صورة موجهة عبرية Mitral صمام ثقب نموذج ثقب من حجم الزائد التحكم من الغرسال في الفئران
Summary
تم الإبلاغ عن نموذج القوارض من حجم القلب الأيسر الزائد من قلس الميترالي. يتم حث الغرسة التاجية للشدة الخاضعة للرقابة عن طريق إدخال إبرة ذات أبعاد محددة إلى النشرة المؤقتة للصمام التاجي ، في قلب ينبض ، مع توجيه الموجات فوق الصوتية.
Abstract
قلس الميترال (MR) هو آفة صمام القلب المنتشرة على نطاق واسع، والتي تسبب إعادة عرض القلب ويؤدي إلى فشل القلب الاحتقاني. على الرغم من أن مخاطر التصوير بالرنين المغناطيسي غير المصححة وتشخيصه الضعيف معروفة ، إلا أن التغيرات الطولية في وظيفة القلب والهيكل وإعادة عرض هاهي غير مفهومة تمامًا. وقد حدت هذه الفجوة المعرفية فهمنا للتوقيت الأمثل لتصحيح MR، والفائدة التي قد يكون تصحيح MR في وقت مبكر مقابل وقت متأخر على البطين الأيسر. للتحقيق في الآليات الجزيئية التي تكمن وراء إعادة عرض البطين الأيسر في إعداد MR ، نماذج الحيوانات ضرورية. تقليديا، وقد استخدمت نموذج الناسور الأبهري الكافال للحث على حجم الزائد، والذي يختلف عن الآفات ذات الصلة سريريا مثل MR MR يمثل ضغط منخفض حجم الزائد الإجهاد الهيموديناميكي، الذي يتطلب نماذج الحيوانات التي تحاكي هذا الشرط. هنا، ونحن نصف نموذج القوارض من MR شديدة فيها يتم مغرفة نشرة aterior من الصمام التاجي الفئران مع إبرة 23G، في قلب ينبض، مع توجيه صورة صدى القلب. يتم تقييم شدة MR وتأكيدها باستخدام تخطيط صدى القلب ، ويتم الإبلاغ عن استنساخ النموذج.
Introduction
قلس الميترال (MR) هو آفة صمام القلب الشائعة ، التي تم تشخيصها في 1.7٪ من عموم سكان الولايات المتحدة وفي 9٪ من السكان المسنين الذين تزيد أعمارهم عن 65عامًا. في هذه الآفة صمام القلب، إغلاق غير لائق من منشورات الصمام التاجي في systole، يسبب قلس الدم من البطين الأيسر في الأذين الأيسر. يمكن أن يحدث MR بسبب العديد من المسببات. ومع ذلك ، يتم تشخيص الآفات الأولية للصمام التاجي (MR الأولية) وعلاجها بشكل أكثر تكرارًا مقارنة بـ MR2الثانوي. غالبًا ما يكون MR الأولي المعزول نتيجة لانحطاط النخاع في الصمام التاجي ، مما يؤدي إلى إسطالة المنشورات أو الوترتينين، أو تمزق بعض الوتر، وكلها تساهم في فقدان التمادير الانقباضي للصمام.
MR الناتجة عن مثل هذه الآفات صمام يرفع حجم الدم ملء البطين الأيسر في كل ضربات القلب، وزيادة الإجهاد الجدار الانبساطي نهاية وتوفير الإجهاد الهيموديناميكي الذي يحرض على التكيف القلب وإعادة عرض. غالباً ما تتميز إعادة عرض القلب في هذه الآفة بتكبير كبير للغرفة3،4، تضخم جدار معتدل ، مع وظيفة انقباض ية محفوظة لفترات طويلة من الزمن. نظرًا لأن كسر القذف غالبًا ما يتم الحفاظ عليه ، غالبًا ما يتأخر تصحيح MR باستخدام الوسائل الجراحية أو عبر القسطرة ، حتى ظهور أعراض مثل عسر التنفس وفشل القلب وعدم انتظام ضربات القلب. ومع ذلك ، يرتبط MR غير المصحح ة بمخاطر عالية للأحداث السلبية القلبية ، على الرغم من أن المعرفة الحالية بشأن التغييرات الهيكلية الفائقة الكامنة وراء هذه الأحداث غير معروفة.
نماذج الحيوانات من MR توفير نموذج قيم للتحقيق في مثل هذه التغيرات الهيكلية في القلب، ودراسة التقدم الطولي للمرض. سابقا، وقد تسبب الباحثون MR في الحيوانات الكبيرة بما في ذلك الخنازير والكلاب والأغنام، عن طريق خلق تحويلة خارجية البطين الأذيني5،تمزق وتري داخل القلب6،أو نشرة التشبك7. في حين أن التقنيات الجراحية أسهل في الحيوانات الكبيرة ، فقد اقتصرت هذه الدراسات على المتابعة دون المزمنة في حجم عينة صغيرة ، بسبب ارتفاع تكاليف إجراء مثل هذه الدراسات في الحيوانات الكبيرة. وعلاوة على ذلك، فإن التحليل الجزيئي للأنسجة من هذه النماذج غالباً ما يكون صعباً بسبب الأجسام المضادة المحدودة الخاصة بالأنواع ومكتبات الجينوم المشروحة للمحاذاة.
نماذج الحيوانات الصغيرة من MR يمكن أن توفر بديلا مناسبا لدراسة هذه الآفة صمام وتأثيرها على إعادة عرض القلب. تاريخيا، تم استخدام نموذج الفئران من الناسور الأبهري (ACF) من حجم القلب الزائد. وصف لأول مرة في عام 1973 من قبل Stumpe وآخرون8،يتم إنشاء الناسور الشرياني الوريدي جراحيا لتجاوز الدم الشرياني ارتفاع الضغط من الشريان الأورطا تنازلي إلى انخفاض الضغط أقل فينا كافا. يؤدي ارتفاع معدل التدفق في الناسور إلى زيادة حجم كبيرة على جانبي القلب ، مما يسبب تضخم ًا كبيرًا للالبطينين الأيمن والأيسر وخللًا وظيفيًا يحدث في غضون أيام من إنشاء ACF9. على الرغم من نجاحها، ACF لا يحاكي الديناميكا الدموية من MR، حمولة زائدة حجم الضغط المنخفض، الذي يرفع الحمل المسبق ولكن أيضا يقلل من الحمل بعد. بسبب مثل هذه القيود من نموذج ACF، سعينا لتطوير وتوصيف نموذج MR الذي يحاكي بشكل أفضل الزائد حجم الضغط المنخفض.
هنا، ونحن نصف بروتوكول لنموذج من ثقب منشور الصمام التاجي لخلق MR شديدة في الفئران10،11. تم إدخال إبرة تحت الجلد في قلب الفئران النابض ، وتقدمت إلى منشور الصمام التاجي الرعنى في الوقت الحقيقي تحت توجيه تخطيط صدى القلب في الوقت الحقيقي. هذه التقنية قابلة للاستنساخ للغاية ونموذج جيد نسبيا يحاكي MR كما رأينا في المرضى. يتم التحكم في شدة MR من خلال حجم الإبرة المستخدمة لترميز المنشور التاجي ويمكن تقييم شدة MR باستخدام تخطيط صدى المريء (TEE).
Protocol
Representative Results
Discussion
يتم الإبلاغ عن نموذج القوارض القابلة للاستنساخ من MR الشديد مع بقاء جيد (93.75٪ البقاء على قيد الحياة بعد الجراحة) ودون مضاعفات كبيرة بعد الجراحة. التصوير في الوقت الحقيقي مع تخطيط صدى المريء وإدخال إبرة في القلب النابض لثقب المنشور التاجي ممكن ويمكن تدريسه. تم إنتاج MR شديدة مع حجم إبرة 23 G في ه…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم تمويل هذا العمل من خلال منحة 19PRE34380625 و 14SDG20380081 من جمعية القلب الأمريكية إلى D. كوركوران وM. بادالا على التوالي، يمنح HL135145، HL133667، وHL140325 من المعاهد الوطنية للصحة إلى M. بادالا، وتمويل البنية التحتية من مركز كارلايل فريزر للقلب في مستشفى جامعة إيموري ميدتاون إلى M. بادالا.
Materials
| 23G needle | Mckesson | 16-N231 | |
| 25G needle, 5/8 inch | McKesson | 1031797 | |
| 4-0 vicryl | Ethicon | J496H | |
| 6-0 prolene | Ethicon | 8307H | |
| 70% ethanol | McKesson | 350600 | |
| ACE Light Source | Schott | A20500 | |
| ACUSON AcuNav Ultrasound probe | Biosense Webster | 10135936 | 8Fr Intracardiac echo probe |
| ACUSON PRIME Ultrasound System | Siemens | SC2000 | |
| Betadine | McKesson | 1073829 | |
| Blunted microdissecting scissors | Roboz | RS5990 | |
| Buprenorphine | Patterson Veterinary | 99628 | |
| Carprofen | Patterson Veterinary | 7847425 | |
| Chest tube (16G angiocath) | Terumo | SR-OX1651CA | |
| Disposable Surgical drapes | Med-Vet | SMS40 | |
| Electric Razor | Oster | 78400-XXX | |
| Gentamycin | Patterson Veterinary | 78057791 | |
| Heat lamp with table clamp | Braintree Scientific | HL-1 120V | |
| Hemostatic forceps, curved | Roboz | RS7341 | |
| Hemostatic forceps, straight | Roboz | RS7110 | |
| Induction chamber | Braintree Scientific | EZ-1785 | |
| Injection Plug, Cap, Luer Lock | Exel | 26539 | |
| Isoflurane | Patterson Veterinary | 6679401725 | |
| Mechanical ventilator | Harvard Apparatus | Inspira ASV | |
| Microdissecting forceps | Roboz | RS5135 | |
| Microdissecting spring scissors | Roboz | RS5603 | |
| Needle holder | Roboz | RS6417 | |
| No. 15 surgical blade | McKesson | 1642 | |
| Non-woven sponges | McKesson | 446036 | |
| Otoscope | Welch Allyn | 23862 | |
| Oxygen | Airgas Healthcare | UN1072 | |
| Pulse Oximeter | Nonin Medical | 2500A VET | |
| Retractor, Blunt 4×4 | Roboz | RS6524 | |
| Rodent Surgical Monitor | Indus Instruments | 113970 | The integrated platform allows for monitoring of vital signs and surgical warming |
| Scale | Salter Brecknell | LPS 150 | |
| Scalpel Handle | Roboz | RS9843 | |
| Silk suture 3-0 | McKesson | 220263 | |
| Small Animal Anesthesia System | Ohio Medical | AKDL03882 | |
| Sterile saline (0.9%) | Baxter | 281322 | |
| Sugical Mask | McKesson | 188696 | |
| Surgical cap | McKesson | 852952 | |
| Surgical gloves | McKesson | 854486 | |
| Syringe 10mL | McKesson | 1031801 | |
| Syringe 1mL | McKesson | 1031817 | |
| Ultra-high frequency probe | Fujifilm Visualsonics | MS250 | |
| Ultrasound gel | McKesson | 150690 | |
| VEVO Ultrasound System | Fujifilm Visualsonics | VEVO 2100 |
Referenzen
- Nkomo, V. T., et al. Burden of valvular heart diseases: a population-based study. Lancet. 368 (9540), 1005-1011 (2006).
- Zamorano, J. L., et al. Mechanism and Severity of Mitral Regurgitation: Are There any Differences Between Primary and Secondary Mitral Regurgitation?. The Journal of Heart Valve Disease. 25 (6), 724-729 (2016).
- Grossman, W., Jones, D., McLaurin, L. P. Wall stress and patterns of hypertrophy in the human left ventricle. Journal of Clinical Investigation. 56 (1), 56-64 (1975).
- Carabello, B. A. Concentric versus eccentric remodeling. Journal of Cardiac Failure. 8 (6), S258-S263 (2002).
- Braunwald, E., Welch, G. H., Sarnoff, S. J. Hemodynamic effects of quantitatively varied experimental mitral regurgitation. Circulation Research. 5 (5), 539-545 (1957).
- Sasayama, S., Kubo, S., Kusukawa, R. Hemodynamic and angiocardiographic studies on cardiodynamics: experimental mitral insufficiency. Japanese Circulation Journal. 34 (6), 513-530 (1970).
- Hennein, H., Jones, M., Stone, C., Clark, R. Left ventricular function in experimental mitral regurgitation with intact chordae tendineae. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 105 (4), 624-632 (1993).
- Stumpe, K. O., Sölle, H., Klein, H., Krück, F. Mechanism of sodium and water retention in rats with experimental heart failure. Kidney International. 4 (5), 309-317 (1973).
- Abassi, Z., Goltsman, I., Karram, T., Winaver, J., Hoffman, A. Aortocaval fistula in rat: A unique model of volume-overload congestive heart failure and cardiac hypertrophy. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011 (January), 1-13 (2011).
- Corporan, D., Onohara, D., Hernandez-Merlo, R., Sielicka, A., Padala, M. Temporal changes in myocardial collagen, matrix metalloproteinases, and their tissue inhibitors in the left ventricular myocardium in experimental chronic mitral regurgitation in rodents. American Journal of Physiology – Heart and Circulatory Physiology. 315 (5), H1269-H1278 (2018).
- Onohara, D., Corporan, D., Hernandez-Merlo, R., Guyton, R. A., Padala, M. Mitral Regurgitation Worsens Cardiac Remodeling in Ischemic Cardiomyopathy in an Experimental Model. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. , (2019).
- Garcia, R., Diebold, S. Simple, rapid, and effective method of producing aortocaval shunts in the rat. Cardiovascular Research. 24 (5), 430-432 (1990).
- Brower, G. L., Janicki, J. S. Contribution of ventricular remodeling to pathogenesis of heart failure in rats. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 280 (2), H674-H683 (2001).
- McCutcheon, K., et al. Dynamic changes in the molecular signature of adverse left ventricular remodeling in patients with compensated and decompensated chronic primary mitral regurgitation. Circulation Heart Failure. 12 (9), (2019).
- McCutcheon, K., Manga, P. Left ventricular remodeling in chronic primary mitral regurgitation. Cardiovascular Journal of Africa. 29 (1), 51-64 (2018).
