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

Dette arbeidet ble utført med støtte fra kardiovaskulær kirurgi, First Medical Center, Chinese PLA General Hospital og Laboratory Animal Center, Chinese PLA General Hospital.

Alle eksperimentelle prosedyrer og protokoller som ble brukt i denne undersøkelsen ble gjennomgått og godkjent av Animal Care and Use Committee of PLA General Hospital.
1. Klargjøring av Langendorff-apparatet
<ol><li>Forbered bufferen Krebs-Henseleit (K-H). For å forberede K-H-bufferen, tilsett følgende til destillert vann: 118,0 mM NaCl, 4,7 mM KCl, 1,2 mM MgSO 4, 1,2 mM NaH 2 PO4, 1,8 mM CaCl2, 25,0 mM NaHCO3, 11,1 mM glukose og 0,5 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>

Denne protokollen etablerer en dyremodell av langsiktig VF i isolerte rottehjerter som ikke tidligere er rapportert. I tillegg ble forskjellige elektriske stimuleringsforhold sammenlignet i denne studien. Denne studien gir en modell for studier relatert til ventrikkelflimmerstans under hjertekirurgi.
Suksessraten til modellen er en svært viktig indikator som er relatert til personell, tid og økonomiske kostnader. I VF-modeller inkluderer suksessraten om VF kan induseres i hjertet og om hjert...

Hjertekirurgi utføres vanligvis via torakotomi, med blokkering av aorta og perfusjon med en kardioplegisk løsning for å arrestere hjertet. Gjentatt hjertekirurgi kan være mer utfordrende enn den første operasjonen, med høyere komplikasjoner og dødelighet 1,2,3. Videre kan den konvensjonelle median sternotomi-tilnærmingen forårsake skade på brokarene bak brystbenet, den stigende aorta, høyre ventrikkel og andre viktige strukturer. Omfattende blødninger på grunn av separasjon av bindevev, sternal sårinfeksjon og sternal osteomyelitt på grunn av sternotomi er alle mulige komplikasjoner. Omfattende disseksjon øker risikoen for lesjoner og blødninger i vitale hjertestrukturer.
Med utviklingen av minimalt invasiv hjertekirurgi har snittene blitt mindre, og hjertestans er noen ganger vanskelig å oppnå. Gjentatt hjertekirurgi under ventrikkelflimmer (VF)4,5 er trygt, gjennomførbart og kan gi bedre myokardbeskyttelse. Derfor introduserer denne protokollen metoden for VF-hjertestans i kirurgi med minimal invasiv ekstrakorporeal sirkulasjon. Hjertet mister effektiv sammentrekning under VF, og det er derfor ikke nødvendig å suturere og blokkere den stigende aorta under operasjonen, noe som forenkler prosedyren. Men selv om hjertet er kontinuerlig perfundert, kan langsiktig VF fortsatt være skadelig for hjertet.
Etter hvert som denne metoden blir mer utbredt, blir spørsmålet om hvordan man beskytter hjertet under VF stadig mer relevant. Dette vil kreve omfattende og grundige studier ved bruk av dyremodeller av langsiktig VF. Tidligere har forskning på dette feltet stort sett brukt store dyr6,7 og har krevd samarbeid mellom kirurger, anestesileger, perfusjonister og andre forskere. Disse studiene tok for lang tid, utvalgsstørrelsene var ofte små, og studiene fokuserte generelt på hjertefunksjon og mindre på mekanistiske og molekylære vurderinger. Til dags dato har ingen studier rapportert en detaljert protokoll for å etablere en langsiktig VF-modell.
Denne protokollen gir dermed detaljene som trengs for å utvikle en langsiktig VF-rottemodell ved hjelp av Langendorff-apparat. Protokollen er enkel, økonomisk, repeterbar og 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

Ventrikkelflimmer (VF) er en dødelig arytmi med høy forekomst hos hjertepasienter, men VF-stans under perfusjon er en neglisjert metode for intraoperativ stans innen hjertekirurgi. Med de siste fremskrittene innen hjertekirurgi har etterspørselen etter langvarige VF-studier under perfusjon økt. Feltet mangler imidlertid enkle, pålitelige og reproduserbare dyremodeller av kronisk ventrikkelflimmer. Denne protokollen induserer langsiktig VF gjennom vekselstrøm (AC) elektrisk stimulering av epikardiet. Ulike forhold ble brukt for å indusere VF, inkludert kontinuerlig stimulering med lav eller høy spenning for å indusere langvarig VF og stimulering i 5 minutter med lav eller høy spenning for å indusere spontan langsiktig VF. Suksessratene for de forskjellige tilstandene, samt frekvensen av myokardskade og gjenoppretting av hjertefunksjon, ble sammenlignet. Resultatene viste at kontinuerlig lavspenningsstimulering induserte langvarig VF og at 5 min lavspenningsstimulering induserte spontan langvarig VF med lett myokardskade og høy restitusjonsgrad av hjertefunksjon. Den lavspente, kontinuerlig stimulerte langsiktige VF-modellen hadde imidlertid en høyere suksessrate. Høyspenningsstimulering ga høyere VF-induksjonsrate, men viste lav suksessrate for defibrillering, dårlig restitusjon av hjertefunksjonen og alvorlig myokardskade. På grunnlag av disse resultatene anbefales kontinuerlig lavspent epikardial AC-stimulering for sin høye suksessrate, stabilitet, pålitelighet, reproduserbarhet, lav innvirkning på hjertefunksjonen og mild myokardskade.

Totalt 57 rotter ble brukt i forsøkene, hvorav 30 oppfylte inklusjonskriteriene. De inkluderte dyrene ble delt inn i fem grupper, med seks dyr i hver gruppe: kontrollgruppen (gruppe C), den lavspente kontinuerlig stimulerte langtids VF-gruppen (gruppe LC), den høyspente kontinuerlig stimulerte langsiktige VF-gruppen (gruppe HC), den lavspenningsinduserte spontane langsiktige VF-gruppen (gruppe LI) og den høyspenningsinduserte spontane langsiktige VF-gruppen (gruppe HI). Den eksperimentelle prosessen for hver gruppe er...

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

Denne protokollen presenterer en modell for langvarig ventrikkelflimmer i rottehjerter indusert av kontinuerlig stimulering med lavspent vekselstrøm. Denne modellen har en høy suksessrate, er stabil, pålitelig og reproduserbar, har liten innvirkning på hjertefunksjonen og forårsaker bare mild myokardskade.

En modell for langvarig ventrikkelflimmer i isolerte rottehjerter

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

Denne protokollen gir et detaljert behov for å utvikle en langsiktig ventrikkelflimmerrottemodell ved hjelp av Langendorff-apparatet. Det fyller gapet av langvarig ventrikkelflimmer i smådyrmodellen. Det tekniske er enkelt, økonomisk, repeterbart og stabilt.Denne teknikken kan brukes i studiet av ventrikulær fibrilleringsstans under perfusjon, som utføres i visse kliniske situasjoner innen hjertekirurgi økter og operasjoner. For å begynne å forberede Krebs-Henseleit eller KH-bufferen ved å tilsette 118 millimolært natriumklorid, 4, 7 millimolært kaliumklorid, 1, 2 millimolært magnesiumklorid, 1, 2 millimolært natriumdihydrogenfosfat, 1, 8 millimolært kalsiumklorid, 25 millimolært natriumbikarbonat, 11, 1 millimolar glukose og 0, 5 millimolar EDTA i destillert vann. Forbered deretter det modifiserte Langendorff perfusjonssystemet.Gass kontinuerlig kolben som inneholder KH-buffer med 95 % oksygen og 5 % karbondioksid ved et trykk på ca. 80 millimeter kvikksølv. Plasser den ene enden av perfusjonsrøret i KH-bufferen, pass midten av perfusjonsrøret gjennom vannbadet, og fest en stump 20 gauge nål til den andre enden av perfusjonsrøret. Etter å ha suspendert nålen på et trådstativ, juster temperaturen på vannbadet slik at temperaturen på KH-bufferen fra enden av perfusjonssystemet er 37 grader Celsius.Bruk en fysiologisk signalopptaker til å digitalisere og registrere alle analoge signaler. Bruk to rustfritt stål nål elektroder for å registrere en bipolar elektrokardiogram eller EKG og to rustfritt stål nål elektroder for elektrisk stimulering. Koble den ene enden av de fire elektrodene til den fysiologiske signalopptakeren og den andre enden nær området der hjertet skal plasseres etter festing til apparatet.Deretter bruker du den bærbare programvaren til automatisk å gjenkjenne, justere og registrere bipolar EKG og hemodynamiske parametere. Sett de elektriske stimulatorparametrene til 30 hertz vekselstrøm med lavspenningsgruppen som mottar 2 volt og høyspenningsgruppen mottar 6 volt. Med den bedøvede rotta koblet til en ventilator etter cervikal disseksjon og trakeal intubasjon, løft huden av xiphoidprosessen med tanntang og lag et tre centimeter tverrsnitt i huden med vevsaks.Forleng hud- og ribbesnittene til aksillene på begge sider i en V-form. Bruk stump disseksjon for å skille brakiocephalic stammen fra det omkringliggende vevet. Klem deretter den brakiocephaliske stammen med buede tang for å lette fjerning av hjertet.Senk hjertet umiddelbart i en petriskål med KH-buffer ved 0 til 4 grader Celsius for å vaske og pumpe ut restblodet. Overfør hjertet til en annen petriskål. Klipp av overflødig vev og identifisere aorta.Bruk to oftalmiske tang for å løfte aorta og sett aorta inn i den stumpe nålen til Langendorff-apparatet. Deretter knytter du ved hjelp av en assistent en knute med en 0 suturtråd. Slå på perfusjonsstrømningsregulatoren.Skyv ballongen gjennom mitralventilen inn i venstre ventrikel. Fyll ballongen med destillert vann for å oppnå et diastolisk trykk på 5 til 10 millimeter kvikksølv. Koble EKG og elektriske stimuleringselektroder til hjertet.Plasser hjertet i midten av det jakkede glasskammeret som opprettholdes ved 37 grader Celsius. La hjertet balansere i 20 minutter inne i kammeret. Juster deretter temperaturen i vannbadet for å opprettholde temperaturen i det kappede glasskammeret ved 30 grader Celsius.Etter at temperaturen har nådd ønsket nivå, aktiverer du den elektriske stimuleringsbryteren på den bærbare programvaren. Hvis dyret er en del av den kontinuerlig stimulerte langsiktige ventrikkelflimmer eller VF-gruppen, la 90 minutter med elektrisk stimulering. Etter 90 minutter med VF, bruk elektroder for å gi 0,1 joule likestrøm defibrillering.Reguler samtidig vannbadtemperaturen slik at temperaturen stiger sakte i det jakkede glasskammeret til 37 grader Celsius i 10 minutter. Etter defibrillering, la hjertet slå i 60 minutter og deretter stoppe slagene ved langsom perfusjon med 10% kaliumklorid ved ca. 37 grader Celsius. Fjern hjertet for kreatinkinase eller CK-MB-analyse og histologisk analyse.Frekvensen av VF, suksessraten for defibrillering og suksessraten for VF-modellen er vist her. Gruppe LC og gruppe HC fikk kontinuerlig elektrisk stimulering, og dermed oppstod VF med en suksessrate på 100 %. Men gruppe HC viste lavere suksessrate for defibrillering.Gruppe LI og gruppe HI der den elektriske stimuleringen ble slått av etter fem minutter, hadde forskjellige frekvenser av VF, men VF-frekvensen var langsommere i begge gruppene sammenlignet med gruppe LC og gruppe HC. Både gruppe LC og gruppe LI hadde bedre suksessrater for defibrillering. Men samlet sett hadde gruppe LC den høyeste suksessraten for modellene, mens gruppe LI hadde en lavere suksessrate for modellen. Hjertefrekvens eller HR, koronar flow eller CF, og venstre ventrikkel trykkforskjell eller LVPD utvinningsgrad er vist her.Hemodynamikken i gruppe C forble stabil under forsøket og viste en liten reduksjon i HR, CF og LVPD. De to gruppene med lavspenningsindusert VF hadde lik ytelse og god utvinningsgrad. HR og LVPD var ikke signifikant forskjellige i disse gruppene sammenlignet med gruppe C.Men utvinningsgraden av CF var signifikant bedre enn i gruppe C.In kontrast, den hemodynamiske utvinningsgraden for de to gruppene med høyspenning indusert til langsiktig VF var dårlig og høyspenningen kontinuerlig stimulert langsiktig VF-gruppe viste den verste utvinningsgraden.Analysen av koronar effusjonsvæske viste at CK-MB-nivåene var høyere i begge høyspenningsgruppene. Det ble ikke funnet forskjeller mellom de to lavspenningsgruppene og gruppe C.Hematoksylin- og eosinfarging viste et elektrodebrenningsområde i gruppe HC. Denne protokollen er egnet for studier relatert til ventrikkelflimmerstans og perfusjon ved kardiovaskulær kirurgi.

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

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

NADH Fluorescens Imaging av isolerte Biventricular Arbeide 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 ...

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 ...

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

Måte Isolert<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Lung Perfusjons i en Rat Modell: Erfaringer fra å utvikle en 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 ...

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

En Rat Modell av ventrikkelflimmer og Resuscitation av Konvensjonell Lukket brystet Technique

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

Induksjon og vurdering av iskemi-reperfusjon Injury in Langendorff-perfuserte rottehjerter

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

Kirurgisk Plassering av katetre for langsiktig kardiovaskulær trening Testing i 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

Langsiktig blodtrykksmåling i fritt bevegelige Mus Bruke Telemetri

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

Den inverterte hjertemodellen for interstitial transudatsamling fra det isolerte rottehjertet

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

Standardisert modell av ventrikulær fibrillasjon og avansert hjertelivsstøtte i svin

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