Summary

単離ラット心臓における長期心室細動のモデル

Published: February 17, 2023
doi:

Summary

このプロトコルは、低電圧交流による連続刺激によって誘発されるラット心臓における長期心室細動のモデルを提示します。このモデルは成功率が高く、安定していて信頼性が高く、再現性があり、心機能への影響が少なく、軽度の心筋損傷のみを引き起こします。

Abstract

心室細動(VF)は心臓病患者の発生率が高い致命的な不整脈ですが、灌流下でのVF停止は心臓手術の分野では術中停止の無視された方法です。心臓外科の最近の進歩に伴い、灌流下での長期VF研究の需要が高まっています。しかし、この分野には、慢性心室細動の単純で信頼性が高く、再現可能な動物モデルがありません。このプロトコルは、心外膜の交流(AC)電気刺激を介して長期VFを誘発します。VFを誘導するために、長期VFを誘発するための低電圧または高電圧での連続刺激、および自発的な長期VFを誘発するための低電圧または高電圧での5分間の刺激など、さまざまな条件が使用されました。異なる状態の成功率、ならびに心筋損傷および心機能の回復率を比較した。その結果,低電圧連続刺激は長期VFを誘導し,5分間の低電圧刺激は軽度の心筋損傷を伴う自発的長期VFを誘導し,心機能の回復率が高いことが示された。ただし、低電圧で継続的に刺激される長期VFモデルは、成功率が高かった。高電圧刺激はVF誘導率が高いが、除細動成功率が低く、心機能の回復不良、重度の心筋損傷を示した。これらの結果に基づいて、その高い成功率、安定性、信頼性、再現性、心機能への影響の低さ、および軽度の心筋損傷のために、継続的な低電圧心外膜AC刺激が推奨されます。

Introduction

心臓手術は通常、開胸術 によって 行われ、大動脈を塞ぎ、心臓を止めさせるための心臓麻痺溶液で灌流します。心臓手術の繰り返しは、最初の手術よりも困難な場合があり、合併症と死亡率が高くなります123。さらに、従来の胸骨正中切開術アプローチは、胸骨の後ろのブリッジ血管、上行大動脈、右心室、およびその他の重要な構造に損傷を与える可能性があります。結合組織の分離による広範囲の出血、胸骨創傷感染、および胸骨切開による胸骨骨髄炎はすべて、考えられる合併症です。広範囲の解剖は、重要な心臓構造の病変や出血のリスクを高めます。

低侵襲心臓手術の発展に伴い、切開は小さくなり、心停止を達成するのが難しい場合があります。心室細動(VF)4,5の下で心臓手術を繰り返すことは安全で実行可能であり、より優れた心筋保護を提供する可能性があります。したがって、このプロトコルは、低侵襲の体外循環を伴う手術におけるVF心停止の方法を導入します。心臓はVF中に効果的な収縮を失い、したがって、手術中に上行大動脈を縫合して塞ぐ必要がなく、手順が簡単になります。ただし、心臓が継続的に灌流された場合でも、長期のVFは心臓に害を及ぼす可能性があります。

この方法がより広く使用されるようになるにつれて、VF中に心臓を保護する方法の問題はますます重要になります。これには、長期VFの動物モデルを使用した広範かつ詳細な研究が必要になります。過去には、この分野の研究は主に大型動物を使用していました6,7、外科医、麻酔科医、灌流医、および他の研究者間の協力が必要でした。これらの研究は時間がかかりすぎ、サンプルサイズはしばしば小さく、研究は一般的に心機能に焦点を当てており、機構的および分子的評価にはあまり焦点を当てていませんでした。今日まで、長期VFモデルを確立するための詳細なプロトコルを報告した研究はありません。

このプロトコルは、したがって、ランゲンドルフ装置を用いて長期VFラットモデルを開発するために必要な詳細を提供する。プロトコルはシンプルで、経済的で、再現性があり、安定しています。

Protocol

この調査で使用されたすべての実験手順とプロトコルは、PLA総合病院の動物管理および使用委員会によってレビューおよび承認されました。 1. ランゲンドルフ装置の準備 クレブス・ヘンゼライト (K-H) バッファーを準備します。K-Hバッファーを調製するには、蒸留水に118.0 mM NaCl、4.7 mM KCl、1.2 mM MgSO 4、1.2 mM NaH 2 PO4、1.8 mM CaCl 2?…

Representative Results

合計57匹のラットが実験に使用され、そのうち30匹が選択基準を満たしました。対象動物を5群に分け、対照群(C群)、低電圧連続刺激長期VF群(LC群)、高電圧連続刺激長期VF群(HC群)、低電圧誘起自発長期VF群(LI群)、高電圧誘起自発長期VF群(HI群)の6群に分けた。各グループの実験プロセスを 図2に示します。 VFモデルの成功率VF率、除細動?…

Discussion

このプロトコルは、以前に報告されていない単離されたラット心臓における長期VFの動物モデルを確立する。さらに、この研究では、さまざまな電気刺激条件が比較されました。この研究は、心臓手術中の心室細動停止に関連する研究のモデルを提供します。

モデルの成功率は、人件費、時間費、および経済的コストに関連する非常に重要な指標です。VFモデルでは、成?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

この作業は、中国人民解放軍総合病院の第一医療センター心臓血管外科と中国人民解放軍総合病院の実験動物センターの支援を受けて実施されました。

Materials

0 Non-absorbable suture Ethicon, Inc. Preparation of the isolated heart
95% O2 + 5% CO2 Beijing BeiYang United Gas Co., Ltd.  K-H buffer
AcqKnowledge software BIOPAC Systems Inc. Version 4.2.1 Software
Automatic biochemistry analyzer Rayto Life and Analytical Sciences Co., Ltd. Chemray 800 CK-MB assay
BIOPAC research systems BIOPAC Systems Inc. MP150 Hardware
Blunt needle (20 G, TWLB) Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd. H-113AP-S Modified Langendorff perfusion system
Calcium chloride Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10005861 K-H buffer
CK-MB assay kits  Changchun Huili Biotech Co., Ltd. C060 CK-MB assay
Curved forcep Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. Preparation of the isolated heart
EDTA Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10009717 K-H buffer
Electrical stimulator BIOPAC Systems Inc. STEMISOC Hardware
Filter Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd. H-113AP-S
Glucose Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 63005518 K-H buffer
Heparin sodium Tianjin Biochem Pharmaceutical Co., Ltd. H120200505 Preparation of the isolated heart
Isoflurane RWD Life Science Co.,LTD 21082201 Preparation of the isolated heart
Magnesium sulfate Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 20025118 K-H buffer
Needle electrodes BIOPAC Systems Inc. EL452 Hardware
Ophthalmic clamp Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. Preparation of the isolated heart
Ophthalmic forceps Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. Preparation of the isolated heart
Ophthalmic scissors Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. Preparation of the isolated heart
Perfusion tube Tianjin Hanaco MEDICAL Co., Ltd. H-113AP-S Modified Langendorff perfusion system
Potassium chloride Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10016318 K-H buffer
Sodium bicarbonate Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10018960 K-H buffer
Sodium chloride Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 10019318 K-H buffer
Sodium dihydrogen phosphate dihydrate Sinopharm Chemical Reagent Co.,Ltd 20040718 K-H buffer
Sprague-Dawley (SD) rats SPF (Beijing) biotechnology Co., Ltd. Male, 300-350g Preparation of the isolated heart
Thermometer Jiangsu Jingchuang Electronics Co., Ltd. GSP-6 Modified Langendorff perfusion system
Tissueforceps Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. Preparation of the isolated heart
Tissue scissors Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. Preparation of the isolated heart
Toothed forceps Shanghai Medical Instrument (Group) Co., Ltd. Preparation of the isolated heart
Ventilator Chengdu Instrument Factory DKX-150 Preparation of the isolated heart
Water bath1 Ningbo Scientz Biotechnology Co.,Ltd. SC-15 Modified Langendorff perfusion system
Water bath2 Shanghai Yiheng Technology Instrument Co., Ltd. DK-8D Modified Langendorff perfusion system

Referências

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Citar este artigo
He, X., Li, L., Xu, W., Jiang, S. A Model of Long-Term Ventricular Fibrillation in Isolated Rat Hearts. J. Vis. Exp. (192), e65101, doi:10.3791/65101 (2023).

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