Name: a model of long-term ventricular fibrillation in isolated rat hearts
Uploaded: 2023-02-17T14:15:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Model of Long-Term Ventricular Fibrillation in Isolated Rat Hearts at JoVE.com

Diese Arbeiten wurden mit Unterstützung der Herz-Kreislauf-Chirurgie, des First Medical Center, des Chinese PLA General Hospital und des Laboratory Animal Center, Chinese PLA General Hospital, durchgeführt.

Alle experimentellen Verfahren und Protokolle, die in dieser Untersuchung verwendet wurden, wurden vom Animal Care and Use Committee des PLA General Hospital überprüft und genehmigt.
1. Vorbereitung des Langendorff-Apparates
<ol><li>Bereiten Sie den Krebs-Henseleit-Puffer (K-H) vor. Zur Herstellung des K-H-Puffers wird destilliertem Wasser Folgendes zugegeben: 118,0 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 1,2 mMMgSO4, 1,2 mMNaH2PO4, 1,8 mM CaCl2, 25,0 mM NaHCO3</su...

<ol>
	<li>Kilic, 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=Clinical+outcomes+of+mitral+valve+reoperations+in+the+United+States:+An+analysis+of+the+society+of+thoracic+surgeons+national+database.">Clinical outcomes of mitral valve reoperations in the United States: An analysis of the society of thoracic surgeons national database.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 107 (3), 754-759 (2019).</li><li>Akins, C. W., 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=Risk+of+reoperative+valve+replacement+for+failed+mitral+and+aortic+bioprostheses.">Risk of reoperative valve replacement for failed mitral and aortic bioprostheses.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 65 (6), 1551-1542 (1998).</li><li>Jamieson, W. 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=Reoperation+for+bioprosthetic+mitral+structural+failure:+risk+assessment.">Reoperation for bioprosthetic mitral structural failure: risk assessment.</a> Circulation. 108 (Suppl 1), 98 (2003).</li><li>Seeburger, 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=Minimally+invasive+mitral+valve+surgery+after+previous+sternotomy:+Experience+in+181+patients.">Minimally invasive mitral valve surgery after previous sternotomy: Experience in 181 patients.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 87 (3), 709-714 (2009).</li><li>Arcidi, J. 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=Fifteen-year+experience+with+minimally+invasive+approach+for+reoperations+involving+the+mitral+valve.">Fifteen-year experience with minimally invasive approach for reoperations involving the mitral valve.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 143 (5), 1062-1068 (2012).</li><li>Cox, J. L., 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=The+safety+of+induced+ventricular+fibrillation+during+cardiopulmonary+bypass+in+nonhypertrophied+hearts.">The safety of induced ventricular fibrillation during cardiopulmonary bypass in nonhypertrophied hearts.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 74 (3), 423-432 (1977).</li><li>Schraut, W., Lamberti, J. J., Kampman, K., Glagov, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventricular+fibrillation+during+cardiopulmonary+bypass:+Long-term+effects+on+myocardial+morphology+and+function.">Ventricular fibrillation during cardiopulmonary bypass: Long-term effects on myocardial morphology and function.</a> The Annals of Thoracic Surgery. 27 (3), 230-234 (1979).</li><li>Li, L., 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=Pravastatin+attenuates+cardiac+dysfunction+induced+by+lysophosphatidylcholine+in+isolated+rat+hearts.">Pravastatin attenuates cardiac dysfunction induced by lysophosphatidylcholine in isolated rat hearts.</a> European Journal of Pharmacology. 640 (1-3), 139-142 (2010).</li><li>Lang, 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=CXCL10/IP-10+neutralization+can+ameliorate+lipopolysaccharide-induced+acute+respiratory+distress+syndrome+in+rats.">CXCL10/IP-10 neutralization can ameliorate lipopolysaccharide-induced acute respiratory distress syndrome in rats.</a> PLoS One. 12 (1), e0169100 (2017).</li><li>Lubbe, W. F., Bricknell, O. L., Marzagao, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventricular+fibrillation+threshold+and+vulnerable+period+in+the+isolated+perfused+rat+heart.">Ventricular fibrillation threshold and vulnerable period in the isolated perfused rat heart.</a> Cardiovascular Research. 9 (5), 613-620 (1975).</li><li>Hottentrott, C. E., Towers, B., Kurkji, H. J., Maloney, J. V., Buckberg, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hazard+of+ventricular+fibrillation+in+hypertrophied+ventricles+during+cardiopulmonary+bypass.">The hazard of ventricular fibrillation in hypertrophied ventricles during cardiopulmonary bypass.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 66 (5), 742-753 (1973).</li><li>Hottenrott, C., Maloney, J. V., Buckberg, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+the+effects+of+ventricular+fibrillation+on+the+adequacy+of+regional+myocardial+flow.+I.+Electrical+vs.+spontaneous+fibrillation.">Studies of the effects of ventricular fibrillation on the adequacy of regional myocardial flow. I. Electrical vs. spontaneous fibrillation.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 68 (4), 615-625 (1974).</li><li>Buckberg, G. 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=Studies+of+the+effects+of+hypothermia+on+regional+myocardial+blood+flow+and+metabolism+during+cardiopulmonary+bypass.+I.+The+adequately+perfused+beating,+fibrillating,+and+arrested+heart.">Studies of the effects of hypothermia on regional myocardial blood flow and metabolism during cardiopulmonary bypass. I. The adequately perfused beating, fibrillating, and arrested heart.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 73 (1), 87-94 (1977).</li><li>Gazmuri, R. J., Berkowitz, M., Cajigas, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Myocardial+effects+of+ventricular+fibrillation+in+the+isolated+rat+heart.">Myocardial effects of ventricular fibrillation in the isolated rat heart.</a> Critical Care Medicine. 27 (8), 1542-1550 (1999).</li><li>Clasen, L., 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+modified+approach+for+programmed+electrical+stimulation+in+mice:+Inducibility+of+ventricular+arrhythmias.">A modified approach for programmed electrical stimulation in mice: Inducibility of ventricular arrhythmias.</a> PLoS One. 13 (8), e0201910 (2018).</li><li>Diaz-Maue, L., 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=Advanced+cardiac+rhythm+management+by+applying+optogenetic+multi-site+photostimulation+in+murine+hearts.">Advanced cardiac rhythm management by applying optogenetic multi-site photostimulation in murine hearts.</a> Journal of Visualized Experiments. (174), e62335 (2021).</li><li>Jungen, C., 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=Impact+of+intracardiac+neurons+on+cardiac+electrophysiology+and+arrhythmogenesis+in+an+ex+vivo+Langendorff+system.">Impact of intracardiac neurons on cardiac electrophysiology and arrhythmogenesis in an ex vivo Langendorff system.</a> Journal of Visualized Experiments. 135, e57617 (2018).</li><li>Koretsune, Y., Marban, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+calcium+in+the+pathophysiology+of+ventricular+fibrillation+and+in+the+pathogenesis+of+postarrhythmic+contractile+dysfunction.">Cell calcium in the pathophysiology of ventricular fibrillation and in the pathogenesis of postarrhythmic contractile dysfunction.</a> Circulation. 80 (2), 369-379 (1989).</li><li>Brazier, J. R., Cooper, N., McConnell, D. H., Buckberg, G. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Studies+of+the+effects+of+hypothermia+on+regional+myocardial+blood+flow+and+metabolism+during+cardiopulmonary+bypass.+III.+Effects+of+temperature,+time,+and+perfusion+pressure+in+fibrillating+hearts.">Studies of the effects of hypothermia on regional myocardial blood flow and metabolism during cardiopulmonary bypass. III. Effects of temperature, time, and perfusion pressure in fibrillating hearts.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 73 (1), 102-109 (1977).</li><li>von Planta, I., 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=Cardiopulmonary+resuscitation+in+the+rat.">Cardiopulmonary resuscitation in the rat.</a> Journal of Applied Physiology. 65 (6), 2641-2647 (1988).</li><li>Luo, 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=Ageing+increases+cardiac+electrical+remodelling+in+rats+and+mice+via+NOX4/ROS/CaMKII-mediated+calcium+signalling.">Ageing increases cardiac electrical remodelling in rats and mice via NOX4/ROS/CaMKII-mediated calcium signalling.</a> Oxidative Medicine and Cellular Longevity. 2022, 8538296 (2022).</li><li>Hohnloser, S., Weirich, J., Antoni, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+direct+current+on+the+electrical+activity+of+the+heart+and+on+its+susceptibility+to+ventricular+fibrillation.">Influence of direct current on the electrical activity of the heart and on its susceptibility to ventricular fibrillation.</a> Basic Research in Cardiology. 77 (3), 237-249 (1982).</li><li>Xie, 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=High-energy+defibrillation+increases+the+severity+of+postresuscitation+myocardial+dysfunction.">High-energy defibrillation increases the severity of postresuscitation myocardial dysfunction.</a> Circulation. 96 (2), 683-688 (1997).</li><li>Manoach, M., Netz, H., Erez, M., Weinstock, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ventricular+self-defibrillation+in+mammals:+Age+and+drug+dependence.">Ventricular self-defibrillation in mammals: Age and drug dependence.</a> Age and Ageing. 9 (2), 112-116 (1980).</li><li>Filippi, S., Gizzi, A., Cherubini, C., Luther, S., Fenton, F. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanistic+insights+into+hypothermic+ventricular+fibrillation:+The+role+of+temperature+and+tissue+size.">Mechanistic insights into hypothermic ventricular fibrillation: The role of temperature and tissue size.</a> Europace. 16 (3), 424-434 (2014).</li></ol>

Dieses Protokoll etabliert ein Tiermodell für Langzeit-VF in isolierten Rattenherzen, über das bisher noch nicht berichtet wurde. Zusätzlich wurden in dieser Studie verschiedene elektrische Stimulationsbedingungen verglichen. Diese Studie bietet ein Modell für Studien im Zusammenhang mit dem Stillstand von Kammerflimmern während einer Herzoperation.
Die Erfolgsquote des Modells ist ein sehr wichtiger Indikator, der sich auf Personal-, Zeit- und wirtschaftliche Kosten bezieht. Bei VF-Model...

Herzoperationen werden in der Regel durch Thorakotomie durchgeführt, bei der die Aorta blockiert und mit einer kardioplegischen Lösung durchblutet wird, um das Herz zu stoppen. Wiederholte Herzoperationen können eine größere Herausforderung darstellen als die Erstoperation, mit höheren Komplikations- und Sterblichkeitsraten 1,2,3. Darüber hinaus kann die konventionelle mediane Sternotomie zu einer Schädigung der Brückengefäße hinter dem Brustbein, der aufsteigenden Aorta, des rechten Ventrikels und anderer wichtiger Strukturen führen. Ausgedehnte Blutungen durch die Durchtrennung des Bindegewebes, eine Infektion der sternalen Wunde und eine sternale Osteomyelitis aufgrund einer Sternotomie sind mögliche Komplikationen. Eine ausgedehnte Dissektion erhöht das Risiko von Läsionen und Blutungen in lebenswichtigen Herzstrukturen.
Mit der Entwicklung der minimalinvasiven Herzchirurgie sind die Schnitte kleiner geworden, und ein Herzstillstand ist manchmal schwer zu erreichen. Eine wiederholte Herzoperation unter Kammerflimmern (VF)4,5 ist sicher, durchführbar und kann einen besseren Myokardschutz bieten. Daher führt dieses Protokoll die Methode des VF-Herzstillstands in der Chirurgie mit minimalinvasiver extrakorporaler Zirkulation ein. Das Herz verliert während der VF an effektiver Kontraktion, so dass die aufsteigende Aorta während der Operation nicht genäht und blockiert werden muss, was den Eingriff vereinfacht. Doch selbst wenn das Herz kontinuierlich durchblutet wird, kann eine langfristige VF immer noch schädlich für das Herz sein.
Mit der zunehmenden Verbreitung dieser Methode wird die Frage, wie das Herz während der VF geschützt werden kann, immer relevanter. Dies erfordert umfangreiche und eingehende Studien mit Tiermodellen von Langzeit-VF. In der Vergangenheit wurden in der Forschung auf diesem Gebiet meist große Tiereverwendet 6,7 und die Zusammenarbeit zwischen Chirurgen, Anästhesisten, Kardiotechnikern und anderen Forschern erfordert. Diese Studien dauerten zu lange, die Stichprobengrößen waren oft klein, und die Studien konzentrierten sich im Allgemeinen auf die Herzfunktion und weniger auf mechanistische und molekulare Bewertungen. Bis heute gibt es keine Studie, die über ein detailliertes Protokoll zur Etablierung eines langfristigen VF-Modells berichtet hat.
Dieses Protokoll liefert somit die Details, die für die Entwicklung eines Langzeitmodells der VF-Ratte unter Verwendung der Langendorff-Apparatur erforderlich sind. Das Protokoll ist einfach, wirtschaftlich, wiederholbar und stabil.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0 Non-absorbable suture</td>
			<td>Ethicon, Inc.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>95% O2 + 5% CO2</td>
			<td>Beijing BeiYang United Gas Co., Ltd.&#160;</td>
			<td></td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AcqKnowledge software</td>
			<td>BIOPAC Systems Inc.</td>
			<td>Version 4.2.1</td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Automatic biochemistry analyzer</td>
			<td>Rayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd.</td>
			<td>Chemray 800</td>
			<td>CK-MB assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BIOPAC research systems</td>
			<td>BIOPAC Systems Inc.</td>
			<td>MP150</td>
			<td>Hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blunt needle (20 G, TWLB)</td>
			<td>Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd.</td>
			<td>H-113AP-S</td>
			<td>Modified Langendorff perfusion system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>10005861</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CK-MB assay kits&#160;</td>
			<td>Changchun Huili Biotech Co., Ltd.</td>
			<td>C060</td>
			<td>CK-MB assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved forcep</td>
			<td>Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>10009717</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electrical stimulator</td>
			<td>BIOPAC Systems Inc.</td>
			<td>STEMISOC</td>
			<td>Hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter</td>
			<td>Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd.</td>
			<td>H-113AP-S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucose</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>63005518</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heparin sodium</td>
			<td>Tianjin Biochem Pharmaceutical Co., Ltd.</td>
			<td>H120200505</td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>RWD Life Science Co.,LTD</td>
			<td>21082201</td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium sulfate</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>20025118</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle electrodes</td>
			<td>BIOPAC Systems Inc.</td>
			<td>EL452</td>
			<td>Hardware</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic clamp</td>
			<td>Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic forceps</td>
			<td>Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic scissors</td>
			<td>Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perfusion tube</td>
			<td>Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd.</td>
			<td>H-113AP-S</td>
			<td>Modified Langendorff perfusion system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>10016318</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>10018960</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>10019318</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium dihydrogen phosphate dihydrate</td>
			<td>Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd</td>
			<td>20040718</td>
			<td>K-H buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sprague-Dawley (SD) rats</td>
			<td>SPF (Beijing) biotechnology Co., Ltd.</td>
			<td>Male, 300-350g</td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermometer</td>
			<td>Jiangsu Jingchuang Electronics Co., Ltd.</td>
			<td>GSP-6</td>
			<td>Modified Langendorff perfusion system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissueforceps</td>
			<td>Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue scissors</td>
			<td>Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toothed forceps</td>
			<td>Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ventilator</td>
			<td>Chengdu Instrument Factory</td>
			<td>DKX-150</td>
			<td>Preparation of the isolated heart</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath1</td>
			<td>Ningbo Scientz Biotechnology Co.,Ltd.</td>
			<td>SC-15</td>
			<td>Modified Langendorff perfusion system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath2</td>
			<td>Shanghai Yiheng Technology Instrument Co., Ltd.</td>
			<td>DK-8D</td>
			<td>Modified Langendorff perfusion system</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a model of long-term ventricular fibrillation in isolated rat hearts

Kammerflimmern (VF) ist eine tödliche Arrhythmie mit einer hohen Inzidenz bei Herzpatienten, aber der VF-Stillstand unter Perfusion ist eine vernachlässigte Methode des intraoperativen Stillstands im Bereich der Herzchirurgie. Mit den jüngsten Fortschritten in der Herzchirurgie ist die Nachfrage nach längeren VF-Studien unter Perfusion gestiegen. Es fehlen jedoch einfache, zuverlässige und reproduzierbare Tiermodelle für chronisches Kammerflimmern. Dieses Protokoll induziert eine langfristige VF durch elektrische Stimulation des Epikards mit Wechselstrom (AC). Es wurden verschiedene Bedingungen verwendet, um VF zu induzieren, einschließlich kontinuierlicher Stimulation mit einer niedrigen oder hohen Spannung, um eine langfristige VF zu induzieren, und Stimulation für 5 min mit einer niedrigen oder hohen Spannung, um eine spontane Langzeit-VF zu induzieren. Die Erfolgsraten der verschiedenen Erkrankungen sowie die Raten der Myokardschädigung und der Wiederherstellung der Herzfunktion wurden verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass eine kontinuierliche Niederspannungsstimulation eine Langzeit-VF induzierte und dass eine 5-minütige Niederspannungsstimulation eine spontane Langzeit-VF mit leichter Myokardschädigung und einer hohen Rate der Wiederherstellung der Herzfunktion induzierte. Das Niederspannungsmodell mit kontinuierlich stimuliertem Langzeit-VF hatte jedoch eine höhere Erfolgsquote. Die Hochspannungsstimulation führte zu einer höheren VF-Induktionsrate, zeigte aber eine geringe Defibrillationserfolgsrate, eine schlechte Wiederherstellung der Herzfunktion und eine schwere Myokardschädigung. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wird die kontinuierliche epikardiale AC-Stimulation mit niedriger Spannung aufgrund ihrer hohen Erfolgsrate, Stabilität, Zuverlässigkeit, Reproduzierbarkeit, geringen Auswirkungen auf die Herzfunktion und leichten Myokardschädigungen empfohlen.

Insgesamt wurden 57 Ratten in den Experimenten verwendet, von denen 30 die Einschlusskriterien erfüllten. Die eingeschlossenen Tiere wurden in fünf Gruppen mit jeweils sechs Tieren eingeteilt: die Kontrollgruppe (Gruppe C), die Niederspannungs-Dauer-VF-Gruppe (Gruppe LC), die Hochspannungs-Dauer-VF-Gruppe (Gruppe HC), die Niederspannungs-induzierte spontane Langzeit-VF-Gruppe (Gruppe LI) und die Hochspannungs-induzierte spontane Langzeit-VF-Gruppe (Gruppe HI). Der experimentelle Prozess für jede Gruppe ist in <strong ...

Watch this Scientific Journal Video about A Model of Long-Term Ventricular Fibrillation in Isolated Rat Hearts at JoVE.com

A Model of Long-Term Ventricular Fibrillation in Isolated Rat Hearts

Dieses Protokoll stellt ein Modell des Langzeit-Kammerflimmerns in Rattenherzen dar, das durch kontinuierliche Stimulation mit Niederspannungswechselstrom induziert wird. Dieses Modell hat eine hohe Erfolgsquote, ist stabil, zuverlässig und reproduzierbar, hat einen geringen Einfluss auf die Herzfunktion und verursacht nur leichte Herzmuskelverletzungen.

Ein Modell für Langzeit-Kammerflimmern in isolierten Rattenherzen

Ventricular fibrillation (VF) is a fatal arrhythmia with a high incidence in cardiac patients, but VF arrest under perfusion is a neglected method of ...

Dieses Protokoll liefert einen detaillierten Bedarf an der Entwicklung eines Langzeitmodells für ventrikuläres Vorhofflimmern unter Verwendung des Langendorff-Apparats. Es füllt die Lücke des Langzeit-Kammerflimmerns im Kleintiermodell. Die Technik ist einfach, wirtschaftlich, wiederholbar und stabil.Diese Technik kann bei der Untersuchung des Kammerflimmerstillstands unter Perfusion eingesetzt werden, die in bestimmten klinischen Situationen im Bereich der herzchirurgischen Sitzungen und Operationen durchgeführt wird. Bereiten Sie zunächst den Krebs-Henseleit- oder KH-Puffer vor, indem Sie 118 millimolare Natriumchloride, 4,7 millimolare Kaliumchloride, 1,2 millimolare Magnesiumchloride, 1,2 millimolare Natriumdihydrogenphosphate, 1,8 millimolare Calciumchloride, 25 millimolare Natriumbicarbonat, 11,1 millimolare Glukose und 0,5 millimolare EDTA in destilliertem Wasser hinzufügen. Anschließend wird das modifizierte Langendorff-Perfusionssystem vorbereitet.Begasen Sie den Kolben mit KH-Puffer kontinuierlich mit 95 % Sauerstoff und 5 % Kohlendioxid bei einem Druck von etwa 80 Millimetern Quecksilber. Legen Sie ein Ende des Perfusionsschlauchs in den KH-Puffer, führen Sie die Mitte des Perfusionsschlauchs durch das Wasserbad und befestigen Sie eine stumpfe 20-Gauge-Nadel am anderen Ende des Perfusionsschlauchs. Nachdem Sie die Nadel an einem Drahtständer aufgehängt haben, stellen Sie die Temperatur des Wasserbades so ein, dass die Temperatur des KH-Puffers vom Ende des Perfusionssystems 37 Grad Celsius beträgt.Verwenden Sie einen physiologischen Signalrekorder, um alle analogen Signale zu digitalisieren und aufzuzeichnen. Verwenden Sie zwei Nadelelektroden aus Edelstahl, um ein bipolares Elektrokardiogramm oder EKG aufzuzeichnen, und zwei Nadelelektroden aus Edelstahl zur elektrischen Stimulation. Schließen Sie ein Ende der vier Elektroden an den physiologischen Signalschreiber an und das andere Ende in der Nähe des Bereichs, in dem das Herz nach dem Anbringen an das Gerät positioniert wird.Verwenden Sie als Nächstes die Laptop-Software, um bipolare EKG- und hämodynamische Parameter automatisch zu erkennen, anzupassen und aufzuzeichnen. Stellen Sie die Parameter des elektrischen Stimulators auf 30 Hertz Wechselstrom ein, wobei die Niederspannungsgruppe 2 Volt und die Hochspannungsgruppe 6 Volt empfängt. Wenn die anästhesierte Ratte nach zervikaler Dissektion und trachealer Intubation an ein Beatmungsgerät angeschlossen ist, heben Sie die Haut mit einer Zahnzange vom Xipoidfortsatz ab und machen Sie mit einer Gewebeschere einen drei Zentimeter langen Querschnitt in die Haut.Verlängern Sie die Haut- und Rippenschnitte auf beiden Seiten V-förmig bis zu den Achselhöhlen. Verwenden Sie eine stumpfe Dissektion, um den Truncus brachiocephalicus vom umgebenden Gewebe zu trennen. Klemmen Sie dann den Truncus brachiocephalicus mit einer gebogenen Pinzette ein, um die Entfernung des Herzens zu erleichtern.Tauchen Sie das Herz sofort in eine Petrischale mit KH-Puffer bei 0 bis 4 Grad Celsius, um das restliche Blut zu waschen und abzupumpen. Übertragen Sie das Herz in eine zweite Petrischale. Schneiden Sie das überflüssige Gewebe ab und identifizieren Sie die Aorta.Heben Sie die Aorta mit zwei Augenzangen an und führen Sie die Aorta in die stumpfe Nadel des Langendorff-Apparates ein. Binden Sie dann mit Hilfe eines Assistenten einen Knoten mit einem 0-Faden. Schalten Sie den Perfusionsflussregler ein.Schieben Sie den Ballon durch die Mitralklappe in die linke Herzkammer. Füllen Sie den Ballon mit destilliertem Wasser, um einen diastolischen Enddruck von 5 bis 10 Millimetern Quecksilbersäule zu erreichen. Schließen Sie das EKG und die Elektrostimulationselektroden an das Herz an.Platzieren Sie das Herz in der Mitte der ummantelten Glaskammer, die bei 37 Grad Celsius gehalten wird. Lassen Sie das Herz 20 Minuten lang in der Kammer ausgleichen. Stellen Sie dann die Wasserbadtemperatur ein, um die Temperatur in der ummantelten Glaskammer bei 30 Grad Celsius zu halten.Nachdem die Temperatur das gewünschte Niveau erreicht hat, aktivieren Sie den Elektrostimulationsschalter in der Laptop-Software. Wenn das Tier zur Gruppe der kontinuierlich stimulierten Langzeit-Kammerflimmern oder VF gehört, lassen Sie 90 Minuten elektrische Stimulation zu. Verwenden Sie nach 90 Minuten VF Elektroden, um eine Gleichstrom-Defibrillation von 0,1 Joule zu erhalten.Regulieren Sie gleichzeitig die Wasserbadtemperatur, damit die Temperatur in der ummantelten Glaskammer 10 Minuten lang langsam auf 37 Grad Celsius ansteigt. Lassen Sie das Herz nach der Defibrillation 60 Minuten lang schlagen und stoppen Sie dann das Schlagen durch langsame Perfusion mit 10%Kaliumchlorid bei ca. 37 Grad Celsius. Entfernen Sie das Herz für die Kreatinkinase oder den CK-MB-Assay und die histologische Analyse.Hier werden die VF-Raten, die Erfolgsrate der Defibrillation und die Erfolgsrate des VF-Modells angezeigt. Gruppe LC und Gruppe HC erhielten eine kontinuierliche elektrische Stimulation und somit trat VF mit einer Erfolgsrate von 100% auf. Die Gruppe HC zeigte jedoch geringere Erfolgsraten bei der Defibrillation.Gruppe LI und Gruppe HI, in denen die elektrische Stimulation nach fünf Minuten ausgeschaltet wurde, wiesen unterschiedliche VF-Raten auf, aber die VF-Rate war in beiden Gruppen langsamer als in Gruppe LC und Gruppe HC. Sowohl die Gruppe LC als auch die Gruppe LI hatten bessere Erfolgsraten bei der Defibrillation. Insgesamt hatte die Gruppe LC jedoch die höchste Erfolgsquote des Modells, während die Gruppe LI eine niedrigere Erfolgsquote des Modells aufwies. Hier werden die Herzfrequenz oder Herzfrequenz, der koronare Fluss oder die Mukoviszidose, die linksventrikuläre Druckdifferenz oder die LVPD-Erholungsraten angezeigt.Die Hämodynamik der Gruppe C blieb während des Experiments stabil und zeigte eine leichte Abnahme von HR, CF und LVPD. Die beiden Gruppen mit Niederspannungs-induzierter VF wiesen eine ähnliche Leistung und eine gute Wiederfindungsrate auf. Die HR und LVPD unterschieden sich in diesen Gruppen nicht signifikant im Vergleich zu Gruppe C, aber die Genesungsrate der Mukoviszidose war signifikant besser als in der Gruppe C.In Im Gegensatz dazu war die hämodynamische Erholungsrate der beiden Gruppen mit Hochspannungs-induzierter bis langfristiger VF schlecht und die hochspannungs-kontinuierlich stimulierte Langzeit-VF-Gruppe zeigte die schlechteste Erholungsrate.Die Analyse der koronaren Ergussflüssigkeiten zeigte, dass die CK-MB-Spiegel in beiden Hochspannungsgruppen höher waren. Es wurden keine Unterschiede zwischen den beiden Niederspannungsgruppen und der Gruppe C gefunden.Die Hämatoxylin- und Eosinfärbung zeigte eine Elektrodenverbrennungsregion in der Gruppe HC. Dieses Protokoll eignet sich für Studien im Zusammenhang mit dem Stillstand von Kammerflimmern und der Perfusion in der kardiovaskulären Chirurgie.

Research

JoVE Journal

Medicine

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Assessment of Cardiac Function and Energetics in Isolated Mouse Hearts Using 31P NMR Spectroscopy

Beurteilung der Herzfunktion und Energetik in isolierten Maus-Herzen mit 31 P-NMR-Spektroskopie

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of ...

Forschung

Medizin

NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

NADH Fluoreszenz-Imaging von isolierten biventrikulären Arbeiten Kaninchenherzen

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited ...

Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

Reduktion der linksventrikulären Wandspannung und Verbesserung der Funktion in Failing Herzen mit Algisyl-LVR

Injection of  Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat  patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently ...

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Method of Isolated Ex Vivo Lung Perfusion in a Rat Model: Lessons Learned from Developing a Rat EVLP Program

Methode Isolated<em&gt; Ex vivo</em&gt; Lung Perfusion in einem Rattenmodell: Lehren aus Entwicklung einer Ratte EVLP Programm gelernt

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed ...

A Rat Model of Ventricular Fibrillation and Resuscitation by Conventional Closed-chest Technique

Ein Rattenmodell von Kammerflimmern und Reanimation durch konventionelle Closed-Brust-Technik

A rat model of electrically-induced ventricular fibrillation followed by cardiac resuscitation using a closed chest technique that incorporates the basic ...

Induction and Assessment of Ischemia-reperfusion Injury in Langendorff-perfused Rat Hearts

Induktion und Beurteilung der Ischämie-Reperfusion Injury in Langendorff-perfundierten Rattenherzen

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for ...

Surgical Placement of Catheters for Long-term Cardiovascular Exercise Testing in Swine

Chirurgische Platzierung von Kathetern für die langfristige Herz-Kreislauf und Sportmedizin in Swine

This protocol describes the surgical procedure to chronically instrument swine and the procedure to exercise swine on a motor-driven treadmill. Early ...

Long-term Blood Pressure Measurement in Freely Moving Mice Using Telemetry

Langzeit-Blutdruckmessung in sich frei bewegenden Mäuse Telemetrie

During the development of new vasoactive agents, arterial blood pressure monitoring is crucial for evaluating the efficacy of the new proposed drugs. ...

The Inverted Heart Model for Interstitial Transudate Collection from the Isolated Rat Heart

Das invertierte Herzmodell für interstitielle Transudat-Sammlung aus dem isolierten Rattenherz

The present protocol describes a unique approach that enables the collection of cardiac transudate (CT) from the isolated, saline-perfused rat heart. ...

Standardized Model of Ventricular Fibrillation and Advanced Cardiac Life Support in Swine

Standardisiertes Modell der Ventrikulären Fibrillation und Advanced Cardiac Life Support in Schweinen

Cardiopulmonary resuscitation after cardiac arrest, independent of its origin, is a regularly encountered medical emergency in hospitals as well as ...