이소성 심장 이식 마우스 모델을 사용하여 폐동맥 판막 이식
Summary
조직 공학 심장 판막에 neotissue 형성 및 협착증 개발을 기초 세포 및 분자 메커니즘을 이해하기 위해, 이소성 심장 판막 이식 뮤린 모델이 개발되었다. 폐동맥 판막은 이소성 심장 이식 기술을 사용하여 수신자에게 이식 하였다.
Abstract
조직 공학 심장 판막, 특히 decellularized 밸브, 혼합 결과와 교정 수술의 임상 사용에 추진력을 얻기 시작됩니다. 그러나, neotissue 개발, 밸브 두껍게, 그리고 협착 개발의 세포 및 분자 메커니즘은 광범위하게 연구되어 있지 않습니다. 위의 질문에 대답하기 위해, 우리는 쥐의 이소성 심장 판막 이식 모델을 개발했다. 심장 밸브는 밸브 기증자 마우스에서 수확 및 심장 기증자 마우스에 이식했다. 새로운 밸브 마음은받는 사람 마우스 heterotopically 이식했다. 이식 된 심장은받는 사람의 심장 박동의 독립적 인 자신의 심장 박동을 보여 주었다. 혈류는 펄 스파 도플러와 고주파 초음파 시스템을 이용하여 정량 하였다. 이식 된 폐 밸브를 통과하는 흐름은 최소한의 역류와 흐름을 앞으로 보여 피크 흐름은 100mm / 초에 가까웠다. 심장 판막 이식이 쥐 모델은 highl입니다다목적 Y, 그래서 수정 된 다른 혈역학 환경을 제공하기 위하여 및 / 또는 조직 공학 심장 판막에 neotissue 개발을 연구하기위한 다양한 트랜스 제닉 마우스와 함께 사용할 수있는 적응 될 수있다.
Introduction
선천성 심장 결함은 서쪽 세계 1,2에서 유아 사망의 주요 원인 중 하나입니다. 그 중, 폐동맥 판막 협착과 뾰족한 끝이 둘있는 대동맥 판막 결함이 자주 발생하는 형태 3입니다. 심장 판막 교체 수술은 재건 수술의 일상적인 선택이 될 것입니다; 그러나, 협착 및 석회화 심장 밸브 및 항응고제에 평생 의존 등의 합병증은 만성 건강 쇠약과 죽음 4-7의 중요한 원천입니다. 또한, 성장 잠재력의 부족은 더욱 그 젊은 환자 4,8,9의 사망률을 증가시키는 개정 수술을 필요로합니다.
생분해 성 합성 심장 밸브 (8) 상에 성장 잠재력, Shinoka 외. 시드자가 세포와 기능적 여분 심장 밸브를 개발하기위한 시도. 성장 potenti와 같은 구조 네이티브 심장 밸브로 변환 합성 밸브알. 예비 많은 동물 연구는 기능적인 심장 밸브 (10)를 생성하기 위해이 방법을 사용할 수있는 가능성을 보여 주었다. 그러나, 장기 이식 연구 인해 심장 판막의 협착 발생 밸브 neotissue 점진적으로 두껍게별로 내구성을 보여 주었다. Sodian에서 작업 등. Shinoka 방법을 사용하지만, 궁극적으로 더 많은 생리 학적 프로파일 9,11,12을 구성 조직 설계 밸브의 생 역학적 특성을 준 생분해 성 엘라스토머와 PGA 매트릭스를 대체했다. 생체 내 연구에서는 이식의 성공에도 불구하고, 합류 내피 세포 라이닝이 지지체 (12)의 장기 성공을 제한 할 수있는 형성되지 않았다.
합리적 개선 번째 세대 합성 심장 밸브를 설계하기 위해, 심장 판막 이식 뮤린 모델은 세포 및 분자 메커니즘 underlyin을 조사하기 위해 만들어진G의 neotissue 형성, 밸브 두껍게, 그리고 협착 개발. 쥐 모델은 다른 종 7에서 쉽게 사용할 수없는 형질 전환 등의 분자 시약의 광대 한 배열을 제공하고 있습니다. 이 심장 판막 이식 모델에서 생체 동계 폐 심장 판막 치환술은 우선 수행 하였다; 다음 주입 심장 밸브와 심장은 미세 수술 기술을 이용하여 동계 호스트로 heterotopically 주입 하였다. 이 모델은, 체외 순환을위한 필요없이 심장 밸브 교체를 가능하게한다.
이 논문에서, 심장 판막 수확에 대한 자세한 설명은, 기증자의 심장 준비, 심장 판막 이식, 이소성 심장 이식이 설명되어 있습니다. 결과는받는 사람의 심장 박동의 독립적 인 한 기증자의 심장에서 연속적인 심장 박동을 보여 주었다. 주입 폐동맥 밸브를 통해 혈류는 펄 스파 명소와 고주파 초음파 시스템을 이용하여 측정 하였다ppler.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 절차의 사망률은 주로받는 사람 복부 대동맥에 기증자의 대동맥의 PV 이식 사이트와 문합에서 출혈에 의해 발생 된 20 %에 가깝습니다. 대부분의 경우, 사망률이 유의하게 48 시간의 수술 후 감소한다. 생존 마우스는 이식 된 태양 광 발전을 통해 강한 심장 박동, 혈액 흐름을 보여 주었다. 전체 과정은 경험이 풍부한 마이크로 외과 의사 네 시간이 소요됩니다. 이 기술을 마스터하기 위해 약 250 ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 CKB에 NIH (RO1 HL098228)에서 교부금에 의해 부분적으로 지원되었다.
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 |
Riferimenti
- 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).
