Name: 3d whole-heart myocardial tissue analysis
Uploaded: 2017-04-12T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about 3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis at JoVE.com

Forfatterne vil gerne takke Marlijn Jansen, Joyce Visser, og Martijn van Nieuwburg for deres bistand med dyreforsøg. Vi sætter stor anerkende Martijn Froeling og Anke Wassink for deres hjælp med MR billeddannelse.

In vivo Forsøget blev udført i overensstemmelse med den vejledning for pleje og anvendelse af forsøgsdyr udarbejdet af Institute of Laboratory Animal Research. Forsøget blev godkendt af den lokale dyreforsøg udvalg. 1. Fremstilling af injicerbar og Indlejring Løsning <ol><li> Forberede den injicerbare gel. <ol><li> Forbered 1 ml ureido-pyrimidinon (UPy) gel i overensstemmelse med tidligere beskrevne protokoller 12, 13.</su...

<ol>
	<li>Nowbar, A. N., Howard, J. P., Ja Finegold, ., Asaria, P., Francis, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=2014+global+geographic+analysis+of+mortality+from+ischaemic+heart+disease+by+country,+age+and+income:+statistics+from+World+Health+Organisation+and+United+Nations.">2014 global geographic analysis of mortality from ischaemic heart disease by country, age and income: statistics from World Health Organisation and United Nations.</a> Int J Cardiol. 174 (2), 293-298 (2014).</li><li>Kannel, W. B., Belanger, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epidemiology+of+heart+failure.">Epidemiology of heart failure.</a> Am Heart J. 121 (3), 951-957 (1991).</li><li>Ib&#225;&#241;ez, B., Heusch, G., Ovize, M., Van De Werf, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolving+therapies+for+myocardial+ischemia/reperfusion+injury.">Evolving therapies for myocardial ischemia/reperfusion injury.</a> J Am Coll Cardiol. 65 (14), 1454-1471 (2015).</li><li>Bartunek, J., Vanderheyden, M., Hill, J., Terzic, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cells+as+biologics+for+cardiac+repair+in+ischaemic+heart+failure.">Cells as biologics for cardiac repair in ischaemic heart failure.</a> Heart. 96 (10), 792-800 (2010).</li><li>Orlic, D., Kajstura, 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=Bone+marrow+cells+regenerate+infarcted+myocardium.">Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium.</a> Nature. 410 (6829), 701-705 (2001).</li><li>Nguyen, P. K., Lan, F., Wang, Y., Wu, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging:+Guiding+the+Clinical+Translation+of+Cardiac+Stem+Cell+Therapy.">Imaging: Guiding the Clinical Translation of Cardiac Stem Cell Therapy.</a> Circ Res. 109 (8), 962-979 (2011).</li><li>Psaltis, P. J., Worthley, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endoventricular+electromechanical+mapping-the+diagnostic+and+therapeutic+utility+of+the+NOGA+XP+Cardiac+Navigation+System.">Endoventricular electromechanical mapping-the diagnostic and therapeutic utility of the NOGA XP Cardiac Navigation System.</a> J Cardiovasc Transl Res. 2 (1), 48-62 (2009).</li><li>Tomkowiak, M. T., Klein, A. 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=Targeted+transendocardial+therapeutic+delivery+guided+by+MRI-x-ray+image+fusion.">Targeted transendocardial therapeutic delivery guided by MRI-x-ray image fusion.</a> Catheter Cardiovasc Interv. 78 (3), 468-478 (2011).</li><li>Dauwe, D. F., Nuyens, D., 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=Three-dimensional+rotational+angiography+fused+with+multimodal+imaging+modalities+for+targeted+endomyocardial+injections+in+the+ischaemic+heart.">Three-dimensional rotational angiography fused with multimodal imaging modalities for targeted endomyocardial injections in the ischaemic heart.</a> Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 15 (8), 900-907 (2014).</li><li>van Slochteren, F. J., van Es, R., 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=Multimodality+infarct+identification+for+optimal+image-guided+intramyocardial+cell+injections.">Multimodality infarct identification for optimal image-guided intramyocardial cell injections.</a> Neth Heart J. 22 (11), 493-500 (2014).</li><li>van Slochteren, F. J., van Es, R., 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=Three+dimensional+fusion+of+electromechanical+mapping+and+magnetic+resonance+imaging+for+real-time+navigation+of+intramyocardial+cell+injections+in+a+porcine+model+of+chronic+myocardial+infarction.">Three dimensional fusion of electromechanical mapping and magnetic resonance imaging for real-time navigation of intramyocardial cell injections in a porcine model of chronic myocardial infarction.</a> Int J Cardiovasc Imaging. 32 (5), 833-843 (2016).</li><li>Pape, a. C. H., Bakker, M. 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=An+Injectable+and+Drug-loaded+Supramolecular+Hydrogel+for+Local+Catheter+Injection+into+the+Pig+Heart.">An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart.</a> J Vis Exp. (100), (2015).</li><li>Bastings, M. M. C., Koudstaal, S., 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=A+fast+pH-switchable+and+self-healing+supramolecular+hydrogel+carrier+for+guided,+local+catheter+injection+in+the+infarcted+myocardium.">A fast pH-switchable and self-healing supramolecular hydrogel carrier for guided, local catheter injection in the infarcted myocardium.</a> Adv Healthc Mater. 3 (1), 70-78 (2014).</li><li>Koudstaal, S., Jansen of Lorkeers, S. 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=Myocardial+infarction+and+functional+outcome+assessment+in+pigs.">Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs.</a> J. Vis. Exp. (86), (2014).</li></ol>

Hel-hjerte 3D myokardievæv forarbejdning ifølge denne protokol giver en struktureret metode, som tillader 3D analyse af infarkt, den IBZ, og de udførte injektioner med hensyn til hjertets anatomi. Påfyldningsvolumenet af hjertet afhænger af den ønskede analyse. I denne undersøgelse at vurdere injektion nøjagtighed, vi havde til formål at fylde dit hjerte til at ligne den endelige diastoliske geometri så tæt som muligt. At håndhæve denne, er LV toppunkt fastgjort til bunden af ​​beholderen og LV er fyldt...

Iskæmisk hjertesygdom har været verdens førende dødsårsag for de seneste årtier 1. Akut behandling efter myokardieinfarkt har til formål at genoprette blodstrømmen til myocardiet via perkutan koronar intervention eller koronar bypassoperation. I alvorlige infarkter, er et stort område af myocardiet arret, og disse tilfælde resulterer ofte i iskæmisk hjertesvigt (HF) 2. Aktuelle behandlingsmuligheder for HF fokus på forebyggelse og bevarelse af hjertefunktionen for HF-patienter, men ikke på regenerering. I det sidste årti, har kardiale regenerative terapier blevet undersøgt som en mulighed for HF 3 behandling. Denne terapi til formål at levere biologiske, såsom stamceller eller vækstfaktorer, direkte til det sårede myocardium at inducere revaskularisering, cardiomyocyte beskyttelse, differentiering og vækst 4. For optimalterapeutiske virkning antages det, at den biologiske skal injiceres i infarkt grænsezonen (IBZ) for at lette god vævsperfusion for overlevelsen af den biologiske og for optimal effekt til målzonen 5, 6. Flere teknikker er blevet udviklet til at udføre identifikation og visualisering af IBZ at vejlede intramyocardiale injektioner 7, 8, 9, 10, 11. Udover identifikation og visualisering af IBZ, levering har ligeledes på biomaterialer og injektion katetre anvendes. At validere injektion nøjagtigheden af ​​leveringsteknikker, der kræves en nøjagtig og reproducerbar kvantificering metode. Vi har udviklet en protokol for hel-hjerte myokardie vævsbehandling, der tilbyder todimensional (2D) og tre-dimensionellenal (3D) billeddannelse, som kan bruges til kvalitativ og kvantitativ undersøgelse sigter. Protokollen dækker indlejring processen og den digitale billedanalyse. I dette papir udviser vi en protokol til vurdering af den målsøgende nøjagtigheden af ​​intramyocardiale injektioner i IBZ i en stor porcin model af kronisk myokardieinfarkt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="610">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">0.9% Saline</td>
			<td style="width:108px;">Braun</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Agarose</td>
			<td style="width:108px;">Roche Diagnostics</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">Scientific grade multipurpose agar</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Biomolecular fluorescence scanner Typhoon 9410&#160;</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Embedding container</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Plastic, dimensions 17 x 14,5 x 14 cm</td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:216px;">FluoSpheres Polystyrene Microspheres</td>
			<td style="width:108px;">Invitrogen</td>
			<td>F8834</td>
			<td>red, 10 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Gadolinium</td>
			<td style="width:108px;">Gadovist</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>1,0 mmol/mL</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">dS 32 channel head coil</td>
			<td style="width:108px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Or similar</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:216px;">Matlab</td>
			<td style="width:108px;">Mathworks</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;">To insure compatability 2015a or newer</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Meat slicer</td>
			<td style="width:108px;">Berkel</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:216px;">Myostar injection catheter</td>
			<td style="width:108px;">Biosense Webster</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="39">
			<td height="39" style="height:39px;width:216px;">Super paramagnetic iron oxide particles</td>
			<td style="width:108px;">Sinerem</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Triphenyl-tetrazolium chloride</td>
			<td style="width:108px;">Merck</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">UPy-PEG10k</td>
			<td style="width:108px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Vicryl 2-0</td>
			<td style="width:108px;">Ethicon</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

3d whole-heart myocardial tissue analysis

Hjerte regenerative behandlinger til formål at beskytte og reparere sårede hjerte hos patienter med iskæmisk hjertesygdom. Ved at injicere stamceller eller andre biologiske der forbedrer angio- eller vaskulogenese i infarkt grænsezonen (IBZ), er vævsperfusion forbedret, og myocardiet kan beskyttes mod yderligere skader. For maksimal terapeutisk virkning, antages det, at den regenerative stof bedst leveres til IBZ. Dette kræver nøjagtige injektioner og har ført til udviklingen af ​​nye injektionsteknik. At validere disse nye teknikker har vi designet en valideringsprotokol baseret på myokardievæv analyse. Denne protokol omfatter hel-hjerte myokardievæv behandling, der muliggør detaljeret todimensionale (2D) og tredimensionale (3D) analyse af hjertets anatomi og intramyocardiale injektioner. Hos en gris blev myokardieinfarkt skabt af en 90-min okklusion af den venstre forreste nedadgående kranspulsåre. Fire uger senere, en mixture af en hydrogel med superparamagnetiske jernoxidpartikler (SPIOs) og fluorescerende perler blev injiceret i IBZ under anvendelse af et minimalt invasiv endocardiel tilgang. 1 time efter injektionen procedure blev grisen aflivet, og hjertet blev udskåret og indlejret i agarose (agar). Efter størkning af agaren blev magnetisk resonans (MRI), udskæring af hjertet, og fluorescensafbildning udført. Efter billedet efterbehandling, blev 3D-analyse udført for at vurdere nøjagtigheden IBZ målretning. Denne protokol giver en struktureret og reproducerbar metode til vurdering af den målsøgende nøjagtigheden af ​​intramyocardiale injektioner i IBZ. Protokollen let kan anvendes, når der ønskes behandling af arvæv og / eller validering af injektionen nøjagtighed af hele hjertet.

tissue Indlejring Ved indbygning proces blev en slutdiastolisk-lignende geometri etableret. Agaren held klæbet til hjertevævet, således at væv, der skal opskæres i den ønskede vinkling med lige skivetykkelser (figur 2A og 2C). Scar- og injektionsstedet Assessment For hver...

Watch this Scientific Journal Video about 3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis at JoVE.com

3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

Denne protokol beskriver en hidtil ukendt fremgangsmåde til 3D sammenligning af hel-hjerte myokardievæv med MRI. Dette er designet til nøjagtig vurdering af intramyocardiale injektioner i infarkt randzonen af ​​en kronisk porcin model for myokardieinfarkt.

3D Whole-hjerte myokardievævet Analyse

Cardiac regenerative therapies aim to protect and repair the injured heart in patients with ischemic heart disease. By injecting stem cells or other ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Acute Myocardial Infarction in Rats

With heart failure leading the cause of death in the USA (Hunt), biomedical research is fundamental to advance medical treatments for cardiovascular ...

A Research Method For Detecting Transient Myocardial Ischemia In Patients With Suspected Acute Coronary Syndrome Using Continuous ST-segment Analysis

Each year, an estimated 785,000 Americans will have a new coronary attack, or acute coronary syndrome (ACS). The pathophysiology of ACS involves rupture ...

Ultrasonic Assessment of Myocardial Microstructure

Ultralydsvurdering af Myocardial Microstructure

Echocardiography is a widely accessible imaging modality that is commonly used to noninvasively characterize and quantify changes in cardiac structure and ...

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Myokardieinfarkt og Functional resultatvurdering i Pigs

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One ...

Histological Quantification of Chronic Myocardial Infarct in Rats

Histologisk Kvantificering af kronisk hjerteinfarkt i rotter

Myocardial infarction is defined as cardiomyocyte death due to prolonged ischemia; an inflammatory response and scar formation (fibrosis) follow the ...

3D Ultrasound Imaging: Fast and Cost-effective Morphometry of Musculoskeletal Tissue

3D ultralyd billedbehandling: hurtig og omkostningseffektiv morfometri bevægeapparatet væv

The developmental goal of 3D ultrasound imaging (3DUS) is to engineer a modality to perform 3D morphological ultrasound analysis of human muscles. 3DUS ...

Improvement of a Closed Chest Porcine Myocardial Infarction Model by Standardization of Tissue and Blood Sampling Procedures

Forbedring af en lukket brystet svin myokardieinfarkt Model af standardisering af væv og blod prøveudtagningsprocedurer

Myocardial ischemia reperfusion (I/R) injury contributes to almost half of the necrotic area after myocardial infarction. To date there is no approved ...

Real-time Pressure-volume Analysis of Acute Myocardial Infarction in Mice

Real-time pres-binds analyse af akut myokardieinfarkt i mus

Acute myocardial infarction can lead to acute heart failure and cardiogenic shock. The evaluation of hemodynamics is critical for the evaluation of any ...

Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures (3D-LTCs) for Disease Modeling

Generation of Human 3D Lung Tissue Cultures 3D-LTCs for Disease Modeling

Generation af menneskelige 3D lungevæv kulturer (3D-LTCs) for sygdommen modellering

Translation of novel discoveries to human disease is limited by the availability of human tissue-based models of disease. Precision-cut lung slices (PCLS) ...

Use of 3D Robotic Ultrasound for In Vivo Analysis of Mouse Kidneys

Use of 3D Robotic Ultrasound for In Vivo Analysis of Mouse Kidneys

Brug af 3D-robot ultralyd til In Vivo-analyse af musenyrer

Common modalities for in vivo imaging of rodents include positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), ...