השתלה של הריאה Valve שימוש במודל עכבר של Heterotopic לב והשתלות
Summary
על מנת להבין את המנגנונים התאיים ומולקולריים שבבסיס neotissue היווצרות והתפתחות היצרות במסתמי לב רקמה מהונדסת, מודל עכברי של השתלת שסתום לב heterotopic פותח. שסתום לב ריאה הושתל לנמען באמצעות טכניקת השתלת לב heterotopic.
Abstract
שסתומי רקמות מהונדסות לב, שסתומים decellularized במיוחד, מתחילים לצבור תאוצה בשימוש הקליני של ניתוח שחזור עם תוצאות מעורבות. עם זאת, המנגנונים התאיים ומולקולריים של התפתחות neotissue, עיבוי שסתום, ופיתוח היצרות לא נחקרו בהרחבה. כדי לענות על השאלות לעיל, פיתחנו מודל עכברי heterotopic לב שסתום השתלה. שסתום לב היה שנקטפו מן עכבר תורם סתום ולהשתיל לעכבר תורם לב. הלב עם שסתום חדש הושתל heterotopically לעכבר נמען. הלב המושתל הראה דופק משלו, ללא תלות בקצב הלב של הנמען. זרימת הדם הייתה לכמת באמצעות מערכת אולטרסאונד בתדירות גבוהה עם דופלר גל פעם. הזרימה דרך המסתם הריאתי המושתל הראתה קדימה זרימה עם regurgitation המינימלי וזרימת השיא הייתה קרובה ל100 מ"מ / שנייה. מודל עכברי זה של השתלת שסתום לב הוא highly צדדי, כך שזה יכול להיות שונה ומותאם לספק סביבות המודינמית שונות ו / או יכול להיות בשימוש עם עכברים הטרנסגניים שונים ללמוד פיתוח neotissue בשסתום לב רקמות מהונדסות.
Introduction
מומי לב וכלי דם מולדים הם אחד הגורמים המובילים לתמותת תינוקות ב1,2 העולם המערבי. ביניהם, היצרות של המסתם pulmonic ופגמי שסתום אב העורקים bicuspid הם צורה שכיחה 3. ניתוח החלפה מסתם בלב הוא בחירה שגרתית של ניתוחים שיקומיים; עם זאת, סיבוכים כוללים היצרות והסתיידות של שסתום הלב, ותלות לכל החיים בתרופות נגד קרישת דם הם מקור משמעותי של בריאות לקויה כרונית ומוות 4-7. יתר על כן, חוסר פוטנציאל צמיחה דורש ניתוחי תיקון, דבר המגדיל את התמותה של חולים צעירים אלו 4,8,9 נוספים.
בניסיון לפתח שסתום לב החלפה פונקציונלי עם פוטנציאל צמיחה, Shinoka et al. תאים עצמיים זורעים על לב שסתום סינטטי מתכלה 8. השסתום הסינתטי הפך לשסתום לב ילידים כמו מבנה עם potenti הצמיחהאל. מחקרים בבעלי חיים גדולים ראשוניים הוכיחו את הכדאיות של שימוש במתודולוגיה זו כדי ליצור שסתום לב פונקציונלי 10. עם זאת, מחקרי השתלה לטווח ארוך הוכיחו עמידות ירודה עקב עיבוי הדרגתי של neotissue הסתום וכתוצאה מכך הצמצום של שסתום הלב. לעבוד מSodian et al. משמש את המתודולוגיה Shinoka, אבל סופו של דבר החליף את מטריצת PGA עם אלסטומר מתכלה, אשר נתן את מאפייני יומכנית של שסתום הרקמות המהונדס לבנות פרופיל פיסיולוגי יותר 9,11,12. במחקר in vivo, למרות ההצלחה של ההשתלה, רירית תא האנדותל מחוברות לא נוצרה שעלול להגביל את ההצלחה לטווח הארוך של פיגום זה 12.
כדי לעצב דור השני שסתום לב סינטטי משופר באופן רציונלי, מודל עכברי של השתלת שסתום לב נוצר כדי לחקור את המנגנונים התאיים ומולקולריים underlyinהיווצרות neotissue גרם, עיבוי שסתום, ופיתוח היצרות. מודלים עכבריים מציעים מגוון רחב של חומרים כימיים מולקולריים, כוללים transgenics, אשר אינם זמינים במינים אחרים 7. במודל השתלת שסתום הלב הזה, vivo לשעבר החלפת שסתום לב הריאה syngeneic בוצעה לראשונה; ולאחר מכן הלב עם שסתום לב המושתל הושתל heterotopically למארח syngeneic באמצעות טכניקת microsurgical. מודל זה מאפשר החלפה מסתם לב ללא הצורך במעקפי cardiopulmonary.
במאמר זה, הסבר מפורט על קציר שסתום לב, הכנות לב תורם, השתלת שסתום לב, והשתלת לב heterotopic מתוארת. התוצאות הראו דופק רציף מהלב התורם, שלא היה תלוי בקצב לב הנמען. זרימת הדם דרך שסתום ריאתי הושתל נמדדה באמצעות מערכת אולטרסאונד בתדירות גבוהה עם גל פעם האםppler.
Protocol
Representative Results
Discussion
שיעור התמותה של הליך זה הוא קרוב ל20%, שרובו נגרמו על ידי שטף דם באתר PV ההשתלה וההשקה באב העורקים התורם לאב העורקים בבטן של הנמען. ברוב המקרים, שיעור התמותה יורד באופן משמעותי 48 הודעה שעה ניתוח. עכברי ההישרדות הראו פעימות לב חזקות וזרימת דם דרך PV המושתל. התהליך כולו לוקח …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה, בין שאר, על ידי מענק מ-NIH (RO1 HL098228) לCKB.
Materials
| DPBS | gibco | 14190-144 | |
| Microscope | Leica | M80 | |
| C57BL/6J (H-2b), Female | Jackson Laboratories | 664 | 8-12 weeks |
| Ketamine Hydrochloride Injection | Hospira Inc. | NDC 0409-2053 | |
| Xylazine Sterile Solution | Akorn Inc. | NADA# 139-236 | |
| ketoprofen | Fort Dodge Animal Health | NDC 0856-4396-01 | |
| Ibuprofen | PrecisionDose | NDC 68094-494-59 | |
| Heparin Sodium | Sagent Pharmaceticals | NDC 25021-400 | |
| Saline solution (Sterile 0.9% Sodium Chloride) | Hospira Inc. | NDC 0409-0138-22 | |
| 0.9% Sodium Chloride Injection | Hospira Inc. | NDC 0409-4888-10 | |
| Petrolatum Ophthalmic Ointment | Dechra Veterinary Products | NDC 17033-211-38 | |
| Iodine Prep Pads | Triad Disposables, Inc. | NDC 50730-3201-1 | |
| Alcohol Prep Pads | McKesson Corp. | NDC 68599-5805-1 | |
| Cotton tipped applicators | Fisher Sientific | 23-400-118 | |
| Fine Scissor | FST | 14028-10 | |
| Micro-Adson Forcep | FST | 11018-12 | |
| Clamp Applying Forcep | FST | 00072-14 | |
| S&T Vascular Clamp | FST | 00396-01 | |
| Spring Scissors | FST | 15008-08 | |
| Colibri Retractors | FST | 17000-04 | |
| Dumont #5 Forcep | FST | 11251-20 | |
| Dumont #7 – Fine Forceps | FST | 11274-20 | |
| Dumont #5/45 Forceps | FST | 11251-35 | |
| Tish Needle Holder/Forceps | Micrins | MI1540 | |
| Black Polyamide Monofilament Suture, 10-0 | AROSurgical Instruments Corporation | TI638402 | For sutureing the graft |
| Black Polyamide Monofilament Suture, 6-0 | AROSurgical Instruments | SN-1956 | For musculature and skin closure |
| Non-Woven Songes | McKesson Corp. | 94442000 | |
| Absorbable hemostat | Ethicon | 1961 | |
| 1 ml Syringe | BD | 309659 | |
| 3 ml Syringe | BD | 309657 | |
| 10 ml Syringe | BD | 309604 | |
| 18G 1 1/2 in, Needle | BD | 305190 | |
| 25G 1 in., Needle | BD | 305125 | |
| 30G 1 in., Needle | BD | 305106 | |
| Warm Water Recircultor | Gaymar | TP-700 | |
| Warming Pad | Gaymar | TP-22G | |
| Trimmer | Wahl | 9854-500 | |
| VEVO2100 HIGH-FREQUENCY ULTRASOUND | VisualSonics | http://www.visualsonics.com/vevo2100 | The catalog number and pricing can be acquired from the sales representatives. |
| Ultrasound transmission gel | PARKER LABORATORIES, INC. |
01-02 | |
| Table Top Laboratory Animal Anesthesia System | VetEquip, INC. | 901806 | |
| Isoflurane | Baxter | 1001936060 |
References
- Polito, A., et al. Increased morbidity and mortality in very preterm VLBW infants with congenital heart disease. Intens Care Med. 39, 1104-1112 (2013).
- Wren, C., Reinhardt, Z., Khawaja, K. Twenty year trends in diagnosis of life threatening neonatal cardiovascular malformations. Arch Dis Child Fetal. 93, F33-F35 (2008).
- Vacanti, J. P. Beyond transplantation Third annual Samuel Jason Mixter lecture. Archives of surgery. 123, 545-549 (1960).
- Tudorache, I., et al. Orthotopic replacement of aortic heart valves with tissue-engineered grafts. Tissue engineering Part A. 19, 1686-1694 (2013).
- van Geldorp, M. W., et al. Patient outcome after aortic valve replacement with a mechanical or biological prosthesis weighing lifetime anticoagulant related event risk against reoperation risk. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 137, 881-886 (2009).
- El Oakley, R., Kleine, P., Bach, D. S. Choice of prosthetic heart valve in today’s practice. Circulation. 117, 253-256 (2008).
- Quinn, R. W. Animal Models for Bench to Bedside Translation of Regenerative Cardiac Constructs. Progress in Pediatric cardiology. 35, (2013).
- Shinoka, T., et al. Tissue engineering heart valves valve leaflet replacement study in a lamb model. The Annals of thoracic surgery. 60, S513-S516 (1995).
- Sodian, R., et al. Tissue engineering of heart valves in vitro experiences. The Annals of thoracic surgery. 70, 140-144 (2000).
- Shinoka, T., et al. Tissue engineered heart valves. Autologous valve leaflet replacement study in a lamb model. Circulation. 94, II164-II168 (1996).
- Sodian, R., et al. Evaluation of biodegradable three dimensional matrices for tissue engineering of heart valves. ASAIO journal (American Society for Artificial Internal Organs. 46, 107-110 (1992).
- Sodian, R., et al. Early in vivo experience with tissue-engineered trileaflet heart valves). Circulation. 102, III22-III29 (2000).
