Трансплантация клапана легочной артерии с помощью мыши Модель гетеротопической Трансплантация сердца
Summary
Для того чтобы понять клеточные и молекулярные механизмы, лежащие neotissue формирование и развитие стеноза в ткани инженерии клапанов сердца, была разработана мышиной модели гетеротопической трансплантации сердца клапана. Легочное сердце клапан был пересажен получателю с помощью гетеротопической технику трансплантации сердца.
Abstract
Тканевые инженерии клапанов сердца, особенно decellularized клапаны, начинают набирать обороты в клинического использования реконструктивной хирургии со смешанными результатами. Тем не менее, клеточные и молекулярные механизмы развития neotissue, клапана утолщения и развития стеноза не исследовал экстенсивно. Чтобы ответить на эти вопросы, мы разработали мышиный гетеротопической клапана сердца модель трансплантации. Клапана сердца собирали из клапана мыши-донора и пересадить к сердечному мыши-донора. Сердце с новым клапаном был пересажен гетеротопически к мыши-реципиента. Пересаженного сердца показали свой сердцебиение, независимо от сердцебиения получателя. Кровоток измеряют, используя высокую ультразвуковую систему частоты с помощью импульсного волнового Доплера. Поток через имплантированного клапана легочной артерии показал вперед поток с минимальным срыгивания и пиковый поток был близок к 100 мм / сек. Это мышиной модели трансплантации сердечного клапана является Highlу универсальным, так что он может быть модифицированы и адаптированы, чтобы обеспечить различные гемодинамические сред и / или могут быть использованы с различными трансгенных мышей для изучения neotissue развитие в ткани инженерии клапанов сердца.
Introduction
Врожденные сосудистые дефекты являются одним из ведущих причин детской смертности в западном мире 1,2. Среди них, стеноз легочной артерии клапана и двустворчатый аортальный дефекты клапанов часто встречающиеся формы 3. Замена клапанов сердца хирургия является рутинной выбор реконструктивных операций; Однако осложнения, включая стеноз и кальцификации клапана сердца, и на протяжении всей жизни зависимость от антикоагулянтов являются существенным источником хронического нездоровья и смерти 4-7. Кроме того, отсутствие потенциала роста требуется операции редактирования, который еще больше увеличивает смертность этих молодых пациентов 4,8,9.
В попытке разработать функциональную замену сердечного клапана с потенциалом роста, Shinoka др.. Сеяных аутологичных клеток на биоразлагаемых синтетических сердечного клапана 8. Синтетический клапан трансформируется в родном сердечного клапана, как структура с Potenti ростадр.. Предварительные крупные исследования на животных показали возможность использования этой методологии для создания функциональной сердечный клапан 10. Однако долговременные имплантации исследования показали плохую прочность из-за прогрессирующего утолщения neotissue клапана в результате сужения клапана сердца. Работа с Sodian соавт. Использовали методологию Shinoka, но в конечном счете заменить матрицу PGA с биоразлагаемым эластомера, который дал биомеханические свойства ткани инженерных клапана построить более физиологический профиль 9,11,12. В исследовании в естественных условиях, несмотря на успех имплантации, сливающийся эндотелиальных клеток подкладка была не сформирована, которые могли бы ограничить долгосрочный успех этого эшафот 12.
Для того, чтобы рационально проектировать улучшенное второе поколение синтетического сердечный клапан, на мышиной модели трансплантации клапана сердца была создана для расследования клеточные и молекулярные механизмы underlyinформирование г neotissue, клапан утолщение, и развитие стеноза. Мышиные модели предлагают широкий спектр молекулярных реагентов, в том числе трансгенных, которые не являются легкодоступными для других видов 7. В этом сердечной трансплантации клапана модели, экс естественных сингенными замена легочное сердце клапана была выполнена первая; и тогда сердце с имплантированным сердечным клапаном был имплантирован гетеротопически в сингенной хозяина с помощью микрохирургической техники. Эта модель позволяет замену клапана сердца без необходимости искусственного кровообращения.
В данной работе, подробное объяснение урожай клапана сердца, препараты донорской сердце, трансплантация сердца клапан, и гетеротопическая трансплантация сердца описывается. Результаты показали непрерывный сердцебиение от донорского сердца, которая была независимой от сердцебиения получателя. Кровоток через имплантированного клапана легочной артерии измеряли с помощью высокой ультразвуковую систему частот с импульсно-волновом лиppler.
Protocol
Representative Results
Discussion
Смертность этой процедуры близка к 20%, что в основном вызванной кровотечением в месте трансплантации PV и анастомоза на донорской аорты получателю брюшной аорты. В большинстве случаев, смертность значительно снижает 48 ч после операции. Мыши выживания показал сильные удары сердца и кров…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана, в частности, за счет гранта от НИЗ (РВЫХ1 HL098228) в ЦКБ.
Materials
| DPBS | gibco | 14190-144 | |
| Microscope | Leica | M80 | |
| C57BL/6J (H-2b), Female | Jackson Laboratories | 664 | 8-12 weeks |
| Ketamine Hydrochloride Injection | Hospira Inc. | NDC 0409-2053 | |
| Xylazine Sterile Solution | Akorn Inc. | NADA# 139-236 | |
| ketoprofen | Fort Dodge Animal Health | NDC 0856-4396-01 | |
| Ibuprofen | PrecisionDose | NDC 68094-494-59 | |
| Heparin Sodium | Sagent Pharmaceticals | NDC 25021-400 | |
| Saline solution (Sterile 0.9% Sodium Chloride) | Hospira Inc. | NDC 0409-0138-22 | |
| 0.9% Sodium Chloride Injection | Hospira Inc. | NDC 0409-4888-10 | |
| Petrolatum Ophthalmic Ointment | Dechra Veterinary Products | NDC 17033-211-38 | |
| Iodine Prep Pads | Triad Disposables, Inc. | NDC 50730-3201-1 | |
| Alcohol Prep Pads | McKesson Corp. | NDC 68599-5805-1 | |
| Cotton tipped applicators | Fisher Sientific | 23-400-118 | |
| Fine Scissor | FST | 14028-10 | |
| Micro-Adson Forcep | FST | 11018-12 | |
| Clamp Applying Forcep | FST | 00072-14 | |
| S&T Vascular Clamp | FST | 00396-01 | |
| Spring Scissors | FST | 15008-08 | |
| Colibri Retractors | FST | 17000-04 | |
| Dumont #5 Forcep | FST | 11251-20 | |
| Dumont #7 – Fine Forceps | FST | 11274-20 | |
| Dumont #5/45 Forceps | FST | 11251-35 | |
| Tish Needle Holder/Forceps | Micrins | MI1540 | |
| Black Polyamide Monofilament Suture, 10-0 | AROSurgical Instruments Corporation | TI638402 | For sutureing the graft |
| Black Polyamide Monofilament Suture, 6-0 | AROSurgical Instruments | SN-1956 | For musculature and skin closure |
| Non-Woven Songes | McKesson Corp. | 94442000 | |
| Absorbable hemostat | Ethicon | 1961 | |
| 1 ml Syringe | BD | 309659 | |
| 3 ml Syringe | BD | 309657 | |
| 10 ml Syringe | BD | 309604 | |
| 18G 1 1/2 in, Needle | BD | 305190 | |
| 25G 1 in., Needle | BD | 305125 | |
| 30G 1 in., Needle | BD | 305106 | |
| Warm Water Recircultor | Gaymar | TP-700 | |
| Warming Pad | Gaymar | TP-22G | |
| Trimmer | Wahl | 9854-500 | |
| VEVO2100 HIGH-FREQUENCY ULTRASOUND | VisualSonics | http://www.visualsonics.com/vevo2100 | The catalog number and pricing can be acquired from the sales representatives. |
| Ultrasound transmission gel | PARKER LABORATORIES, INC. |
01-02 | |
| Table Top Laboratory Animal Anesthesia System | VetEquip, INC. | 901806 | |
| Isoflurane | Baxter | 1001936060 |
References
- Polito, A., et al. Increased morbidity and mortality in very preterm VLBW infants with congenital heart disease. Intens Care Med. 39, 1104-1112 (2013).
- Wren, C., Reinhardt, Z., Khawaja, K. Twenty year trends in diagnosis of life threatening neonatal cardiovascular malformations. Arch Dis Child Fetal. 93, F33-F35 (2008).
- Vacanti, J. P. Beyond transplantation Third annual Samuel Jason Mixter lecture. Archives of surgery. 123, 545-549 (1960).
- Tudorache, I., et al. Orthotopic replacement of aortic heart valves with tissue-engineered grafts. Tissue engineering Part A. 19, 1686-1694 (2013).
- van Geldorp, M. W., et al. Patient outcome after aortic valve replacement with a mechanical or biological prosthesis weighing lifetime anticoagulant related event risk against reoperation risk. The Journal of thoracic and cardiovascular surgery. 137, 881-886 (2009).
- El Oakley, R., Kleine, P., Bach, D. S. Choice of prosthetic heart valve in today’s practice. Circulation. 117, 253-256 (2008).
- Quinn, R. W. Animal Models for Bench to Bedside Translation of Regenerative Cardiac Constructs. Progress in Pediatric cardiology. 35, (2013).
- Shinoka, T., et al. Tissue engineering heart valves valve leaflet replacement study in a lamb model. The Annals of thoracic surgery. 60, S513-S516 (1995).
- Sodian, R., et al. Tissue engineering of heart valves in vitro experiences. The Annals of thoracic surgery. 70, 140-144 (2000).
- Shinoka, T., et al. Tissue engineered heart valves. Autologous valve leaflet replacement study in a lamb model. Circulation. 94, II164-II168 (1996).
- Sodian, R., et al. Evaluation of biodegradable three dimensional matrices for tissue engineering of heart valves. ASAIO journal (American Society for Artificial Internal Organs. 46, 107-110 (1992).
- Sodian, R., et al. Early in vivo experience with tissue-engineered trileaflet heart valves). Circulation. 102, III22-III29 (2000).
