Transplantatie van Pulmonary Valve een muis model van Heterotope Heart Transplantation
Summary
Om de cellulaire en moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen neotissue vorming en stenose ontwikkeling in tissue engineered hartkleppen begrijpen, een muizenmodel van heterotopische hartklep transplantatie werd ontwikkeld. Een pulmonale hartklep werd getransplanteerd naar ontvanger via de heterotopische harttransplantatie techniek.
Abstract
Tissue engineered hartkleppen, vooral ontceld kleppen, beginnen aan kracht winnen in klinisch gebruik van reconstructieve chirurgie met gemengde resultaten. Echter, de cellulaire en moleculaire mechanismen van de neotissue ontwikkeling, klep verdikking en stenose ontwikkeling niet uitgebreid onderzocht. Om de bovenstaande vragen te beantwoorden, ontwikkelden we een muizen heterotopic hartklep transplantatie model. Een hartklep werd geoogst van een afsluiter donor muis en getransplanteerd naar een hart donor muis. Het hart met een nieuwe klep werd heterotoop getransplanteerd naar een ontvanger muis. De getransplanteerde hart toonde zijn eigen hartslag, onafhankelijk van de hartslag van de ontvanger. De doorbloeding werd gekwantificeerd met behulp van een hoge frequentie ultrasoon systeem met een gepulste golf Doppler. De stroming door de geïmplanteerde pulmonaalklep toonde aanvoer met minimale oprispingen en de piekstroom was dicht bij 100 mm / sec. Dit muizenmodel van hartklep transplantatie is highly veelzijdig, zodat het kan worden gewijzigd en aangepast aan verschillende hemodynamische omgevingen en / of kan worden gebruikt met verschillende transgene muizen neotissue ontwikkeling bij een tissue engineered hartklep.
Introduction
Aangeboren cardiovasculaire defecten zijn een van de belangrijkste oorzaken van kindersterfte in de westerse wereld 1,2. Onder hen, pulmonaalklep stenose en bicuspide aortaklep gebreken zijn een vaak voorkomende vorm 3. Hartklepvervanging operatie is een routine keuze van reconstructieve chirurgie; echter complicaties zoals stenose en verkalking van de hartklep en levenslange afhankelijkheid van anticoagulantia zijn een belangrijke bron van chronische ziekte en dood 4-7. Bovendien is het gebrek aan groeipotentieel vereist herziening operaties, die verder verhoogt de mortaliteit van deze jonge patiënten 4,8,9.
In een poging om een functionele vervanging hartklep met groeipotentieel, Shinoka et al.. Gezaaide autologe cellen zich ontwikkelen op een biologisch afbreekbare synthetische hartklep 8. De kunststof klep getransformeerd naar een native hartklep achtige structuur met groei potentiometerAl. Voorlopige grote dierlijke studies aangetoond dat de haalbaarheid van het gebruik van deze methode om een functionele hartklep 10 te creëren. Echter, op lange termijn implantatie studies aangetoond slechte duurzaamheid gevolg van de geleidelijke verdikking van de klep neotissue resulteert in vernauwing van de hartklep. Werken vanuit Sodian et al.. Gebruikt de Shinoka methodologie, maar uiteindelijk vervangen de PGA matrix met een biologisch afbreekbare elastomeer, die de biomechanische eigenschappen van het weefsel gemanipuleerde afsluiter gaf de bouw van een meer fysiologisch profiel 9,11,12. In de in vivo studie, ondanks het succes van implantatie, een confluente endotheelcellen bekleding was niet gevormd die het succes van de steiger 12 lange termijn kunnen beperken.
Om rationeel ontwerpen van een verbeterde tweede generatie synthetische hartklep, een muizenmodel van hartklep transplantatie werd opgericht om de cellulaire en moleculaire mechanismen underlyin onderzoekeng neotissue vorming, klep verdikking en stenose ontwikkeling. Muizen-modellen bieden een breed scala aan moleculaire reagentia, waaronder transgenics, die niet direct beschikbaar in andere soorten 7 zijn. In deze hartklep transplantatie model, werd een ex vivo syngeen pulmonale hartklepvervanging eerst uitgevoerd; en dan het hart met de geïmplanteerde hartklep werd heterotoop geïmplanteerd in een syngene gastheer met een microchirurgische techniek. Dit model maakt hartklep vervanging zonder de noodzaak van cardiopulmonale bypass.
In dit artikel een gedetailleerde uitleg van een hartklep oogst, donorhart voorbereidingen, hartklep transplantatie, en heterotopische harttransplantatie wordt beschreven. De resultaten lieten een continue hartslag van het donorhart, die onafhankelijk van de ontvanger hartslag was. De bloedstroom door het geïmplanteerde pulmonale klep werd gemeten met een hoogfrequente ultrasone systeem met pulserende golf doenppler.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het sterftecijfer van deze procedure is bijna 20%, die voornamelijk veroorzaakt door bloeding op de PV transplantatie plaats en anastomose aan de aorta donor naar de ontvanger abdominale aorta. In de meeste gevallen, het sterftecijfer aanzienlijk afneemt 48 uur na de operatie. De overleving muizen vertoonden sterke hartslag en bloedstroom door het geïmplanteerde PV. Het hele proces duurt vier uur voor een ervaren micro chirurg. Het zal ongeveer 250 muizen te nemen om de techniek onder de knie. Het heterotope harttransp…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund, voor een deel, door een subsidie van de NIH (RO1 HL098228) te CKB.
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).
