Heterotopisk Cervical hjärttransplantation i möss

Summary

The cuff technique shortens and facilitates the model of heterotopic cervical heart transplantation in mice by avoiding technically challenging suture anastomoses of small vessels. The technical details shown in this video paper should allow researches to establish this model in their laboratories.

Abstract

The heterotopic cervical heart transplantation in mice is a valuable tool in transplant and cardiovascular research. The cuff technique greatly simplifies this model by avoiding challenging suture anastomoses of small vessels thereby reducing warm ischemia time. In comparison to abdominal graft implantation the cervical model is less invasive and the implanted graft is easily accessible for further follow-up examinations. Anastomoses are performed by pulling the ascending aorta of the graft over the cuff with the recipient’s common carotid artery and by pulling the main pulmonary artery over the cuff with the external jugular vein. Selection of appropriate cuff size and complete mobilization of the vessels are important for successful revascularization. Ischemia-reperfusion (I/R) injury can be minimized by perfusing the graft with a cardioplegic solution and by hypothermia. In this article, we provide technical details for a simplified and improved cuff technique, which should allow surgeons with basic microsurgical skills to perform the procedure with a high success rate.

Introduction

Den hjärttransplantation modell används ofta för att undersöka l / R-skada, transplantatavstötning, efter transplantation vaskulopati och effektiviteten i immunmodulerande medel. Musmodeller kombinerar många fördelar som den kända immunologiska och genetiska bakgrunder, tillgången på många inavlade och transgena stammar och relativt låga experimentella kostnader.

År 1973 genomfördes en teknik för abdominal hjärttransplantation i möss först beskrevs av Corry et al ^1. I denna modell transplantat revascularized av end-to-side anastomoser av de uppstigande aorta till mottagarens bukaorta och i huvudlungartären till nedre hålvenen. År 1991 var en sutur teknik för cervical hjärttransplantation i möss beskrivits av Chen et al ^2. I denna modell en retrograd kranskärls perfusion etableras genom anastomos av mottagarens karotidartären till de uppstigande aorta hos grakterut. Det venösa blodet rinner via sinus coronarius till det högra förmaket, den högra kammaren och utstötes genom lungartären i recipienten externa jugularvenen (Figur 1). I jämförelse med buken transplantatet implantation hals modellen är mindre invasiv och ytliga placering av implantatet möjliggör en mycket lätt tillgänglighet för ytterligare uppföljningsundersökningar (t.ex. palpation, ekokardiografi, intravital fluorescensmikroskopi) ^3,4.

Trots tekniska förbättringar ^5,6, har en mer utbredd användning av denna modell varit begränsad på grund av tekniska svårigheter att utföra sys anastomoser av små fartyg med en hög förekomst av anastomos läckage och trombos. År 1991 Matsuura et al. införde manschetten teknik där kärlväggen vrängs över en syntetisk cylinder, vilket avsevärt underlättar modellen av livmoderhalscancer hjärttransplantation ^7. Tekniken var further antagits för olika experimentella transplantation modeller inklusive njur ^8, bukspottkörtel ^9, lem ^10, lever ^11,12, lunga ^13,14 och vaskulär transplantation ^15. I jämförelse med suturen tekniken den erforderliga tiden för anastomos och sålunda är den varma ischemi tiden kortare och det finns betydligt mindre vaskulära komplikationer som använder manschetten tekniken ^16. Dessutom möjliggör det kirurger med lite träning i mikrokirurgi för att utföra operationen med ett bra resultat. En nackdel med manschetten tekniken är förutsättningen ligering av den gemensamma halsartären, vilka kan ändra cerebral perfusion.

I den här videon papper presenterar vi en förbättrad och förenklad manschetten teknik för cervical hjärttransplantation i möss.

Protocol

Alla experiment har godkänts av den tyska Heart Center München och regering Bayern, Tyskland (Gz. 55.2-1-54-2532.3-17-13). Djuren inhystes i ett visst patogenfri anläggning och fick mänsklig omsorg i enlighet med "Principles of Laboratory Animal Care" som utarbetats av Nationalföreningen för medicinsk forskning och "Guide för skötsel och användning av försöksdjur" som tillhandahålls av National Academy Vetenskapsakademien och publicerat av National Institutes of Health (NIH publikation nr…

Representative Results

Vårt team framgångsrikt kunde utföra den beskrivna tekniken efter cirka 20 utbildnings operationer. Den mest utmanande delen är att vränga kärlväggen av karotidartären under manschetten, eftersom det lätt vänder tillbaka och flera försök kan leda till sönderrivning av väggen. Efter utbildningsperioden, den genomsnittliga totala operativa tid var 60 ± 8 minuter. Omkring 20 minuter krävs för donator skörd, 25 min för framställning av livmoderhalscancer fartyg och 15 minuter för anastomoser och hud st?…

Discussion

Vi har genomfört över 200 hjärttransplantationer med framgång över 90% i olika experimentella inställningar. Med den teknik som beskrivs här, kan hela förfarandet utföras inom 60 min med en erfaren kirurg. Genom att framställa livmoder fartyg före tillvaratagande av organ, kan den totala transplantat ischemi tiden begränsas till 20 minuter. Tid för implantation (varm ischemi tid) är betydligt kortare använder manschetten tekniken jämfört med suturen tekniken ^16.

I…

Materials

Forceps JFC-7.2	S&T	P-00036	Curved tip 0.20 mm
Vessel dilatator D-5a	S&T	S-00124
Adventita scissor	S&T	S-00102
Vascular clamp B-1V	S&T	S-00396
Yasargil Clip	Peter Lazic	65,097	3.5 mm lenght
Bipolar forceps	Micromed	148-100-011	tip 0.25 mm
Polyimide tubes	River Tech Medical		19-24 gauge
8.0 silk ligatures	Catgut
Custodiol HTK solution	Essential Pharmaceuticals