For å forstå de cellulære og molekylære mekanismene bak neotissue dannelse og stenose utvikling i vev konstruert hjerteklaffer, ble en murine modell av heterotop hjerteklafftransplantasjon utviklet. En lunge hjerteventil ble transplantert til mottaker ved hjelp av heterotop hjertetransplantasjon teknikk.
Tissue konstruert hjerteklaffer, spesielt decellularized ventiler, er begynt å skyte fart i klinisk bruk av rekonstruktiv kirurgi med blandede resultater. Imidlertid er de cellulære og molekylære mekanismer av neotissue utvikling, ventil jevning, og stenose utviklingen ikke forsket mye. For å svare på spørsmålene ovenfor, har vi utviklet en murine heterotop hjerteklaff transplantasjon modell. En hjerteventil ble høstet fra en ventil donor mus og transplantert til et hjerte donor mus. Hjertet til en ny ventil ble transplantert heterotopically til en mottaker mus. Den transplanterte hjertet viste sin egen hjerterytme, uavhengig av mottakerens hjerterytme. Blodstrømmen ble kvantifisert ved hjelp av en høyfrekvent ultralydsystem med en pulset doppler. Strømmen gjennom den implanterte pulmonalklaff viste frem strømmen med minimal oppstøt og toppstrømmen var tilnærmet 100 mm / sek. Denne murine modell av hjerteklafftransplantasjon er highly allsidig, slik at den kan modifiseres og tilpasses for å tilveiebringe forskjellige hemodynamiske miljøer og / eller kan brukes sammen med forskjellige transgene mus for å studere neotissue utvikling i et vev konstruert hjerteklaff.
Medfødte kardiovaskulære defekter er en av de viktigste årsakene til spedbarnsdødelighet i den vestlige verden 1,2. Blant dem, pulmonalklaffen stenose og bicuspid aortaklaffen defekter er en hyppig forekommende form tre. Hjerte ventil erstatning kirurgi er en rutinemessig utvalg av rekonstruktiv kirurgi; imidlertid komplikasjoner inkludert stenose og forkalkning av hjerteventilen, og livslang avhengighet av antikoagulanter er en betydelig kilde av kronisk sykdom og død 4-7. Videre mangel på vekstpotensialet krever revisjon operasjoner, noe som ytterligere øker dødeligheten av de unge pasientene 4,8,9.
I et forsøk på å utvikle en funksjonell erstatning hjerteklaff med vekstpotensial, Shinoka et al. Seeded autologe celler inn på en biologisk nedbrytbar syntetisk hjerteklaff 8.. Den syntetiske ventil forvandlet til en innfødt hjerteklaff som struktur med vekst potenal. Foreløpige store dyrestudier vist gjennomførbarheten av å bruke denne metoden for å lage en funksjonell hjerteklaff 10.. Imidlertid langtids implantasjon studier vist dårlig holdbarhet på grunn av progressiv fortykning av ventil neotissue resulterer i innsnevring av hjerteklaffen. Arbeid fra Sodian et al. Brukte Shinoka metodikk, men til slutt erstattet PGA matrise med et biologisk nedbrytbart elastomer, som ga de biomekaniske egenskapene til vevet konstruert ventil konstruere en mer fysiologisk profil 9,11,12. I in vivo-studie, til tross for suksessen med implantering, en konfluent endotelcelle foring ble ikke dannet noe som kan begrense den langsiktige suksess for denne stillaset 12..
For å rasjonelt designe en forbedret andre generasjon syntetisk hjerteklaff, ble en murine modell av hjerteklafftransplantasjon opprettet for å undersøke de cellulære og molekylære mekanismer underlying neotissue formasjon, ventil jevning, og stenose utvikling. Murine modellene har et stort utvalg av molekylære reagenser, inkludert transgenics, som ikke er lett tilgjengelig i andre arter 7. I denne hjerteklafftransplantasjon modell, ble en ex vivo syngene pulmonal hjerteklaff erstatning utført første; og deretter hjertet med den implanterte hjerteklaff ble implantert heterotopically inn i en syngene vert ved hjelp av et mikrokirurgisk teknikk. Denne modellen gjør at hjertet ventil erstatning uten behov for hjerte-bypass.
I dette papiret, en detaljert forklaring av en hjerteklaff høst, donor hjerte forberedelser, hjerteklafftransplantasjon, og heterotop hjertetransplantasjon er beskrevet. Resultatene viste en kontinuerlig hjerteslag fra donor hjertet, som var uavhengig av mottakeren hjerteslag. Blodstrømmen gjennom den implanterte pulmonalklaff ble målt ved hjelp av en høyfrekvent ultralydsystem med en pulset gjøreppler.
Dødeligheten av denne fremgangsmåten er i nærheten av 20%, som var for det meste forårsaket av blødning ved PV transplantasjon området og anastomose på donor aorta til mottakeren abdominal aorta. I de fleste tilfellene, dødeligheten reduseres betydelig 48 timer etter inngrepet. Overlevelses mus viste sterke hjerteslag og blodstrøm gjennom implantert PV. Hele prosessen tar fire timer for en erfaren kirurg micro. Det vil ta omtrent 250 mus for å mestre teknikken. Den heterotop hjertetransplantasjon er forholdsvi…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet delvis av en bevilgning fra NIH (RO1 HL098228) til CKB.
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 |