Gemodificeerde heterotope abdominale harttransplantatie en een nieuw aorta-regurgitatiemodel bij ratten
Summary
Deze studie toont een reproduceerbare heterotope abdominale harttransplantatietechniek bij ratten die beginners kunnen leren en uitvoeren. Bovendien wordt een nieuw aorta-regurgitatiemodel bij ratten gegenereerd door heterotope abdominale harttransplantatie uit te voeren en de aortaklep van de donor te beschadigen met behulp van een geleidedraad na het oogsten.
Abstract
In de afgelopen 50 jaar hebben veel onderzoekers heterotope abdominale harttransplantatie bij muizen en ratten gemeld, met enkele variaties in de chirurgische techniek. Het aanpassen van de transplantatieprocedure om de myocardiale bescherming te versterken, kan de ischemietijd verlengen met behoud van de hartfunctie van de donor. De belangrijkste punten van deze techniek zijn als volgt: het transecteren van de abdominale aorta van de donor vóór het oogsten om het hart van de donor te ontladen; perfusie van de kransslagaders van de donor met een koude cardioplegische oplossing; en topische koeling van het hart van de donor tijdens de anastomoseprocedure. Bijgevolg, omdat deze procedure de aanvaardbare ischemietijd verlengt, kunnen beginners het gemakkelijk uitvoeren en een hoog slagingspercentage bereiken.
Bovendien werd in dit werk een nieuw aorta-regurgitatiemodel (AR) vastgesteld met behulp van een andere techniek dan de bestaande, die wordt gecreëerd door een katheter uit de rechter halsslagader in te brengen en de oorspronkelijke aortaklep te doorboren onder continue echocardiografische begeleiding. Een heterotope abdominale harttransplantatie werd uitgevoerd met behulp van het nieuwe AR-model. In het protocol wordt, nadat het hart van de donor is geoogst, een stijve geleidedraad in de brachiocefale slagader van de donor ingebracht en naar de aortawortel geleid. De aortaklep wordt doorboord door de geleidingsdraad verder te duwen, zelfs nadat de weerstand is gevoeld, waardoor AR wordt geïnduceerd. Het is gemakkelijker om de aortaklep te beschadigen met deze methode dan met de procedure die wordt beschreven in het conventionele AR-model. Bovendien draagt dit nieuwe AR-model niet bij aan de circulatie van de ontvanger; daarom wordt verwacht dat deze methode een strenger AR-model zal opleveren dan de conventionele procedure.
Introduction
Heterotope abdominale harttransplantatie bij ratten werd voor het eerst gemeld in 1964 door Abbott et al.1 en is gebruikt voor het bestuderen van acute en chronische allograftafstoting, cardiale allograft vasculopathie, ischemie-reperfusieletsel en cardiale remodellering 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 . In de afgelopen 50 jaar zijn er enkele wijzigingen aan de procedure toegevoegd. De grondbeginselen van de huidige procedure zijn als volgt. De opgaande aorta en longslagader (PA) van de donor zijn end-to-side anastomose naar respectievelijk de abdominale aorta en inferieure vena cava van de ontvanger. Hoewel het linkeratrium en de ventrikel van de donor geen intracavitaire stroom ontvangen, stroomt het bloed naar het coronaire systeem van de donor; Daarom begint het hart van de donor weer te kloppen na het ontklemmen.
Sommige deskundigen met ervaring in honderden of duizenden operaties hebben een hoog slagingspercentage gemeld met een korte ischemietijd voor heterotope abdominale harttransplantatie 2,3,4,5; Het is echter moeilijk voor beginners om de korte ischemietijd vanaf het begin te bereiken. Voldoende cardioprotectie is een belangrijke factor voor het verkrijgen van een goede hartcontractie van het hart van de donor. Onvoldoende myocardiale bescherming kan het hart van de donor verstijven. Daarom hebben we de transplantatieprocedure aangepast om de bescherming van het hart van de donor te versterken. Een van de doelen van deze studie is om een reproduceerbare heterotope abdominale harttransplantatieprocedure aan te tonen die beginners gemakkelijk kunnen uitvoeren, omdat het de aanvaardbare ischemietijd verlengt.
Bovendien hebben sommige onderzoekers een aorta-regurgitatie (AR) -model bij ratten gemeld, dat is gebruikt om de effecten van middelen op linkerventrikel (LV) remodellering te onderzoeken12,13,14,15. De conventionele procedure omvat het volgende: (1) een rechter laterale halsincisie wordt gemaakt om de rechter halsslagader na anesthesie bloot te leggen; (2) een katheter wordt uit dit vat gecannuleerd en naar de aortawortel geleid; en (3) AR wordt geïnduceerd door de oorspronkelijke aortaklep te doorboren onder continue echocardiografische begeleiding.
Het doorboren van de aortaklep terwijl u de echocardiografiesonde vasthoudt en een goed zicht krijgt op de opgaande aorta, de aortaklep en de katheter met een echocardiogram is echter een uitdaging. Verder is hartfalen na acute AR een andere complicatie. Daarom is in dit werk een nieuw AR-model opgesteld, dat gemakkelijk kan worden gemaakt en niet bijdraagt aan de circulatie van de ontvanger, om deze uitdagingen op te lossen. Het andere doel van deze studie is om een AR-model te maken door gebruik te maken van heterotope abdominale harttransplantatie en de aortaklep van de donor te beschadigen met behulp van een geleidedraad na het oogsten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Belangrijke stappen werden ontdekt om te voorkomen dat het donorhart verstijft tijdens implantatie. Ten eerste is het van vitaal belang om de abdominale aorta van de donor te transecteren voordat deze wordt geoogst om het hart van de donor te ontladen 4,7. Als de chirurgische procedure van de donor wordt uitgevoerd zonder endotracheale intubatie, stopt de ademhaling na de thoracotomie, wat de longcirculatie van de donor belemmert. Bijgevolg raakt het hart van de …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We willen Editage (www.editage.com) bedanken voor de Engelstalige redactie.
Materials
| Antisedan (atipamezole) | Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd. | ||
| Domitor (medetomidine) | Nippon Zenyaku Kogyo Co., Ltd. | ||
| Dormicum (midazolam) | Maruishi Pharmaceutical Co., Ltd. | ||
| heparin | AY Pharmaceuticals Co.,Ltd. | ||
| Jcl:Wistar rats | CLEA Japan, Inc. | ||
| microscope | Orinpas Co., Ltd. | SZ61 | |
| modified Krebs-Henseleit cardioplegic solution | Merck KGaA | ||
| sevoflurane | FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation | ||
| SURGICEL FIBRILLAR | Johnson & Johnson K.K. | ||
| Vetorphale (butorphanol) | Meiji Animal Health Co., Ltd. |
References
- Abbott, C. P., Lindsey, E. S., Creech, O., Dewitt, C. W. A technique for heart transplantation in the rat. Archives of Surgery. 89, 645-652 (1964).
- Plenter, R. J., Zamora, M. R., Grazia, T. J. Four decades of vascularized heterotopic cardiac transplantation in the mouse. Journal of Investigative Surgery. 26 (4), 223-228 (2013).
- Niimi, M. The technique for heterotopic cardiac transplantation in mice: experience of 3000 operations by one surgeon. The Journal of Heart and Lung Transplantation. 20 (10), 1123-1128 (2001).
- Westhofen, S., et al. The heterotopic heart transplantation in mice as a small animal model to study mechanical unloading – Establishment of the procedure, perioperative management and postoperative scoring. PLoS One. 14 (4), 0214513 (2019).
- Hasegawa, T., et al. Heterotopic vascularized murine cardiac transplantation to study graft arteriopathy. Nature Protocols. 2 (3), 471-480 (2007).
- Wang, C., Wang, Z., Allen, R., Bishop, G. A., Sharland, A. F. A modified method for heterotopic mouse heart transplantation. Journal of Visualized Experiments. (88), e51423 (2014).
- Weigle, C. A., et al. An immunological model for heterotopic heart and cardiac muscle cell transplantation in rats. Journal of Visualized Experiments. (159), e60956 (2020).
- Liu, F., Kang, S. M. Heterotopic heart transplantation in mice. Journal of Visualized Experiments. (6), e238 (2007).
- Corry, R. J., Winn, H. J., Russell, P. S. Primarily vascularized allografts of hearts in mice. The role of H-2D, H-2K, and non-H-2 antigens in rejection. Transplantation. 16 (4), 343-350 (1973).
- Ono, K., Lindsey, E. S. Improved technique of heart transplantation in rats. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 57 (2), 225-229 (1969).
- Plenter, R. J., Grazia, T. J. Murine heterotopic heart transplant technique. Journal of Visualized Experiments. (89), e51511 (2014).
- Munakata, H., et al. Aortic conduit valve model with controlled moderate aortic regurgitation in rats: A technical modification to improve short- and long-term outcome and to increase the functional results. Circulation Journal. 77 (9), 2295-2302 (2013).
- Eskesen, K., et al. Sildenafil treatment attenuates ventricular remodeling in an experimental model of aortic regurgitation. Springerplus. 4, 592 (2015).
- Plante, E., et al. Effectiveness of beta-blockade in experimental chronic aortic regurgitation. Circulation. 110 (11), 1477-1483 (2004).
- Plante, E., et al. Left ventricular response to sustained volume overload from chronic aortic valve regurgitation in rats. Journal of Cardiac Failure. 9 (2), 128-140 (2003).
- An Outline of the Act on Welfare and Management of Animals. Ministry of the Environment, Government of Japan Available from: https://www.care.nagoya-u.ac.jp/statute/public/02OutlineAct.pdf (2007)
- Standards Relating to the Care and Keeping and Reducing Pain of Laboratory Animals. Ministry of the Environment, Government of Japan Available from: https://www.env.go.jp/nature/dobutsu/aigo/2_data/laws/nt_h25_84_en.pdf (2013)
- Guidelines for Proper Conduct of Animal Experiment. Science Council of Japan Available from: https://www.scj.go.jp/ja/info/kohyo/pdf/kohyo-20-k16-23.pdf (2006)
- Shimada, S., et al. Distention of the immature left ventricle triggers development of endocardial fibroelastosis: An animal model of endocardial fibroelastosis introducing morphopathological features of evolving fetal hypoplastic left heart syndrome. Biomed Research International. 2015, 462469 (2015).
- Shimada, S., et al. Development of a vascularized heterotopic neonatal rat heart transplantation model. European Surgical Research. 57 (3-4), 240-251 (2016).
