3D цельнозерновой сердца Инфаркт Анализ тканей
Summary
Этот протокол описывает новый метод для сравнения 3D цельной сердечной ткани миокарда с МРТ. Она предназначено для точной оценки интрамиокардиальных инъекций в пограничной зоне инфаркта хронической модели свиньи инфаркт миокарда.
Abstract
Сердечные регенеративные терапии направлены на защиту и ремонт травмированного сердца у пациентов с ишемической болезнью сердца. Вводя стволовые клетки или другие биологические препараты, которые повышают ангио- или васкулогенез в пограничной зону инфаркта (IBZ), тканевая перфузия улучшается, и миокард может быть защищена от дальнейшего повреждения. Для достижения максимального терапевтического эффекта, он выдвинул гипотезу о том, что регенеративное вещество лучше всего поставлено на IBZ. Это требует точных инъекций и привел к разработке новых методов инъекций. Для проверки этих новых методов, мы разработали протокол проверки на основе анализа ткани миокарда. Этот протокол включает в себя целое сердце обработки ткани миокарда, которая позволяет подробный двумерный (2D) и трехмерной (3D) анализ сердечной анатомии и интрамиокардиальных инъекций. В свинью, инфаркт миокарда был создан 90-минутной окклюзии левой передней нисходящей коронарной артерии. Четыре недели спустя, микстЮр гидрогель с суперпарамагнитными частицами оксида железа (SPIOs) и флуоресцентными шариками вводили в IBZ с использованием минимально-инвазивным эндокардом подхода. 1 ч после процедуры инъекции, свинья была умерщвлены, и сердце вырезали и помещали в агарозе (агар). После затвердевания агара, были проведены магнитно-резонансная томография (МРТ), нарезка сердца и визуализация флуоресценции. После того, как изображение после обработки, 3D-анализ был проведен для оценки точности ориентации IBZ. Этот протокол обеспечивает структурированный и воспроизводимый метод для оценки точности ориентации интрамиокардиальных инъекций в IBZ. Протокол может быть легко использован, когда обработка рубцовой ткани и / или проверки точности впрыска всего сердца желательно.
Introduction
Ишемическая болезнь сердца является ведущей в мире причина смерти в течение последних десятилетий 1. Острое лечение после инфаркта миокарда является восстановление кровотока в миокарде с помощью чрескожного коронарного вмешательства или коронарного шунтирования. В тяжелых инфарктов, большая площадь миокарда шрамы, и эти случаи часто приводят к ишемической сердечной недостаточности (СН) 2. Современные варианты лечения ВЧ внимание профилактике и сохранению функции сердца для пациентов с СН, но не на регенерацию.
В течение последнего десятилетия, сердечная регенеративная терапия была исследована как вариант лечения для HF 3. Эта терапия стремится поставлять биопрепараты, такие как стволовые клетки или факторы роста, непосредственно травмированный миокард , чтобы вызвать реваскуляризации, защиту кардиомиоцитов, дифференцировку и рост 4. Для оптимальнойтерапевтический эффект, она выдвинута гипотеза о том , что биологическое должен быть введен в зону инфаркта границы (IBZ) для облегчения хорошей тканевой перфузии для выживания биологического и для оптимального эффекта в целевой зоне 5, 6. Несколько методы были разработаны , чтобы выполнить идентификацию и визуализацию IBZ , чтобы направлять интрамиокардиальную инъекцию 7, 8, 9, 10, 11. Помимо идентификации и визуализации IBZ, доставка также опирается на биоматериалов и нагнетательных катетеров, используемых. Для проверки точности впрыска методов доставки, требуется точный и воспроизводимый метод количественного определения.
Мы разработали протокол для целого сердца обработки ткани миокарда, который предлагает двумерный (2D) и трех-dimensioNAL (3D) изображения, которые могут быть использованы для качественного и количественного анализа целей. Протокол охватывает процесс встраивания и анализ цифрового изображения. В данной работе мы демонстрируем протокол для оценки точности ориентации интрамиокардиальных инъекций в IBZ в большом свиных модель хронического инфаркта миокарда.
Protocol
Representative Results
Discussion
Всего-сердце 3D обработки ткани миокарда в соответствии с этим протоколом обеспечивает структурированный метод, который позволяет 3D-анализ миокарда, в IBZ и выполненные инъекций по отношению к сердечной анатомии. Объем наполнения сердца зависит от желаемого анализа. В данном исследован…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить Марлижн Янсен, Джойс Виссер и Martijn ван Nieuwburg за помощь при проведении экспериментов на животных. Мы очень признаем Martijn Froeling и Анк Вассинк за помощь с МРТ.
Materials
| 0.9% Saline | Braun | ||
| Agarose | Roche Diagnostics | Scientific grade multipurpose agar | |
| Biomolecular fluorescence scanner Typhoon 9410 | GE Healthcare | ||
| Embedding container | Plastic, dimensions 17 x 14,5 x 14 cm | ||
| FluoSpheres Polystyrene Microspheres | Invitrogen | F8834 | red, 10 µm |
| Gadolinium | Gadovist | 1,0 mmol/mL | |
| dS 32 channel head coil | Philips | Or similar | |
| Matlab | Mathworks | To insure compatability 2015a or newer | |
| Meat slicer | Berkel | ||
| Myostar injection catheter | Biosense Webster | ||
| Super paramagnetic iron oxide particles | Sinerem | ||
| Triphenyl-tetrazolium chloride | Merck | ||
| UPy-PEG10k | |||
| Vicryl 2-0 | Ethicon |
References
- Nowbar, A. N., Howard, J. P., Ja Finegold, ., Asaria, P., Francis, D. P. 2014 global geographic analysis of mortality from ischaemic heart disease by country, age and income: statistics from World Health Organisation and United Nations. Int J Cardiol. 174 (2), 293-298 (2014).
- Kannel, W. B., Belanger, A. J. Epidemiology of heart failure. Am Heart J. 121 (3), 951-957 (1991).
- Ibáñez, B., Heusch, G., Ovize, M., Van De Werf, F. Evolving therapies for myocardial ischemia/reperfusion injury. J Am Coll Cardiol. 65 (14), 1454-1471 (2015).
- Bartunek, J., Vanderheyden, M., Hill, J., Terzic, A. Cells as biologics for cardiac repair in ischaemic heart failure. Heart. 96 (10), 792-800 (2010).
- Orlic, D., Kajstura, J., et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature. 410 (6829), 701-705 (2001).
- Nguyen, P. K., Lan, F., Wang, Y., Wu, J. C. Imaging: Guiding the Clinical Translation of Cardiac Stem Cell Therapy. Circ Res. 109 (8), 962-979 (2011).
- Psaltis, P. J., Worthley, S. G. Endoventricular electromechanical mapping-the diagnostic and therapeutic utility of the NOGA XP Cardiac Navigation System. J Cardiovasc Transl Res. 2 (1), 48-62 (2009).
- Tomkowiak, M. T., Klein, A. J., et al. Targeted transendocardial therapeutic delivery guided by MRI-x-ray image fusion. Catheter Cardiovasc Interv. 78 (3), 468-478 (2011).
- Dauwe, D. F., Nuyens, D., et al. Three-dimensional rotational angiography fused with multimodal imaging modalities for targeted endomyocardial injections in the ischaemic heart. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 15 (8), 900-907 (2014).
- van Slochteren, F. J., van Es, R., et al. Multimodality infarct identification for optimal image-guided intramyocardial cell injections. Neth Heart J. 22 (11), 493-500 (2014).
- van Slochteren, F. J., van Es, R., et al. Three dimensional fusion of electromechanical mapping and magnetic resonance imaging for real-time navigation of intramyocardial cell injections in a porcine model of chronic myocardial infarction. Int J Cardiovasc Imaging. 32 (5), 833-843 (2016).
- Pape, a. C. H., Bakker, M. H., et al. An Injectable and Drug-loaded Supramolecular Hydrogel for Local Catheter Injection into the Pig Heart. J Vis Exp. (100), (2015).
- Bastings, M. M. C., Koudstaal, S., et al. A fast pH-switchable and self-healing supramolecular hydrogel carrier for guided, local catheter injection in the infarcted myocardium. Adv Healthc Mater. 3 (1), 70-78 (2014).
- Koudstaal, S., Jansen of Lorkeers, S. J., et al. Myocardial infarction and functional outcome assessment in pigs. J. Vis. Exp. (86), (2014).
