JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Declarações
Acknowledgements
Materials
Referências
Tadução automática
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Medicina

קשירת עורקים כליליים יורדת קדמית שמאלית למחקר איסכמיה-רפרפוזיה: שיפור מודל באמצעות שינויים טכניים ובקרת איכות

Published: December 16, 2022
doi:
10.3791/63921
, , ,
1Department of Life Science,Fu Jen Catholic University, 2Department of Medicine,MacKay Medical College, 3Department of Emergency Medicine,MacKay Memorial Hospital, 4Graduate Institute of Injury Prevention and Control,Taipei Medical University, 5MacKay Junior College of Medicine, Nursing, and Management, 6Division of Cardiology, Department of Internal Medicine,Taitung Mackay Memorial Hospital, 7Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine,MacKay Memorial Hospital

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול המתמקד בבקרת האיכות של קשירת העורק הכלילי היורד הקדמי השמאלי על ידי שינוי טכני של ההליך המסורתי בחולדות למחקר איסכמיה חריפה של שריר הלב.

Abstract

מחלת לב כלילית היא סיבת המוות המובילה בעולם. הפסקה מוחלטת של זרימת הדם בעורקים הכליליים גורמת לאוטם שריר הלב בגובה ST-segment (STEMI), וכתוצאה מכך להלם קרדיוגני ולהפרעות קצב קטלניות, הקשורות לתמותה גבוהה. התערבות כלילית ראשונית (PCI) לחידוש העורק הכלילי משפרת באופן משמעותי את התוצאות של STEMI, אך ההתקדמות שנעשתה בקיצור הזמן מדלת לבלון לא הצליחה להפחית את התמותה בבית החולים, דבר המצביע על כך שנדרשות אסטרטגיות טיפוליות נוספות. קשירת עורק כלילי יורד קדמי שמאלי (LAD) בחולדות היא מודל בבעלי חיים למחקר IR חריף של שריר הלב הדומה לתרחיש הקליני שבו נעשה שימוש בהתחדשות כלילית מהירה באמצעות PCI עבור STEMI; עם זאת, STEMI המושרה על ידי PCI הוא ניתוח מאתגר ומסובך מבחינה טכנית הקשור לתמותה גבוהה ושונות גדולה בגודל האוטם. זיהינו את המיקום האידיאלי לקשירת LAD, יצרנו גאדג’ט לשליטה בלולאת סנר, ותמכנו בתמרון כירורגי שונה, ובכך צמצמנו את הנזק לרקמות, כדי לבסס פרוטוקול מחקר אמין וניתן לשחזור של איסכמיה חריפה של שריר הלב (IR) עבור חולדות. זהו ניתוח שאינו הישרדותי. אנו מציעים גם שיטה לאימות איכות תוצאות המחקר, שהיא שלב קריטי לקביעת הדיוק של ניתוחים ביוכימיים עוקבים.

Introduction

מחלת לב איסכמית היא סיבת המוות המובילה בעולם 1,2. בנוסף לשליטה בגורמי סיכון הניתנים לשינוי למניעת התפתחות מחלת לב כלילית, אסטרטגיות טיפוליות נדרשות באופן מכריע עבור תסמונת כלילית חריפה 3,4. הלם קרדיוגני והפרעות קצב קטלניות באוטם שריר הלב חריף בסגמנט ST (STEMI) נמצאו כמגבירים את הסבירות לתמותה בבית החולים 5,6,7,8. התערבות כלילית מלעורית ראשונית (PCI) היא הטיפול המועדף עבור STEMI 9,10,11; עם זאת, ההשפעות הטיפוליות יש תקרה כאשר זמן הדלת לבלון הוא <90 דקות12,13. אסטרטגיות נוספות נדרשות לשיפור נוסף בתוצאות הקליניות של המחלה 14,15,16,17,18,19.

ניסוי איסכמיה חריפה של שריר הלב (IR) הכולל קשירת עורק יורד קדמי שמאלי (LAD) בחולדות הוא אחד המודלים של בעלי חיים הדומים לתרחיש הקליני שבו נדרשים זמנים קצרים מדלת לבלון עבור חולים עם STEMI כדי להציל את הלב מנזק איסכמי. עם זאת, STEMI המושרה על ידי ניתוח בבעלי חיים קטנים הוא לעתים קרובות מאתגר מבחינה טכנית מכיוון שמדובר בניתוח מורכב הקשור לתמותה גבוהה ושונות גבוהה בגודל אוטם 20,21,22,23,24. כדי להתגבר על האתגר הטכני, המחקר הנוכחי פיתח מודל מקיף ויעיל של בעלי חיים בחולדות (מכיוון שהן גדולות יותר מעכברים) כדי לבסס פרוטוקול מחקר IR חריף של שריר הלב באמצעות שינוי טכני. הפרוטוקול המוצע מביא לפחות סיבוכים ניתוחיים, פחות נזק לרקמות ופחות סיכוי לתמותה במהלך הניתוח. בנוסף, נעשה שימוש בהליך כדי למדוד את גודל האוטם ואת השטח בסיכון (AAR), ובכך לאמת את איכות תוצאות המחקר. הפרוטוקול המוצע יכול לשמש לחקר התהליכים הפתופיזיולוגיים של לחץ IR חריף שריר הלב כדי לפתח אסטרטגיות טיפוליות חדשות נגד הנזק.

Protocol

כל הניסויים בבעלי חיים נערכו בהתאם למדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה, שפורסם על ידי המכונים הלאומיים לבריאות בארה”ב (פרסום NIH מס’ 85-23, מתוקן 1996). פרוטוקול המחקר אושר על ידי ובהתאם להנחיות הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטה הקתולית פו-ג’ן. 1. הכנה לפני הניתוח<…

Representative Results

בסוף איסכמיה שריר הלב ורפרפוזיה, יש להעריך את איכות קשירת LAD לפני ניתוחים ביוכימיים או מולקולריים נוספים. הספיקה של חסימת LAD באמצעות קשירה נקבעה על ידי הזרקת 1 מ”ל של 2% צבע כחול של אוון דרך קטטר ורידי מרכזי. לאחר מכן, שריר הלב עם זילוח כלילי היה מוכתם בכחול בהשוואה לאזור הלא מחו…

Discussion

לפרוטוקול המוצע מספר תכונות ייחודיות, כגון זיהוי המיקום המדויק לקשירת LAD, יצירת גאדג’ט לשליטה בלולאת סנר בתפר יחיד, ותמיכה בתמרון כירורגי שונה כדי להפחית את הנזק לרקמות, ובכך לאפשר לחוקרים לקשור את ה- LAD בצורה מדויקת, מאובטחת ועקבית, כמו גם לשלוט במצב לולאת הסנר באופן מיידי למחקר IR חריף של שר…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

מודל זה פותח בתמיכה כספית של משרד המדע והטכנולוגיה, טייוואן (MOST 109-2320-B-030-006-MY3).

Materials

Evan’s blue Sigma Aldrich E2129
Forceps Shinva
Pentobarbital Sigma Aldrich 1507002
Scalpel blades Shinva s2646
Scalpel handles Shinva
Silk sutures SharpointTM DC-2150N
Surgical needle AnchorTM
Triphenyltetrazolium chloride (TTC) solution Solarbio T8170-1
Ventilator Harvard Rodent Ventilator
DOWNLOAD MATERIALS LIST

Referências

  1. Khan, M. A., et al. Global epidemiology of ischemic heart disease: Results from the global burden of disease study. Cureus. 12 (7), 9349 (2020).
  2. Nowbar, A. N., Gitto, M., Howard, J. P., Francis, D. P., Al-Lamee, R. Mortality from ischemic heart disease. Circulation: Cardiovascular Quality and Outcomes. 12 (6), 005375 (2019).
  3. Kuo, F. Y., et al. Effect of CYP2C19 status on platelet reactivity in Taiwanese acute coronary syndrome patients switching to prasugrel from clopidogrel: Switch Study. Journal of the Formosan Medical Association. , (2022).
  4. Li, Y. H., et al. Guidelines of the Taiwan Society of Cardiology, Taiwan Society of Emergency Medicine and Taiwan Society of Cardiovascular Interventions for the management of non ST-segment elevation acute coronary syndrome. Journal of the Formosan Medical Association. 117 (9), 766-790 (2018).
  5. Liu, Y. B., et al. Dyslipidemia is associated with ventricular tachyarrhythmia in patients with acute ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (1), 17-24 (2006).
  6. Anghel, L., Sascău, R., Stătescu, C. Myocardial infarction with cardiogenic shock-the experience of a primary PCI center from North-East Romania. Signa Vitae. 17 (5), 64-70 (2021).
  7. Samat, A. H. A., Embong, H., Harunarashid, H., Maskon, O. Predicting ventricular arrhythmias and in-hospital mortality in acute coronary syndrome patients presenting to the emergency department. Signa Vitae. 16 (1), 55-64 (2020).
  8. Wang, Y. C., et al. Outcome of primary percutaneous coronary intervention in octogenarians with acute myocardial infarction. Journal of the Formosan Medical Association. 105 (6), 451-458 (2006).
  9. Markovic, D., et al. Effects of a percutaneous coronary intervention or conservative treatment strategy on treatment outcomes in elderly female patients with acute coronary syndrome. Signa Vitae. 12 (1), 96-100 (2016).
  10. Hannan, E. L., et al. Effect of onset-to-door time and door-to-balloon time on mortality in patients undergoing percutaneous coronary interventions for ST-segment elevation myocardial infarction. American Journal of Cardiology. 106 (2), 143-147 (2010).
  11. McNamara, R. L., et al. Effect of door-to-balloon time on mortality in patients with ST-segment elevation myocardial infarction. Journal of the American College of Cardiology. 47 (11), 2180-2186 (2006).
  12. Pehnec, Z., Sinkovië, A., Kamenic, B., Marinšek, M., Svenšek, F. Baseline characteristics, time-to-hospital admission and in-hospital outcomes of patients hospitalized with ST-segment elevation acute coronary syndromes, 2002 to 2005. Signa Vitae. 4 (1), 14-20 (2009).
  13. Menees, D. S., et al. Door-to-balloon time and mortality among patients undergoing primary PCI. The New England Journal of Medicine. 369 (10), 901-909 (2013).
  14. Ku, H. C., Chen, W. P., Su, M. J. DPP4 deficiency preserves cardiac function via GLP-1 signaling in rats subjected to myocardial ischemia/reperfusion. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 384 (2), 197-207 (2011).
  15. Lee, S. Y., Ku, H. C., Kuo, Y. H., Chiu, H. L., Su, M. J. Pyrrolidinyl caffeamide against ischemia/reperfusion injury in cardiomyocytes through AMPK/AKT pathways. Journal of Biomedical Science. 22 (1), 18 (2015).
  16. Ku, H. C., et al. TM-1-1DP exerts protective effect against myocardial ischemia reperfusion injury via AKT-eNOS pathway. Naunyn-Schmiedeberg’s Archives of Pharmacology. 388 (5), 539-548 (2015).
  17. Ku, H. C., Lee, S. Y., Yang, K. C., Kuo, Y. H., Su, M. J. Modification of caffeic acid with pyrrolidine enhances antioxidant ability by activating AKT/HO-1 pathway in heart. PLoS ONE. 11 (2), 0148545 (2016).
  18. Alonso-Herranz, L., et al. Macrophages promote endothelial-to-mesenchymal transition via MT1-MMP/TGFbeta1 after myocardial infarction. eLife. 9, 57920 (2020).
  19. Liu, J., Zheng, X., Zhang, C., Zhang, C., Bu, P. Lcz696 alleviates myocardial fibrosis after myocardial infarction through the sFRP-1/Wnt/beta-catenin signaling pathway. Frontiers in Pharmacology. 12, 724147 (2021).
  20. Goldman, S., Raya, T. E. Rat infarct model of myocardial infarction and heart failure. Journal of Cardiac Failure. 1 (2), 169-177 (1995).
  21. Ke, J., Zhu, C., Zhang, Y., Zhang, W. Anti-arrhythmic effects of linalool via Cx43 expression in a rat model of myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 11, 926 (2020).
  22. Houde, M., et al. Mouse mast cell protease 4 deletion protects heart function and survival after permanent myocardial infarction. Frontiers in Pharmacology. 9, 868 (2018).
  23. Chen, J., Ceholski, D. K., Liang, L., Fish, K., Hajjar, R. J. Variability in coronary artery anatomy affects consistency of cardiac damage after myocardial infarction in mice. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 313 (2), 275-282 (2017).
  24. Kainuma, S., et al. Influence of coronary architecture on the variability in myocardial infarction induced by coronary ligation in rats. PLoS ONE. 12 (8), 0183323 (2017).
  25. Heil, J., Schlapfer, M. A reproducible intensive care unit-oriented endotoxin model in rats. Journal of Visualized Experiments. (168), e62024 (2021).
  26. Schleimer, K., et al. Training a sophisticated microsurgical technique: Interposition of external jugular vein graft in the common carotid artery in rats. Journal of Visualized Experiments. (69), e4124 (2012).
  27. Lindsey, M. L., et al. Guidelines for experimental models of myocardial ischemia and infarction. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 314 (4), 812-838 (2018).
  28. Li, H., et al. A new model of heart failure post-myocardial infarction in the rat. Journal of Visualized Experiments. (172), e62540 (2021).
  29. Opitz, C. F., Mitchell, G. F., Pfeffer, M. A., Pfeffer, J. M. Arrhythmias and death after coronary artery occlusion in the rat. Continuous telemetric ECG monitoring in conscious, untethered rats. Circulation. 92 (2), 253-261 (1995).
  30. Kawashima, T., Sato, F. Clarifying the anatomy of the atrioventricular node artery. International Journal of Cardiology. 269, 158-164 (2018).
  31. Vikse, J., et al. Anatomical variations in the sinoatrial nodal artery: A meta-analysis and clinical considerations. PLoS ONE. 11 (2), 0148331 (2016).
  32. Xu, Z., Alloush, J., Beck, E., Weisleder, N. A murine model of myocardial ischemia-reperfusion injury through ligation of the left anterior descending artery. Journal of Visualized Experiments. (86), e51329 (2014).
  33. Klocke, R., Tian, W., Kuhlmann, M. T., Nikol, S. Surgical animal models of heart failure related to coronary heart disease. Cardiovascular Research. 74 (1), 29-38 (2007).
  34. De Villiers, C., Riley, P. R. Mouse models of myocardial infarction: Comparing permanent ligation and ischemia-reperfusion. Disease Models & Mechanisms. 13 (11), (2020).
  35. Reichert, K., et al. Murine left anterior descending (LAD) coronary artery ligation: An improved and simplified model for myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (122), e55353 (2017).
  36. Lugrin, J., Parapanov, R., Krueger, T., Liaudet, L. Murine myocardial infarction model using permanent ligation of left anterior descending coronary artery. Journal of Visualized Experiments. (150), e59591 (2019).
  37. Wu, Y., Yin, X., Wijaya, C., Huang, M. H., McConnell, B. K. Acute myocardial infarction in rats. Journal of Visualized Experiments. (48), e2464 (2011).
  38. Muthuramu, I., Lox, M., Jacobs, F., De Geest, B. Permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice: a model of post-myocardial infarction remodelling and heart failure. Journal of Visualized Experiments. (94), e52206 (2014).
  39. Langer, K. On the anatomy and physiology of the skin. British Journal of Plastic Surgery. 31 (4), 277-278 (1978).
  40. Carmichael, S. W. The tangled web of Langer’s lines. Clinical Anatomy. 27 (2), 162-168 (2014).
  41. Chang, L. R., Marston, G., Martin, A. Anatomy, Cartilage. StatPearls. , (2022).
  42. Kolk, M. V., et al. LAD-ligation: A murine model of myocardial infarction. Journal of Visualized Experiments. (32), e1438 (2009).

Tags

Ischemia-reperfusionLeft Anterior Descending Coronary ArteryLigationRat ModelThoracotomySurgical ProcedureCotton BallsHolding HooksLigation LoopSnare Loop ControllerAnesthesiaEndotracheal IntubationRib ResectionSurgical WindowPericardium Exposure
check_url/pt/63921?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artigo
Ku, H., Chien, D., Chao, C., Lee, S. Left Anterior Descending Coronary Artery Ligation for Ischemia-Reperfusion Research: Model Improvement via Technical Modifications and Quality Control. J. Vis. Exp. (190), e63921, doi:10.3791/63921 (2022).
Baixar citação
Reimpressões e Permissões

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image