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

Författarna vill tacka Marlijn Jansen, Joyce Visser och Martijn van Nieuwburg för deras hjälp med djurförsök. Vi erkänner kraftigt Martijn Froeling och Anke Wassink för deras hjälp med MRI imaging.

Den in vivo experiment utfördes i enlighet med Guide för skötsel och användning av försöksdjur som utarbetats av Institute of Laboratory Animal Research. Experimentet godkändes av den lokala djurförsökskommitté. 1. Framställning av injicerbar and Embedding Lösning <ol><li> Framställa den injicerbara gelén. <ol><li> Förbereda 1 ml av ureido-pyrimidinon (UPy) gel i enlighet med tidigare beskrivna protokoll 12, 13.</...

<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>

Hela-heart 3D myokardiell vävnadsbehandling enligt detta protokoll erbjuder en strukturerad metod som möjliggör 3D-analys av infarkt, den IBZ, och de utförda injektioner med avseende på den hjärtanatomi. Fyllnadsvolymen av hjärtat beror på den önskade analysen. I denna studie för att utvärdera injektions noggrannhet, som syftar vi fylla hjärtat att likna slutdiastoliska geometri så nära som möjligt. För att verkställa detta är LV spetsen fäst vid botten av behållaren och LV är fylld med agar medan l...

Ischemisk hjärtsjukdom har varit världens ledande dödsorsaken för de senaste decennierna 1. Akut behandling efter hjärtinfarkt syftar till att återställa blodflödet till myokardiet via perkutan koronar intervention eller kranskärlsbypasstransplantering. I svåra infarkter är en stor del av hjärtmuskeln ärrade och dessa fall resulterar ofta i ischemisk hjärtsvikt (HF) 2. Nuvarande behandlingsalternativ för HF fokus på förebyggande och bevarande av hjärtfunktion för HF patienterna, men inte på förnyelse. Under det senaste decenniet har hjärt regenerativa terapier undersökts som ett behandlingsalternativ för HF 3. Denna terapi syftar till att leverera biologiska, såsom stamceller eller tillväxtfaktorer, direkt till den skadade myokardiet att inducera revaskularisering, cardiomyocyte skydd, differentiering och tillväxt 4. för optimalterapeutisk effekt, är det en hypotes att det biologiska måste injiceras i infarktgränszonen (IBZ) för att underlätta god vävnadsperfusion för överlevnaden av den biologiska och för optimal effekt till målzonen 5, 6. Flera tekniker har utvecklats för att utföra identifiering och visualisering av IBZ att vägleda intramyokardpluggar injektioner 7, 8, 9, 10, 11. Förutom identifiering och visualisering av IBZ, leveransen förlitar också på biomaterial och injektionskatetrar används. Att validera injektionsnoggrannheten av de tillförseltekniker, är en exakt och reproducerbar kvantifiering metod krävs. Vi har utvecklat ett protokoll för hel-hjärta hjärtvävnadsbehandling som ger tvådimensionell (2D) och tredimensionellanal (3D) avbildning, som kan användas för kvalitativ och kvantitativ studie syftar. Protokollet omfattar inbäddning processen och digital bildanalys. I detta dokument, visar vi ett protokoll för bedömning av den målsökande noggrannheten hos intramyokardpluggar injektioner i IBZ i en stor grismodell av kronisk myokardinfarkt.

<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

Hjärt regenerativa terapier syftar till att skydda och reparera skadade hjärtat hos patienter med ischemisk hjärtsjukdom. Genom att injicera stamceller eller andra biologiska ämnen som förstärker angioödem eller vaskulogenes in i infarktgränszonen (IBZ) är vävnadsperfusion förbättras och myokardium kan skyddas från ytterligare skador. För maximal terapeutisk effekt är det en hypotes att den regenerativa substansen är bäst levereras till IBZ. Detta kräver noggranna injektioner och har lett till utvecklingen av nya injektionsteknik. För att validera dessa nya tekniker, har vi utformat en valideringsprotokoll baserat på hjärtvävnadsanalys. Detta protokoll omfattar hel-hjärta myokardiell vävnadsbehandling som möjliggör detaljerad tvådimensionell (2D) och tredimensionella (3D) analys av hjärt anatomi och intramyokardpluggar injektioner. I en gris, var hjärtinfarkt skapats av en 90-min ocklusion av den vänstra främre nedåtgående kransartären. Fyra veckor senare, en Mixture av en hydrogel med superparamagnetiska järnoxidpartiklar (SPIOs) och fluorescerande pärlor injicerades i IBZ med användning av ett minimalt invasivt endokardiell tillvägagångssätt. 1 h efter injektionsproceduren, var gris avlivades, och hjärtat skars ut och inbäddades i agaros (agar). Efter stelning av ägarn, var magnetisk resonanstomografi (MRI), skivning av hjärtat, och fluorescensavbildning utfördes. Efter bild efterbearbetning, var 3D analys för att bedöma IBZ inriktning noggrannhet. Detta protokoll erbjuder ett strukturerat och reproducerbar metod för bedömning av den målsökande noggrannheten hos intramyokardpluggar injektioner i IBZ. Protokollet kan enkelt användas när behandlingen av ärrvävnad och / eller validering av insprutnings noggrannheten hos hela hjärtat önskas.

vävnads~~POS=TRUNC inbäddning Genom inbäddning processen gjordes en slutdiastoliska liknande geometri etablerad. Ägarn framgångsrikt vidhäftade till hjärtvävnad, vilket möjliggör den vävnad som skall skivas vid den önskade vinklingen med lika slice tjocklekar (fig 2A och 2C). Bedömning Scar- och injektionsstället <p clas...

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

3D Whole-heart Myocardial Tissue Analysis

Detta protokoll beskriver ett nytt förfarande för 3D-jämförelse av hel-hjärta myokardial vävnad med MRI. Detta är utformad för korrekt bedömning av intramyokardpluggar injektioner i infarkt gränszon av en kronisk grismodell av hjärtinfarkt.

3D Whole-hjärta Myocardial Tissue Analys

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

Akut hjärtinfarkt hos råttor

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

En forskningsmetod för att upptäcka Övergående myokardischemi hos patienter med misstänkt akut koronart syndrom Användning av kontinuerlig ST-segmentet analys

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

Ultraljud bedömning av myokard 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

Hjärtinfarkt och bedömning Funktionell Utfall i Grisar

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 Kvantifiering av kronisk hjärtinfarkt hos råttor

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 ultraljud: snabb och kostnadseffektiv morfometri muskuloskeletala vävnad

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

Förbättring av en sluten bröstet svin hjärtinfarkt modell av standardisering av vävnad och blod provtagningsmetoder

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

Realtid tryck-volym analys av akut hjärtinfarkt hos möss

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 av Human 3D Lung vävnadskulturer (3D-LTCs) för sjukdomen 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

Användning av 3D robot ultraljud för In Vivo analys av mus njurar

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