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 ønsker å takke Marlijn Jansen, Joyce Visser, og Martijn van Nieuwburg for deres hjelp med dyreforsøk. Vi erkjenner sterkt Martijn Froeling og Anke Wassink for deres hjelp med MR imaging.

In vivo forsøk ble gjennomført i samsvar med Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr utarbeidet av Institutt for laboratorieForsøksdyrUtvalget. Forsøket ble godkjent av den lokale Animal Experiments komiteen. 1. Fremstilling av injiserbare og Inkludering Solution <ol><li> Klargjør injiserbare gel. <ol><li> Forbered 1 ml ureido-pyrimidinon (UPy) gel i henhold til tidligere beskrevne protokoller 12, 13. </li><li> Legg t...

<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 myokardvevet behandling i henhold til denne protokollen gir en strukturert metode som gjør det mulig å 3D-analyse av infarktet, den IBZ, og de utførte injeksjoner med hensyn til hjerteanatomi. Fyllingen volum av hjertet avhenger av den ønskede analysen. I denne studien å vurdere injeksjon nøyaktighet, rettet vi å fylle hjertet å ligne slutt diastolisk geometri så tett som mulig. For å håndheve dette er LV apex festet til bunnen av beholderen og LV er fylt med agar mens lungevenene er fastklemt. ...

Iskemisk hjertesykdom har vært verdens ledende dødsårsaken for de siste tiårene 1. Akutt behandling etter hjerteinfarkt tar sikte på å gjenopprette blodstrømmen til hjertemuskelen via perkutan koronar intervensjon eller koronararterie-bypass-transplantasjon. I alvorlige infarkter, er et stort område av myokard sprekker, og at disse tilfellene ofte resultere i ischemisk hjertesvikt (HF) 2. Nåværende behandlingsalternativer for HF fokus på forebygging og bevaring av hjertefunksjonen for HF-pasienter, men ikke på gjenfødelse. I det siste tiåret, har hjerte regenerative behandlinger blitt etterforsket som et behandlingsalternativ for HF tre. Denne behandlingen tar sikte på å levere biologiske, slik som stamceller eller vekstfaktorer, direkte til den skadde hjertemuskelen til å indusere revaskularisering, kardiomyocyttbeskyttelse, differensiering, vekst og 4. for optimalterapeutisk virkning, er det en hypotese at den biologiske må injiseres i infarktrandsonen (AGP) for å lette god vevsperfusjon for overlevelsen av den biologiske og for optimal effekt til målsonen 5, 6. Flere teknikker er blitt utviklet for å utføre identifikasjon og visualisering av IBZ å lede intramyocardial injeksjoner 7, 8, 9, 10, 11. I tillegg til identifisering og visualisering av IBZ, leveringen er også avhengig av biomaterialer og injeksjonskatetere brukt. For å validere injeksjon nøyaktigheten av leveringsteknikker, kreves en nøyaktig og reproduserbar metode kvantifisering. Vi har utviklet en protokoll for hel-hjerte myokardialt vev behandling som gir to-dimensjonale (2D) og tredimensjonaltnal (3D) avbildning, som kan benyttes for kvalitativ og kvantitativ undersøkelse tar sikte på. Protokollen omfatter innleiringsprosessen og det digitale bildeanalyse. I denne artikkelen, viser vi en protokoll for vurdering av den målsøkende nøyaktigheten av intramyocardial injeksjoner i IBZ i en stor svine modell for kronisk hjerteinfarkt.

<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 regenerativ behandling tar sikte på å beskytte og reparere den skadde hjerte i pasienter med iskemisk hjertesykdom. Ved å injisere stamceller eller andre biologiske materialer som forbedrer angio- eller vaskulogenese inn i infarktrandsonen (AGP), blir vevsperfusjon forbedret, og myokard kan beskyttes mot ytterligere skade. For maksimal terapeutisk virkning, er det en hypotese at den regenerative substans er best leveres til IBZ. Dette krever nøyaktige injeksjoner og har ført til utvikling av nye injeksjonsteknikker. For å validere disse nye teknikker, har vi utviklet en valideringsprotokoll basert på myokardialt vev analyse. Denne protokollen innbefatter hel-hjerte myokardialt vev behandling som muliggjør detaljert to-dimensjonale (2D) og tre-dimensjonale (3D) analyse av hjerteanatomi og intramyocardial injeksjoner. I en gris, ble hjerteinfarkt laget av en 90-minutters okklusjon av den venstre fremre nedadgående koronararterie. Fire uker senere, en mixture av en hydrogel med superparamagnetiske jernoksidpartikler (SPIOs) og fluorescerende kuler ble injisert i IBZ ved hjelp av et minimalt invasiv endokardiale tilnærming. 1 time etter injeksjonsprosedyren, ble grisen avlivet, og hjertet ble skåret ut og innleiret i agarose (agar). Etter størkning av agaren ble magnetisk resonansavbildning (MRI), kutting av hjertet, og fluorescensavbildning utført. Etter bildeetterbehandling, ble 3D-analyse utført for å vurdere IBZ målretting nøyaktighet. Denne protokollen gir en strukturert og reproduserbar metode for vurdering av den målsøkende nøyaktigheten av intramyocardial injeksjoner i IBZ. Protokollen kan lett brukes ved behandling av arrvev og / eller validering av injeksjons nøyaktigheten av hele hjertet er ønsket.

tissue Embedding Gjennom embedding prosessen ble en ende-diastolisk lignende geometri etablert. Agaren hell festet til hjertevevet, slik at vev som skal skjæres opp i den ønskede vinkler med like skivetykkelse (Figur 2A og 2C). Scar- og injeksjonsstedet Assessment For hver av...

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

3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

Denne protokollen beskriver en ny fremgangsmåte for 3D sammenligning av hel-hjerte myokardialt vev med MRI. Denne er utformet for nøyaktig vurdering av intramyocardial injeksjoner i infarktrandsonen av en kronisk svine-modell av hjerteinfarkt.

3D Whole-hjerte Hjerteinfarkt vevet 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

Ultralyd vurdering av myokard mikrostruktur

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

Hjerteinfarkt og funksjonelle resultatet Vurdering 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 Kvantifisering av 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 Imaging: rask og kostnadseffektiv Morphometry av muskel vev

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 av en lukket kiste svin hjerteinfarkt modell av standardisering av vev og blod utvalgstrekking

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

Sanntid press volum analyse av akutt hjerteinfarkt 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

Generasjon av menneskelig 3D lungevev kulturer (3D-LTCs) for sykdom 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

Bruk av 3D robot ultralyd for in vivo analyse av mus nyrer

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