfused rat hearts.</a> Int J Cardiol. 215, 532-544 (2016).</li><li>Neely, J. R., Liebermeister, H., Battersby, E. J., Morgan, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pressure+development+on+oxygen+consumption+by+isolated+rat+heart.">Effect of pressure development on oxygen consumption by isolated rat heart.</a> Am J Physiol. 212 (4), 804-814 (1967).</li><li>Matsuura, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Positive+inotropic+effects+of+atp+released+via+the+maxi-anion+channel+in+Langendorff-perfused+mouse+hearts+subjected+to+ischemia-reperfusion.">Positive inotropic effects of atp released via the maxi-anion channel in Langendorff-perfused mouse hearts subjected to ischemia-reperfusion.</a> Front Cell Dev Biol. 9, 597997 (2021).</li><li>Louradour, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+assessment+of+mechanical+and+electrical+function+in+Langendorff-perfused+ex-vivo+mouse+hearts.">Simultaneous assessment of mechanical and electrical function in Langendorff-perfused ex-vivo mouse hearts.</a> Front Cardiovasc Med. 10, 1293032 (2023).</li><li>Ueoka, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testosterone+does+not+shorten+action+potential+duration+in+Langendorff-perfused+rabbit+ventricles.">Testosterone does not shorten action potential duration in Langendorff-perfused rabbit ventricles.</a> Heart Rhythm. 19 (11), 1864-1871 (2022).</li><li>Reichelt, M. E., Willems, L., Hack, B. A., Peart, J. N., Headrick, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cardiac+and+coronary+function+in+the+Langendorff-perfused+mouse+heart+model.">Cardiac and coronary function in the Langendorff-perfused mouse heart model.</a> Exp Physiol. 94 (1), 54-70 (2009).</li><li>Abel, R. M., Reis, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+coronary+blood+flow+and+perfusion+pressure+on+left+ventricular+contractility+in+dogs.">Effects of coronary blood flow and perfusion pressure on left ventricular contractility in dogs.</a> Circ Res. 27 (6), 961-971 (1970).</li><li>Arnold, G., Morgenstern, C., Lochner, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+autoregulation+of+the+heart+work+by+the+coronary+perfusion+pressure.">The autoregulation of the heart work by the coronary perfusion pressure.</a> Pflugers Arch. 321 (1), 34-55 (1970).</li><li>Iwamoto, T., Bai, X. J., Downey, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coronary+perfusion+related+changes+in+myocardial+contractile+force+and+systolic+ventricular+stiffness.">Coronary perfusion related changes in myocardial contractile force and systolic ventricular stiffness.</a> Cardiovasc Res. 28 (9), 1331-1336 (1994).</li><li>Rossello, X., Hall, A. R., Bell, R. M., Yellon, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+Langendorff+perfused+isolated+mouse+heart+model+of+global+ischemia-reperfusion+injury:+Impact+of+ischemia+and+reperfusion+length+on+infarct+size+and+LDH+release.">Characterization of the Langendorff perfused isolated mouse heart model of global ischemia-reperfusion injury: Impact of ischemia and reperfusion length on infarct size and LDH release.</a> J Cardiovasc Pharmacol Ther. 21 (3), 286-295 (2016).</li><li>Headrick, J. P., Peart, J., Hack, B., Flood, A., Matherne, G. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+properties+and+responses+to+ischaemia-reperfusion+in+Langendorff+perfused+mouse+heart.">Functional properties and responses to ischaemia-reperfusion in Langendorff perfused mouse heart.</a> Exp Physiol. 86 (6), 703-716 (2001).</li><li>Noly, P. E., Naik, S., Tang, P., Lei, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+ex+vivo+murine+biventricular+function+in+a+Langendorff+model.">Assessment of ex vivo murine biventricular function in a Langendorff model.</a> J Vis Exp. (190), e64384 (2022).</li><li>Garcia-Manzano, A., Gonzalez-Llaven, J., Lemini, C., Rubio-Poo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardization+of+rat+blood+clotting+tests+with+reagents+used+for+humans.">Standardization of rat blood clotting tests with reagents used for humans.</a> Proc West Pharmacol Soc. 44, 153-155 (2001).</li><li>Lewis, J. H., Van Thiel, D. H., Hasiba, U., Spero, J. A., Gavaler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+hematology+and+coagulation:+Studies+on+rodentia+(rats).">Comparative hematology and coagulation: Studies on rodentia (rats).</a> Comp Biochem Physiol A Comp Physiol. 82 (1), 211-215 (1985).</li><li>Motayagheni, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modified+Langendorff+technique+for+mouse+heart+cannulation:+Improved+heart+quality+and+decreased+risk+of+ischemia.">Modified Langendorff technique for mouse heart cannulation: Improved heart quality and decreased risk of ischemia.</a> MethodsX. 4, 508-512 (2017).</li></ol>

SNT'nin bu çalışmayla ilgili patent başvuruları vardır ve organ koruma teknolojisi geliştirmeye odaklanan bir şirket olan Sylvatica Biotech Inc.'in Bilimsel Danışma Kurulu'nda görev yapmaktadır. Çatışan tüm çıkarlar, MGH ve Partners HealthCare tarafından çıkar çatışması politikalarına uygun olarak yönetilir.

Langendorff perfüzyonu, çok çeşitli deneysel ihtiyaçları karşılamak için etkileyici bir uyarlama ve ayarlamaya izin veren son derece esnek bir tekniktir. Bu uyarlamaya, perfüzyon basınçları da dahil olmak üzere çoğu perfüzyon parametresinin önemli ölçüde ayarlanabilirliği izin verir. Langendorff'un retrograd doğası nedeniyle, perfüzyon basınçları, kardiyak fonksiyonda önemli bir rol oynayan koroner perfüzyon basınçlarına eşdeğerdir. Koroner perfüzyon basınçlarının (CPP) kardiyak çalışmayı doğrudan kontrol ettiği bilinmektedir, çünkü çok çeşitli kardiyak indeksler (yani, sol ventrikül basıncı, kasılma (dP/dtmax), duvar gerginliği, ventriküler sertlik) CPP 16,17,18 ile doğru orantılıdır. Tarihsel olarak, alan, fizyolojik koşulları taklit etmek amacıyla60 mmHg ile 80 mmHg arasında perfüzyon basınçları ve aslında CPP'yi kullanmıştır 5,8,15,19,20,21. Bununla birlikte, retrograd ex vivo makine perfüzyonunun fizyolojik olmayan doğası, yüksek iş talebi ile birleştiğinde, kardiyak fonksiyonda fazla zaman kaybına yol açar (Şekil 3). Alternatif olarak, daha düşük perfüzyon basınçları (30-35 mmHg), sıçan kalplerinin fizyolojik koşullarını in vivo olarak doğru bir şekilde kopyalamamasına rağmen, doğal olarak kardiyak iş talebini azaltır ve fazla zaman fonksiyon kaybı olmadan daha uzun perfüzyon süreleri (4 saat) elde eder (Şekil 3) ve greft ödemini azaltır (Şekil 2C). Daha düşük perfüzyon basınçlarının kullanılması, fizyolojik CPP'den bir sapma anlamına gelse de, fizyolojik perfüzyon basınçlarının kullanımına göre önemli avantajlar sağlıyor gibi görünmektedir, çünkü Langendorff perfüzyonu sırasında mevcut tekniğe bağlı fonksiyon kaybının ortadan kaldırılması, tekniği kardiyovasküler araştırmaları ilerletmek için önemli potansiyele sahip daha doğru ve öngörülebilir bir model sisteme dönüştürmektedir. Özellikle, bilimsel geçerliliğe ulaşmak için daha uzun perfüzyon sürelerine fayda sağlayan ve/veya gerektiren araştırma alanları (örneğin, ilaç tedavileri, immünolojik yanıt analizi, gen düzenleme, normotermik greft koruma, vb.) KVH'lere karşı savaşta giderek daha önemli hale gelmektedir.
Langendorff perfüzyonu, kardiyovasküler araştırma alanı için tartışmasız önemli bir araçtır. Bu nedenle, bu bilimsel tekniğin araştırma topluluğuna sağladığı önemli faydaların yanı sıra, önemli bir bilimsel karmaşıklık düzeyi ile birlikte gelir. Aslında, bu protokol içinde, öncelikle perfüzyona başlamadan önce, sırasında ve hemen sonrasında kardiyak greft hasarını önlemek için dikkatli bir standardizasyon gerektiren birkaç kritik adım vardır. Greft hasarının ilk şansı, portal ven yıkaması sırasında göze çarpmaz. Heparinize salin ile yapılan bu yıkama, kardiyak greftten mümkün olduğunca fazla tam kanın çift amaçlı olarak çıkarılmasını amaçlar. Birincisi, kan kaybı yoluyla ötenazi yolu olarak hizmet eder. İkincisi, sıçan tam kanının son derece kısa giysi sürelerine sahip olduğu bilindiğinden, alım, kanülasyon ve taşıma sırasında kardiyak greft içinde pıhtılaşma olasılığını en aza indirir22,23. Bununla birlikte, yüzlerce başarılı kardiyak perfüzyondan sonra, yıkama sırasında sıçan organizmasına uygulanan basıncın son derece önemli olduğu ve ideal yıkama basıncının yaklaşık 10 mmHg olduğu ortaya çıktı. Daha yüksek portal ven yıkama basınçları, kardiyak greftin damar sistemine zarar vererek vasküler direncin artmasına neden olur (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66815/66815eq01.jpg" style="margin: auto;">). Daha yüksek vasküler direnç, daha düşük akış hızlarında hedef perfüzyon basınçlarına ulaşılmasına neden olur. Basınç ve koroner akış arasındaki bu dengesizlik, üretilen sol ventrikül nabız basıncında (LVPP) iletilir ve bu da önemli değişkenliğe neden olur.
Olası kardiyak greft hasarının bir sonraki örneği, koronerlere hava kabarcıklarının sokulması yoluyla greftin sisteme bağlanması sırasındadır. Hava kabarcıkları, kanüllü kalbin yanlış kullanılması (Şekil 1B) veya kabarcık tutucunun24 yukarısındaki perfüzyon sisteminden uygun olmayan şekilde baloncuk çıkarılmasıyla kolayca ortaya çıkabilir. Bu kurulumun retrograd doğası nedeniyle, herhangi bir hava girişi kardiyak hava embolisi ile sonuçlanacak ve bu da iskemik hakaretlere, fibrilasyona ve çok yaygın olarak greft ölümüne yol açacaktır. Son olarak, protokolün başarısını sağlamak için son kritik adım, perfüzyonun başlatılması sırasında gerçekleşir. Langendorff'u bir teknik olarak kullandığını bildiren el yazmalarının büyük çoğunluğundan farklı olarak, bu protokolde perfüzyonun başlatılması, perfüzyon basınçları üzerinde tam kontrol sağlayan artımlı artışlarla (+0.2 mL/dk) nispeten düşük akışlarda (1 mL/dk) gerçekleştirilir 5,8,15,19,20,21 . Akıştaki ve dolayısıyla basınçtaki bu artımlı artış, basınçtaki ani değişiklikler vasküler direnci geri dönüşü olmayan bir şekilde artırdığı ve hassas akış/basınç dengesini değiştirdiği için kritik öneme sahiptir.
Basınç kontrollü Langendorff perfüzyonlarında yüksek vasküler direnç, hedef perfüzyon basınçlarına daha düşük akışlarda ulaşılması ve greftlerin yetersiz perfüze edilmesiyle sonuçlanması nedeniyle çok önemlidir. Akış ve basınç arasındaki bu mükemmel dengeye büyük ölçüde güvenmek, muhtemelen bu protokolün en büyük sınırlamasıdır, çünkü kasıtlı (yani, uzun süreli soğuk koruma, sıcak iskemi hakareti, miyokard enfarktüsü, vb.) veya kasıtsız, vasküler direncin artmasına neden olur. Aslında, bu protokol, deneyin perfüzyonun başlamasından sonra başladığı (yani ilaç tedavileri, immünolojik yanıt analizi, gen düzenleme, normotermik greft koruma, vb.) ancak daha önce başlamadığı araştırmalar için özellikle yararlıdır. Bu sınırlama, bir Langendorff'un tüm amaçlara uymadığına mükemmel bir örnektir ve deneysel ihtiyaçları daha iyi karşılamak için perfüzyon parametrelerinin uyarlanmasına özel dikkat gösterilmelidir.

Kardiyovasküler araştırma alanı, kardiyovasküler hastalıkların (KVH'ler) tanı ve tedavisinde önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Bununla birlikte, insidans ve mortalite oranlarındaki genel düşüşe rağmen, KVH'ler küresel olarak önde gelen ölüm nedeni olmaya devam etmektedir 1,2. Bu endişe verici gerçek, şüphesiz mevcut araştırma araçlarının doğruluğuna ve öngörülebilirliğine bağlı olan artan araştırma ve bilimsel ilerlemeye duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır. Sonuç olarak, araştırma araç setinin yeniliğine, iyileştirilmesine ve/veya yeniden kullanılmasına sürekli bir ihtiyaç vardır. Örneğin, bir asırdan fazla bir süredir sahada mevcut olan bir teknik olan retrograd veya Langendorff kalp perfüzyonu, daha geniş bir bilimsel ihtiyaç kapsamını kapsayacak ve daha geniş bir uygulama yelpazesi elde etmek için kolayca değiştirilebilir.
Langendorff perfüzyonu sırasında kardiyak greftin organizmanın geri kalanından izolasyonu, sıcaklık, dolaşımdaki çözelti, koroner perfüzyon basınçları vb. dahil olmak üzere çok çeşitli deneysel parametreler üzerinde önemli derecede kontrol sağlar.3,4,5,6,7. Bu parametrelerin manipülasyonu, daha ileri bilimsel gelişmeler için kullanılabilecek çok sayıda kardiyak senaryonun simülasyonunu kolaylaştırır 5,8,9,10. Bu parametreler arasında, perfüzyon basıncı muhtemelen en çok gözden kaçan deneysel ayardır11.
Langendorff sırasında, perfüzyon basınçları kalp atış hızı, pik sistolik/diyastolik basınçlar ve oksijen tüketimi ile doğrudan bir korelasyon gösterir11. Bu korelasyon, bireysel deneysel ihtiyaçları karşılamak için ayarlanabilen kardiyak greftler tarafından üretilen iş miktarı üzerinde doğrudan ve hassas kontrol sağlar. Bu değerli kontrol kabiliyetine rağmen, alan tarihsel olarak daha yüksek perfüzyon basınçlarının (60-80 mmHg) kullanımına yönelmiş ve deneysel ihtiyaçlardan bağımsız olarak tüm kardiyak greftleri yüksek iş talebine maruz bırakmıştır 8,12,13,14,15. Bu gereksiz yere yüksek iş talebinin sonuçları, aşırı çalışmanın erken başarısızlıkla sonuçlanma eğiliminde olduğu genel ilkesinden kaynaklanmaktadır. Bu, özellikle Langendorff yoluyla perfüze edilen kardiyak greftler için geçerli gibi görünmektedir, çünkü bu yöntemin fizyolojik olmayan doğası ve in vivo olarak mevcut olan iyileşme desteğinin eksikliği greft başarısızlığını daha da kötüleştiriyor gibi görünmektedir. Greft fonksiyonunun bu erken kaybı, perfüzyon ve deney sürelerini önemli ölçüde sınırlar. Gerçekte, daha uzun perfüzyon sürelerinin deneysel ihtiyaçlarla daha ilgili olduğu durumlarda (yani, ilaç tedavileri, immünolojik yanıt analizi, gen düzenleme, greft koruma, vb.), artan greft dayanıklılığı karşılığında daha düşük kardiyak çalışma sağlanabilir.
Bu protokol, Langendorff sırasında daha düşük perfüzyon basınçlarının (30-35 mmHg) kullanılmasının fizibilitesinin yanı sıra, daha yüksek perfüzyon basınçlarına (60-80 mmHg) kıyasla bunların zaman içinde kardiyak greft fonksiyonu için oluşturduğu önemli etkiyi göstermektedir. Ayrıca, bu makaledeki bulgular, deneysel ihtiyaçları daha iyi karşılamak için çok çeşitli perfüzyon parametrelerinin özelleştirilmesine öncelik vermenin önemini vurgulamaktadır.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>5-0 Suture</td>
			<td>Fine Scientific Tools</td>
			<td>18020-50</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>14 G Angiocath</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>381867</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16 G Angiocath</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>381957</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24 mm Heart Chamber adaptors</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>140132</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Balloon Catheter&#160;</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>170423</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD&#160;Slip Tip Sterile Syringes- 10 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-823-16E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD&#160;Slip Tip Sterile Syringes- 1 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-823-434</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD&#160;Slip Tip Sterile Syringes- 50 mL</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-820-11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A7906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bubble Trap Compliance Chamber</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>130149</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C7902</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clamp Holder</td>
			<td>United Scientic</td>
			<td>RTCLMP1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dextran</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>31389</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIN8 Extension Cable</td>
			<td>Iworx</td>
			<td>SKU&#160;C-DIN-EXT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon High Clarity 50 mL conical tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-432-22</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GSC Go Science Crazy&#160;Cast Iron Support Ring Stand</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S13748</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heart&#160; Chamber</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>140160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated Water Circulator bath</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin sodium Injection</td>
			<td>Medplus</td>
			<td>G-0409-2720-0409-2721</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrocortisone</td>
			<td>Solu-Cortef</td>
			<td>MGH Pharmacy</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insulin</td>
			<td>Humulin R</td>
			<td>MGH Pharmacy</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Insvasive Fluid Filled Blood Pressure Sensor</td>
			<td>Iworx</td>
			<td>SKU&#160;BP-10x</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iworx Data Acquisition System</td>
			<td>Iworx</td>
			<td>IX-RA-834</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Krebs-Henseleit Buffer</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>K3753</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Left Ventricular Pressure Balloon</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>170404</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex L/S Easy-Load II Pump Head for Precision Tubing, PPS Housing, SS Rotor</td>
			<td>VWR</td>
			<td>MFLX77200-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Masterflex L/S Standard Digital Pump Systems</td>
			<td>VWR</td>
			<td>MFLX07551-30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Membrane Oxygenating Chamber</td>
			<td>Radnoti</td>
			<td>130144</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene Tubing</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-170-12H</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision Pump Tubing-16</td>
			<td>VWR</td>
			<td>MFLX96410-16</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Bicarobonate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard PHD ULTRA CP Syringe Pump</td>
			<td>Harvard Aparatus</td>
			<td>88-3015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tygon Transfer Tubing</td>
			<td>VWR</td>
			<td>MFLX95702-03</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modified langendorff perfusion for extended perfusion times of rodent cardiac grafts

Kardiyovasküler hastalıkların (KVH) tanı ve tedavisindeki önemli gelişmelere rağmen, alanın acilen daha fazla araştırma ve bilimsel ilerlemeye ihtiyacı vardır. Sonuç olarak, mevcut araştırma araç setinin yeniliği, iyileştirilmesi ve/veya yeniden kullanılması, araştırmanın ilerlemesi için gelişmiş test yatakları sağlayabilir. Langendorff perfüzyonu, CVD araştırma alanı için çok çeşitli deneysel ihtiyaçları karşılayacak şekilde değiştirilebilen son derece değerli bir araştırma tekniğidir. Bu uyarlama, perfüzyon basıncı, akış, perfüzat, sıcaklık vb. dahil olmak üzere çok sayıda perfüzyon parametresinin kişiselleştirilmesiyle elde edilebilir. Bu protokol, Langendorff perfüzyonunun çok yönlülüğünü ve daha düşük perfüzyon basınçları (30-35 mmHg) kullanarak greft fonksiyon kaybı olmadan daha uzun perfüzyon süreleri (4 saat) elde etmenin fizibilitesini göstermektedir. Tekniğin kendisinin neden olduğu greft hasarı ve/veya fonksiyon kaybı olmadan uzun perfüzyon sürelerinin elde edilmesi, deneysel sonuçlardan kafa karıştırıcı unsurları ortadan kaldırma potansiyeline sahiptir. Aslında, daha uzun perfüzyon sürelerinin deneysel ihtiyaçlarla ilgili olduğu bilimsel durumlarda (yani, ilaç tedavileri, immünolojik yanıt analizi, gen düzenleme, greft koruma, vb.), daha düşük perfüzyon basınçları bilimsel başarı için anahtar olabilir.

The field of cardiovascular research has seen important advancements in the diagnosis and treatment of cardiovascular diseases (CVDs). However, despite the general decrease in incidence and mortality rates, CVDs remain the leading cause of death globally1,2. This alarming fact highlights the need for increased research and scientific advancement, which is undoubtedly dependent on the accuracy and predictability of the available research tools. As a result, there is a constant need for innovation, improvement and/or repurposing of the research toolset. For instance, retrograde or Langendorff heart perfusion, a technique available to the field for over a century, can be easily modified to cover a larger scope of scientific needs and achieve a broader range of applications.
The isolation of the cardiac graft from the rest of the organism during Langendorff perfusion provides an important degree of control over a wide array of experimental parameters, including temperature, circulating solution, coronary perfusion pressures, etc.3,4,5,6,7. The manipulation of these parameters facilitates the simulation of a large number of cardiac scenarios that can be leveraged to further scientific advancements5,8,9,10. Among these parameters, perfusion pressure is likely the most overlooked experimental setting11.
During Langendorff, perfusion pressures exhibit a direct correlation with heart rate, peak systolic/diastolic pressures, and oxygen consumption11. This correlation provides direct and precise control over the amount of work produced by the cardiac grafts, which can be adjusted to meet individual experimental needs. Despite this valuable control capability, the field has historically gravitated towards the use of higher perfusion pressures (60-80 mmHg), subjecting all cardiac grafts to high work demand irrespective of experimental needs8,12,13,14,15. The consequences of this unnecessarily high demand for work arise from the overarching principle that overwork tends to result in premature failure. This seems to be particularly true for cardiac grafts perfused via Langendorff, as the non-physiological nature of this method and the lack of recovery support present in vivo seem to exacerbate graft failure. This premature loss of graft function limits perfusion and experimental times significantly. In effect, in circumstances where longer perfusion times are more relevant to the experimental needs (i.e., drug treatments, immunological response analysis, gene editing, graft preservation, etc.), lower cardiac work can be afforded in exchange for increased graft durability.
This protocol demonstrates the feasibility of utilizing lower perfusion pressures (30-35 mmHg) during Langendorff, as well as the significant effect these pose for cardiac graft function over time when compared to higher perfusion pressures (60-80 mmHg). Furthermore, the findings in this manuscript highlight the importance of prioritizing the customization of the wide array of perfusion parameters to better meet experimental needs.

Yazar Spotlight: İlerleyen Kardiyovasküler Araştırma - İyileştirilmiş Deneysel Sonuçlar için Özel Langendorff Perfüzyon Teknikleri

Kemirgen Kardiyak Greftlerin Daha Uzun Perfüzyon Süreleri için Modifiye Langendorff Perfüzyonu

Yetişkin erkek Lewis sıçanlarından (250-300 g vücut ağırlığı) kalpler toplandı ve yüksek (70-80 mmHg) veya düşük (30-35 mmHg) perfüzyon basınçlarında (grup başına n = 3) perfüze edildi. Perfüzyon basıncının genel kardiyak fonksiyon ve sağlık üzerindeki etkileri, kalp hızı, ödem ve sol ventrikül fonksiyonu toplanarak belirlendi.
Kalp atım hızı ile perfüzyon basınçları arasında net bir ilişki tespit edildi (Şekil 2). Kalp hızı, yüksek basınçlı kalplerde, ilki hariç tüm zaman noktaları için düşük basınçlı kalplere kıyasla istatistiksel olarak daha yüksekti (60 dk, Şekil 2A,B). İlginç bir şekilde, düşük basınçlı kalpler, perfüzyonun başlangıcında, kalp atış hızının stabilize olması ve perfüzyonun geri kalanı boyunca korunan seviyelere ulaşması için yaklaşık 30 dakika süren bir ayarlama periyodundan geçiyor gibi görünmektedir (Şekil 2A). Gruplar arasında sol ventrikül nabız basıncında (LVPP) büyük bir fark gözlenmiştir ve yüksek basınçlı kalplerin LVPP'si her zaman noktasında düşük basınçlı kalplerden istatistiksel olarak daha yüksektir (Şekil 3B). Bu sürekli yüksek iş talebi, yüksek basınçlı kalplerde ilerleyici bir fonksiyon kaybına neden oldu ve 2 saatlik perfüzyondan sonra LVPP'de istatistiksel bir azalma görüldü (Şekil 3A, B). Alternatif olarak, düşük basınçlarla perfüze edilen kalplerde fonksiyon kaybı olmadı ve LVPP perfüzyon süresi boyunca değişmeden kaldı (Şekil 3A, B). LVPP'ye benzer şekilde, yüksek basınçlı kalpler, düşük basınçlı kalplere kıyasla perfüzyon süresi boyunca daha yüksek kalp kası kasılması (dP/dtmax) ve gevşeme (dP/dtmin) sergilemiştir (Şekil 3C,D). Buna göre, yüksek basınçlı kalpler, perfüzyonun son saatine kıyasla perfüzyon süresine 1 saat kala istatistiksel olarak daha yüksek olacak şekilde, ilerleyici bir kasılma ve gevşeme kapasitesi kaybına maruz kaldı. Farklı olarak, kardiyak kas kasılması ve gevşeme yetenekleri düşük basınç grubunda nispeten düşüktü ve 4 saatlik perfüzyon süresi boyunca değişmeden kaldı (Şekil 3C, D). Fonksiyonel etkilere ek olarak, uzun süreler boyunca yüksek perfüzyon basınçları da kardiyak greftler içinde interstisyel sıvı tutulmasını şiddetlendirerek ödemlere yol açar. Bu ödem, yüzde ağırlık değişimi olarak yarı ölçüldü ve düşük basınçlarda perfüze edilen kalplere kıyasla yüksek basınçlı kalplerin istatistiksel olarak daha yüksek kilo alımına sahip olmasına neden oldu (Şekil 2C).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66815/66815fig01.jpg"> Şekil 1: Perfüzyon sistemi kurulumu. (A) Genel perfüzyon kurulumu. Kesikli çizgiler, perfüzat sirkülasyonunu optimize etmek için sistem bileşenlerinin bağlanma sırasını temsil eder. Düz, renkli çizgiler, perfüzat sıcaklığını optimize etmek için bileşenlerin bağlanma sırasını temsil eder. (B) Kateterin boşalmasını ve koronerlere hava girmesini önlemek için kanülasyondan sonra kalbin uygun şekilde ele alınması. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66815/66815fig01large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66815/66815fig02.jpg"> Şekil 2: Basıncın kalp atış hızı ve ödem üzerindeki etkileri. (A) İntraventriküler balon ölçümlerinden elde edilen kalp atış hızı. Düz çizgi, deney gruplarının medyanıdır. Gölgeli alan, çeyrekler arası aralıktır. (B) Her perfüzyon saati için kalp atış hızı verilerinin eğrisi (AUC) altındaki alan. (C) Düşük ve yüksek basınçlarda 4 saatlik perfüzyondan sonra kazanılan ağırlık yüzdesi. Tüm veriler medyan ± çeyrekler arası aralık (IQR) olarak ifade edilir. *p < 0.01, **p < 0.05, ***p < 0.001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66815/66815fig02large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66815/66815fig03.jpg"> Şekil 3: Basıncın sol ventrikül fonksiyonu üzerindeki etkileri. (A) Zaman içinde çizilen maksimum sistolik basınç, sol ventrikül nabız basıncı (LVPP) olarak gösterilir. Düz çizgi, deney gruplarının medyanıdır. Gölgeli alan, çeyrekler arası aralıktır. (B) Her perfüzyon saati için LVPP eğrisinin (AUC) altındaki alan. (C) Basınç nabzının maksimum türevinden ölçülen kalp kası kasılması. (D) Basınç nabzının minimum türevinden ölçülen kalp kası gevşemesi. Tüm veriler medyan ± çeyrekler arası aralık olarak ifade edilir. *p < 0.01, **p < 0.05, ***p < 0.001, ****p < 0.0001. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66815/66815fig03large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td>İyon</td>
			<td>Konsantrasyon (mmol/L)</td>
		</tr><tr><td>Na+ </td>
			<td>135–145</td>
		</tr><tr><td>K + </td>
			<td><6.00</td>
		</tr><tr><td>Ca +2 </td>
			<td>1.0–1.3</td>
		</tr><tr><td>Cl - </td>
			<td>96–106</td>
		</tr></tbody></table>Tablo 1: Perfüzattaki kabul edilebilir iyon konsantrasyonu aralığı.

Bu makale, Langendorff sırasında fizyolojik (60-80 mmHg) perfüzyon basınçlarından daha düşük (30-35 mmHg) uygulanarak murin kardiyak greftlerde fonksiyon kaybı olmadan daha uzun perfüzyon süreleri (4 saat) elde etmenin fizibilitesini göstermektedir.

Despite important advancements in the diagnosis and treatment of cardiovascular diseases (CVDs), the field is in urgent need of increased research and ...

modified-langendorff-perfusion-for-extended-perfusion-times-rodent

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Modified Langendorff Perfusion for Extended Perfusion Times of Rodent Cardiac Grafts

623 Görüntüleme.  Harvard Medical School and Massachusetts General Hospital. Bu araştırma, bir araştırma aracı olarak Langendorff perfüzyonunun dinamizmini ve geniş uygulamasını ve kardiyovasküler hastalık araştırmalarındaki muazzam faydasını vurgulamayı amaçlamaktadır. Ayrıca, akışlar, basınçlar, perfüzat ve sıcaklık gibi farklı perfüzyon parametrelerinin deneysel ihtiyaçlara daha iyi uyacak şekilde uyarlanmasının önemini vurgulamaktadır. Bu protokol, Langendorff perfüzyonunun mevcut durumuna alter...

Video: Yazar Spotlight: İlerleyen Kardiyovasküler Araştırma - İyileştirilmiş Deneysel Sonuçlar için Özel Langendorff Perfüzyon Teknikleri

Despite important advancements in the diagnosis and treatment of cardiovascular diseases (CVDs), the field is in urgent need of increased research and scientific advancement. As a result, innovation, improvement and/or repurposing of the available research toolset can provide improved testbeds for research advancement. Langendorff perfusion is an extremely valuable research technique for the field of CVD research that can be modified to accommodate a wide array of experimental needs. This tailoring can be achieved by personalizing a large number of perfusion parameters, including perfusion pressure, flow, perfusate, temperature, etc. This protocol demonstrates the versatility of Langendorff perfusion and the feasibility of achieving longer perfusion times (4 h) without graft function loss by utilizing lower perfusion pressures (30-35 mmHg). Achieving extended perfusion times without graft damage and/or function loss caused by the technique itself has the potential to eliminate confounding elements from experimental results. In effect, in scientific circumstances where longer perfusion times are relevant to the experimental needs (i.e., drug treatments, immunological response analysis, gene editing, graft preservation, etc.), lower perfusion pressures can be key for scientific success.

This article demonstrates the feasibility of achieving longer perfusion times (4 h) of murine cardiac grafts without function loss by employing lower (30-35 mmHg) than physiological (60-80 mmHg) perfusion pressures during Langendorff.