3D 전체 심장 심근 조직 분석
Summary
이 프로토콜은 MRI와 전체 심장 심근 조직의 3 차원 비교를위한 새로운 방법을 설명합니다. 이는 심근 경색의 만성 돼지 모델의 경색 경계 영역에서 심근 내 주입의 정확한 평가를 위해 설계되었습니다.
Abstract
심장 재생 치료 보호 및 허혈성 심장 질환 환자에 부상 심장을 복구하는 것을 목표로하고 있습니다. 줄기 세포 또는 경색 경계 존 (IBZ)에 angio- 또는 혈관 생성을 향상 다른 생물학적 물질을 주입함으로써, 조직 관류가 개선되고, 심근은 상기 손상으로부터 보호 할 수있다. 최대 치료 효과의 경우, 회생 물질이 가장 IBZ에 전달되는 것을 가정한다. 이것은 정확한 주사를 필요로하며, 새로운 사출 기술의 개발을 주도하고있다. 이러한 새로운 기술을 검증하기 위해, 우리는 심근 조직 분석을 기반으로 검증 프로토콜을 설계했다. 이 프로토콜은 상세한 이차원 (2D)와 심장의 해부학 및 심근 내 주사를 3 차원 (3D)을 분석 할 수 전체 심장 심근 조직 처리를 포함한다. 돼지에서 심근 경색은 좌전 하행 관상 동맥의 90 분 폐색에 의해 만들어졌습니다. 네 주 후에하는 믹스트초상 자성 산화철 입자 (SPIOs) 형광 비드와 함께 하이드로 겔 URE은 최소 침습 방식 내막을 사용 IBZ에 주입 하였다. 1 시간 주입 과정을 거친 후, 돼지를 안락사시키고, 심장을 절제하고, 아가로 오스 임베드 (한천). 한천의 고형화 후에, 자기 공명 영상 (MRI), 심장의 슬라이싱 및 형광 이미징을 실시 하였다. 영상 후 처리 한 후, 3 차원 분석은 IBZ 타겟팅 정확성을 평가하기 위해 수행 하였다. 이 프로토콜은 IBZ 심근에 주입의 타겟팅 정확성을 평가하기위한 구조화 재현 방법을 제공한다. 흉터 조직 및 / 또는 전체 심장의 분사 정밀도의 검증 처리가 요구되는 경우, 프로토콜은 쉽게 이용 될 수있다.
Introduction
허혈성 심장 질환은 과거 수십 년 1 죽음의 세계의 주요 원인이었다. 심근 경색 후 급성 치료는 경피적 관상 동맥 중재술 또는 관상 동맥 우회술을 통해 심근에 혈액의 흐름을 복원하는 것을 목표로하고있다. 심각한 경색에서 심근의 넓은 지역은 상처되며, 이러한 경우는 종종 허혈성 심부전 (HF)이 발생. HF 예방에 초점과 HF 환자의 심장 기능의 보존을위한 현재 치료 옵션이 아닌 재생합니다.
지난 10 년 동안 심장 재생 치료는 HF 3에 대한 치료 옵션으로 조사되었다. 이 치료는 재관류, 심근 보호, 분화를 유도하기 위해 직접 부상 심근에, 같은 줄기 세포 또는 성장 인자 등의 생물학적 제제를 제공하는 것을 목표로, 성장 4. 최적의 경우치료 효과는,이 생물이 생물의 생존 및 대상 영역 (5, 6)에 대한 최적의 효과를 잘 조직 관류를 용이하게하기 위해 경색 경계 존 (IBZ)에 주입해야한다고 가정한다. 다수의 기술은 심근 주사 7, 8, 9, 10, 11를 안내하는 IBZ 식별 및 시각화를 수행하기 위해 개발되었다. IBZ의 식별 및 시각화 외에, 배달도 사용되는 생체 재료 및 주입 카테터에 의존한다. 전달 기술의 분사 정밀도를 검증하기 위해, 정확하고 재현 가능한 정량 분석 방법이 요구된다.
우리는 전체 심장 심근 조직의 2 차원 (2D) 제공 처리 및 3 dimensio위한 프로토콜을 개발했습니다정성 및 정량 연구에 사용할 수있는 최종 (3D) 영상은, 목표로하고있다. 프로토콜은 매립 처리 및 디지털 이미지 분석을 포함한다. 본 논문에서는 만성 심근 경색의 큰 돼지 모델에서 IBZ에서 심근 내 주입의 타겟팅 정확도 평가를위한 프로토콜을 보여줍니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
이 프로토콜에 따라 전체 심장 3D 심근 조직 처리 경색의 IBZ 및 심장의 해부학에 대해 수행 된 주입의 3 차원 분석을 가능하게하는 구조화 된 방법을 제공한다. 마음의 충전 볼륨이 원하는 분석에 따라 달라집니다. 본 연구에서는 사출 정확성을 평가하기 위해, 우리는 최대한 가깝게 최종 이완기 형상을 닮은 마음을 채우기 위해 목표. 이를 적용하려면 LV 에이펙스는 용기의 바닥에 고정되고, 폐정?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 동물 실험과의 도움을 말리진 얀센, 조이스 비저, 그리고 마티 반 Nieuwburg에게 감사의 말씀을 전합니다. 우리는 크게 MRI 이미징과의 지원 마티 Froeling과 안케 와싱크 인정합니다.
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 |
Referências
- 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).
