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

עבודה זו בוצעה בתמיכת ניתוחי לב וכלי דם, המרכז הרפואי הראשון, בית החולים הכללי הסיני PLA ומרכז חיות המעבדה, בית החולים הכללי הסיני PLA.

כל הליכי הניסוי והפרוטוקולים ששימשו בחקירה זו נבדקו ואושרו על ידי הוועדה לטיפול ושימוש בבעלי חיים של בית החולים הכללי של PLA.
1. הכנת מנגנון לנגנדורף
<ol><li>הכינו את חיץ קרבס-הנסלייט (K-H). כדי להכין את מאגר K-H, הוסף את הדברים הבאים למים מזוקקים: 118.0 mM NaCl, 4.7 mM KCl, 1.2 mM MgSO 4, 1.2 mM ...

<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>

פרוטוקול זה מבסס מודל חייתי של VF ארוך טווח בלבבות חולדות מבודדים שלא דווח בעבר. בנוסף, הושוו תנאי גירוי חשמלי שונים במחקר זה. מחקר זה מספק מודל למחקרים הקשורים לדום פרפור חדרים במהלך ניתוחי לב.
שיעור ההצלחה של המודל הוא אינדיקטור חשוב מאוד הקשור כוח אדם, זמן, עלויות כלכליות. ב...

ניתוח לב מבוצע בדרך כלל באמצעות thoracotomy, עם חסימה של אבי העורקים זילוח עם פתרון cardioplegic לעצור את הלב. ניתוח לב חוזר יכול להיות מאתגר יותר מהניתוח הראשוני, עם שיעורי סיבוכים ותמותה גבוהים יותר 1,2,3. יתר על כן, הגישה החציונית הקונבנציונלית עלולה לגרום נזק לכלי הגשר מאחורי עצם החזה, אבי העורקים העולה, החדר הימני ומבנים חשובים אחרים. דימום נרחב עקב הפרדת רקמת חיבור, זיהום פצע החזה, ו osteomyelitis עצם החזה עקב sternotomy הם כל סיבוכים אפשריים. דיסקציה נרחבת מגבירה את הסיכון לנגעים ודימום במבנים לבביים חיוניים.
עם התפתחות ניתוחי לב זעיר פולשניים, החתכים הפכו קטנים יותר, ודום לב לעיתים קשה להשגה. ניתוח לב חוזר תחת פרפור חדרים (VF)4,5 הוא בטוח, אפשרי ועשוי לספק הגנה טובה יותר על שריר הלב. לכן, פרוטוקול זה מציג את השיטה של דום לב VF בניתוח עם מחזור חוץ גופי זעיר פולשני. הלב מאבד התכווצות יעילה במהלך VF, ולכן אין צורך לתפור ולחסום את אבי העורקים העולה במהלך הניתוח, מה שמפשט את ההליך. עם זאת, גם אם הלב מחורר ברציפות, VF לטווח ארוך עדיין עלול להזיק ללב.
ככל ששיטה זו הופכת להיות בשימוש נרחב יותר, השאלה כיצד להגן על הלב במהלך VF הופכת רלוונטית יותר ויותר. זה ידרוש מחקרים נרחבים ומעמיקים תוך שימוש במודלים של בעלי חיים של VF לטווח ארוך. בעבר, המחקר בתחום זה השתמש בעיקר בבעלי חיים גדולים6,7 ודרש שיתוף פעולה בין מנתחים, מרדימים, פרפוזיה וחוקרים אחרים. מחקרים אלה ארכו זמן רב מדי, גודל המדגם היה לעתים קרובות קטן, והמחקרים התמקדו בדרך כלל בתפקוד הלב ופחות בהערכות מכניסטיות ומולקולריות. עד כה, אף מחקר לא דיווח על פרוטוקול מפורט לביסוס מודל VF ארוך טווח.
פרוטוקול זה, אם כן, מספק את הפרטים הדרושים לפיתוח מודל ארוך טווח של חולדות VF באמצעות מנגנון לנגנדורף. הפרוטוקול פשוט, חסכוני, ניתן לחזרה ויציב.

<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

פרפור חדרים (VF) היא הפרעת קצב קטלנית עם שכיחות גבוהה בחולי לב, אך דום VF תחת זילוח הוא שיטה מוזנחת של דום תוך ניתוחי בתחום ניתוחי הלב. עם ההתקדמות האחרונה בניתוחי לב, הביקוש למחקרי VF ממושכים תחת זילוח גדל. עם זאת, בתחום חסרים מודלים פשוטים, אמינים וניתנים לשחזור של פרפור חדרים כרוני. פרוטוקול זה משרה VF לטווח ארוך באמצעות גירוי חשמלי בזרם חילופין (AC) של אפיקרדיום. תנאים שונים שימשו להשראת VF, כולל גירוי מתמשך עם מתח נמוך או גבוה כדי לגרום VF לטווח ארוך וגירוי במשך 5 דקות עם מתח נמוך או גבוה כדי לגרום VF ספונטני לטווח ארוך. הושוו שיעורי ההצלחה של המצבים השונים, כמו גם שיעורי הפגיעה בשריר הלב וההתאוששות מתפקוד הלב. התוצאות הראו כי גירוי מתמשך במתח נמוך גרם ל- VF לטווח ארוך וכי 5 דקות של גירוי מתח נמוך גרמו ל- VF ספונטני לטווח ארוך עם פגיעה קלה בשריר הלב ושיעור התאוששות גבוה של תפקוד הלב. עם זאת, למודל ה-VF ארוך הטווח בעל המתח הנמוך, המגורה ברציפות, היה שיעור הצלחה גבוה יותר. גירוי מתח גבוה סיפק שיעור גבוה יותר של השראת VF אך הראה שיעור הצלחה נמוך בדפיברילציה, התאוששות לקויה של תפקוד הלב ופגיעה חמורה בשריר הלב. על בסיס תוצאות אלה, מומלץ גירוי AC אפיקרדיאלי רציף במתח נמוך בשל אחוזי ההצלחה הגבוהים שלו, יציבות, אמינות, יכולת שחזור, השפעה נמוכה על תפקוד הלב ופגיעה קלה בשריר הלב.

בסך הכל נעשה שימוש ב-57 חולדות בניסויים, מתוכן 30 עמדו בקריטריוני ההכללה. בעלי החיים שנכללו חולקו לחמש קבוצות, עם שישה בעלי חיים בכל קבוצה: קבוצת הביקורת (קבוצה C), קבוצת ה-VF ארוכת הטווח בעלת המתח הנמוך המגורה ברציפות (קבוצה LC), קבוצת ה-VF ארוכת הטווח בעלת המתח הגבוה המגורה ברציפות (קבוצה HC), קבוצת ...

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

פרוטוקול זה מציג מודל של פרפור חדרים ארוך טווח בלבבות חולדות המושרה על ידי גירוי מתמשך עם זרם חילופין במתח נמוך. מודל זה הוא בעל אחוזי הצלחה גבוהים, הוא יציב, אמין וניתן לשחזור, בעל השפעה נמוכה על תפקוד הלב וגורם לפגיעה קלה בלבד בשריר הלב.

מודל של פרפור חדרים ארוך טווח בלבבות חולדות מבודדים

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

פרוטוקול זה מספק צורך מפורט לפתח מודל ארוך טווח לפרפור חדרים באמצעות מנגנון לנגנדורף. הוא ממלא את הפער של פרפור חדרים ארוך טווח במודל בעלי החיים הקטנים. הטכני פשוט, חסכוני, ניתן לחזרה ויציב.טכניקה זו יכולה לשמש במחקר של מעצר פרפור חדרים תחת זילוח אשר מבוצע במצבים קליניים מסוימים בתחום ניתוחי לב וניתוחים. כדי להתחיל, להכין את מאגר Krebs-Henseleit או KH על ידי הוספת 118 מילימולר נתרן כלורי, 4.7 מילימולר אשלגן כלורי, 1.2 מילימולרי מגנזיום כלורי, 1.2 מילימולרי נתרן דימימן פוספט, 1.8 מילימולרי סידן כלורי, 25 מילימולר סודיום ביקרבונט, 11.1 מילימולר גלוקוז, 0.5 מילימולרי EDTA במים מזוקקים. לאחר מכן להכין את מערכת זילוח לנגנדורף שונה.גז רציף של הבקבוק המכיל חיץ KH עם 95% חמצן ו-5% פחמן דו חמצני בלחץ של כ-80 מילימטרים של כספית. מניחים קצה אחד של צינור הזילוח במאגר KH, מעבירים את אמצע צינור הזילוח דרך אמבט המים, ומחברים מחט קהה 20 מד לקצה השני של צינור הזילוח. לאחר תליית המחט על מעמד תיל, להתאים את הטמפרטורה של אמבט המים כך הטמפרטורה של חיץ KH מקצה מערכת זילוח הוא 37 מעלות צלזיוס.השתמש במקליט אותות פיזיולוגי כדי לבצע דיגיטציה ולהקליט את כל האותות האנלוגיים. השתמש בשתי אלקטרודות מחט נירוסטה כדי להקליט אלקטרוקרדיוגרמה דו קוטבית או אק"ג ושתי אלקטרודות מחט נירוסטה לגירוי חשמלי. חבר קצה אחד של ארבע האלקטרודות למקליט האותות הפיזיולוגי ואת הקצה השני קרוב לאזור שבו הלב ימוקם לאחר החיבור למנגנון.לאחר מכן, השתמש בתוכנת המחשב הנייד כדי לזהות, להתאים ולהקליט באופן אוטומטי א.ק.ג דו קוטבי ופרמטרים המודינמיים. הגדר את פרמטרי הממריץ החשמלי לזרם חילופין של 30 הרץ כאשר קבוצת המתח הנמוך מקבלת 2 וולט וקבוצת המתח הגבוה מקבלת 6 וולט. כאשר החולדה המורדמת מחוברת למכונת הנשמה לאחר דיסקציה של צוואר הרחם ואינטובציה בקנה הנשימה, הרימו את העור מתהליך הקסיפואיד בעזרת מלקחיים בשיניים ובצעו חתך רוחבי של שלושה סנטימטרים בעור בעזרת מספריים לרקמות.יש להרחיב את חתכי העור והצלעות לבית השחי משני הצדדים בצורת V. השתמש בדיסקציה קהה כדי להפריד את הגזע הברכיוצפלי מהרקמה שמסביב. לאחר מכן מהדקים את תא המטען הברכיוצפאלי עם מלקחיים מעוקלים כדי להקל על הסרת הלב.מיד לטבול את הלב בצלחת פטרי עם חיץ KH ב 0 עד 4 מעלות צלזיוס כדי לשטוף ולשאוב את הדם שאריות. מעבירים את הלב לצלחת פטרי שנייה. חותכים את הרקמה המיותרת ומזהים את אבי העורקים.השתמש בשני מלקחיים עיניים כדי להרים את אבי העורקים ולהחדיר את אבי העורקים לתוך המחט הקהה של מכשיר לנגנדורף. ואז בעזרת עוזר, לקשור קשר עם חוט תפר 0. הפעל את וסת זרימת הזילוח.דוחפים את הבלון דרך המסתם המיטרלי לחדר השמאלי. מלאו את הבלון במים מזוקקים כדי להשיג לחץ דיאסטולי סופי של 5 עד 10 מילימטרים של כספית. חבר את אלקטרודות האק"ג והגירוי החשמלי ללב.הניחו את הלב במרכז תא הזכוכית המעוטר בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס. אפשרו ללב להתאזן למשך 20 דקות בתוך החדר. לאחר מכן התאימו את טמפרטורת אמבט המים כדי לשמור על הטמפרטורה בתוך תא הזכוכית המעוטה ב -30 מעלות צלזיוס.לאחר שהטמפרטורה הגיעה לרמה הרצויה, הפעל את מתג הגירוי החשמלי בתוכנת המחשב הנייד. אם בעל החיים הוא חלק מקבוצת פרפור החדרים לטווח ארוך או VF המגורה ברציפות, אפשר 90 דקות של גירוי חשמלי. לאחר 90 דקות של VF, השתמש באלקטרודות כדי לתת 0.1 ג'אול של דפיברילציה בזרם ישר.במקביל, לווסת את טמפרטורת אמבט המים כדי לאפשר לטמפרטורה לעלות לאט בתוך תא הזכוכית המעוטה ל -37 מעלות צלזיוס למשך 10 דקות. לאחר הדפיברילציה, לאפשר ללב לפעום במשך 60 דקות ולאחר מכן להפסיק את הפעימות על ידי זילוח איטי עם 10% אשלגן כלורי בערך 37 מעלות צלזיוס. הסר את הלב עבור קריאטין קינאז או בדיקת CK-MB וניתוח היסטולוגי.שיעורי VF, שיעור ההצלחה של דפיברילציה, ואת שיעור ההצלחה של מודל VF מוצגים כאן. קבוצת LC וקבוצת HC קיבלו גירוי חשמלי מתמשך וכך VF התרחש עם שיעור הצלחה של 100%. אבל HC קבוצתי הראה שיעורי הצלחה נמוכים יותר עבור דפיברילציה.לקבוצה LI ולקבוצה HI שבה הגירוי החשמלי כבה לאחר חמש דקות היו שיעורים שונים של VF, אך קצב ה-VF היה איטי יותר בשתי הקבוצות בהשוואה לקבוצה LC וקבוצה HC. גם לקבוצה LC וגם לקבוצה LI היו שיעורי הצלחה טובים יותר בדפיברילציה. אבל בסך הכל, לקבוצה LC היה שיעור ההצלחה הגבוה ביותר של המודל, בעוד שלקבוצה LI היה שיעור הצלחה נמוך יותר. הדופק או הדופק, הזרימה הכלילית או CF, והפרש הלחץ בחדר השמאלי או קצבי ההתאוששות LVPD מוצגים כאן.ההמודינמיקה של קבוצה C נשארה יציבה במהלך הניסוי והראתה ירידה קלה ב-HR, CF ו-LVPD. שתי הקבוצות עם VF המושרה במתח נמוך היו בעלי ביצועים דומים ושיעור התאוששות טוב. HR ו- LVPD לא היו שונים באופן משמעותי בקבוצות אלה בהשוואה לקבוצה C.אך שיעור ההתאוששות של CF היה טוב משמעותית מאשר בקבוצה C.In לעומת זאת, קצב ההתאוששות ההמודינמי של שתי הקבוצות עם מתח גבוה המושרה ל- VF לטווח ארוך היה גרוע וקבוצת VF ארוכת טווח עם גירוי מתמשך במתח גבוה הראתה את שיעור ההתאוששות הגרוע ביותר.ניתוח נוזלי ההיתוך הכליליים הראה כי רמות CK-MB היו גבוהות יותר בשתי קבוצות המתח הגבוה. לא נמצאו הבדלים בין שתי קבוצות המתח הנמוך וקבוצת C.Hematoxylin וצביעת eosin הראתה אזור צריבת אלקטרודות בקבוצה HC. פרוטוקול זה מתאים למחקר הקשור לדום פרפור חדרים ולזילוח בניתוחי לב וכלי דם.

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

Research

JoVE Journal

Medicine

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

Bioengineered mouse models have become powerful research tools in determining causal relationships between molecular alterations and models of cardiovascular disease. Although molecular biology is necessary in identifying key changes in the signaling pathway, it is not a surrogate for functional significance. While physiology can provide answers to the question of function, combining physiology with biochemical assessment of metabolites in the intact, beating heart allows for a complete picture of cardiac function and energetics. For years, our laboratory has utilized isolated heart perfusions combined with nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy to accomplish this task. Left ventricular function is assessed by Langendorff-mode isolated heart perfusions while cardiac energetics is measured by performing 31P magnetic resonance spectroscopy of the perfused hearts. With these techniques, indices of cardiac function in combination with levels of phosphocreatine and ATP can be measured simultaneously in beating hearts. Furthermore, these parameters can be monitored while physiologic or pathologic stressors are instituted. For example, ischemia/reperfusion or high workload challenge protocols can be adopted. The use of aortic banding or other models of cardiac pathology are apt as well. Regardless of the variants within the protocol, the functional and energetic significance of molecular modifications of transgenic mouse models can be adequately described, leading to new insights into the associated enzymatic and metabolic pathways. Therefore, 31P NMR spectroscopy in the isolated perfused heart is a valuable research technique in animal models of cardiovascular disease.

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

Langendorff-mode isolated heart perfusion, in conjunction with 31P NMR spectroscopy, combines the fields of biochemistry and physiology into one experiment. The protocol allows for the dynamic measurement of high energy phosphate content and turnover in the heart while concurrently monitoring physiologic function. When performed correctly, this is a valuable technique in the assessment of cardiac energetics.

הערכה של תפקוד הלב Energetics בלבבות עכבר בודדות שימוש 31 P NMR ספקטרוסקופיה

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

NADH Fluorescence Imaging of Isolated Biventricular Working Rabbit Hearts

Since its inception by Langendorff1, the isolated perfused heart remains a prominent tool for studying cardiac physiology2. However, it is not well-suited for studies of cardiac metabolism, which require the heart to perform work within the context of physiologic preload and afterload pressures. Neely introduced modifications to the Langendorff technique to establish appropriate left ventricular (LV) preload and afterload pressures3. The model is known as the isolated LV working heart model and has been used extensively to study LV performance and metabolism4-6. This model, however, does not provide a properly loaded right ventricle (RV). Demmy et al. first reported a biventricular model as a modification of the LV working heart model7, 8. They found that stroke volume, cardiac output, and pressure development improved in hearts converted from working LV mode to biventricular working mode8. A properly loaded RV also diminishes abnormal pressure gradients across the septum to improve septal function. Biventricular working hearts have been shown to maintain aortic output, pulmonary flow, mean aortic pressure, heart rate, and myocardial ATP levels for up to 3 hours8.
When studying the metabolic effects of myocardial injury, such as ischemia, it is often necessary to identify the location of the affected tissue. This can be done by imaging the fluorescence of NADH (the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide)9-11, a coenzyme found in large quantities in the mitochondria. NADH fluorescence (fNADH) displays a near linearly inverse relationship with local oxygen concentration12 and provides a measure of mitochondrial redox state13. fNADH imaging during hypoxic and ischemic conditions has been used as a dye-free method to identify hypoxic regions14, 15 and to monitor the progression of hypoxic conditions over time10.
The objective of the method is to monitor the mitochondrial redox state of biventricular working hearts during protocols that alter the rate of myocyte metabolism or induce hypoxia or create a combination of the two. Hearts from New Zealand white rabbits were connected to a biventricular working heart system (Hugo Sachs Elektronik) and perfused with modified Krebs-Henseleit solution16 at 37 &deg;C. Aortic, LV, pulmonary artery, and left &amp; right atrial pressures were recorded. Electrical activity was measured using a monophasic action potential electrode. To image fNADH, light from a mercury lamp was filtered (350&plusmn;25 nm) and used to illuminate the epicardium. Emitted light was filtered (460&plusmn;20 nm) and imaged using a CCD camera. Changes in the epicardial fNADH of biventricular working hearts during different pacing rates are presented. The combination of the heart model and fNADH imaging provides a new and valuable experimental tool for studying acute cardiac pathologies within the context of realistic physiological conditions.

The objective is to monitor the mitochondrial redox state of isolated hearts within the context of physiologic preload and afterload pressures. A biventricular working rabbit heart model is presented. High spatiotemporal resolution fluorescence imaging of NADH is used to monitor the mitochondrial redox state of epicardial tissue.

NADH Fluorescence הדמיה של Biventricular מבודדת עבודה לבבות ארנב

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

Injection of Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently used for the first time in patients who had symptomatic heart failure. In all patients, cardiac function of the left ventricle (LV) improved significantly, as manifested by consistent reduction of the LV volume and wall stress. Here we describe this novel treatment procedure and the methods used to quantify its effects on LV wall stress and function.
Algisyl-LVR is a biopolymer gel consisting of Na+-Alginate and Ca2+-Alginate. The treatment procedure was carried out by mixing these two components and then combining them into one syringe for intramyocardial injections. This mixture was injected at 10 to 19 locations mid-way between the base and apex of the LV free wall in patients.
Magnetic resonance imaging (MRI), together with mathematical modeling, was used to quantify the effects of this treatment in patients before treatment and at various time points during recovery. The epicardial and endocardial surfaces were first digitized from the MR images to reconstruct the LV geometry at end-systole and at end-diastole. Left ventricular cavity volumes were then measured from these reconstructed surfaces.
Mathematical models of the LV were created from these MRI-reconstructed surfaces to calculate regional myofiber stress. Each LV model was constructed so that 1) it deforms according to a previously validated stress-strain relationship of the myocardium, and 2) the predicted LV cavity volume from these models matches the corresponding MRI-measured volume at end-diastole and end-systole. Diastolic filling was simulated by loading the LV endocardial surface with a prescribed end-diastolic pressure. Systolic contraction was simulated by concurrently loading the endocardial surface with a prescribed end-systolic pressure and adding active contraction in the myofiber direction. Regional myofiber stress at end-diastole and end-systole was computed from the deformed LV based on the stress-strain relationship.

This article describes procedures for implanting a novel hydrogel in failing hearts and quantifying its effect on left ventricular wall stress and function. These procedures have been successfully applied in dogs and humans.

ירידה במתח וול חדר שמאלי ושיפור בתפקוד בכישלון לבבות באמצעות 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

The number of acceptable donor lungs available for lung transplantation is severely limited due to poor quality. Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. As this technology expands and improves, the ability to potentially evaluate and improve the quality of substandard lungs prior to transplant is a critical need. In order to more rigorously evaluate these approaches, a reproducible animal model needs to be established that would allow for testing of improved techniques and management of the donated lungs as well as to the lung-transplant recipient. In addition, an EVLP animal model of associated pathologies, e.g., ventilation induced lung injury (VILI), would provide a novel method to evaluate treatments for these pathologies. Here, we describe the development of a rat EVLP lung program and refinements to this method that allow for a reproducible model for future expansion. We also describe the application of this EVLP system to model VILI in rat lungs. The goal is to provide the research community with key information and &#8220;pearls of wisdom&#8221;/techniques that arose from trial and error and are critical to establishing an EVLP system that is robust and reproducible.

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

Ex-Vivo Lung Perfusion (EVLP) has allowed lung transplantation in humans to become more readily available by enabling the ability to assess organs and expand the donor pool. Here, we describe the development of a rat EVLP program and refinements that allow for a reproducible model for future expansion.

שיטה של ​​מבודד<em&gt; Ex Vivo</em&gt; ריאות זלוף במודל עכברוש: ​​לקחים מפיתוח תכנית EVLP עכברוש

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

A rat model of electrically-induced ventricular fibrillation followed by cardiac resuscitation using a closed chest technique that incorporates the basic components of cardiopulmonary resuscitation in humans is herein described. The model was developed in 1988 and has been used in approximately 70 peer-reviewed publications examining a myriad of resuscitation aspects including its physiology and pathophysiology, determinants of resuscitability, pharmacologic interventions, and even the effects of cell therapies. The model featured in this presentation includes: (1) vascular catheterization to measure aortic and right atrial pressures, to measure cardiac output by thermodilution, and to electrically induce ventricular fibrillation; and (2) tracheal intubation for positive pressure ventilation with oxygen enriched gas and assessment of the end-tidal CO2. A typical sequence of intervention entails: (1) electrical induction of ventricular fibrillation, (2) chest compression using a mechanical piston device concomitantly with positive pressure ventilation delivering oxygen-enriched gas, (3) electrical shocks to terminate ventricular fibrillation and reestablish cardiac activity, (4) assessment of post-resuscitation hemodynamic and metabolic function, and (5) assessment of survival and recovery of organ function. A robust inventory of measurements is available that includes &#8211; but is not limited to &#8211; hemodynamic, metabolic, and tissue measurements. The model has been highly effective in developing new resuscitation concepts and examining novel therapeutic interventions before their testing in larger and translationally more relevant animal models of cardiac arrest and resuscitation.

This article describes a rat model of electrically-induced ventricular fibrillation and resuscitation by chest compression, ventilation, and delivery of electrical shocks that simulates an episode of sudden cardiac arrest and conventional cardiopulmonary resuscitation. The model enables gathering insights on the pathophysiology of cardiac arrest and exploration of new resuscitation strategies.

מודל עכברוש של פרפור חדרים והחייאה על ידי קונבנציונלי סגור חזה טכניקה

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

The biochemical events surrounding ischemia reperfusion injury in the acute setting are of great importance to furthering novel treatment options for myocardial infarction and cardiac complications of thoracic surgery. The ability of certain drugs to precondition the myocardium against ischemia reperfusion injury has led to multiple clinical trials, with little success. The isolated heart model allows acute observation of the functional effects of ischemia reperfusion injury in real time, including the effects of various pharmacological interventions administered at any time-point before or within the ischemia-reperfusion injury window. Since brief periods of ischemia can precondition the heart against ischemic injury, in situ aortic cannulation is performed to allow for functional assessment of non-preconditioned myocardium. A saline filled balloon is placed into the left ventricle to allow for real-time measurement of pressure generation. Ischemic injury is simulated by the cessation of perfusion buffer flow, followed by reperfusion. The duration of both ischemia and reperfusion can be modulated to examine biochemical events at any given time-point. Although the Langendorff isolated heart model does not allow for the consideration of systemic events affecting ischemia and reperfusion, it is an excellent model for the examination of acute functional and biochemical events within the window of ischemia reperfusion injury as well as the effect of pharmacological intervention on cardiac pre- and postconditioning. The goal of this protocol is to demonstrate how to perform in situ aortic cannulation and heart excision followed by ischemia/reperfusion injury in the Langendorff model.

The isolated rat heart is an enduring model for ischemia reperfusion injury. Here, we describe the process of harvesting the beating heart from a rat via in situ aortic cannulation, Langendorff perfusion of the heart, simulated ischemia-reperfusion injury, and infarct staining to confirm the extent of ischemic insult.

אינדוקציה והערכה של איסכמיה reperfusion פגיעה בלבבות עכברוש Langendorff-perfused

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

This protocol describes the surgical procedure to chronically instrument swine and the procedure to exercise swine on a motor-driven treadmill. Early cardiopulmonary dysfunction is difficult to diagnose, particularly in animal models, as cardiopulmonary function is often measured invasively, requiring anesthesia. As many anesthetic agents are cardiodepressive, subtle changes in cardiovascular function may be masked. In contrast, chronic instrumentation allows for measurement of cardiopulmonary function in the awake state, so that measurements can be obtained under quiet resting conditions, without the effects of anesthesia and acute surgical trauma. Furthermore, when animals are properly trained, measurements can also be obtained during graded treadmill exercise.
Flow probes are placed around the aorta or pulmonary artery for measurement of cardiac output and around the left anterior descending coronary artery for measurement of coronary blood flow. Fluid-filled catheters are implanted in the aorta, pulmonary artery, left atrium, left ventricle and right ventricle for pressure measurement and blood sampling. In addition, a 20 G&#160;catheter is positioned in the anterior interventricular vein to allow coronary venous blood sampling.
After a week of recovery, swine are placed on a motor-driven treadmill, the catheters are connected to pressure and flow meters, and swine are subjected to a five-stage progressive exercise protocol, with each stage lasting 3 min. Hemodynamic signals are continuously recorded and blood samples are taken during the last 30 sec of each exercise stage.
The major advantage of studying chronically instrumented animals is that it allows serial assessment of cardiopulmonary function, not only at rest but also during physical stress such as exercise. Moreover, cardiopulmonary function can be assessed repeatedly during disease development and during chronic treatment, thereby increasing statistical power and hence limiting the number of animals required for a study.

Here we present a protocol to assess cardiopulmonary function in awake swine, at rest and during graded treadmill exercise. Chronic instrumentation allows for repeated hemodynamic measurements uninfluenced by cardiodepressive anesthetic agents.

מיקום כירורגי של קטטרים לטווח ארוך בדיקת תרגיל לב וכלי דם ב חזירים

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

During the development of new vasoactive agents, arterial blood pressure monitoring is crucial for evaluating the efficacy of the new proposed drugs. Indeed, research focusing on the discovery of new potential therapeutic targets using genetically altered mice requires a reliable, long-term assessment of the systemic arterial pressure variation. Currently, the gold standard for obtaining long-term measurements of blood pressure in ambulatory mice uses implantable radio-transmitters, which require&#160;artery cannulation. This technique eliminates the need for tethering, restraining, or anesthetizing the animals which introduce stress and artifacts during data sampling. However, arterial blood pressure monitoring in mice via catheterization can be rather challenging due to the small size of the arteries. Here we present a step-by-step guide to illustrate the crucial key passages for a successful subcutaneous implantation of radio-transmitters and carotid artery cannulation in mice. We also include examples of long-term blood pressure activity taken from freely moving mice after a period of post-surgery recovery. Following this procedure will allow reliable direct blood pressure recordings from multiple animals simultaneously.

The goal of this protocol is to assess systemic blood pressure in conscious freely moving mice using implantable radio-telemetry devices.

מדידת לחץ דם לטווח ארוך בעכברים לנוע בחופשיות באמצעות טלמטריה

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

The present protocol describes a unique approach that enables the collection of cardiac transudate (CT) from the isolated, saline-perfused rat heart. After isolation and retrograde perfusion of the heart according to the Langendorff technique, the heart is inverted into an upside-down position and is mechanically stabilized by a balloon catheter inserted into the left ventricle. Then, a thin latex cap &#8211; previously cast to match the average size of the rat heart &#8211; is placed over the epicardial surface. The outlet of the latex cap is connected to silicon tubing, with the distal opening 10 cm below the base level of the heart, creating slight suction. CT continuously produced on the epicardial surface is collected in ice-cooled vials for further analysis. The rate of CT formation ranged from 17 to 147 &#181;L/min (n = 14) in control and infarcted hearts, which represents 0.1-1% of the coronary venous effluent perfusate. Proteomic analysis and high performance liquid chromatography (HPLC) revealed that the collected CT contains a wide spectrum of proteins and purinergic metabolites.

This protocol describes a method to collect cardiac interstitial fluid from the isolated, perfused rat heart. To physically separate interstitial transudate from coronary venous effluent perfusate, the Langendorff perfused heart is inverted, and the transudate (interstitial fluid) formed on the cardiac surface is collected using a soft latex cap.

מודל הלב הפוכה עבור אוסף transstate Interstitial מן הלב עכברוש מבודד

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

Cardiopulmonary resuscitation after cardiac arrest, independent of its origin, is a regularly encountered medical emergency in hospitals as well as preclinical settings. Prospective randomized trials in human subjects are difficult to design and ethically ambiguous, which results in a lack of evidence-based therapies. The model presented in this report represents one of the most common causes of cardiac arrests, ventricular fibrillation, in a standardized setting in a large animal model. This allows for reproducible observations and various therapeutic interventions under clinically accurate conditions, hence facilitating the generation of better evidence and eventually the potential for improved medical treatment.

Cardiopulmonary resuscitation and defibrillation are the only effective therapeutic options during cardiac arrest caused by ventricular fibrillation. This model presents a standardized regimen to induce, assess, and treat this physiological state in a porcine model, thus providing a clinical approach with various opportunities for data collection and analysis.

מודל מתוקננת של פרוזדורים המוח ותמיכה מתקדמים בחיים הלב בחזירים

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