Summary

大鼠中三极重化控制体积过载的图像引导透射斜线阀传单穿刺模型

Published: May 19, 2020
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Summary

据报道,一种由斜体反光性导致左心体积过载的啮齿动物模型。通过超声波引导,将一根定义尺寸的针推进到跳动的心脏的斜体瓣膜的前单张中,从而诱导控制严重程度的斜体再加重。

Abstract

斜体再加重 (MR) 是一种广泛流行的心脏瓣膜病变,导致心脏重塑并导致充血性心力衰竭。虽然未矫正MR的风险及其不良预后是已知的,但心脏功能、结构和重塑的纵向变化却不完全被理解。这种知识差距限制了我们对 MR 校正最佳时间的理解,以及早期和晚期 MR 修正对左心室的好处。为了研究在MR设置中左心室重塑的分子机制,动物模型是必要的。传统上,主囊瘘骨模型被用来诱导体积过载,这与临床相关的病变(如 MR. MR) 代表低压体积过载血液动力学压力器不同,后者需要模拟此情况的动物模型。在这里,我们描述了一个严重MR的啮齿动物模型,其中大鼠斜体瓣膜的前单张在跳动的心脏中用23G针穿孔,带有超声心动图像指导。MR的严重程度通过回声心动图进行评估和确认,并报告模型的可重复性。

Introduction

斜体再退(MR)是一种常见的心脏瓣膜病变,诊断为美国普通人口的1.7%和9%的老年人口超过65岁1岁。在这个心脏瓣膜病变中,在systole中,斜体瓣膜传单的不当关闭,导致血液从左心室回流到左中庭。MR 可能发生由于各种病因;然而,与继发性MR2相比,斜线瓣膜(原发MR)的主要病变的诊断和治疗更为频繁。分离的原MR通常是斜线瓣膜肌瘤变性的结果,导致传单或弦弦肌腱的伸长,或一些和弦断裂,所有这些都导致瓣膜收缩的丧失。

这种瓣膜病变引起的MR会提高每个心跳中填充左心室的血液量,增加末端舒张壁应力,并提供螺旋动力学压力,从而引发心脏适应和重塑。心脏重塑在这个病变中通常的特点是显著膨胀33,4,4轻度壁肥大,长期保持收缩功能。由于弹出分数通常保留,使用手术或转导器手段的 MR 校正通常被推迟,直到出现症状,如呼吸困难,心力衰竭和心律失常。然而,未校正的 MR 与心脏不良事件的高风险相关,尽管目前对于这些事件背后的超结构变化的了解尚不得而知。

MR的动物模型为研究心脏的这种超结构变化和研究这种疾病的纵向进展提供了一个有价值的模型。此前,研究人员通过制造外心室-心房分流5、心内和弦破裂6或传单穿孔7,在猪、狗和绵羊等大型动物中诱导MR。虽然手术技术在大型动物中更容易,但由于在大型动物中进行此类研究的成本很高,这些研究仅限于小样本大小的亚慢性随访。此外,由于这些模型中组织的分子分析通常具有挑战性,因为物种特异性抗体有限,并且为对齐而对基因组库进行了批带分析。

MR的小型动物模型可以提供一个合适的替代研究这个瓣膜病变及其对心脏重塑的影响。历史上,使用心脏体积超载的肛门瘘(ACF)的大鼠模型。1973年,Stumpe等人8年首次描述,一种动脉静脉瘘被手术创建,以绕过高压动脉血从下降的主动脉到低压劣质的静脉卡瓦。瘘管的高流速导致心脏两侧剧烈的体积超载,导致右、左心室肥大和功能障碍在创建ACF9的几天内发生。尽管成功,ACF并不模仿MR的力学,一种低压体积过载,它提高了预载荷,但也减少了后载。由于 ACF 模型的这种局限性,我们寻求开发和描述一种更好地模拟低压体积过载的 MR 模型。

在这里,我们描述了一个模型斜体瓣传单穿刺,在大鼠10,11,11创建严重的MR协议。在实时超声心动导指导下,将皮下针引入跳动的大鼠心脏,并推进到前线体瓣膜传单中。该技术具有很强的可重复性,是一个相对好的模型,模仿MR,如在患者身上看到的。MR 严重性由用于穿孔的线粒体传单的针头大小控制,MR 的严重程度可以使用跨食管波多心动图 (TEE) 进行评估。

Protocol

Emory 大学动物护理和使用计划根据协议号 EM63Rr(批准日期 06/06/2017)批准了程序。 1. 手术前准备 蒸汽消毒手术前手术器械。 在手术当天,将大鼠从外壳转移到手术室,并称重。 根据重量提取术前和术后药物:两剂卡普罗芬(每剂2.5毫克/千克),一剂金塔霉素(6毫克/千克)和一剂丁丙诺啡(0.02毫克/千克)。 确保气体混合器中有足够的西露拉?…

Representative Results

可行性和可重复性建议的MR模型具有很强的可重复性,在这项研究中使用的100%的大鼠中,在斜线传单中实现了一个定义明确的孔洞。图 6A描述了针头插入斜线阀时的方向。图6B描绘了在手术后2周内从一只代表性大鼠中挖出的斜体瓣膜传单上的一个洞。 <p class="jove_content" fo:keep-together.wi…

Discussion

报告采用可重复的可复制的严重MR型,具有良好的存活率(手术后存活率为93.75%),术后无明显并发症。实时成像与跨食管波多心动图和引入针头到跳动的心脏刺穿斜线传单是可行的,可以教。在这项研究中,用23G针大小产生严重MR,使用更小或更大的针头可以根据需要变化。此模型中诱导的 MR 在左心室上产生低压体积过载,这是临床观察的斜线瓣膜病变的更好表示。本模型MR发病后两周内观察严…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作由美国心脏协会向D提供19PRE34380625和14SDG20380081资助。 科科兰和M.帕达拉分别从国家卫生研究院向M.帕达拉提供HL135145、HL133667和HL140325,以及埃默里大学医院中城凯雷弗雷泽心脏中心向M.帕达拉提供的基础设施资金。

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

References

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Cite This Article
Corporan, D., Kono, T., Onohara, D., Padala, M. An Image Guided Transapical Mitral Valve Leaflet Puncture Model of Controlled Volume Overload from Mitral Regurgitation in the Rat. J. Vis. Exp. (159), e61029, doi:10.3791/61029 (2020).

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