Waiting
Processando Login

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Vævsforberedelsesteknikker til kontrastforstærket mikrocomputertomografibilleddannelse af store pattedyrs hjertemodeller med kronisk sygdom

Published: February 8, 2022 doi: 10.3791/62909

Summary

Her præsenterer vi en protokol til opnåelse af mikrocomputertomografibilleder i høj opløsning af sunde og patologiske store pattedyrs hele hjerter med kollagenselektiv kontrastforbedring.

Abstract

Strukturel ombygning er en almindelig konsekvens af kroniske patologiske belastninger pålagt hjertet. Forståelse af de arkitektoniske og kompositoriske egenskaber af sygt væv er afgørende for at bestemme deres interaktioner med arytmisk adfærd. Mikroskala vævsombygning, under den kliniske opløsning, fremstår som en vigtig kilde til dødelig arytmi, med høj forekomst hos unge voksne. Der er fortsat udfordringer med at opnå høj billedkontrast ved tilstrækkelig mikroskalaopløsning til prækliniske modeller, såsom store pattedyrs hele hjerter. Desuden mangler vævssammensætningsselektiv kontrastforbedring til tredimensionel billeddannelse i høj opløsning stadig. Ikke-destruktiv billeddannelse ved hjælp af mikrocomputertomografi viser løfte om billeddannelse i høj opløsning. Målet var at lindre lidelse fra røntgen over fordæmpning i store biologiske prøver. Hjerter blev ekstraheret fra raske grise (N = 2) og får (N = 2) med enten induceret kronisk myokardieinfarkt og fibrotisk ardannelse eller induceret kronisk atrieflimren. Udskårne hjerter blev perfunderet med: en saltopløsning suppleret med et calciumion-slukningsmiddel og en vasodilator, ethanol i seriel dehydrering og hexamethyldisilizan under vakuum. Sidstnævnte forstærkede hjertestrukturen under lufttørring i 1 uge. Kollagen-dominerende væv var selektivt bundet af et røntgenkontrastforstærkende middel, phosphomolybdinsyre. Vævskonformationen var stabil i luften, hvilket tillod langvarige mikrocomputertomografiopkøb for at opnå billeder i høj opløsning (isotrope 20,7 μm). Optimal kontrastmiddelbelastning ved diffusion viste selektiv kontrastforbedring af epitellaget og sub-endokardielle Purkinje-fibre i sunde svineventrikler. Atrieflimren (AF) hjerter viste forbedret kontrastakkumulering i de bageste vægge og vedhæng af atrierne, der tilskrives større kollagenindhold. Myokardieinfarkthjerter viste øget kontrast selektivt i områder af hjertefibrose, hvilket gjorde det muligt at identificere sammenvævede overlevende myokardiemuskelfibre. Kontrastforstærkede lufttørrede vævspræparater muliggjorde mikroskala billeddannelse af det intakte store pattedyrshjerte og selektiv kontrastforbedring af underliggende sygdomsbestanddele.

Introduction

Strukturelle hjertesygdomme tegner sig for størstedelen af hjerterelateret dødelighed på verdensplan1. Ombygning af hjertestruktur påvirker myokardiemiljøet og det interstitielle rum. Da både hjerteelektisk og mekanisk funktion afhænger af myocytorganisationen, kan forstyrrelse føre til uacceptabel hjertearytmi, nedsat blodpumpende handlinger og hjertesvigt 2,3,4,5,6,7,8,9. Udviklingen af helbredende terapier til strukturelle hjertesygdomme opvejes langt af sygdomsprævalensen 2,5. Som sådan dukker et stigende antal prækliniske modeller af strukturelle hjertesygdomme op for bedre at forstå de anatommorfologiske profiler og den resulterende patogenese af hjertearytmier 10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,22,23. Observeret på tværs af struktursygdomsspektret er opreguleringen af interstitiel fibrose og, mere almindeligt i iskæmi-relaterede tilfælde, myokardieudskiftning med fibrose og fedtvæv18. Morfologisk forståelse af patologiske ekstracellulære komponenter kan muliggøre identifikation af potentielle substrater af arytmi. Fordelingen og omfanget af sygdommen giver stærke indikatorer for arytmogen risiko. Alligevel er der stadig udfordringer med at afbilde sygdomsprofiler ved at integrere makro- og mikroskalaer i det intakte hjerte.

Mikrocomputertomografi (microCT), baseret på røntgenstråler, fremstår som et kraftfuldt værktøj til at forhøre blødt biologisk vævsmikrostruktur ved hjælp af kontrastmidler. Der er opnået meget detaljerede anatomiske kort for hjerter fra små gnavere 24,25,26 og små dissekerede prøver fra store pattedyrshjerter 27,28. Billeddannelse på hele organniveauet af store pattedyrshjerter præsenterer imidlertid for store stilængder, over hvilke røntgenfotoner dæmpes ved hjælp af konventionelle vævsforberedelsesteknikker. Dette indebærer kontrastbelastning af vævet og nedsænkning af prøven i et kontrastmiddelopløsningsmiddel under erhvervelsen. Forøgelse af stikprøvestørrelsen og opløsningen pålægger en forlængelse af den samlede anskaffelsestid. Derfor bliver vævsstabilitet afgørende for brugbar billedrekonstruktion, hvilket betyder, at vævsdeformation som følge af tørring skal forhindres. Anvendelsen af en nedsænkningsvæske har imidlertid ulemper: (i) den samlede baggrundssignalintensitet bliver ikke ubetydelig og (ii) fremmer fortynding af vævsbundne kontrastmolekyler. Begge disse faktorer bidrager til at sænke billedkontrasten.

Denne undersøgelse beskriver en ny vævsbehandlingsrørledning for at lindre baggrundsfotondæmpning og optimere det dynamiske område, der ydes af kontrastforbedringsmidler. Det foreslås at anvende en vævslufttørringsmetode med kemisk vævsforstærkning for at begrænse vævsdeformation29. Derfor kan vævsprøver forblive stabile i luften ved lange erhvervelser og udelade baggrundsbidrag fra nedsænkningsvæsker. Denne metodepipeline giver: (i) en omfattende vævsbehandlings- og billeddannelsesprotokol optimeret ved hjælp af hele svinehjerter; ii) en evaluering af kontrastkoncentrations- og belastningsteknikker og iii) anvendelse af denne pipeline i to forskellige kroniske sygdomsmodeller for atrieflimren og myokardieinfarkt i fårehjerter. Udvikling af kroniske sygdomsmodeller er beskrevet andetsteds for hver kronisk hjertesygdomsmodel, myokardieinfarkt induceret af perkutan koronararterieembolisering13 og selvbærende atrieflimren30.

Protocol

Alle forsøg blev udført i efter retningslinjerne i Europa-Parlamentets direktiv 2010/63/EU om beskyttelse af dyr, der anvendes til videnskabelige formål. Dyreprotokoller blev godkendt af den lokale etiske komité (CEEA50) ved universitetet i Bordeaux. Hjerter blev hentet fra tre store pattedyrsmodeller, herunder (i) Sunde store hvide grise (N = 2, 2 måneder gamle); (ii) Får (N = 1, 2 år) med induceret myokardieinfarkt13 og (iii) Får (N = 1, 7 år) med induceret atrieflimren30.

1. Forberedelse af opløsning:

  1. Kardioplegisk opløsning: Forbered 3 liter destilleret vand og tilsæt natriumchlorid (110 mM), kaliumchlorid (16 mM), Natriumbicarbonat (10 mM), D-(+)-Glucose (9 mM), calciumchloridopløsning (1,2 mM) og magnesiumchloridopløsning (16 mM). Til sidst tilsættes 500 μL/l heparinnatrium. Bevar denne opløsning ved 4 °C.
  2. Fosfatbufret saltvand - EDTA-opløsning (PBS-EDTA).
    1. Først tilsættes ethylendiamintetraeddikesyre (EDTA) til 1 liter destilleret vand til en endelig koncentration på 10 mM. Forøg og oprethold en opløsning pH på 12 ved anvendelse af natriumhydroxidopløsning (1 M) til opløsning af EDTA.
    2. Når EDTA er fuldt opløst, sænkes pH til 7,4 ved hjælp af saltsyre. Tilsæt en foliepose med fosfatbufret saltvand for at opnå en opløsning ved 0,01 M (natriumchlorid, 0,138 M; kaliumchlorid, 0,0027 M) og pH 7,4. Bevar denne opløsning ved stuetemperatur (RT).
  3. Ethanol - phosphomlybdinsyre (PMA) kontrastmiddelopløsning: Forbered 1 liter absolut ethanol og tilsæt PMA for at opnå en opløsning ved 1% af koncentrationen. Bevar denne løsning hos RT.

2. Vævskilde

  1. Afliv dyret og ekstrakt hjertet i henhold til lokale etiske retningslinjer. Sænk hurtigt hjertet i kold kardioplegisk opløsning og massér forsigtigt ventriklerne til indledende skylning.
  2. Sørg for at skære aorta under aortabuen og klemme to sider af arterievæggen ved hjælp af nåleholdere.
  3. Suspender hjertet af nåleholderne, indsæt en aortikanula i aortaroten, pas på ikke at komme i kontakt med eller stikke ud gennem aortaklapperne. Pak en 0 gauge sutur rundt om aortabuen på kanylens niveau og bind kanylen fast på plads.
  4. Brug 50 ml sprøjter til at injicere 200 ml kold (4 °C) kardioplegisk opløsning. Fjern overskydende blod, der samler sig i hulrummene ved at vippe hjertet på dets bageste side for at dræne via lungevenerne.
  5. Sænk det skyllede hjerte og opbevar det i kold kardioplegisk opløsning opbevaret på is, indtil det er klar til dissektion.

3. Vævsforberedelse:

  1. Forbered et 1 L reservoir understøttet 80 cm over en dissektionsskål. Par et termoplastisk rør 80 cm i længden og 3,2 mm indvendig diameter og 4,8 mm udvendig diameter til en afløbsport i reservoiret.
  2. Fastgør en trevejshane til drænrøret, og koble yderligere termoplastrør (20 cm, 1,6 mm indvendig diameter og 3,2 mm udvendig diameter) til hver fri port på trevejshanen. Fastgør tovejshaner til gebyrenderne af slangen.
  3. Fyld reservoiret med den kardioplegiske opløsning suppleret med heparin (2500 enheder). Åbn vandhanerne for at lade den kardioplegiske opløsning dræne og fjerne alle luftbobler, og luk derefter tovejshanerne.
  4. Forbered kanyler til venstre og højre koronar ostia ved hjælp af Polytetrafluorethylen (PTFE) slange (1 mm indvendig diameter og 2 mm ydre diameter).
    1. Skær 5 cm slange og opvarm den ene ende ved at placere spidsen ved siden af en åben ild. Når 1 mm af spidsen begynder at smelte og bliver gennemskinnelig, skal du trykke spidsen mod en hård varmebestandig overflade for at forme en højderyg ved kanylespidsen for at forhindre, at kanyler glider ud af karrene.
    2. Indsæt 1 cm af den ikke-opvarmede ende af hver kanyle i de to ender af afløbsbeholderens drænrør.
  5. Fjern aorta kanylen. Under kold kardioplegisk opløsning lokaliseres venstre og højre ostia af koronararterier.
  6. Brug spids saks til forsigtigt at adskille aortaroten fra det omgivende væv over og under koronar ostia for at muliggøre gevindskæring af en 0 G silkesutur under koronarbeholderen.
  7. Åbn tovejshanerne, og indsæt kanylespidserne i koronar ostia. Med kanylespidserne, der strækker sig 1-2 cm ind i ostia og ud over suturplaceringen, skal du binde kanyler af.
  8. Skyl hjertet, mens du forsigtigt masserer ventriklerne i 15 minutter, indtil hjertet er ryddet af blod.
  9. Efter skylning skal du lukke tovejshanerne og frakoble dem fra trevejshanen. Overfør hjertet til en 1 L kemisk resistent plastbeholder indeholdende 500 ml PBS-EDTA-opløsning.
  10. Recikuler PBS-EDTA-opløsningen i den termoplastiske slange under en stinkhætte ved hjælp af en peristaltisk pumpe med to kanaler. Prim pumpeslangen, indtil slangen er fraværende af luftbobler, og perfuser derefter hver koronararterie kanyle ved recirkulation ved RT i 2 timer ved 80 ml / min.
  11. Sørg for, at stinkhætten er i drift. Stop pumpen, tøm opløsningen fra beholderen, og udskift den med formalin (10%) til fiksering i 1 time ved RT ved 80 ml/min.
  12. Udskift formalinopløsningen med PBS for at skylle fikseringsmidlet tre gange i 15 minutter hver ved 80 ml/min.

4. Vævsdehydrering og tørring:

BEMÆRK: Brug den samme perfusionshastighed (80 ml/min) og lad vævet forblive på RT hele vejen igennem.

  1. Udskift PBS-opløsningen med ethanol ved 20%, fortyndet i ultrarent vand, og perfus i mindst 3 timer.
  2. Perfuse hjertet ved hjælp af en række stigende ethanolkoncentrationer.
    1. Start med at erstatte 20% ethanolopløsningen med ethanol fortyndet til 30% og perfus i 2 timer.
    2. Gentag perfusion ved at øge ethanolkoncentrationen ved hver iteration gennem 40%, 50%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 95%, 90%, 95%, 99% og 100% i en minimumsvarighed på 1 time ved hvert trin (koncentration).
      BEMÆRK: Hjerteprøver kan hvile uden perfusionsstrøm natten over ved enhver ethanolfortynding, hvis der har fundet en minimumsperfusion på 15 minutter sted for den pågældende koncentration.
  3. VALGFRIT: Hvis du anvender kontrastmidler via perfusion, skal du perfuse hjertet med 100% ethanol suppleret med kontrastmidlet PMA, 1% i 48 timer. Skyl kontrastmidlet ved perfusion med 100% ethanol i 2 timer.
  4. For at forstærke hjertevævet inden lufttørring skal du recikulere en 50:50 blanding af ethanol og hexamethyldisilazan (HMDS) i 10 minutter. Følg dette med 100% HMDS i yderligere 2 timer.
    FORSIGTIG: HMDS er et meget giftigt og skadeligt stof. En stærk lugt af ammoniak frigives i kontakt med luft. Desuden er den flydende form af HMDS meget flygtig og katalyseret af jodholdige midler.
  5. Frakobl kanylerne fra slangen og suspender hjertet fra en aortasur inde i stinkhætten.
  6. Skub forsigtigt en lynlåspose over hjertet, og luk poseforseglingen over suturen for at reducere hjertets eksponering for cirkulerende luft. Lad hjertet tørre gennem fordampning i 1 uge.
  7. VALGFRIT: For diffusionsbelastende kontrastmidler skal du vaske hjertet i 100% ethanol i 15 minutter, mens du omrører. Sænk hjertet i 100% ethanol suppleret med PMA, 1%, i 48 timer under vakuum. Gentag trin 4.6.

5. Mikrokt:

BEMÆRK: Et stationært røntgenmikrokt-system blev brugt til billeddannelse af svinehjerter.

  1. Monter det lufttørrede hjerte på en passende prøveholder. Undgå enhver bevægelse under røntgenmikroCT-målingerne ved hjælp af en klemme, der er forankret til prøveholderen, og fastgør hjertet via den tørrede og stive aorta.
  2. Juster omhyggeligt midten af hjerteprøven langs dens længdeakse med midten af billeddannelsesfeltet for 0 ° og 90 ° rotationsvinkler. For at opnå dette i alle retninger skal du suspendere hjertet i luften via en aortikalemme fastgjort til prøvestøtten.
  3. Når du har åbnet softwaren og startet røntgenmikrokt-systemet, skal du anvende røntgenfilteret aluminium, 1 mm, røntgenkildespænding til 60 kV og strøm til 120 μA. Indstil billeddimensioner til 2016 x 1344 pixels og pixelstørrelse til 20 μm.
  4. Træk prøveholderen ud af synsfeltet, og kalibrer baggrundsbilledet og røntgeneksponeringstiden ved at opnå en fladfeltkorrektion. Sørg for, at den gennemsnitlige baggrunds røntgentransmission er større end 80%.
  5. Scout røntgentransmissionsbilleder langs længden af støtten for at bestemme det samlede billeddannelsesfelt i hjertets længdeakse. Til scanning skal du bruge et rotationstrin på 0,18°, et rammegennemsnit på 5 og en prøverotation på 180°. Vælg forskydningsscanningstilstanden for at afbilde den fulde bredde af eksempelunderstøttelsen.
    BEMÆRK: De anskaffelsesparametre, der er angivet i dette afsnit, er valgt for at optimere billedkvaliteten af ensemblets hjertekomposition.
  6. Efter scanning skal du bruge softwaren til tomografisk rekonstruktion af et isotropt tredimensionelt billedvolumen. Til anvendelse af NRecon-software skal du bruge erhvervelsesrelateret artefaktkorrektion, herunder strålehærdende effekter på 10% og reduktion af ringartefakt på 8.
  7. For at optimere datalagringsbegrænsninger skal du anvende det mindste rektangulære område af interesse, der omfatter hjertespecifikke billedvoxeller. Eksporter billederne i et 8-bit bitmapformat som en billedstak.
  8. Visualiser den rekonstruerede datastak ved hjælp af DataViewer-softwaren. Orienter prøven digitalt inden for billedgrænserne for at justere prøvens lange og korte akser med de tre hovedakser i billedvolumenet.
  9. Beskær billedvolumen i alle tre akser for at fjerne billedets ydre baggrundslag for maksimalt at reducere den samlede billedstørrelse.

Representative Results

Fremstillingen af store pattedyrhjerter ved hjælp af dehydrerings- og lufttørringsmetoden fjerner alt vandindhold fra prøven. Der kan påvises utilstrækkelig vandudskiftning med ethanol under HMDS-belastning (se protokol, trin 4.4). Tilstedeværelsen af vand under HMDS vil skabe bobler, der stiger op fra vævet. I tilfælde af for høje vandniveauer kan der forekomme en stigning i temperaturen på nedsænkningsvæsken. At holde nedsænkningskammeret omgivet af is under den første HMDS-belastning kan reducere de dårlige virkninger af vævsopvarmning. Efter lufttørring af hjerter i fravær af kontrastmidler vises prøven hvid i farven (se protokol, trin 4.6). Den ydre overflade blev ofte tørret og strukturelt stabil før intramurale lag. Skylning i ethanol før påfyldning af kontrastmiddel fjernede den hvide aflejring (se protokol, trin 4.7). Udskæring gennem væv ved hjælp af et skarpt blad afslører makroskopisk individuelle muskelfibre med klar adskillelse. Kontrastbelastning ved nedsænkning af hjerteprøver i kontrastmiddelmedium led af diffusionsgrænseartefakter i tykke og meget muskuløse områder af prøven. Diffusionskontrastbelastning under vakuum gav mere homogen farve i muskler (hjerteprøve nr. 1, se tabel 1 for kontrastmiddelbelastningstider). Makroskopisk viste overfladekontrastmiddelfordelingen in-homogen farvning mellem hjertemusklen og regioner, der primært bestod af ekstracellulære komponenter, især fedt og bindevæv. Lufttørrede vævsprøver, enten før eller efter påfyldning af kontrastmiddel, opretholdt stabil strukturel integritet.

Den tid, der var nødvendig for at scanne prøvens fulde bredde ved 20 μm opløsning under microCT ved hjælp af ovennævnte scanningsparametre og en eksponeringstid på 1700 ms, var 6 timer og 34 minutter. Afhængigt af prøvens størrelse i scannerens portalakse blev denne varighed ganget med antallet af positioner, der var nødvendige for at fange prøvens fulde længde. For svine- og fårehjerter i denne undersøgelse blev der brugt tre til fire positioner. NRecon-softwaren flisebelagte multipositions- og offset-scanningerne for at danne et enkelt røntgenprojektionsbillede for hvert rotationstrin i røntgenkilden og detektoren. I alt gemmes 1000 fremskrivninger som 16-bit billeder, der genererer 30-40 GB data. Rekonstruerede volumetriske billeder var 52-70 GB.

Større anatomiske landemærker, herunder ventrikulære hulrum, septum og frie vægge i ventriklerne, kunne let identificeres fra røntgentransmissionsbilleddannelse af lufttørrede svinehjerter farvet med kontrastmiddel ved diffusionsbelastning (figur 1A). Desuden blev der også observeret stærkt teksturerede områder, der indikerer mikrostrukturel organisation, såsom myokardiefiberorientering, på grund af følsom røntgendæmpning / transmission (figur 1B). Tomografiske rekonstruktioner af tredimensionelle billedvolumener viste tydelig adskillelse mellem væv og baggrund ved både epikardielle og endotelgrænser (figur 1D). Intramuralt blev der observeret lav kontrast og voxelintensitet diffusionsgradient gennem tykke transmurale områder af vævet. På trods af det var vaskulatur og myokardiefibre adskilt af spaltningsplaner stadig let identificerbare. En anden højere intensitet båndbredde af kontrast blev observeret ved det epikardie-mest lag og i punkterede sub-endokardielle regioner. Kontrastforbedring var størst på steder, hvor ekstracellulære komponenter blev akkumuleret, især epikardialt bindevæv, epikardialt fedt og bindevævskeden i Purkinje-fibernetværket. Voxel-signalintensitetsfordelinger viste høj adskillelse fra nulintensitetsbaggrunden (luft) og to dominerende populationer af væv med lav og høj kontrast (figur 1D).

For at validere kontrastforbedring af mikroCT-billedrekonstruktioner og selektiviteten til kollagenøse rum i hjerteprøverne blev histologi, lysfeltmikroskopi og fluorescerende mikroskopi anvendt (figur 2). En transmural blok af ventrikulært væv fra et lufttørret hjerte uden forudgående kontrastmiddelbelastning blev forberedt til paraffinindlejring og sektionering. Tilstødende vævsskiver monteret på mikroskopdias blev behandlet ved enten Massons trikromfarvning, ingen behandling eller 48 timers PMA (1%). Nedsænkning af diasmonterede vævssektioner eliminerede diffusionsgradienteffekter af farvningsprocessen, der blev observeret i hele hjerteprøver. Masons trikromfarvning viste kollagen-positiv farvning ved epitel- og endotellagene, perivaskulært i det subepikardievæv og en bindevævskede, der omgiver en fritløbende Purkinje-fiber, der stikker ud i venstre ventrikulære hulrum (figur 2A). Lys feltbelysning viste mørkere farve i kollagenøse strukturer efter PMA-farvning, hvilket understøtter den foretrukne akkumulering af PMA (figur 2B,C). Desuden har PMA-behandling tidligere vist sig at slukke autofluorescensen af kollagenmakromolekylære komplekser31. Fluorescerende billeder af ventrikulære vævssektioner havde PMA-induceret tab af fluorescens på kollagensteder (figur 2D vs. 2E, figur 2D ' vs. 2E 'og figur 2D '' vs. 2E ''). I både lysfelt og fluorescerende billeddannelse blev cellulære rum ikke ændret ved PMA-behandlingen, og kollagen havde en selektiv ophobning af PMA-farvning og slukning af autofluorescens.

Hjerteprøve nr. 2 blev farvet med et kontrastmiddel via perfusion inden lufttørring. Billedrekonstruktion afslørede meget ujævn farvning i myokardierummet (figur 3A). Kontrastforbedring syntes uselektiv af vævssammensætning, uden yderligere forbedring af signalintensiteten i de epikardielle eller sub-endokardielle regioner. Desuden viste væv med lav kontrast dårlig adskillelse fra baggrundsintensiteten (figur 3B).

Ventrikulær fibrose blev induceret af myokardieinfarkt og kronisk iskæmi (hjerteprøve nr. 3). Et antero-apikalt ar blev dannet ved at erstatte myocytter med fibro-fede aflejringer i vævet nedstrøms til stedet for vaskulær embolisering. Hjerteprøve nr. 3 blev fremstillet og afbildet fra en dissekeret ventrikulær kile, der dækker den forreste venstre ventrikel, septum og højre ventrikulære frie væg. Forberedelsen af denne ventrikulære kilekonfiguration er tidligere beskrevet32, og anvendelsen af kiler til hjertebilleddannelse blev gennemgået i detaljer33. Armorfologi var transmural, men heterogen (figur 4). En central tæt fibrotisk læsion var omgivet af en løs og heterogen grænsezone (figur 4A). Det ventrikulære præparat blev farvet ved diffusionsbelastning efter lufttørring og i et vakuum. Figur 4B-E viser de største signalintensiteter af rekonstruerede mikroCT-billedvolumener ved vævsgrænserne og arområderne. Kontrastmidler dårligt farvede sundt myokardie, men alligevel blev mikrostrukturel kontrast bevaret (figur 4C'). Ved grænseområdet blev arvæv blandet med overlevende myokardie (figur 4D'). Tæt fibrose forekom transmural, men struktureret, hvilket indikerer variationer i sammensætningen (figur 4E'). Vævssektioner af en transmural venstre ventrikulær region af det lufttørrede og PMA-farvede vævspræparat blev anvendt til at validere PMA-selektivitet for kollagen i patologisk væv ved at sammenligne med Massons trikromfarvning (figur 4F). PMA-farvning var selektiv for kollagen (sub-epikardium og subendokardi) og fraværende i områder med overlevende myokardi (figur 4G).

Hjerteprøve nr. 4 med induceret vedvarende atrieflimren blev lufttørret, samtidig med at den oprindelige form af atriehulen bevares. Atrielt appendage sammenbrud blev ikke observeret. De vigtigste anatomiske landemærker kunne identificeres morfologisk ud fra rekonstruerede billeder (atriel septum, pektinatmuskler, koronar sinus, lungevene ostia, vena cava og cristae terminalis). Diffusionsfarvning under vakuum resulterede i kontrastforbedring i aortaroden og atrioventrikulære ventiler og diskrete områder af arbejdsmordikardiet. Muskelfarvningsforbedring var begrænset til de atriale vedhæng og bageste vægge i både venstre og højre atrier (figur 5).

Figure 1
Figur 1: MicroCT-billeddannelse af et lufttørret svinehjerte behandlet med PMA-kontrastmiddel ved diffusion under vakuum. (A) Røntgenprojektionsbillede. B) En transmissionsprofil udtrukket fra den røde linje i A. C) Kortakset skive af ventriklerne fra et tomografisk rekonstrueret tredimensionelt volumen. Gule pile angiver punkterede kontrastområder, der tilskrives sub-endokardielle Purkinje-fibre. Blå pile angiver vaskulatur. D) Signalintensitetsfordeling af det rekonstruerede billedudsnit vist i C. LV: venstre ventrikel og RV: højre ventrikel. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 2
Figur 2: Validering af PMA-selektivitet for kollagen. (A) Massons trikromfarvning af en transmural vævssektion fra ventriklerne i et lufttørret hjerte. Myokardiet er farvet i rødt, og kollagen er vist med grøn farve. Tilstødende vævssektioner (B) uden farvning eller (C) farvet med PMA (1%) blev afbildet med lys feltbelysning for at vurdere ensartetheden af farvningen. (D) Vævssektioner uden farvning eller (E) farvet af PMA blev afbildet ved fluorescerende mikroskopi. Panelerne D' (solid rød boks) og E' (stiplet rød boks) er forstørrede visninger af sub-epikardiet for ufarvede og PMA-farvede sektioner. Panelerne D'' (solid blå boks) og E'' (stiplet blå boks) er tilsvarende forstørrede visninger af subendokardiet og en fritløbende Purkinje-fiber. Pile angiver steder med kollagenindhold. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 3
Figur 3: Perfusionsbelastning af PMA før lufttørring og MicroCT-billeddannelse. (A) Et kortakset udsnit af et rekonstrueret billedvolumen af ventriklerne fra et svinehjerte. Blå pile angiver vaskulatur. (B) Signalintensitetsfordelingen af billedudsnittet fra panel A. LV: venstre ventrikel og RV: højre ventrikel. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 4
Figur 4: MicroCT-billeddannelse af et fårehjerte, der lider af et kronisk myokardieinfarkt. (A) Der blev dannet et tæt ar i det apikale område (se inset-fotografi). En volumengengivelse af det apikale område fra et endokardieperspektiv blev tildelt farve baseret på billedintensitet (rød svarende til arvæv og myokardie i grønt). Ortogonale skiver af gråtoneintensiteten viser den tætte arfordeling og grænsende til overlevende myokardie. Adskillelse mellem fibrotisk væv og myokardi svarer til områder af fedtvæv. B) Et fotografi af et lufttørret ventrikulært kilepræparat fra et får med apikal ardannelse efter myokardieinfarkt. Skrå skiver af det rekonstruerede mikroCT-billedvolumen krydser ventriklerne på mellemniveau mellem base og spids og proksimal til stedet for (C) vaskulær okklusion (C-rød linje i panel B), (D) peri-infarktområdet, der grænser op til tæt ar og sundt myokardie (D- blå linje i panel B) og (E) et område med tæt fibrose (E - grøn linje i panel B). (C«). Et udvidet billede af septalområdet skitseret af en rød stiplet boks i C. (D') En udvidet visning af infarktområdet i højre ventrikulære spids (blå stiplet boks i panel D). (E«) En udvidet visning af infarktområdet i venstre ventrikulære spids (grøn stiplet boks i panel E). LV: Venstre ventrikulært hulrum; RV: højre ventrikulære hulrum; MB: moderator band; Pap: papillær muskel. Gul pil angiver venstre forreste nedadgående arterie. (F) Massons trikromfarvning af en histologisk sektion skåret fra den PMA-farvede lufttørrede venstre ventrikel. Kollagen er farvet blåt og myokardiet er farvet lyserødt / violet. G) En tilsvarende vævssektion af PMA-farvningsfordelingen. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 5
Figur 5: MikroCT-billede af et fårehjerte efter kronisk induceret atrieflimren. (A) En volumengengivelse af atrierne med farve tildelt som i figur 4A. (B) Bi-atrial microCT-billedudsnit i hjertets lange akse. Kortaksede skiver blev ekstraheret på niveau med (C) atrioventrikulære ventiler (C- rød linje i panel B), (D) aortarod (D- blå linje i panel B) og (E) venstre atrielt tag (E- grøn linje ipanel B). LA: venstre atrier; RA: højre atrier; LAA: venstre atrielle vedhæng; RAA: højre atrielle vedhæng; LV: venstre ventrikel; RV: højre ventrikel; LVOT: venstre ventrikulær udstrømningskanal; RVOT: højre ventrikulære udstrømningskanal og PA: lungearterie. Klik her for at se en større version af denne figur.

Prøve # 1 2 3 4
Art Svin Svin Får Får
Kropsvægt (kg) 32.4 31.2 47.2 53.4
Hjertevægt (g) 191.2 186.2 202.4 207.6
Patologi - - Kronisk MI Kronisk AF
Prøve forberedelse Hele hjertet Hele hjertet Kile af forreste hjerte Hele hjertet
Tilstand af kontrastindlæsning Diffusion Perfusion Diffusion Diffusion
Eksponering for kontrastmiddel (h) 48 24 48 48

Tabel 1: Hjerteprøver og kontrastmiddelbehandling.

Discussion

En detaljeret protokol for store vævspræparater er fastsat ved hjælp af hele hjerter fra store pattedyr til efterfølgende strukturel billeddannelse i høj opløsning. En lufttørringsmetode fjernede påvirkninger af baggrundsrøntgendæmpning og maksimalt optimerende væv: baggrundskontrast29. Ved hjælp af denne fremgangsmåde blev der opnået en isotrop opløsning i området 20 μm til volumetrisk billeddannelse på tværs af prøver op til 7,2 cm i diameter. MikroCT af blødt væv er imidlertid typisk afhængig af anvendelse af ikke-specifikke kontrastmidler til at forbedre røntgenabsorptionen og følsomheden af mikrokt-systemer34. Selvom røntgenkontrastmidler forbedrer den samlede røntgendæmpning og forbedring af blødt vævsbilleddannelse, er adskillelse af vævsbestanddele baseret på biokemisk sammensætning fortsat udfordrende. Det blev imidlertid observeret, at ved hjælp af lufttørrede hjerter i kombination med et almindeligt røntgenkontrastmiddel i laboratorieindstillingen, PMA, selektivt farvede ekstracellulære komponenter. Bindevæv forbundet med sundt myokardie og patologisk strukturel ombygning i kroniske sygdomme blev forbedret.

Processen med lufttørring af biologisk væv kræver en intervention for at modstå deformationen af prøven. Prøveforberedelse til elektronmikroskopi har lignende krav. Typisk anvendes en kritisk punkttørringsmetode, der bruger en balance mellem vævsnedsænkningsmedium, temperatur og tryk for at eliminere overfladespænding af vævets væskeindhold, hvilket forårsager deformation på molekylært niveau ved fordampning35. Denne fremgangsmåde kræver ensartet udskiftning af prøvens vandindhold med flydende kuldioxid, som er mere pålidelig i små og let diffusible prøver. Alternativt kan vævets strukturelle integritet forbedres, og lufttørring, dvs. fordampningsfasen, kan påføres over en længere periode for at reducere den samlede deformation. Molekylet HMDS gennemgår silylering for at danne et silikonebaseret stillads for at forstærke og stabilisere den molekylære organisation af vævsprøven36. Fordampningen forlænges yderligere ved at begrænse cirkulerende luftstrømme fra miljøet, også for at undgå inhomogen fordampning, især mellem prøveoverfladen og de intramurale lag.

Talrige kontrastmidler er tidligere blevet brugt til microCT-billeddannelse af blødt væv. De mest almindelige er jod, phosphotungstic acid (PTA) og PMA. Jod har især været anvendt på grund af en højere diffusionshastighed 34,37,38. Ikke desto mindre virker jod som katalysator for silylering af HMDS-reagens36. Den katalyserede reaktion er aggressiv og eksoterm med stor risiko for destruktion af prøven og sikkerhedsrisiko, hvis resterende HMDS forbliver på grund af ufuldstændig udtørring af prøven. Både PTA og PMA opløst i ethanol kan sikkert anvendes sammen med HMDS. PTA og PMA har vist sig at give større opløsningsevne af fine strukturer i ikke-mineraliserede intervertebrale skiver sammenlignet med jodfarvning38. I mikroCT-billeddannelse af pattedyrsprøver er PTA og PMA blevet anvendt til farvning af museembryoner39, muse-kardiovaskulært system37, kaninmuskel og hjerne40 og svineårer41. PTA har en højere molekylmasse og densitet i opløsning end PMA. Dette skyldes til dels en højere atommasse af wolfram (atomnummer er 74 g / mol), det vigtigste dæmpende element i PTA. Til sammenligning har det tungeste grundstof i PMA, molybdæn, et atomnummer på 42 g/mol. Både atommasse og prøvetæthed ligger til grund for røntgendæmpning ud over prøvetykkelsen42. Ved at øge røntgenstiens længde ved at øge prøvestørrelserne bliver røntgendæmpning mere følsom over for øget prøvetæthed. Derfor blev PMA-kontrastmidlet med lavere densitet valgt for at reducere risikoen for overdæmpning og for at optimere det dynamiske område af billedkontrast for hjerter af menneskelignende skala. Yderligere beviser har vist, at diffusionsbelastning af PMA giver mere homogen farvning end for det større molekyle PTA i hjertevæv43.

Metoden til levering af kontrastmiddel påvirker ensartetheden af kontrastmiddelfordelingen i hjertevæv (figur 3). Perfusion af kontrastmidler i det ethanol-dehydrerede hjerte viste ujævne baggrundsfarvningsniveauer af PMA på grund af variabel vaskulær resistens. I det lufttørrede hjerte understreges muskellaminær struktur af prøveudtørringsprocessen, hvilket øger muskellaminær adskillelse. Dette forbedrede i sidste ende vævets samlede permeabilitet til diffusionsbaseret kontrastmiddelbelastning. Følgelig lettede lufttørring væv: luftkontrast på det laminære og intralaminære niveau (figur 4). Desuden kan diffusionsbelastning lettes yderligere ved påføring under vakuum. Det er endvidere blevet påvist, at vævskrympning af ikke-tørrede prøver er afhængig af koncentration af kontrastmiddel40. Tidligere morfologisk stabilisering af prøven ved lufttørring hæmmer imidlertid vævskrympningseffekter29.

Mikrokt-billeder i høj opløsning af hele organer producerer i sagens natur store datamængder. Karakteren af tomografiske billeddannelsesteknikker muliggør visualisering og billedhåndtering på skive-for-skive-basis, hvilket letter computerens behandling og hukommelsesbyrde. For at visualisere tredimensionelle billedstakke, for eksempel for at gengive prøvevolumener i tredimensionelle repræsentationer, er de anbefalede minimumscomputerspecifikationer imidlertid 128 GB RAM og en processorhastighed på 3 GHz. Solid state-harddiske forbedrede også dataoverførslen betydeligt.

Fremkomsten af mikrokt-billeddannelse på hjerteområdet giver mange fordele for translationelle undersøgelser og klinisk validering. Fordelene ved dens tredimensionelle og mikrometriske billeddannelse har allerede vist anvendelser til bestemmelse af den trombotiske byrde hos ST-elevation myokardieiskæmipatienter44,45. Kortlægning af potentielle kilder til arytmi hos patienter med strukturelle hjertesygdomme er i høj grad afhængig af at bestemme fordelingen af fibrotisk arvæv og lokalisere sammenvævningsspor af overlevende myokardie. Andenlinjetilgange til diagnosticering af ventrikulære arytmier anvender magnetisk resonansbilleddannelse46. Det kan robust lokalisere tæt fibrose, men er begrænset til morfologisk karakterisering med lav opløsning og giver begrænset indsigt i mikrostrukturel ombygning og diffuse fordelinger af fibrotiske læsioner47. Højopløselig undersøgelse af arfordeling og karakterisering har et stort potentiale for at forbedre vores forståelse af hjertestrukturel ombygning og risikoen for at udvikle hjertesvigt. Især vil grundforskningsundersøgelser eller post mortem-undersøgelser drage fordel af bekræftende strukturelle billeder til elektrisk kortlægning af hjertearytmi.

Afslutningsvis kan hjerter forstærket med HMDS-behandling og lufttørring efterfølgende farves med et røntgenkontrastmiddel for at forbedre røntgendæmpningen af ekstracellulære komponenter. Specifikt forekommer PMA-akkumulering i sundt myokardie ved epitelet, valvulært væv og rum i det ventrikulære ledningssystem beklædt med bindevæv resulterede i forbedret røntgendæmpning. Desuden var forbedret kontrast i strukturelt sygt myokardie yderligere selektiv for fibrose.

Disclosures

Ingen

Acknowledgments

Denne undersøgelse modtog finansiel støtte fra den franske regering som en del af programmet "Investments of the Future", der forvaltes af National Research Agency (ANR), Grant reference ANR-10-IAHU-04 og Leducq Foundation (RHYTHM-netværket) samt Grant reference ANR-17-CE14-0029-01 [UNMASC], finansiering fra det europæiske forskningsrum i hjerte-kar-sygdomme (ERA-CVD), tilskudsreference H2020-HCO-2015_680969 [MultiFib] og finansiering fra den franske region Nouvelle Aquitaine, tilskudsreferencer 2016 - 1R 30113 0000 7550/2016-1R 30113 0000 7553 og ANR-19-ECVD-0006-01.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
10% neutral buffered formalin Diapath F0043
Calcium chloride solution Honeywell 21114
Canulation Tubing PTFE VWR DENE3400102
Constant Head 1L Reservoir Harvard Apparatus 50-0496
D-(+)-Glucose Sigma G5767
Ethanol absolute VWR 20821.330
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) Sigma 796881
Heparin sodium (5000 U/mL) Panpharma 3400891287301.
Hexamethyldisilazane (HMDS) Sigma 440191-1L
Hydrochloric acid, ACS reagent, 37% Sigma 258148
Magnesium chloride solution Honeywell 63020
Phosphate buffered saline (PBS) Sigma P5368
Phosphomolybdic acid hydrate Fisher Scientific 417895000
Potassium Chloride Sigma P5405
Pump Tubing, 3-Stop Ismatec FV-96328-48
SkyScan, 1276 Bruker micro CT
Sodium bicarbonate Sigma S5761
Sodium Chloride Sigma S3014
Sodium hydroxide solution 50% in H2O Sigma 415413
Tube Connector Kits Harvard Apparatus 72-1407
Tubing pump Ismatec ISM 1089
Tubing Tygon R-3603 1.6 mm 3.2 mm 0.8 mm VWR 228-1279
Tubing Tygon R-3603 3.2 mm 4.8 mm 0.8 mm VWR 228-1283
Two-part single-use syringes 50 mL Norm-Ject 4850001000 Pyrogen-free, PVC-free

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Srinivasan, N. T., Schilling, R. J. Sudden cardiac death and arrhythmias. Arrhythmia & Electrophysiology Review. 7 (2), 111-117 (2018).
  2. Szumowski, L., et al. Mapping and ablation of polymorphic ventricular tachycardia after myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 44 (8), 1700-1706 (2004).
  3. Bode, K., et al. Ablation of polymorphic ventricular tachycardias in patients with structural heart disease. PACE - Pacing and Clinical Electrophysiology. 31 (12), 1585-1591 (2008).
  4. Enjoji, Y., et al. Catheter ablation of fatal ventricular tachyarrhythmias storm in acute coronary syndrome-role of Purkinje fiber network. Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology. 26 (3), 207-215 (2009).
  5. Sinha, A. M., et al. Role of left ventricular scar and purkinje-like potentials during mapping and ablation of ventricular fibrillation in dilated cardiomyopathy. PACE - Pacing and Clinical Electrophysiology. 32 (3), 286-290 (2009).
  6. Peichl, P., Čihák, R., Koželuhová, M., Wichterle, D., Vančura, V., Kautzner, J. Catheter ablation of arrhythmic storm triggered by monomorphic ectopic beats in patients with coronary artery disease. Journal of Interventional Cardiac Electrophysiology. 27 (1), 51-59 (2010).
  7. Marrouche, N. F., et al. Mode of initiation and ablation of ventricular fibrillation storms in patients with ischemic cardiomyopathy. Journal of the American College of Cardiology. 43 (9), 1715-1720 (2004).
  8. Bänsch, D., et al. Successful catheter ablation of electrical storm after myocardial infarction. Circulation. 108 (24), 3011-3016 (2003).
  9. Yokoshiki, H., Mitsuyama, H., Watanabe, M., Mizukami, K., Tsutsui, H. Suppression of ventricular fibrillation by electrical modification of the Purkinje system in hypertrophic cardiomyopathy. Heart and Vessels. 29 (5), 709-717 (2014).
  10. Agress, C. M., Rosenberg, M. J., Jacobs, H. I., Binder, M. J., Schneiderman, A., Clark, W. G. Protracted shock in the closed-chest dog following coronary embolization with graded microspheres. The American journal of physiology. 170 (3), 536-549 (1952).
  11. Bolukoglu, H., Liedtke, A. J., Nellis, S. H., Eggleston, A. M., Subramanian, R., Renstrom, B. An animal model of chronic coronary stenosis resulting in hibernating myocardium. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology. 263, 20-29 (1992).
  12. Capone, R. J., Most, A. S., Sydlik, P. A. Precordial ST segment mapping. A sensitive technique for the evaluation of myocardial injury. CHEST. 67 (5), 577-582 (1975).
  13. Dib, N., Diethrich, E. B., Campbell, A., Gahremanpour, A., McGarry, M., Opie, S. R. A percutaneous swine model of myocardial infarction. Journal of Pharmacological and Toxicological Methods. 53 (3), 256-263 (2006).
  14. Dogné, J. M., et al. Characterization of an original model of myocardial infarction provoked by coronary artery thrombosis induced by ferric chloride in pig. Thrombosis Research. 116 (5), 431-442 (2005).
  15. Eldar, M., Ohad, D., Bor, A., Varda-Bloom, N., Swanson, D. K., Battler, A. A closed-chest pig model of sustained ventricular tachycardia. Pacing and Clinical Electrophysiology. 17 (10), 1603-1609 (1994).
  16. Elzinga, W. E. Ameroid constrictor: uniform closure rates and a calibration procedure. Journal of applied physiology. 27 (3), 419-421 (1969).
  17. Hughes, G. C., Post, M. J., Simons, M., Annex, B. H. Translational physiology: Porcine models of human coronary artery disease: Implications for preclinical trials of therapeutic angiogenesis. Journal of Applied Physiology. 94 (5), 1689-1701 (2003).
  18. Lichtig, C., Brooks, H., Chassagne, G., Glagov, S., Wissler, R. W. Basic fuchsin picric acid method to detect acute myocardial ischemia. An experimental study in swine. Archives of Pathology and Laboratory Medicine. 99 (3), 158-161 (1975).
  19. Näslund, U., Häggmark, S., Johansson, G., Pennert, K., Reiz, S., Marklund, S. L. Effects of reperfusion and superoxide dismutase on myocardial infarct size in a closed chest pig model. Cardiovascular Research. 26 (2), 170-178 (1992).
  20. Reffelmann, T., et al. A novel minimal-invasive model of chronic myocardial infarction in swine. Coronary Artery Disease. 15 (1), 7-12 (2004).
  21. Reimer, K. A., Lowe, J. E., Rasmussen, M. M., Jennings, R. B. The wavefront phenomenon of ischemic cell death. 1. Myocardial infarct size vs duration of coronary occlusion in dogs. Circulation. 56 (5), 786-794 (1977).
  22. Salazar, A. E. Experimental myocardial infarction. Induction of coronary thrombosis in the intact closed-chest dog. Circulation research. 9, 1351-1356 (1961).
  23. Takahashi, M., et al. Effects of angiotensin I-converting enzyme inhibitor and angiotensin II type 1 receptor blocker on the right ventricular sarcoglycans and dystrophin after left coronary artery ligation. European Journal of Pharmacology. 522 (1-3), 84-93 (2005).
  24. Gonzalez-Tendero, A., et al. Whole heart detailed and quantitative anatomy,myofibre structure and vasculature from X-ray phase-contrast synchrotron radiation-basedmicro computed tomography. European Heart Journal Cardiovascular Imaging. 18 (7), 732-741 (2017).
  25. Teh, I., et al. Resolving fine cardiac structures in rats with high-resolution diffusion tensor imaging. Scientific Reports. 6, 30573 (2016).
  26. Teh, I., et al. Validation of diffusion tensor MRI measurements of cardiac microstructure with structure tensor synchrotron radiation imaging. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance. 19 (1), 31 (2017).
  27. Abouezzeddine, O., et al. Relevance of endocavitary structures in ablation procedures for ventricular tachycardia. Journal of Cardiovascular Electrophysiology. 21 (3), 245-254 (2010).
  28. Pambrun, T., et al. Epicardial course of the septopulmonary bundle: Anatomical considerations and clinical implications for roof line completion. Heart Rhythm. 18 (3), 349-357 (2021).
  29. Pallares-Lupon, N., et al. Optimizing large organ scale micro computed tomography imaging in pig and human hearts using a novel air-drying technique. bioRxiv. , (2021).
  30. Martins, R. P., et al. Dominant frequency increase rate predicts transition from paroxysmal to long-term persistent atrial fibrillation. Circulation. 129 (14), 1472-1482 (2014).
  31. Puchtler, H., Waldrop, F. S., Valentine, L. S. Fluorescence microscopic distinction between elastin and collagen. Histochemie. 35 (1), 17-30 (1973).
  32. Walton, R. D., et al. Compartmentalized Structure of the Moderator Band Provides a Unique Substrate for Macroreentrant Ventricular Tachycardia. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. 11 (8), 005913 (2018).
  33. Di Diego, J. M., Sicouri, S., Myles, R. C., Burton, F. L., Smith, G. L., Antzelevitch, C. Optical and electrical recordings from isolated coronary-perfused ventricular wedge preparations. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 54, 53-64 (2013).
  34. Pauwels, E., Van Loo, D., Cornillie, P., Brabant, L., Van Hoorebeke, L. An exploratory study of contrast agents for soft tissue visualization by means of high resolution X-ray computed tomography imaging. Journal of Microscopy. 250 (1), 21-31 (2013).
  35. Mulet, A. Book Review: Modern Drying Technology, Volume 3: Product Quality and Formulation , edited by E. Tsotsas and A. S. Mujumdar. Drying Technology. 32 (2), 244-245 (2014).
  36. Karimi, B., Golshani, B. Mild and highly efficient method for the silylation of alcohols using hexamethyldisilazane catalyzed by iodine under nearly neutral reaction conditions. Journal of Organic Chemistry. 65 (21), 7228-7230 (2000).
  37. Dunmore-Buyze, P. J., et al. Three-dimensional imaging of the mouse heart and vasculature using micro-CT and whole-body perfusion of iodine or phosphotungstic acid. Contrast Media and Molecular Imaging. 9 (5), 383-390 (2014).
  38. Disney, C. M., Madi, K., Bodey, A. J., Lee, P. D., Hoyland, J. A., Sherratt, M. J. Visualising the 3D microstructure of stained and native intervertebral discs using X-ray microtomography. Scientific Reports. 7 (1), 16279 (2017).
  39. Descamps, E., Sochacka, A., de Kegel, B., Van Loo, D., Hoorebeke, L., Adriaens, D. Soft tissue discrimination with contrast agents using micro-ct scanning. Belgian Journal of Zoology. 144 (1), (2014).
  40. Buytaert, J., Goyens, J., De Greef, D., Aerts, P., Dirckx, J. Volume shrinkage of bone, brain and muscle tissue in sample preparation for micro-CT and light sheet fluorescence microscopy (LSFM). Microscopy and Microanalysis. 20 (4), 1208-1217 (2014).
  41. Nierenberger, M., Rémond, Y., Ahzi, S., Choquet, P. Assessing the three-dimensional collagen network in soft tissues using contrast agents and high resolution micro-CT: Application to porcine iliac veins. Comptes Rendus - Biologies. 338 (7), 425-433 (2015).
  42. Speck, U. General principles of x-ray contrast media. X-Ray Contrast Media. , Springer. Berlin, Heidelberg. (2018).
  43. Rajasekar, A., Trew, M. L., Sands, G. B. Understanding and enhancing the use of micro-computed tomography in soft tissue. , University of Auckland. Auckland. (2015).
  44. Karagiannidis, E., et al. Micro-CT-based quantification of extracted thrombus burden characteristics and association with angiographic outcomes in patients with ST-elevation myocardial infarction: The QUEST-STEMI Study. Frontiers in Cardiovascular Medicine. 8, 646064 (2021).
  45. Karagiannidis, E., et al. Serum ceramides as prognostic biomarkers of large thrombus burden in patients with stemi: A micro-computed tomography study. Journal of Personalized Medicine. 11 (2), 89 (2021).
  46. Hennig, A., et al. High-resolution three-dimensional late gadolinium-enhanced cardiac magnetic resonance imaging to identify the underlying substrate of ventricular arrhythmia. Europace : European Pacing, Arrhythmias, and Cardiac Electrophysiology: Journal of the Working Groups on Cardiac Pacing, Arrhythmias, and Cardiac Cellular Electrophysiology of the European Society of Cardiology. 20, 179-191 (2018).
  47. Lorgis, L., et al. Relationship between fragmented QRS and no-reflow, infarct size, and peri-infarct zone assessed using cardiac magnetic resonance in patients with myocardial infarction. Canadian Journal of Cardiology. 30 (2), 204-210 (2014).

Tags

Medicin udgave 180
Vævsforberedelsesteknikker til kontrastforstærket mikrocomputertomografibilleddannelse af store pattedyrs hjertemodeller med kronisk sygdom
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Pallares-Lupon, N., Bayer, J. D.,More

Pallares-Lupon, N., Bayer, J. D., Guillot, B., Caluori, G., Ramlugun, G. S., Kulkarni, K., Loyer, V., Bloquet, S., El Hamrani, D., Naulin, J., Constantin, M., Dos Santos, P., Bernus, O., Jaïs, P., Pasdois, P., Walton, R. D. Tissue Preparation Techniques for Contrast-Enhanced Micro Computed Tomography Imaging of Large Mammalian Cardiac Models with Chronic Disease. J. Vis. Exp. (180), e62909, doi:10.3791/62909 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter