جذع رئوي النطاقات النموذجي للضغط الزائد الناجم عن تضخم البطين الأيمن والفشل
Summary
نحن نقدم طريقة جراحية للحث على تضخم البطين الأيمن والفشل في الفئران.
Abstract
البطين الأيمن (RV) الإخفاق الناجم عن الضغط المستمر الزائد مساهما رئيسيا للمراضة والوفيات في عدة اضطرابات القلب. ولذلك هناك ما يبرر نماذج حيوانية موثوقة واستنساخه من فشل RV بغية بحث آليات المرض وآثار الاستراتيجيات العلاجية المحتملة. النطاقات الجذع الرئوي أسلوب شائع للحث على عزل RV تضخم ولكن بشكل عام، لم تنجح النماذج الموصوفة سابقا في خلق نموذج مستقر لتضخم RV والفشل.
نحن نقدم نموذج الفئران للضغط الزائد الناجم عن تضخم RV الناجمة عن جذع رئوي النطاقات (PTB) التي تمكن مختلفة تعمل من تضخم RV مع أو بدون فشل RV. نستخدم مطبق قصاصة تعديل ليجاتينج لضغط مقطع تيتانيوم حول جذع رئوي ليبلغ قطرها داخلي محددة مسبقاً. نحن نستخدم أقطار مختلفة مقطع للحث على مختلف مراحل تطور المرض من تضخم RV معتدل التليف RV الفشل.
تضخم RV يطور دائماً في الفئران التي تخضع للإجراء PTB وحسب القطر من مقطع النطاقات التطبيقية، ونحن يمكن استنساخها بدقة الحدة أمراض مختلفة تتراوح بين تضخم تعويض RV التليف الشديد فشل مع مظاهرة خارج القلب.
يعتبر هذا النموذج PTB قدم نموذجا صالحاً وقويا للضغط الزائد الناجم عن تضخم RV والفشل الذي يحتوي العديد من المزايا للنماذج النطاقات الأخرى بما في ذلك إمكانية تكرار نتائج عالية وإمكانية حمل الفشل RV الالتهاب والتليف.
Introduction
البطين الأيمن (RV) يمكن أن تتكيف استمرار ضغط زائد. في الوقت المناسب، ومع ذلك، تفشل آليات التكيف للحفاظ على النتاج القلبي، يتوسع RV وفي النهاية فشل RV. وظيفة RV هو العامل الرئيسي الذي تنبؤاتها لعدة اضطرابات القلب، بما في ذلك ارتفاع ضغط الدم الشرياني الرئوي (PAH)، انصماميه ارتفاع ضغط الدم الرئوي (كتيف)، وأشكال مختلفة من أمراض القلب الخلقية مع الحمل زائد للضغط (أو وحدة التخزين) من rv. على الرغم من العلاج المكثف، ويظل الفشل RV سبب الرئيسي للموت في مثل هذه الظروف.
ونتيجة لخصائص فريدة1،2 و3 من التنمية الجنينية من RV، ببساطة لا يمكن أن يطبق المعرفة المستمدة من اليسار فشل القلب قصور القلب الأيمن. ولذلك هناك حاجة إلى نماذج حيوانية لقصور القلب الأيمن بغية بحث آليات الفشل RV واستراتيجيات العلاج الدوائي المحتملة.
وهناك تجريبية نماذج من ارتفاع ضغط الدم الرئوي الناجم عن SU5416 جنبا إلى جنب مع نقص (سو)4 أو مونوكروتاليني (MCT)5، الذي حمل الفشل RV الثانوية للمرض في المفرج الرئوية. وتستخدم هذه النماذج لتقييم الآثار العلاجية من الأدوية التي تستهدف المفرج الرئوية. سو ونموذج MCT نماذج afterload غير ثابت من الفشل RV. ونتيجة لذلك، من غير الممكن أن تختتم إذا كان حدوث تحسن في وظيفة RV بعد تدخل الثانوية إلى afterload الحد من آثار الأوعية الدموية الرئوية أو إذا كان ذلك بسبب الآثار المباشرة على rv. وبالإضافة إلى ذلك، يحتوي طراز MCT عدة آثار خارج القلب.
في النماذج التجريبية جذع رئوي النطاقات، وهو ثابت أفتيرلواد RV سبب انقباض ميكانيكية جذع رئوي. وهذا يسمح للتحقيق في آثار تدخل القلب مباشرة على RV مستقلة عن أي تأثيرات الأوعية الدموية الرئوية6،7،،من89. عادة، يتم إجراء النطاقات عن طريق وضع إبرة على طول جذع رئوي. ثم توضع حول الإبرة والجذع الرئوي حرف مزدوج ومرتبطة مع عقده، وتتم إزالة الإبرة تاركاً الخياطة حول جذع رئوي. اعتماداً على قياس الإبرة، يمكن تطبيق درجات مختلفة من التشنج، ولكن على الرغم من هذا النهج التي تستخدم على نطاق واسع، فقد بعض العيوب. أولاً، القطر من النطاقات هو ليس بالضبط نفس القطر الخارجي من الإبرة كما يرتبط حرف مزدوج حول الإبرة وجذع رئوي. ثانيا، قد يكون هناك تباين كبير لكيف محكم مرتبط العقدة مما يجعل من الصعب على إنتاج قدر معين من النطاقات. هذا سيؤدي إلى تباين في القطر النطاقات، وبالتالي تشتت أكبر. وأخيراً، قد تأتي العقدة فضفاضة على مر الزمن.
دراسة واحدة تنطبق قصاصة التنتالوم نصف مغلقة حول جذع رئوي10. ضغط المقطع حول جذع رئوي إلى منطقة داخلية من 1.10 مم2 ، ومقارنة مع الفئران التي تخضع للنطاقات مع خياطة استخدام إبرة ز 18. وبوجه عام، النطاقات مع المقطع ارتبط بأقل المضاعفات المحيطة الجراحية وتباين البيانات.
استناداً إلى المبادئ التي وصف بها تشو et al.11، نحن المزيد من التطوير وتتميز جذع رئوي النطاقات النموذجي (PTB) تضخم RV والفشل. وهنا، نقدم خبرتنا باستخدام هذا النموذج استناداً إلى نتائج الدراسات السابقة12،13. لهذا النموذج، يتم ضغط مقطع تيتانيوم حول جذع رئوي لقطر داخلي مسبقاً الضبط، التي يمكن تعديلها من أجل حمل متميزة تعمل فشل RV.
Protocol
Representative Results
Discussion
يمكننا وصف أسلوب موجوداً واستنساخه بدرجة عالية من جذع رئوي النطاقات باستخدام مطبق قصاصة تعديل ليجاتينج لضغط مقطع تيتانيوم حول جذع رئوي. عن طريق ضبط مطبق لضغط القصاصة بأقطار داخلية مختلفة، يمكن فعل متميزة تعمل تضخم RV والفشل بما في ذلك فشل RV شديدة مع مظاهر خارجة عن القلب من ديكومبينسيشن.
<…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد “المجلس الدانمركي” للبحوث المستقلة [11e108410]، ومؤسسة القلب الدانمركية [12e04-R90-A3852 و 12e04-R90-A3907]، ونوفو نورديسك مؤسسة [NNF16OC0023244] هذا العمل.
Materials
| 17G IV Venflon Cannula | Becton Dickinson, US | 393228 | Distal 2 mm of the needle have been cut off |
| 1 mL syringe + 26G needle | Becton Dickinson, US | 303172 & 303800 | |
| 4-0 absorbable multifilament suture | Covidien, US | GL-46-MG | Polysorb, violet, 5×18" |
| 4-0 multifilament ligature | Covidien, US | LL-221 | Polysorb, violet, 98" |
| Buprenorphine | Indivior UK Limited | Local procurement, Temgesic 0.3 mg/mL | |
| Carprofene | ScanVet, DK | 27693 | Norodyl 50 mg/mL |
| Chlorhexidine | Faaborg Pharma, DK | Local procurement | |
| Contractor | Aesculap, Germany | BV010R | Blunt, self retaining, 70 mm |
| Ear Hooklet | Lawton, Germany | 66-0261 | Small, 14 cm, tip modified to an angle of 85° |
| Eye gel | Decra, UK | Lubrithal, Local procurement | |
| Forceps, Delicate Tissue | Lawton, Germany | 09-0020 | |
| Forceps, Dissecting | Lawton, Germany | 09-0013 | 1 regular, 1 with tip modified to an angle of 100° |
| Gas Anesthesia System | Penlon Limited, UK | SD0217SL | Sigma Delta Vaporizer |
| Hair trimmer | Oster | 76998-320-051 | |
| Horizon Open Ligating Clip Applier | Teleflex, US | 137085 | Modified with adjustable stop mechanism |
| Horizon Titanium Clips | Teleflex, US | 001200 | Small |
| Induction chamber | N/A | ||
| Iris Scissor | Lawton, Germany | 05-1450 | |
| Iris Scissor | Aesculap, Germany | BC060R | |
| Mechanical ventilator | Ugo Basile, Italy | 7025 | |
| Microscissor | Lawton, Germany | 63-1406 | |
| Microscope | Carl Zeiss, Germany | 303294-9903 | |
| Needle Holder | Lawton, Germany | 08-0011 | TITEGRIP |
| Pean | Lawton, Germany | 06-0100 | Halsted-Mosquito, straight |
| Pro-Optha | Lohmann & Rauscher, Germany | 16515 | Tampon |
| Saline 9 mg/mL | Fresenius Kabi, DK | 209319 | |
| Sevoflurane | AbbVie, US | Sevorane, Local procurement | |
| Surgical hook | Lawton, Germany | 51-0665 | Cushing, 19 cm, tip modified to an angle of 90° |
| Surgical Tape | 3M, US | 1530-0 | Micropore |
| Temperature Controller | CMA Microdialysis; Sweden | 8003760 | CMA 450 |
| Weighing machine | VWR, US | ||
| Wistar rat weanlings | Janvier Labs, France | RjHan:WI, 100-120 g |
References
- Kaufman, B. D., et al. Genomic profiling of left and right ventricular hypertrophy in congenital heart disease. Journal of Cardiac Failure. 14 (9), 760-767 (2008).
- Zungu-Edmondson, M., Suzuki, Y. J. Differential stress response mechanisms in right and left ventricles. Journal of Rare Diseases Research & Treatment. 1 (2), 39-45 (2016).
- Zaffran, S., Kelly, R. G., Meilhac, S. M., Buckingham, M. E., Brown, N. A. Right ventricular myocardium derives from the anterior heart field. Circulation Research. 95 (3), 261-268 (2004).
- de Raaf, M. A., et al. SuHx rat model: partly reversible pulmonary hypertension and progressive intima obstruction. The European Respiratory Journal. 44 (1), 160-168 (2014).
- Gomez-Arroyo, J. G., et al. The monocrotaline model of pulmonary hypertension in perspective. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology. 302 (4), L363-L369 (2012).
- Bogaard, H. J., et al. Chronic pulmonary artery pressure elevation is insufficient to explain right heart failure. Circulation. 120 (20), 1951-1960 (2009).
- Borgdorff, M. A., et al. Sildenafil enhances systolic adaptation, but does not prevent diastolic dysfunction, in the pressure-loaded right ventricle. European Journal of Heart Failure. 14 (9), 1067-1074 (2012).
- Mendes-Ferreira, P., et al. Distinct right ventricle remodeling in response to pressure overload in the rat. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 311 (1), H85-H95 (2016).
- Piao, L., et al. The inhibition of pyruvate dehydrogenase kinase improves impaired cardiac function and electrical remodeling in two models of right ventricular hypertrophy: resuscitating the hibernating right ventricle. Journal of Molecular Medicine. 88 (1), 47-60 (2010).
- Hirata, M., et al. Novel Model of Pulmonary Artery Banding Leading to Right Heart Failure in Rats. BioMed Research International. 2015, 753210 (2015).
- Schou, U. K., Peters, C. D., Kim, S. W., Frøkiær, J., Nielsen, S. Characterization of a rat model of right-sided heart failure induced by pulmonary trunk banding. Journal of Experimental Animal Science. 43 (4), 237 (2007).
- Andersen, S., et al. Effects of bisoprolol and losartan treatment in the hypertrophic and failing right heart. Journal of Cardiac Failure. 20 (11), 864-873 (2014).
- Holmboe, S., et al. Inotropic Effects of Prostacyclins on the Right Ventricle Are Abolished in Isolated Rat Hearts With Right-Ventricular Hypertrophy and Failure. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 69 (1), 1-12 (2017).
- Jessen, L., Christensen, S., Bjerrum, O. J. The antinociceptive efficacy of buprenorphine administered through the drinking water of rats. Lab Anim. 41 (2), 185-196 (2007).
- Andersen, A., Povlsen, J. A., Botker, H. E., Nielsen-Kudsk, J. E. Right ventricular hypertrophy and failure abolish cardioprotection by ischaemic pre-conditioning. European Journal of Heart Failure. 15 (11), 1208-1214 (2013).
- Fujimoto, Y., et al. Low Cardiac Output Leads Hepatic Fibrosis in Right Heart Failure Model Rats. PloS one. 11 (2), e0148666 (2016).
- Marques, C., et al. High-fat diet-induced obesity Rat model: a comparison between Wistar and Sprague-Dawley Rat. Adipocyte. 5 (1), 11-21 (2016).
- Osadchii, O., Norton, G., Deftereos, D., Woodiwiss, A. Rat strain-related differences in myocardial adrenergic tone and the impact on cardiac fibrosis, adrenergic responsiveness and myocardial structure and function. Pharmacological Research. 55 (4), 287-294 (2007).
- Brower, M., Grace, M., Kotz, C. M., Koya, V. Comparative analysis of growth characteristics of Sprague Dawley rats obtained from different sources. Laboratory Animal Research. 31 (4), 166-173 (2015).
- Wang, S., et al. A neonatal rat model of increased right ventricular afterload by pulmonary artery banding. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 154 (5), 1734-1739 (2017).
- Borgdorff, M. A., et al. Distinct loading conditions reveal various patterns of right ventricular adaptation. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology. 305 (3), H354-H364 (2013).
