Summary
यह प्रोटोकॉल कम वोल्टेज प्रत्यावर्ती प्रवाह के साथ निरंतर उत्तेजना से प्रेरित चूहे के दिल में दीर्घकालिक वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन का एक मॉडल प्रस्तुत करता है। इस मॉडल में एक उच्च सफलता दर है, स्थिर, विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य है, हृदय समारोह पर कम प्रभाव पड़ता है, और केवल हल्के मायोकार्डियल चोट का कारण बनता है।
Abstract
वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन (वीएफ) हृदय रोगियों में उच्च घटना के साथ एक घातक अतालता है, लेकिन छिड़काव के तहत वीएफ गिरफ्तारी कार्डियक सर्जरी के क्षेत्र में इंट्राऑपरेटिव गिरफ्तारी का एक उपेक्षित तरीका है। कार्डियक सर्जरी में हालिया प्रगति के साथ, छिड़काव के तहत लंबे समय तक वीएफ अध्ययन की मांग बढ़ गई है। हालांकि, क्षेत्र में क्रोनिक वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन के सरल, विश्वसनीय और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य पशु मॉडल का अभाव है। यह प्रोटोकॉल एपिकार्डियम की प्रत्यावर्ती धारा (एसी) विद्युत उत्तेजना के माध्यम से दीर्घकालिक वीएफ को प्रेरित करता है। VF को प्रेरित करने के लिए विभिन्न स्थितियों का उपयोग किया गया था, जिसमें दीर्घकालिक VF को प्रेरित करने के लिए कम या उच्च वोल्टेज के साथ निरंतर उत्तेजना और सहज दीर्घकालिक VF को प्रेरित करने के लिए कम या उच्च वोल्टेज के साथ 5 मिनट के लिए उत्तेजना शामिल थी। विभिन्न स्थितियों की सफलता दर, साथ ही मायोकार्डियल चोट और हृदय समारोह की वसूली की दरों की तुलना की गई थी। परिणामों से पता चला कि निरंतर कम वोल्टेज उत्तेजना ने दीर्घकालिक वीएफ को प्रेरित किया और 5 मिनट की कम वोल्टेज उत्तेजना ने हल्के मायोकार्डियल चोट और हृदय समारोह की वसूली की उच्च दर के साथ सहज दीर्घकालिक वीएफ को प्रेरित किया। हालांकि, कम वोल्टेज, लगातार प्रेरित दीर्घकालिक वीएफ मॉडल की सफलता दर अधिक थी। उच्च-वोल्टेज उत्तेजना ने वीएफ प्रेरण की उच्च दर प्रदान की, लेकिन कम डिफिब्रिलेशन सफलता दर, हृदय समारोह की खराब वसूली और गंभीर मायोकार्डियल चोट दिखाई। इन परिणामों के आधार पर, इसकी उच्च सफलता दर, स्थिरता, विश्वसनीयता, प्रजनन क्षमता, हृदय समारोह पर कम प्रभाव और हल्के मायोकार्डियल चोट के लिए निरंतर कम वोल्टेज एपिकार्डियल एसी उत्तेजना की सिफारिश की जाती है।
Introduction
कार्डियक सर्जरी आमतौर पर थोराकोटॉमी के माध्यम से की जाती है, जिसमें महाधमनी को अवरुद्ध किया जाता है और हृदय को गिरफ्तार करने के लिए कार्डियोप्लेजिक समाधान के साथ छिड़काव किया जाता है। कार्डियक सर्जरी को दोहराना प्रारंभिक सर्जरी की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण हो सकता है, जिसमें उच्च जटिलता और मृत्यु दर 1,2,3 है। इसके अलावा, पारंपरिक औसत स्टर्नोटॉमी दृष्टिकोण उरोस्थि, आरोही महाधमनी, दाएं वेंट्रिकल और अन्य महत्वपूर्ण संरचनाओं के पीछे पुल वाहिकाओं को नुकसान पहुंचा सकता है। संयोजी ऊतक के पृथक्करण के कारण व्यापक रक्तस्राव, उरोस्थि घाव संक्रमण, और स्टर्नोटॉमी के कारण उरोस्थि ऑस्टियोमाइलाइटिस सभी संभावित जटिलताएं हैं। व्यापक विच्छेदन से महत्वपूर्ण हृदय संरचनाओं में घावों और रक्तस्राव का खतरा बढ़ जाता है।
न्यूनतम इनवेसिव कार्डियक सर्जरी के विकास के साथ, चीरे छोटे हो गए हैं, और कार्डियक अरेस्ट कभी-कभी प्राप्त करना मुश्किल होता है। वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन (VF)4,5 के तहत कार्डियक सर्जरी को दोहराना सुरक्षित, संभव है, और बेहतर मायोकार्डियल सुरक्षा प्रदान कर सकता है। इसलिए, यह प्रोटोकॉल न्यूनतम इनवेसिव एक्स्ट्राकोर्पोरियल परिसंचरण के साथ सर्जरी में वीएफ कार्डियक अरेस्ट की विधि का परिचय देता है। वीएफ के दौरान हृदय प्रभावी संकुचन खो देता है, और, इस प्रकार, सर्जरी के दौरान आरोही महाधमनी को सीवन और अवरुद्ध करने की कोई आवश्यकता नहीं होती है, जो प्रक्रिया को सरल बनाता है। हालांकि, भले ही दिल लगातार संक्रमित हो, फिर भी दीर्घकालिक वीएफ दिल के लिए हानिकारक हो सकता है।
जैसे-जैसे यह विधि अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है, वीएफ के दौरान दिल की रक्षा करने का सवाल तेजी से प्रासंगिक हो जाता है। इसके लिए दीर्घकालिक वीएफ के पशु मॉडल का उपयोग करके व्यापक और गहन अध्ययन की आवश्यकता होगी। अतीत में, इस क्षेत्र में अनुसंधान ने ज्यादातर बड़े जानवरों6,7 का उपयोग किया है और सर्जनों, एनेस्थेसियोलॉजिस्ट, परफ्यूजनिस्ट और अन्य शोधकर्ताओं के बीच सहयोग की आवश्यकता है। इन अध्ययनों में बहुत लंबा समय लगा, नमूना आकार अक्सर छोटे थे, और अध्ययन आम तौर पर हृदय समारोह पर केंद्रित थे और यंत्रवत और आणविक आकलन पर कम। आज तक, किसी भी अध्ययन ने दीर्घकालिक वीएफ मॉडल स्थापित करने के लिए एक विस्तृत प्रोटोकॉल की सूचना नहीं दी है।
इस प्रकार, यह प्रोटोकॉल लैंगेंडॉर्फ तंत्र का उपयोग करके दीर्घकालिक वीएफ चूहा मॉडल विकसित करने के लिए आवश्यक विवरण प्रदान करता है। प्रोटोकॉल सरल, किफायती, दोहराने योग्य और स्थिर है।
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Protocol
इस जांच में उपयोग की जाने वाली सभी प्रयोगात्मक प्रक्रियाओं और प्रोटोकॉल की समीक्षा की गई और पीएलए जनरल अस्पताल की पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित किया गया।
1. लैंगेंडॉर्फ उपकरण तैयार करना
- क्रेब्स-हेंसेलिट (के-एच) बफर तैयार करें। के-एच बफर तैयार करने के लिए, आसुत जल में निम्नलिखित जोड़ें: 118.0 एमएम एनएसीएल, 4.7 एमएम केसीएल, 1.2 एमएम एमजीएसओ 4, 1.2 एमएम एनएएच 2 पीओ4, 1.8 एमएम सीएसीएल2, 25.0 एमएम एनएएचसीओ3, 11.1 एमएम ग्लूकोज, और 0.5 एमएम ईडीटीए।
- संशोधित लैंगेंडॉर्फ छिड़काव प्रणाली तैयार करें।
- लगभग 80 mmHg के दबाव पर 95%O2 + 5%CO2 के साथ K-H बफर वाले फ्लास्क को लगातार गैस दें। छिड़काव ट्यूब के एक छोर को के-एच बफर में रखें, पानी के स्नान के माध्यम से छिड़काव ट्यूब के बीच से गुजरें, और छिड़काव ट्यूब के दूसरे छोर पर एक कुंद 20 ग्राम सुई संलग्न करें।
- सुई को तार स्टैंड पर रखें। पानी के स्नान के तापमान को समायोजित करें ताकि छिड़काव प्रणाली के अंत से के-एच बफर का तापमान 37.0 डिग्री सेल्सियस ± 1.0 डिग्री सेल्सियस हो।
2. हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर तैयार करना
- हार्डवेयर
- सभी एनालॉग संकेतों को डिजिटाइज़ और रिकॉर्ड करने के लिए एक शारीरिक सिग्नल रिकॉर्डर का उपयोग करें। द्विध्रुवी इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) रिकॉर्ड करने के लिए दो स्टेनलेस स्टील सुई इलेक्ट्रोड का उपयोग करें, और विद्युत उत्तेजना के लिए दो स्टेनलेस स्टील सुई इलेक्ट्रोड का उपयोग करें।
- चार इलेक्ट्रोड के एक छोर को शारीरिक सिग्नल रिकॉर्डर से कनेक्ट करें और दूसरे छोर को उस क्षेत्र के करीब रखें जहां उपकरण से जुड़ने के बाद दिल को तैनात किया जाएगा।
- सॉफ़्टवेयर
- बाइपोलर ईसीजी और हेमोडायनामिक पैरामीटर को स्वचालित रूप से पहचानने, समायोजित करने और रिकॉर्ड करने के लिए लैपटॉप सॉफ़्टवेयर का उपयोग करें। मापदंडों में बाएं वेंट्रिकुलर दबाव अंतर (एलवीपीडी), बाएं वेंट्रिकुलर विकसित दबाव (एलवीडीपी) और बाएं वेंट्रिकुलर एंड-डायस्टोलिक दबाव (एलवीईडीपी), और हृदय गति (एचआर) के बीच का अंतर शामिल है।
- विद्युत उत्तेजक मापदंडों को 30 हर्ट्ज एसी पर सेट करें, जिसमें कम वोल्टेज समूह 2 वी प्राप्त करता है और उच्च वोल्टेज समूह 6 वी प्राप्त करता है।
3. पृथक दिल को तैयार करना
- जानवर तैयार करो।
- 0.05 मिलीग्राम / किग्रा ब्यूप्रेनोर्फिन और 1,000 आईयू / किलोग्राम हेपरिन सोडियम के इंट्रापरिटोनियल इंजेक्शन के बाद 2% आइसोफ्लुरेन के साथ स्प्रैग-डॉवले (एसडी) चूहों को एनेस्थेटाइज करें। सुनिश्चित करें कि चूहे ने पैर की अंगुली की चुटकी का जवाब देना बंद कर दिया है।
- चूहे को एक छोटे से पशु शल्य चिकित्सा मंच पर स्थानांतरित करें, चूहे को लापरवाह स्थिति में रखें, और 75% इथेनॉल के साथ छाती को निष्फल करें।
- दिल पर उत्पाद शुल्क।
- गर्भाशय ग्रीवा विच्छेदन और श्वासनली इंटुबैशन के बाद चूहे को वेंटिलेटर से जोड़ने के साथ, त्वचा को टूथेड फोर्सप्स के साथ एक्साइफॉइड प्रक्रिया से ऊपर उठाएं, और ऊतक कैंची के साथ त्वचा में 3 सेमी अनुप्रस्थ चीरा लगाएं। त्वचा और पसली के चीरों को वी-आकार में दोनों तरफ एक्सिला तक बढ़ाएं।
- हृदय और फेफड़ों को पूरी तरह से उजागर करने के लिए ऊतक बल के साथ उरोस्थि को कपाल रूप से प्रतिबिंबित करें।
- दो घुमावदार बल का उपयोग करके थाइमस को अलग और स्पष्ट रूप से विच्छेदित करें। थाइमिक ऊतक को दबाएं, और महाधमनी और उसकी शाखाओं को उजागर करने के लिए इसे दोनों तरफ से पार्श्व रूप से विक्षेपित करें।
- महाधमनी और फुफ्फुसीय धमनी के कुंद पृथक्करण को करने के लिए घुमावदार बल का उपयोग करें, जिससे हृदय को हटाने के लिए नेत्र कैंची के बाद के उपयोग की सुविधा मिलती है और एक बार इसे हटाने के बाद हृदय को निलंबित कर दिया जाता है।
नोट: उन लोगों के लिए जो इस प्रक्रिया के लिए नए हैं, चरण 3.2.4 को छोड़ा जा सकता है। - ब्राचियोसेफेलिक ट्रंक को आसपास के ऊतक से अलग करने के लिए कुंद विच्छेदन का उपयोग करें। फिर, दिल को हटाने की सुविधा के लिए घुमावदार बल के साथ ब्राचियोसेफेलिक ट्रंक को दबाएं। ब्राचियोसेफेलिक ट्रंक और बाएं आम कैरोटिड धमनी के बीच महाधमनी को तेजी से काटें। दिल निकालते ही चूहा मर जाता है।
- अनावश्यक ऊतक को काट दें, और अवशिष्ट रक्त को धोने और पंप करने के लिए 0-4 डिग्री सेल्सियस पर के-एच बफर के साथ पेट्री डिश में तुरंत दिल को डुबोएं।
नोट: ब्राचियोसेफेलिक ट्रंक और बाएं आम कैरोटिड धमनी के बीच महाधमनी के ट्रांससेक्शन की सिफारिश की जाती है क्योंकि ट्रंक को संरक्षित करने से महाधमनी की पहचान और कैनुलेशन की गहराई का अनुमान लगाया जा सकता है।
- दिल को निलंबित करो।
- दिल को एक दूसरे पेट्री डिश में स्थानांतरित करें। महाधमनी की पहचान करें। महाधमनी को उठाने के लिए दो नेत्र बल का उपयोग करें, और कुंद सुई को लैंगेंडॉर्फ तंत्र में डालें।
- महाधमनी गहराई को उचित स्थिति में समायोजित करें। एक सहायक को 0 सीवन धागे के साथ एक गाँठ बांधें। फिर, छिड़काव प्रवाह नियामक चालू करें।
नोट: प्रक्रिया के दौरान दिल में प्रवेश करने वाले किसी भी हवा के बुलबुले से बचने के लिए ध्यान रखें। इसके अलावा, ध्यान रखें कि महाधमनी को काटने से प्रारंभिक छिड़काव तक का समय 2 मिनट से अधिक नहीं होना चाहिए। - बाएं आलिंद में दबाव ट्रांसड्यूसर से जुड़े एक छोटे संशोधित लेटेक्स गुब्बारे को डालें, और गुब्बारे को माइट्रल वाल्व के माध्यम से बाएं वेंट्रिकल में धक्का दें। 5-10 मिमीएचजी के अंत-डायस्टोलिक दबाव को प्राप्त करने के लिए गुब्बारे को आसुत पानी से भरें।
- ईसीजी और इलेक्ट्रिकल स्टिमुलेशन इलेक्ट्रोड को दिल से कनेक्ट करें। फिर, 37.0 डिग्री सेल्सियस ± 1.0 डिग्री सेल्सियस के आंतरिक तापमान को बनाए रखने के लिए दिल को एक जैकेट ग्लास कक्ष में रखें।
नोट: निम्नलिखित बहिष्करण मानदंड का उपयोग करें: हृदय गति <250 बीट प्रति मिनट; कोरोनरी प्रवाह (एमएल / मिनट) < 10 एमएल / मिनट या > 25 एमएल / ईसीजी और विद्युत उत्तेजना इलेक्ट्रोड कनेक्शन की स्थिति चित्रा 1 ए में दिखाई गई है, और जैकेट ग्लास चैंबर चित्रा 1 बी में दिखाया गया है।
4. हृदय को उत्तेजित और विद्युत रूप से उत्तेजित करना (चित्रा 2)।
- संतुलन चरण (0-30 मिनट)
- छिड़काव शुरू करें, और लगभग 37 डिग्री सेल्सियस का तापमान बनाए रखें जब तक कि दिल अनायास न धड़कता है; फिर, दिल को 20 मिनट के लिए बराबर करने की अनुमति दें।
- लगभग 30 डिग्री सेल्सियस पर जैकेट ग्लास कक्ष के भीतर तापमान बनाए रखने के लिए पानी के स्नान के तापमान को समायोजित करें।
नोट: पूरी शीतलन प्रक्रिया लगभग 10 मिनट तक चलनी चाहिए।
- विद्युत उत्तेजना चरण (30-120 मिनट)
- तापमान वांछित स्तर तक पहुंचने के बाद, लैपटॉप सॉफ्टवेयर पर विद्युत उत्तेजना स्विच को सक्रिय करें।
नोट: विद्युत उत्तेजना की शुरुआत में द्विध्रुवी य ईसीजी और बाएं वेंट्रिकुलर दबाव (एलवीपी) चित्रा 3 ए में दिखाए गए हैं। - यदि जानवर लगातार उत्तेजित दीर्घकालिक वीएफ समूह का हिस्सा है, तो 90 मिनट की विद्युत उत्तेजना की अनुमति दें। यदि जानवर प्रेरित सहज दीर्घकालिक वीएफ समूह में है, तो 5 मिनट की विद्युत उत्तेजना की अनुमति दें, फिर विद्युत उत्तेजना को बंद करें, और सहज दीर्घकालिक वीएफ के लिए 90 मिनट की अनुमति दें, जैसा कि चित्रा 3 बी में दिखाया गया है।
नोट: सहज दीर्घकालिक वीएफ समूह में दिल के लिए जो विद्युत उत्तेजना के बाद 90 मिनट के भीतर सहज वीएफ विकसित नहीं करते हैं, विद्युत उत्तेजना को तब बंद कर दिया जाता है क्योंकि वे समावेश मानदंडों को पूरा नहीं करते हैं।
- तापमान वांछित स्तर तक पहुंचने के बाद, लैपटॉप सॉफ्टवेयर पर विद्युत उत्तेजना स्विच को सक्रिय करें।
- रीवार्मिंग, डिफिब्रिलेशन और बीटिंग स्टेज (120-180 मिनट)
- VF के 90 मिनट के बाद, 0.1 J प्रत्यक्ष धारा डिफिब्रिलेशन देने के लिए इलेक्ट्रोड का उपयोग करें, जैसा कि चित्र 3C में दिखाया गया है।
- इसके साथ ही पानी के स्नान के तापमान को विनियमित करें ताकि तापमान को जैकेट ग्लास कक्ष के भीतर धीरे-धीरे लगभग 37 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ने की अनुमति मिल सके। लगभग 10 मिनट के लिए वार्मिंग प्रक्रिया जारी रखें।
- डिफिब्रिलेशन के बाद, दिल को 60 मिनट तक धड़कने दें, और फिर लगभग 37 डिग्री सेल्सियस पर 10% केसीएल के साथ धीमी गति से छिड़काव करके धड़कन को रोकें। आगे के विश्लेषण के लिए दिल को हटा दें।
नोट: डिफिब्रिलेशन के बाद धड़कने वाले दिल शामिल मानदंडों को पूरा नहीं करते हैं। इसके अलावा, ठंडा होने से पहले (20 मिनट पर), डिफिब्रिलेशन के बाद (120 मिनट पर), और प्रयोग के अंत में (180 मिनट पर) कोरोनरी बहाव को इकट्ठा करना महत्वपूर्ण है।
5. क्रिएटिन किनेज-एमबी (सीके-एमबी) परख और हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण करना।
- सीके-एमबी परख
- एकत्रित कोरोनरी बहाव द्रव8 में सीके-एमबी के स्तर को निर्धारित करने के लिए एक स्वचालित जैव रसायन विश्लेषक और वाणिज्यिक सीके-एमबी परख किट का उपयोग करें।
- हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण
- दिल को बफर ्ड 10% फॉर्मेलिन में ठीक करें, दिल को निर्जलित करें, और इसे पैराफिन में एम्बेड करें।
- पैराफिन-एम्बेडेड ऊतक को 5 μm वर्गों में काटने के लिए एक माइक्रोटोम का उपयोग करें; फिर, ग्लास स्लाइड पर अनुभागों को माउंट करें, और हेमटोक्सीलिन और ईओसिन9 के साथ दाग दें।
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Representative Results
प्रयोगों में कुल 57 चूहों का उपयोग किया गया था, जिनमें से 30 ने समावेश मानदंडों को पूरा किया। शामिल जानवरों को पांच समूहों में विभाजित किया गया था, प्रत्येक समूह में छह जानवर थे: नियंत्रण समूह (समूह सी), कम-वोल्टेज लगातार प्रेरित दीर्घकालिक वीएफ समूह (समूह एलसी), उच्च-वोल्टेज लगातार प्रेरित दीर्घकालिक वीएफ समूह (समूह एचसी), कम वोल्टेज-प्रेरित सहज दीर्घकालिक वीएफ समूह (समूह एलआई), और उच्च वोल्टेज-प्रेरित सहज दीर्घकालिक वीएफ समूह (समूह एचआई)। प्रत्येक समूह के लिए प्रयोगात्मक प्रक्रिया चित्रा 2 में दिखाया गया है।
VF मॉडल की सफलता दर
VF की दरें, डिफिब्रिलेशन की सफलता दर, और VF मॉडल की सफलता दर तालिका 1 में दिखाई गई है। समूह एलसी और समूह एचसी को निरंतर विद्युत उत्तेजना प्राप्त हुई, और इस प्रकार, वीएफ 100% सफलता दर के साथ हुआ, लेकिन समूह एचसी ने डिफिब्रिलेशन के लिए कम सफलता दर का प्रदर्शन किया। समूह एलआई और समूह एचआई, जिसमें विद्युत उत्तेजना को 5 मिनट के बाद बंद कर दिया गया था, में वीएफ की अलग-अलग दरें थीं, लेकिन समूह एलसी और समूह एचसी की तुलना में दोनों समूहों में वीएफ दर कम थी। जबकि उच्च वोल्टेज वाले समूहों में वीएफ की अधिक घटनाएं थीं, इसके साथ डिफिब्रिलेशन की कम सफलता दर थी। ग्रुप एलसी और ग्रुप एलआई दोनों में बेहतर डिफिब्रिलेशन सफलता दर थी, लेकिन कुल मिलाकर, ग्रुप एलसी में उच्चतम मॉडल सफलता दर थी, जबकि ग्रुप एलआई में कम मॉडल सफलता दर थी।
हेमोडायनामिक परिवर्तन
पांच प्रयोगात्मक समूहों के एचआर, कोरोनरी प्रवाह (सीएफ), और एलवीपीडी वसूली दर को चित्रा 4 ए-सी में दिखाया गया है। वसूली दर प्रयोग की शुरुआत में मूल्य से विभाजित प्रयोग के अंत में प्रासंगिक मूल्य के प्रतिशत को इंगित करती है। प्रत्येक समूह के हेमोडायनामिक डेटा की तुलना नियंत्रण समूह (समूह सी) के साथ की गई थी। प्रयोग के दौरान समूह सी के हेमोडायनामिक्स स्थिर रहे और एचआर, सीएफ और एलवीपीडी में थोड़ी कमी देखी गई। कम वोल्टेज-प्रेरित वीएफ वाले दो समूहों का समान प्रदर्शन और अच्छी वसूली दर थी। समूह सी की तुलना में उन समूहों में एचआर और एलवीपीडी काफी अलग नहीं थे, लेकिन सीएफ की वसूली दर समूह सी की तुलना में काफी बेहतर थी।
इसके विपरीत, उच्च वोल्टेज-प्रेरित दीर्घकालिक वीएफ वाले दो समूहों की हेमोडायनामिक रिकवरी दर खराब थी, और उच्च-वोल्टेज लगातार प्रेरित दीर्घकालिक वीएफ समूह ने सबसे खराब वसूली दर दिखाई।
सीके-एमबी परख और हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण परिणाम।
कोरोनरी बहाव द्रव में सीके-एमबी का स्तर मायोकार्डियल चोट को दर्शाता है। जैसा कि चित्रा 4 डी में दिखाया गया है, प्रयोग के अंत में एकत्र किए गए कोरोनरी बहाव द्रव के विश्लेषण से पता चला है कि सीके-एमबी का स्तर दोनों उच्च-वोल्टेज समूहों में अधिक था। हेमटोक्सिलिन और इओसिन धुंधला होने से समूह एचसी (चित्रा 5) में एक इलेक्ट्रोड बर्न क्षेत्र दिखाई दिया।
| पृथक छिड़काव दिलों की कुल संख्या | VF की संख्या | VF दर | डिफिब्रिलेशन के बाद पिटाई की संख्या | डिफिब्रिलेशन के बाद पिटाई की दर | VF मॉडल की सफलता दर | |
| ग्रुप सी | 6 | - | - | - | - | - |
| समूह एलसी | 7 | 7 | 100% | 6 | 85.71% | 85.71% |
| समूह HC | 14 | 14 | 100% | 6 | 42.86% | 42.86% |
| समूह एलआई | 16 | 7 | 43.75% | 6 | 85.71% | 37.50% |
| समूह हाय | 14 | 10 | 71.43% | 6 | 60.00% | 42.86% |
तालिका 1: VF मॉडल की सफलता दर। संक्षेप: वीएफ = वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन; समूह सी = नियंत्रण समूह; समूह एलसी = कम वोल्टेज लगातार उत्तेजित वीएफ समूह; समूह एचसी = उच्च वोल्टेज लगातार उत्तेजित वीएफ समूह; समूह एलआई = कम वोल्टेज-प्रेरित सहज वीएफ समूह; समूह HI = उच्च वोल्टेज-प्रेरित सहज VF समूह।
चित्र 1: इलेक्ट्रोड और जैकेट ग्लास चैंबर सेटिंग्स। (ए) एक पृथक चूहे के दिल पर विद्युत उत्तेजना इलेक्ट्रोड और द्विध्रुवी इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) इलेक्ट्रोड की स्थिति। सफेद तीर विद्युत उत्तेजना इलेक्ट्रोड को इंगित करता है। काला तीर द्विध्रुवी ईसीजी इलेक्ट्रोड को इंगित करता है। (बी) प्रयोग के दौरान पानी के स्नान और जैकेट ग्लास चैंबर के साथ तापमान नियंत्रण। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 2: हृदय छिड़काव और विद्युत उत्तेजना प्रक्रिया। संक्षेप: ए = ठंडा करना शुरू करें; बी = उत्तेजना शुरू करें; सी = उत्तेजना रोकें; डी = फिर से गर्म करना शुरू करें; ई = डिफिब्रिलेशन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 3: द्विध्रुवी इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ईसीजी) और बाएं वेंट्रिकुलर दबाव अंतर (एलवीपीडी)। (ए) वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन (वीएफ) प्रत्यावर्ती धारा (एसी) उत्तेजना शुरू करने के बाद हुआ। (बी) एसी उत्तेजना की समाप्ति के बाद सहज वीएफ हुआ। (सी) डिफिब्रिलेशन के बाद दिल धड़कने लगा। संक्षेप: ए = उत्तेजना शुरू करना; बी = उत्तेजना रोकें; सी = डिफिब्रिलेशन। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 4: प्रयोग के अंत में एकत्र किए गए कोरोनरी बहाव द्रव में हेमोडायनामिक रिकवरी दर और क्रिएटिन किनेज-एमबी (सीके-एमबी) मान। (ए) प्रत्येक समूह की हृदय गति (एचआर) वसूली दर। (बी) प्रत्येक समूह की कोरोनरी प्रवाह (सीएफ) वसूली दर। (सी) प्रत्येक समूह की बाएं वेंट्रिकुलर दबाव अंतर (एलवीपीडी) वसूली दर। (डी) प्रत्येक समूह के क्रिएटिन किनेज-एमबी (सीके-एमबी) मान। संक्षिप्त नाम: वीएफ = वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन। (A-D) सलाखों में मानक विचलन (एसडी) ± औसत दिखाया गया है। ग्राफपैड प्रिज्म का उपयोग करके एक तरफा एनोवा का प्रदर्शन किया गया था, इसके बाद टुकी के कई तुलना परीक्षण किए गए थे। n = 6 चूहे प्रति समूह। *: समूह सी के साथ तुलना; #: समूह एलसी के साथ तुलना। 0.05 से कम पी मान सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण माना जाता था। */#: पी < 0.05; **/##: P < 0.01; /###: P < 0.001; /##: P < 0.0001. कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
चित्रा 5: शीर्ष पर मायोकार्डियल ऊतक के हेमटोक्सीलिन और ईओसिन धुंधला। हरा वर्ग समूह एचसी का विद्युत उत्तेजना इलेक्ट्रोड बर्न क्षेत्र है। संक्षिप्त नाम: समूह एचसी = उच्च-वोल्टेज लगातार लंबे समय तक वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन समूह को उत्तेजित करता है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
यह प्रोटोकॉल पृथक चूहे के दिलों में दीर्घकालिक वीएफ का एक पशु मॉडल स्थापित करता है जिसे पहले रिपोर्ट नहीं किया गया है। इसके अतिरिक्त, इस अध्ययन में विभिन्न विद्युत उत्तेजना स्थितियों की तुलना की गई थी। यह अध्ययन कार्डियक सर्जरी के दौरान वेंट्रिकुलर फाइब्रिलेशन गिरफ्तारी से संबंधित अध्ययनों के लिए एक मॉडल प्रदान करता है।
मॉडल की सफलता दर एक बहुत ही महत्वपूर्ण संकेतक है जो कर्मियों, समय और आर्थिक लागतों से संबंधित है। VF मॉडल में, सफलता दर में शामिल है कि क्या VF को दिल में प्रेरित किया जा सकता है और क्या दिल डिफिब्रिलेशन के बाद सामान्य धड़कन पर वापस आ सकता है। इसके अलावा, हृदय समारोह वसूली दर और मायोकार्डियल चोट पर विचार किया जाना चाहिए। कार्डियक सर्जरी आवश्यकताओं के लिए एक उपयुक्त मॉडल होने के लिए, दिल के वीएफ समय को कम तापमान पर 1-2 घंटे तक पहुंचने की आवश्यकता होती है, और इस प्रकार, इस प्रोटोकॉल में, वीएफ समय 90 मिनट है।
कम वोल्टेज का उपयोग करने से हृदय समारोह और मायोकार्डियल चोट पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इसलिए, इस अध्ययन ने कम और उच्च वोल्टेज का उपयोग करने की सफलता दर की तुलना की, साथ ही चूहे के दिल में वीएफ को प्रेरित करने के लिए निरंतर या 5 मिनट विद्युत उत्तेजना की सफलता दर की तुलना की। प्रत्येक समूह के लिए छह योग्य VF मॉडल बनाए गए थे। समूह एलआई में कुल 16 चूहों का परीक्षण किया गया था, जिसमें 37.50% की मॉडल सफलता दर थी, जबकि समूह एलसी में केवल 7 चूहों का परीक्षण किया गया था, जिसमें 85.71% की सफलता दर थी। इसके अलावा, इस अध्ययन में, समूह एलसी और समूह एलआई के बीच एचआर, एलवीपीडी रिकवरी दर या सीके-एमबी स्तरों में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था।
हृदय चक्र की कमजोर अवधि के दौरान विद्युत उत्तेजना की पर्याप्त तीव्रता VF10 का उत्पादन करती है। इस अध्ययन में, समूह एचसी और समूह एचआई में अन्य समूहों की तुलना में वीएफ की अधिक घटनाएं थीं। हालांकि, सीके-एमबी विश्लेषण और हेमटोक्सीलिन और ईओसिन धुंधला परिणामों ने सुझाव दिया कि उच्च-वोल्टेज उत्तेजना महत्वपूर्ण मायोकार्डियल क्षति का कारण बन सकती है, जिससे कम डिफिब्रिलेशन दर हो सकती है। इसके अलावा, वीएफ के बाद दिल की डिफिब्रिलेशन दर कम-वोल्टेज समूहों की तुलना में उच्च-वोल्टेज समूहों में काफी कम थी।
इन आंकड़ों से पता चलता है कि कम वोल्टेज लगातार प्रेरित दीर्घकालिक वीएफ उच्चतम मॉडल सफलता दर, डिफिब्रिलेशन के बाद एक अच्छी कार्डियक फ़ंक्शन रिकवरी दर और कम मायोकार्डियल चोट के साथ सबसे अच्छा मॉडल था।
सीएफ रिकवरी की दर ग्रुप सी की तुलना में दो कम-वोल्टेज समूहों में बेहतर थी, जो समान अध्ययनों की रिपोर्ट ों के अनुरूप थी। पिछले अध्ययन में, कार्डियोपल्मोनरी बाईपास (सीपीबी) के तहत कैनाइन दिल ने पतला कोरोनरी धमनियों11 के माध्यम से प्रवाह में उल्लेखनीय वृद्धि दिखाई, जिसने एपिकार्डियल प्रवाह की तुलना में सबएंडोकार्डियल प्रवाह को तीन गुना अधिक बढ़ा दिया। यह बढ़ा हुआ कोरोनरी प्रवाह बढ़ी हुई चयापचय मांग को पूरा करने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन प्रदान कर सकता है। इसलिए, कैनाइन मॉडल में, सामान्य वेंट्रिकल सहज वीएफ के 30-60 मिनट के बाद कोई चयापचय या कार्यात्मक हानि या हिस्टोलॉजिकल परिवर्तन नहीं दिखाता है। एक अन्य सीपीबी कैनाइन हार्ट स्टडी12 में, सीएफ सामान्य खाली धड़कते दिलों की तुलना में सहज और लगातार उत्तेजित वीएफ दोनों में अधिक था।
कार्डियक सर्जरी के दौरान तापमान का अनुकरण करने के लिए, इस अध्ययन में वीएफ के दौरान के-एच बफर का तापमान और परिवेश का तापमान लगभग 30 डिग्री सेल्सियस पर नियंत्रित किया गया था। धड़कते दिलों में हाइपोथर्मिया के साथ बाएं वेंट्रिकुलर डिस्टेन्सिबिलिटी कम हो गई लेकिन वीएफ दिलों में हाइपोथर्मिया के साथ बढ़ गई। पिछले अध्ययन में, वीएफ दिलों में मायोकार्डियल ऑक्सीजन की खपत 37 डिग्री सेल्सियस पर सामान्य खाली धड़कते दिलों की तुलना में अधिक थी और 28 डिग्री सेल्सियस13 पर खाली धड़कते दिलों की तुलना में कम थी। इसलिए, तापमान को कम करने से संक्रमित वीएफ हृदय में अधिक लाभ होता है।
इलेक्ट्रोड की स्थिति VF की घटना को प्रभावित कर सकती है। इस प्रोटोकॉल में, सुई इलेक्ट्रोड को पूरे दिल में विद्युत उत्तेजना प्राप्त करने और जैव रासायनिक विश्लेषण के लिए कोरोनरी बहाव द्रव प्राप्त करने के लिए दाएं वेंट्रिकल के आधार और शीर्ष पर लंगर डाला जाता है। एक पिछले अध्ययन ने दाएं वेंट्रिकल के एंडोकार्डियम पर एक इलेक्ट्रोड को लंगर डाला, दूसरे ध्रुव को के-एच बफर में रखा, और दिल को के-एच बफर14 में डुबो दिया। इसके अलावा, अध्ययनों ने दाएं वेंट्रिकुलर एंडोकार्डियम15, एपिकार्डियल मल्टी-साइट फोटोस्टिम्यूलेशन 16 और एपिकार्डियल मल्टी-इलेक्ट्रोड सरणी (एमईए)17 के साथ एपिकार्डियल विद्युत उत्तेजना में ऑक्टेपोलर इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी कैथेटर प्लेसमेंट की सूचना दी है।
पिछली रिपोर्ट में, शोधकर्ताओं ने छिड़काव14 के बिना 20 मिनट वीएफ प्राप्त करने के लिए 0.05 एमए 30 हर्ट्ज एसी के साथ 37 डिग्री सेल्सियस पर पृथक चूहे के दिल की 3 मिनट की विद्युत उत्तेजना का प्रदर्शन किया। पृथक नॉनइस्केमिक फेरेट हार्ट18 में वीएफ को प्रेरित करने के लिए 10-30 हर्ट्ज एसी का भी उपयोग किया गया है। इसके अलावा, कुत्तों में कार्डियोपल्मोनरी बाईपास प्रयोगों में 1.5-4.5 वी एसी12, 7.5 वी एसी 13, और अप्रतिबंधित वोल्टेज एसी19 का उपयोग किया गया है। विशेष रूप से, प्रेरित वीएफ के लिए वोल्टेज या वर्तमान सीमाएं पृथक और विवो दिलों के बीच भिन्न होती हैं, जिसमें पृथक दिल में छोटी उत्तेजना तीव्रताहोती है। विभिन्न अध्ययनों में जिनमें वीएफ को एसी के साथ प्रेरित किया गया है, परिणामों को प्रभावित करने वाला प्राथमिक कारक विद्युत उत्तेजना की आवृत्ति के बजाय तीव्रता थी। विद्युत उत्तेजना की आवृत्ति इनमें से किसी भी अध्ययन में समान नहीं थी, लेकिन यह भी ध्यान दिया गया है कि 30 हर्ट्ज 10 हर्ट्ज21 की तुलना में वीएफ की अधिक घटना पैदा करता है। विद्युत उत्तेजित VF के अध्ययन में प्रत्यक्ष धारा (DC) का भी उपयोग किया गया है, लेकिन DC का उपयोग आमतौर पर अल्पकालिक VF में किया जाता है क्योंकि VF को प्रेरित करने के लिए DC के लिए सीमा AC22 की तुलना में तीन गुना अधिक है। इसके अलावा, डीसी उच्च ऊर्जा पर लंबे समय तक उत्तेजना के तहत मायोकार्डियल चोट को बढ़ा सकता है। इलेक्ट्रिकल डिफिब्रिलेशन भी मायोकार्डियल चोट का कारण बन सकता है, लेकिन अध्ययनों ने इस प्रोटोकॉल23 में उपयोग की तुलना में बहुत अधिक डिफिब्रिलेशन ऊर्जा के साथ केवल महत्वपूर्ण चोट दिखाई है।
इस प्रोटोकॉल को सफल बनाने के लिए कई चरणों पर ध्यान देना आवश्यक है। श्वसन गिरफ्तारी के कारण इस्किमिया से बचने के लिए चूहों को एनेस्थेटाइज करने के बाद वेंटिलेटर को जोड़ा जाना चाहिए, जो प्रयोगात्मक परिणामों को भ्रमित कर सकता है। दिल को हटाने के बाद, इसे 0-4 डिग्री सेल्सियस के-एच बफर में विसर्जित किया जाना चाहिए, विशेष रूप से महाधमनी जड़, और दिल में प्रवेश करने वाली हवा से बचने के लिए सिकुड़ने से पहले दिल को तेजी से निलंबित किया जाना चाहिए। सुई को महाधमनी में बहुत गहराई से प्रवेश नहीं करना चाहिए, क्योंकि यह कोरोनरी छिड़काव को कम कर सकता है। हृदय को निलंबित करते समय, महाधमनी जड़ के रेशम बंधाव में ब्राचियोसेफेलिक ट्रंक शामिल होना चाहिए; अन्यथा, कोरोनरी छिड़काव को हटा दिया जाएगा। कोरोनरी प्रवाह में असामान्य वृद्धि इस मुद्दे की पहचान करने में मदद करती है। इलेक्ट्रोड की गहराई लगभग 1 मिमी होनी चाहिए; बहुत गहरे रखे गए इलेक्ट्रोड वेंट्रिकुलर दीवार में प्रवेश करेंगे, और जो बहुत उथले रखे गए हैं उन्हें हटाया जा सकता है।
कुछ अध्ययनों के लिए, जांचकर्ता दीर्घकालिक सहज वीएफ की स्थिति का अनुकरण करना चाह सकते हैं, लेकिन छोटे स्तनधारी दिल को सहज डिफिब्रिलेशन24,25 की उच्च दर की विशेषता है। लंबी दुर्दम्य अवधि, तेजी से चालन, और छोटा द्रव्यमान VF के रखरखाव के लिए अनुकूल नहीं हैं, और हृदय थोड़े समय के भीतर एक सामान्य लय में वापस आ जाता है। इसी तरह के अध्ययन पहले वीएफ की विभिन्न स्थितियों वाले छोटे जानवरों पर किए गए हैं; हालांकि, इन सभी अध्ययनों ने अल्पकालिक वीएफ का आकलन किया। सहज वीएफ अकेले ठंडा होने से नहीं होता है और इसे विभिन्न परिस्थितियों में विद्युत उत्तेजना द्वारा प्रेरित किया जाना चाहिए, जो इस अध्ययन की एक सीमा है।
संक्षेप में, कम वोल्टेज निरंतर एपिकार्डियल एसी उत्तेजना ने एक उच्च सफलता दर, स्थिरता, विश्वसनीयता और प्रजनन क्षमता दिखाई, खासकर जब से इसमें हृदय समारोह और कम मायोकार्डियल चोट पर कम प्रभाव की विशेषताएं थीं, जिससे यह लंबे समय तक वीएफ का एक स्केलेबल मॉडल बन गया।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
यह काम कार्डियोवैस्कुलर सर्जरी, फर्स्ट मेडिकल सेंटर, चीनी पीएलए जनरल अस्पताल और प्रयोगशाला पशु केंद्र, चीनी पीएलए जनरल अस्पताल के समर्थन से किया गया था।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 0 Non-absorbable suture | Ethicon, Inc. | Preparation of the isolated heart | |
| 95% O2 + 5% CO2 | Beijing BeiYang United Gas Co., Ltd. | K-H buffer | |
| AcqKnowledge software | BIOPAC Systems Inc. | Version 4.2.1 | Software |
| Automatic biochemistry analyzer | Rayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd. | Chemray 800 | CK-MB assay |
| BIOPAC research systems | BIOPAC Systems Inc. | MP150 | Hardware |
| Blunt needle (20 G, TWLB) | Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd. | H-113AP-S | Modified Langendorff perfusion system |
| Calcium chloride | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10005861 | K-H buffer |
| CK-MB assay kits | Changchun Huili Biotech Co., Ltd. | C060 | CK-MB assay |
| Curved forcep | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. | Preparation of the isolated heart | |
| EDTA | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10009717 | K-H buffer |
| Electrical stimulator | BIOPAC Systems Inc. | STEMISOC | Hardware |
| Filter | Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd. | H-113AP-S | |
| Glucose | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 63005518 | K-H buffer |
| Heparin sodium | Tianjin Biochem Pharmaceutical Co., Ltd. | H120200505 | Preparation of the isolated heart |
| Isoflurane | RWD Life Science Co.,LTD | 21082201 | Preparation of the isolated heart |
| Magnesium sulfate | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 20025118 | K-H buffer |
| Needle electrodes | BIOPAC Systems Inc. | EL452 | Hardware |
| Ophthalmic clamp | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. | Preparation of the isolated heart | |
| Ophthalmic forceps | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. | Preparation of the isolated heart | |
| Ophthalmic scissors | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. | Preparation of the isolated heart | |
| Perfusion tube | Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd. | H-113AP-S | Modified Langendorff perfusion system |
| Potassium chloride | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10016318 | K-H buffer |
| Sodium bicarbonate | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10018960 | K-H buffer |
| Sodium chloride | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 10019318 | K-H buffer |
| Sodium dihydrogen phosphate dihydrate | Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd | 20040718 | K-H buffer |
| Sprague-Dawley (SD) rats | SPF (Beijing) biotechnology Co., Ltd. | Male, 300-350g | Preparation of the isolated heart |
| Thermometer | Jiangsu Jingchuang Electronics Co., Ltd. | GSP-6 | Modified Langendorff perfusion system |
| Tissueforceps | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. | Preparation of the isolated heart | |
| Tissue scissors | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. | Preparation of the isolated heart | |
| Toothed forceps | Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. | Preparation of the isolated heart | |
| Ventilator | Chengdu Instrument Factory | DKX-150 | Preparation of the isolated heart |
| Water bath1 | Ningbo Scientz Biotechnology Co.,Ltd. | SC-15 | Modified Langendorff perfusion system |
| Water bath2 | Shanghai Yiheng Technology Instrument Co., Ltd. | DK-8D | Modified Langendorff perfusion system |
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