Summary
מחקר זה מציג מודל כירורגי חזירי של איסכמיה כרונית של שריר הלב עקב היצרות מתקדמת של העורקים הכליליים, וכתוצאה מכך תפקוד לב לקוי ללא אוטם. לאחר איסכמיה, בעלי חיים עוברים השתלת מעקף עורקים כליליים מחוץ למשאבה עם מיקום אפיקרדיאלי של מדבקת קולגן עמוסת אקסוזומים שמקורם בתאי גזע. טיפול משלים זה משפר את תפקוד שריר הלב ואת ההתאוששות.
Abstract
איסכמיה כרונית של שריר הלב הנובעת מהיצרות מתקדמת של העורקים הכליליים מובילה לתרדמת חורף (HIB), המוגדרת כשריר הלב המסתגל לזמינות חמצן מופחתת על ידי הפחתת הפעילות המטבולית, ובכך מונע פגיעה בלתי הפיכה בקרדיומיוציטים ואוטם. זאת להבדיל מאוטם שריר הלב, שכן ל-HIB יש פוטנציאל להחלמה עם רה-וסקולריזציה. חולים עם מחלת עורקים כלילית משמעותית (CAD) חווים איסכמיה כרונית, אשר מציבה אותם בסיכון לאי ספיקת לב ומוות פתאומי. ההתערבות הכירורגית הסטנדרטית עבור CAD חמור היא ניתוח השתלת עורק כלילי (CABG), אך היא הוכחה כטיפול לא מושלם, אך עדיין לא קיימים טיפולים משלימים לשחזור מיוציטים המותאמים לאיסכמיה כרונית. כדי להתמודד עם פער זה, נעשה שימוש במודל כירורגי של HIB באמצעות חזיר המקובל על CABG ומחקה את התרחיש הקליני. המודל כולל שני ניתוחים. הניתוח הראשון כולל השתלת מכווץ קשיח בקוטר 1.5 מ"מ בעורק היורד הקדמי השמאלי (LAD). ככל שהחיה גדלה, המכווץ גורם בהדרגה להיצרות משמעותית וכתוצאה מכך לתפקוד סיסטולי אזורי מופחת. ברגע שההיצרות מגיעה ל-80%, זרימת שריר הלב ותפקודו נפגעים, מה שיוצר HIB. לאחר מכן מתבצע CABG מחוץ למשאבה עם עורק החלב הפנימי השמאלי (LIMA) כדי לחדש את האזור האיסכמי. בעל החיים מתאושש למשך חודש כדי לאפשר שיפור אופטימלי בשריר הלב לפני ההקרבה. זה מאפשר מחקרים פיזיולוגיים ורקמות של קבוצות טיפול שונות. מודל בעלי חיים זה מדגים כי תפקוד הלב נותר לקוי למרות CABG, מה שמרמז על הצורך בהתערבויות משלימות חדשניות. במחקר זה פותחה מדבקת קולגן המשובצת באקסוזומים שמקורם בתאי גזע מזנכימליים (MSC), אשר ניתן למרוח בניתוח על פני השטח האפיקרדיאליים הדיסטליים לאנסטומוזיס לימה (LIMA anastomosis). החומר מתאים לאפיקרדיום, נספג ומספק את הפיגום לשחרור מתמשך של גורמי איתות. טיפול רגנרטיבי זה יכול לעורר התאוששות שריר הלב שאינה מגיבה לרה-וסקולריזציה בלבד. מודל זה מתורגם לזירה הקלינית על ידי מתן אמצעים לחקירה פיזיולוגית ומכניסטית לגבי החלמה ב- HIB.
Introduction
ברחבי העולם, CAD חמור משפיע על יותר ממאה מיליון חולים, ולמרות שיעור התמותה ירד, זה נשאר אחד הגורמים המובילים למוות 1,2. ל- CAD יש ספקטרום קליני רחב מאוטם שריר הלב (MI) ועד איסכמיה עם כדאיות שמורה. רוב המחקר הפרה-קליני מתמקד ב-MI, המאופיין בנוכחות רקמה אוטמת כפי שניתן ללמוד במודלים של בעלי חיים קטנים וגדולים. עם זאת, מודל זה אינו מתייחס לחולים עם כדאיות שמורה ומקובלת על רה-וסקולריזציה. רוב החולים העוברים CABG סובלים מירידה באספקת הדם ומתפקוד מוגבל תוך שמירה על שונות ברזרבה התכווצה ובכדאיות3. ללא טיפול, חולים אלה יכולים להתקדם לאי ספיקת לב מתקדמת ומוות פתאומי, במיוחד במהלך עומס עבודה מוגבר4. בקרב חולים אלה, השתלת מעקף עורקים כליליים (CABG) היא טיפול יעיל אך לא יכול לגרום להחלמה תפקודית מלאה5. חשוב לציין, תפקוד דיאסטולי, המהווה סמן לתוצאות קליניות גרועות יותר, אינו מצליח להתאושש לאחר רה-וסקולריזציה, דבר המצביע על הצורך בטיפולים אדג'ובנטיים חדשניים במהלך CABG 6,7. נכון לעכשיו, אין התערבויות אדג'ובנטיות זמינות קלינית המשמשות עם CABG כדי לשחזר קרדיומיוציטים ליכולת תפקודית מלאה. זהו פער טיפולי גדול בהתחשב בכך שחולים רבים מתקדמים לאי ספיקת לב מתקדמת למרות רה-וסקולריזציה מתאימה8.
מודל חזירי חדשני של איסכמיה כרונית של שריר הלב המקובל על CABG, כדי לחקות ניסיון CAD קליני נוצר9. חזירים מספקים מודל טוב של מחלות לב על פני בעלי חיים גדולים אחרים מכיוון שאין להם בטחונות גישור אפיקרדיאליים ולכן היצרות של LAD לבדה גורמת לאיסכמיה אזורית10. במחקר זה נעשה שימוש בנקבות חזירות יורקשייר-לנדרייס בנות 16 שבועות. במודל זה, ה-LAD עבר רה-וסקולריזציה עם CABG מחוץ למשאבה באמצעות שתל עורק החלב הפנימי השמאלי (LIMA) (טבלה משלימה 1). התערבות כלילית מלעורית (PCI) אינה אפשרית לפתיחת ההיצרות מכיוון שהמכווץ הוא מכשיר קשיח. דימות תהודה מגנטית לבבית (MRI) משמש להערכת תפקוד עולמי ואזורי, אנטומיה כלילית וכדאיות רקמות. בדיקת MRI לב הראתה כי התפקוד הדיאסטולי, המאופיין בקצב מילוי שיא (PFR) נותר לקוי למרות CABG6. המנגנון של תפקוד דיאסטולי לקוי קשור ככל הנראה לפגיעה בביו-אנרגטיקה של המיטוכונדריה ובהיווצרות קולגן ב-HIB שנמשכת גם לאחר CABG11.
תאי גזע מזנכימליים (MSC) מספקים איתות טיפולי באמצעות אקסוזומים לשיפור התאוששות שריר הלב כאשר הם מיושמים במהלך CABG. במודל חזירים זה ובמחקרים מקבילים במבחנה , הוכח כי מיקום של מדבקת MSC vicryl אפיקרדיאלית במהלך CABG משחזר את תפקוד ההתכווצות עם עלייה בחלבוני מפתח מיטוכונדריאליים, כלומר PGC-1α12, מווסת חשוב של מטבוליזם אנרגיה מיטוכונדריאלית13. מודל המבחנה אפשר לנו לחקור את מנגנון האיתות של MSCs על תפקוד מיטוכונדריאלי לקוי. אקסוזומים הם מיקרו-שלפוחיות יציבות (50-150 ננומטר) המכילות חלבון או חומצות גרעין, כולל מיקרו-רנ"א (miRNA)14. נתונים אחרונים במבחנה מצביעים על כך שאקסוזומים שמקורם ב-MSC הם מנגנון איתות חשוב הנחוץ להתאוששות הנשימה המיטוכונדריאלית.
אקסוזומים שמקורם בתאי גזע הם טיפולים משלימים מבטיחים מכיוון שהם נגישים, ניתנים לייצור מסחרי וחסרים קונפליקטים אתיים. בתמורה לתרגום קליני, נוצרה מדבקת קולגן משובצת באקסוזומים שמקורם ב-MSC שניתן לתפור בניתוח לאזור תרדמת הלב. הוכח כי קיימת העברה מתמשכת של אקסוזומים באמצעות מדבקה זו והיא מספקת טיפול רגנרטיבי ללא תאים עם מנגנון איתות פרקריני המכוון להתאוששות המיטוכונדריה ומשפר את הביוגנזה המיטוכונדריאלית15. הליך זה מספק את המודל הפרה-קליני לחקר ההשפעה של טיפולים הנגזרים מ-MSC לשיפור תפקוד הלב באמצעות שיפור תפקוד המיטוכונדריה והפחתת דלקת בזמן רה-וסקולריזציה והיפוך הסתגלות המיוציטים לאיסכמיה כרונית.
במחקר זה, מוצגת שיטה כירורגית של CABG מחוץ למשאבה באמצעות LIMA לאנסטומוזה של LAD כדי לעקוף את האזור של היצרות LAD פרוקסימלי המחקה את הטיפול הסטנדרטי בחולים עם CAD. כטיפול משלים עם CABG, הודגם היישום הכירורגי של מדבקת קולגן משובצת אקסוזום נגזר MSC על האזור האיסכמי של שריר הלב. מודל כירורגי זה יכול לשמש לחקר התגובות הפיזיולוגיות לאפקט הפרקריני שנראה בשימוש במדבקה אקסוזומית, כמו גם את המנגנונים המולקולריים של ההתאוששות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הוועדות המוסדיות לטיפול ושימוש בבעלי חיים (IACUC) של המרכז הרפואי מיניאפוליס VA ואוניברסיטת מינסוטה אישרו את כל המחקרים בבעלי חיים. ההנחיות הנוכחיות של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) לשימוש וטיפול בחיות מעבדה בוצעו.
1. בידוד תאי גזע מזנכימליים והכנה ואפיון אקסוזומים
- בידוד תאי גזע מזנכימליים שמקורם במח עצם (MSCs)
- קבל 30-50 מ"ל של מח עצם סטרילי מן עצם החזה או השוקה של נקבה בת 20 שבועות יורקשייר-Landrace חזיר. כדי לעשות זאת, להציג מחט interosseous 25 מ"מ 15G לתוך עצם החזה או השוקה ולצייר את הדגימה לתוך מזרק 60 מ"ל עם 10 מ"ל של הפרין.
הערה: לפרטים נוספים על אוסף מח העצם עיין Pittenger et al. ו- Hocum-Stone et al.12,16. - בקצרה, להעביר את דגימת מח העצם דרך צינור CPT Vacutainer עם הפרין במשך 30 דקות ב 1800 x גרם.
- הסירו את המעיל האפי המכיל את התאים החד-גרעיניים ושטפו בתמיסת המלח המאוזנת של האנק. תאים חד-גרעיניים גלולתיים על ידי צנטריפוגה והשהיה מחדש במדיום גדילה (10% נסיוב בקר עוברי [FBS]).
- מעבירים את התאים החד-גרעיניים לצלוחיות תרבית תאים לגדילה דבקה. בודד את MSCs מן החלק המונוגרעיני על ידי הטבע הדבק שלהם.
- יש לשטוף את כל התוספים שאינם MSC תוך 24 שעות, ולהשאיר שכבה אחידה של MSCs בבקבוק תרבית הרקמה. אשר את הפנוטיפ של MSC על ידי ציטומטריית זרימה, הבטחת שליליות עבור CD45, סמן hematopoietic, וחיוביות עבור CD90 ו- CD105, סמנים של MSC.
- קבל 30-50 מ"ל של מח עצם סטרילי מן עצם החזה או השוקה של נקבה בת 20 שבועות יורקשייר-Landrace חזיר. כדי לעשות זאת, להציג מחט interosseous 25 מ"מ 15G לתוך עצם החזה או השוקה ולצייר את הדגימה לתוך מזרק 60 מ"ל עם 10 מ"ל של הפרין.
- הכנה ואפיון אקסוזומים מתאי גזע מזנכימליים חזיריים
- זרע 1 x 104 H9C2 קרדיומיוציטים חולדה ותרבית ב 1x DMEM+ 10% FBS ו 1x עט / strep. זרעים 2 x 104 MSCs חזיריים ב- DMEM מתקדם + 5% FBS ו- 1x Pen/strep.
- ברגע ששני קווי התאים נפגשים ב-80% לפחות, שנו את המדיה למדיה H9C2 ו-MSC מרוקנת אקסוזומים.
- חשוף קרדיומיוציטים H9C2 להיפוקסיה קלה (1% O2 במשך 24 שעות). הסר צלוחיות מהיפוקסיה לאחר 24 שעות ופיפטה החוצה מדיה H9C2.
- הסר והשלך את מדיית MSC מבקבוק MSC. הוסף מדיה מטוהרת H9C2 לבקבוק MSC. לדגור על הבקבוק במשך 6 שעות בתנאים נורמוקסיים (5% CO2, 20% O2, ו 37 ° C).
- חלץ את האקסוזומים מהמדיה המותנית בתרבית משותפת באמצעות מגיב בידוד אקסוזום כולל בהתאם להוראות היצרן.
- אמת את זיהוי האקסוזומים על ידי זיהוי כתם מערבי של חלבונים אקסוזומליים נפוצים עם נוגדנים נגד CD-63 (1:1000)17.
- ביצוע ניתוח מעקב אחר ננו-חלקיקים (NTA) כדי לכמת את האקסוזומים ואת הערכת גודל הננו-חלקיקים והתפלגותם. כדי לעשות זאת, להמיס את סך החלבון (50 מיקרוגרם) של אקסוזומים ב 500 μL של PBS כדי לקבוע את התפלגות הריכוז והגודל של אקסוזומים באמצעות מנתח מעקב אחר ננו-חלקיקים.
- נתח את הנתונים באמצעות תוכנת מעקב אחר ננו-חלקיקים.
2. ניתוח השתלת עורק כלילי מחוץ למשאבה
- הכנת בעלי חיים
- שקלו את החיה (נקבת חזירי יורקשייר-לנדרייס בת 16 שבועות) 3 ימים לפני המועד המתוכנן לניתוח. צום את בעל החיים במשך 12 שעות לפני הניתוח תוך גישה למים במהלך הצום.
- תן buprenorphine 0.18 מ"ג / ק"ג דרך מסלול תוך שרירי 2-4 שעות לפני הניתוח.
- אינדוקציה של החיה
- הרגיעו את החיה על ידי מתן זריקה תוך שרירית של 6.6 מ"ג / ק"ג tiletamine-zolazepam / xylazine.
- המתן 15 דקות כדי להבטיח הרגעה נאותה על ידי הערכת טונוס הלסת ואחריו מיקום קטטר 22G בווריד האוזן המרכזית.
הערה: וריד היקפי אחר עשוי להיחשב (כלומר, וריד cephalic) אם וריד האוזן אינו מספיק. - יש לתת משחת עיניים באופן מקומי לכל עין. יש לתת 1-2 מ"ג/ק"ג פרופופול דרך עירוי תוך ורידי כדי לגרום להרדמה כללית. טונוס הלסת משקף בצורה האמינה ביותר את עומק ההרדמה ויש להעריך אותו לאורך כל ההליך.
- אינטובציה את החיה עם צינור endotracheal בגודל המתאים.
- כירורגיה
- יש לגלח את עצם החזה והמפשעה של בעל החיים כהכנה להליך כירורגי.
- הגדר הנשמה מכנית של 10-15 נשימות לדקה, חמצן 1-4 ליטר לדקה, ואיזופלורן 1.0-3.0% לפי הצורך כדי לשמור על הרדמה עמוקה לניתוח. בדוק אם אין רפלקס עין או לסת כדי לאשר הרדמה עמוקה.
- ציוד ניטור מיקום (אלקטרוקרדיוגרמה, CO2 בסוף הגאות, קצב הלב, רוויית חמצן, לחץ דם וטמפרטורה) על החיה.
- חבר את צנתר העירוי לשקית של תמיסת מלח רגילה או רינגר לקטט כדי לתת נוזלי תחזוקה באופן רציף.
- הכן את העור בטכניקה אספטית עם קרצוף יוד פובידון ותמיסה 3x לסטריליות נאותה ולמזער את הסיכון לזיהום באתר הניתוח.
- יש לתת לידוקאין במסלול תוך וסקולרי (מינון העמסה של 2 מ"ג/ק"ג או עירוי רציף במינון של 50 מק"ג/ק"ג/דקה) למניעת הפרעות קצב.
- מקמו את בעל החיים בצורה גבית ועטפו אותו במגבות סטריליות.
- יש לבצע כריתת עורק הירך השמאלי או הימני לצורך מיקום קו העורקים בטכניקת סלדינגר ולאחר מכן חיבור הקטטר למתמר לצורך ניטור לחץ דם רציף בזמן הניתוח.
- השתמש electrocautery מונופולרי כדי לבצע חתך 20 ס"מ הנמשך מן החריץ עצם החזה proximly עד תהליך xyphoid distally, ולחתוך שכבות של שרירים, שומן תת עורי, ורקמת חיבור עד עצם החזה.
- בצע סטרנטומיה חציונית באמצעות מסור מתנודד.
הערה: מסור סטנדרטי נמנע עבור sternotomy חוזר כפי שהוא נושא סיכון גבוה יותר לפגיעה שריר הלב מ הידבקויות קודמות קרום הלב מהליך בית החזה השמאלי נעשה כדי למקם את מכווץ LAD. - מחלקים את לוחית החזה האחורית בעזרת זוג מספריים. השתמש retractor החזה מיוחד עבור הדמיה נאותה של mediastinum.
- יש לנתח הידבקויות באמצעות אלקטרוקאוטריה מונופולרית או מספריים של מצנבאום. יש לנתח בזהירות את השריר והשומן ההיקפי כדי לחשוף את עורק החלב הפנימי השמאלי (LIMA).
- ברגע שלימה נחשפת לרוחב לקצה עצם החזה, יש להפריד אותה בעדינות מדופן החזה באמצעות דיסקציה קהה עם קצה אלקטרוקטרי. השתמש ב- LIMA כשתל שלד.
- התחל דיסקציה ברמה של 3rd intercostal space. הגבהה בעדינות את גבול עצם החזה השמאלי להדמיה מיטבית.
- השתמש מתיחה עדינה על adventitia כדי לחשוף את הענפים העורקיים וורידיים של LIMA. חותכים את צד LIMA של הענפים באמצעות המוקליפים וצרבים את צד דופן החזה של הענפים.
הערה: יש להקפיד לא לצרוב את הקליפ על LIMA, כי זה עלול לגרום להיצרות צינור. - לאחר גיוס מקטע ראשוני של LIMA, המשיכו את הדיסקציה בסמיכות לכיוון רמת הווריד הסובקלאבי ובאופן מרוחק עד לביפורקציה של LIMA.
- לאחר סיום הדיסקציה, יש לתת הפרין דרך עירוי תוך ורידי במינון של 100-300 U/kg. המתן 3 דקות לאחר מתן הפרין.
- לאחר 3 דקות, חותכים את הקצה הדיסטלי של LIMA, ממש לפני רמת הפיצול של LIMA, ומחלקים את הצינור. תפרו את הקצה הדיסטלי עם עניבת תפר משי חופשית 2-0.
- הכינו את הקצה הפרוקסימלי להשתלה. בדוק את איכות הזרימה באופן חזותי על ידי מתן אפשרות לשתל לדמם למשך מספר שניות.
- הדקו בעדינות את הקצה הדיסטלי של צינור LIMA עם מהדק בולדוג א-טראומטי כדי למנוע דימום. פתח את קרום הלב עם T הפוך ביצוע חתך כ 5-6 ס"מ. מניחים תפרים בגודל 3-0 על קרום הלב למתיחה משני צידי החריץ.
- ייצב את ה- LAD באמצעות סרטי נסיגה מסיליקון ומייצב רקמות, המאובטח למחזיר עצם החזה. בצע ארטריוטומיה בעורק LAD דיסטלי להיצרות (הנגרמת על ידי רצועת מכווצת) עם 11 להבים והרחב עם מספריים קשתית.
- מניחים שאנט כלילי בגודל מתאים ב- LAD. בצע את האנסטומוזה LIMA ל- LAD עם תפר פועל 7-0 שאינו נספג באמצעות טכניקת מעקף מחוץ למשאבה. שחררו את הבולדוג אוקלודר על ה-LIMA ואשרו את המוסטאזיס.
- הכנת מדבקת אקסוזום מזנכימלית (MSC)
- לאחר בידוד מוצלח של אקסוזומים מ-MSCs, יש להשהות בערך 3 x 108 אקסוזומים ב-3 מ"ל של מלח רגיל ולהוסיף לספוג קולגן.
- הביאו 3 מ"ל של מתלה אקסוזום לטמפרטורת החדר בסביבות 22°C למשך 10 דקות. מניחים 2 ספוגי קולאז' נספגים (כל אחד בגודל 1.27X2.54 ס"מ) בכלי פטרי בינוני.
- השתמש מזרק 5 מ"ל עם מחט 18G כדי לערבב בעדינות מתלה exosome. יש למרוח באיטיות פיפטה 1.5 מ"ל על כל ספוג קולגן ולהמתין 5 דקות לספיגה מלאה.
- מיקום של תיקון exosome
- הניחו את הספוג עמוס האקזוזום הפוך על אזור תרדמת הלב, שהוא האפיקרדיום של אזור המחיצה הקדמית בהתפלגות ה- LAD.
- הניחו בעדינות שני ספוגים כדי לכסות את אזור תרדמת החורף של הלב. יש להשתמש ברשת פוליגלקטין אחת בגודל 3.5 ס"מ x 1.0 ס"מ כדי לכסות כל ספוג קולגן.
- תפרו את הרשת על אפיקרדיום עם תפרים עדינים 7-0 קטועים.
- מיקום צינור החזה
- יש להניח צינור חזה דרך חתך דקירה נפרד, ליד האספקט התחתון של חתך עצם החזה. הניחו את צינור החזה בזהירות על האספקט הקדמי של הלב.
- לאחר שהצינור נמצא במקומו, יש להניח תפר חוט ארנק עם תפר 3-0 באמצעות תפר מזרן אופקי כדי לאפשר סגירה של הפצע עם הוצאת הצינור.
- צינור החזה נשמר עד לסגירה מלאה של החזה.
- סגירת חזה
- קירוב עצם החזה עם תפרים שאינם נספגים באמצעות תבנית הספרה שמונה. יש לתת 1 מ"ג/ק"ג bupivacaine במסלול תוך שרירי לכל אורך החתך.
הערה: משתמשים בתפר ולא בחוטים כדי למנוע הפרעה להדמיית MRI. - סגור שכבות של שרירים ועור בצורה סטנדרטית באמצעות תפר נספג 2-0 ו 3-0, בהתאמה.
- בצע עצירת נשימה ויניקה כדי לפנות את כל האוויר מחלל בית החזה. עקבו בזהירות אחר לחץ דרכי הנשימה על מכונת ההנשמה ושמרו על הלחץ בין 15-22 מ"מ כספית ושחררו בסיום.
- לאחר פינוי כל האוויר, הסר את צינור החזה תוך סגירת הפצע באמצעות תפר חוט הארנק. יש למרוח דבק דבק באופן מקומי כדי לכסות את החתך בעצם החזה.
- קירוב עצם החזה עם תפרים שאינם נספגים באמצעות תבנית הספרה שמונה. יש לתת 1 מ"ג/ק"ג bupivacaine במסלול תוך שרירי לכל אורך החתך.
- טיפול לאחר הניתוח לאחר הניתוח
- יש לגמול בהדרגה את בעל החיים ממכונת ההנשמה כאשר החתך בעור נסגר. ודא כי בעל החיים מסוגל לנשום באופן ספונטני ולהגן על רפלקסים לפני ניתוק בעל החיים מציוד הרדמה.
- הסר את הצינור האנדוטרכאלי לאחר אישור כי בעל החיים מסוגל להגן על דרכי הנשימה שלו. יש לכסות את חתך העור בחבישה סטרילית ולא דבקה המשובצת במשחה אנטיביוטית כדי למזער את הזיהום באתר הניתוח.
- המשך לעקוב אחר סימנים חיוניים כולל קצב לב, קצב נשימה וטמפרטורת גוף כל 15 דקות עד שבעל החיים מסוגל לשמור על מקומו ללא סיוע.
- יש לוודא שבעל החיים אינו נשאר ללא השגחה עד שהוא מסוגל להרים ולהחזיק את ראשו למעלה ויכול לעמוד ללא סיוע. יש לתת מלוקסיקאם במינון של 0.2 מ"ג/ק"ג במסלול תת עורי לפני הובלת בעל החיים ליחידת ההתאוששות.
- העבירו את בעל החיים ליחידת ההתאוששות כאשר מצבו יציב. שמור על חבישת אתר הניתוח על החתך עד היום שלאחר הניתוח 3. החליפו את הרוטב אם הוא מתלכלך.
- המשך לעקוב אחר רמת הכאב, החתך בעור והרווחה הכללית של בעל החיים במשך 5 הימים הראשונים לאחר הניתוח. יש לתת חצי מנה של מלוקסיקאם (0.1 מ"ג/ק"ג) לפי הצורך פעם ביום לכאב פורץ דרך.
- בית יחיד של בעל החיים במשך 5 הימים הראשונים לאחר הניתוח בזמן שהחתך (ים) מחלים כדי להפחית את הסיכון לזיהום באתר הניתוח על ידי בעל חיים אחר. להחזיר את החיה לדיור קבוצתי לאחר 5 ימים.
- דווחו על סיבוכים או שינויים במצבו של בעל החיים (חום, מיימת, ירידה במשקל, חוסר יכולת וכו') לווטרינר או לצוות המתאים.
3. אנגיוגרפיה כלילית באמצעות גישה לעצם הירך
- אבטחו את בעל החיים על שולחן הניתוחים בשכיבה הגבית. התחל אוורור מכני ב 10-15 נשימות לדקה. הגדר חמצן על 2-4 ליטר / דקה, isoflurane על 1% ו 4%, לפי הצורך כדי לשמור על מישור עמוק של הרדמה.
- מקום אק"ג מוביל על האיבר של החיה כדי לפקח על קצב הלב. להעריך את בעל החיים עבור עומק ההרדמה. שקול את בעל החיים מורדם עמוק כאשר רפלקס העין או הלסת נעדר.
- נקו את אזור החזה והצוואר עם קרצוף יוד פובידון ולאחר מכן עטפו את החיה במגבות.
- גישה לעורק הירך באמצעות חתך כירורגי וחשיפת עורק הירך והווריד. בצע חתך אורכי 1-2 מ"מ עם להב מס '11 בעורק הירך ו cannulate את העורק באמצעות נדן 11 Fr introducer בלומן כלי הדם.
- לאחר קבלת גישה, מקדמים את הצנתר לביצוע אנגיוגרפיה כלילית כדי להעריך את הפטנט האנטומי של השתלת LIMA-LAD.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
לאחר רה-וסקולריזציה, אנגיוגרפיה כלילית מבוצעת כדי להעריך היצרות LAD (מעל 80%) ופטנט של שתל LIMA-LAD (איור 1). ארבעה שבועות לאחר ניתוח רה-וסקולריזציה ומיקום מדבקת הקולגן עמוסת האקזוזומים, MRI לב מבוצע כדי להעריך את התפקוד הסיסטולי והדיאסטולי של הלב במנוחה ותחת לחץ באמצעות עירוי דובוטמין במינון נמוך של 5 מיקרוגרם / ק"ג / דקה. הפונקציה הסיסטולית מנותחת על ידי מדידת אחוז עובי הקיר (עובי הקיר בסוף הסיסטולה - עובי הקיר בסוף הדיאסטולה). הפונקציה הדיאסטולית מנותחת על ידי מדידת קצב מילוי שיא על פני נפח דיאסטולי סופי (PFR/EDV; איור 2). הדמיית ניגוד מאוחרת בוצעה כדי לאשר חוסר אוטם שריר הלב בשטח LAD. אם קיים אוטם באזור LAD, סביר להניח שזה בגלל העורק החסום המשני לפקקת הנגרמת על ידי המכווץ. היעדר חריגות בתנועת קיר אזורי מדגים חוסר פנוטיפ תרדמה.
במינון נמוך של עירוי דובוטמין, בעלי חיים מסוג HIB מפגינים ירידה משמעותית בתפקוד הדיאסטולי, שנמדדה על ידי PFR/EDV, בהשוואה לקבוצת הביקורת (5.5 ± 0.8 לעומת 6.9 ±-1.5, בהתאמה, p < 0.05). קבוצת CABG מציגה מגמת שיפור ב-PFR/EDV בהשוואה לקבוצת HIB (6.3 ± 0.9 לעומת 5.5 ±-0.8, בהתאמה, p = 0.06). עם זאת, קבוצת CABG + MSC הדגימה עלייה משמעותית ב- PFR/EDV בהשוואה לקבוצת HIB (6.6 ± 1.1 לעומת 5.5± 0.8, בהתאמה, p = 0.03; איור 3). MRI לב שימש כדי לאשר חוסר נמק ופטנט של עורק החלב הפנימי השמאלי (LIMA) לעורק יורד קדמי שמאלי (LAD) עוקף השתל דיסטלי לאזור היצרות18.
במנוחה, קבוצת CABG + MSC אינה משנה את הפונקציה הסיסטולית האזורית (נמדדת לפי עובי דופן האחוזים) בהשוואה ל- CABG בלבד (26.3% ± 7.0% לעומת 34.9% ± 6.3%; p = 0.19). תחת לחץ, קבוצת CABG + MSC מראה שיפור משמעותי בתפקוד הסיסטולי האזורי בהשוואה ל- CABG בלבד (78.3% ± 19.6% לעומת 39.2% ± 5.6%; p = 0.05)12 (תרשים 4).
בנקרופסי, נעשה שימוש במרחיבים כליליים בגודל מתאים כדי להבטיח היצרות LAD ופטנט LIMA. שריר הלב נבדק באופן גס כדי להבטיח את כדאיות הרקמה בכל האזורים, במיוחד באזור האיסכמי. כתם Triphenyltetrazolium כלוריד (TTC) אישר היעדר צלקת.
איור 1. אנגיוגרמה לבבית המדגימה את האנטומיה. אנגיוגרפיה כלילית מדגימה היצרות של >80% של עורק LAD פרוקסימלי ופטנט LIMA-LAD graft anastomosis. קיצורים: LIMA= עורק חלב פנימי שמאלי, LAD= שמאל קדמי יורד אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2. הערכת הרפיה דיאסטולית, תפקוד התכווצות גלובלית וכדאיות באמצעות MRI לב. (A) הרפיה דיאסטולית: קשר של נפח החדר השמאלי (LV) במהלך מחזור לב. ציר ה-x הוא זמן ב-s; ציר y הוא נפח החדר השמאלי ב- mL. הקו האדום מציין קצב מילוי שיא (הקצב המהיר ביותר שבו ה-LV מגדיל את הנפח). PFR מנורמל לנפח הדיאסטולי הסופי של החיה (PFR/EDV) כדי להסביר את השונות בגודל בין בעלי חיים. (B) תפקוד כיווץ גלובלי: מאמץ היקפי סגמנטלי (זן מעגלי) במהלך מחזור הלב (ציר x: זמן בטרשת נפוצה; ציר Y: אחוז השינוי באורך ההיקפי של מקטע החדר השמאלי בהשוואה למדידה דיאסטולית סופית). שיא המאמץ ההיקפי מיוצג על ידי הערך השלילי ביותר של מחזור. (C) תמונת MRI לבבית מייצגת של התפלגות LAD: התפלגות LAD מסומנת באדום מייצגת את הדופן האנטרוזפטלית. לא נמצאה עדות לאוטם בהתבסס על ניגודיות גדולה משופרת ב-4 תאים (D) ציר ארוך ו-(E) ציר קצר. קיצורים: LV= חדר שמאלי/חדר; LAD= שמאל קדמי יורד; MRI = הדמיית תהודה מגנטית. נתון זה שונה מ-6. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3. הערכת MRI של קצב מילוי שיא / נפח דיאסטולי סופי. תפקוד דיאסטולי, שנמדד על ידי PFR/EDV, הושווה בין ארבע קבוצות (Control, HIB, CABG ו-CABG + MSC). במנוחה, PFR/EDV ניתן להשוואה בין ארבע קבוצות בעלי חיים. עם זאת, תחת לחץ באמצעות עירוי דובוטאמין במינון נמוך (5 מיקרוגרם/ק"ג/דקה), קבוצת HIB הראתה ירידה משמעותית ב-PFR/EDV בהשוואה לקבוצת הביקורת (p <-0.05) עם מגמה לשיפור בקבוצת CABG (p = 0.06) ועלייה משמעותית בקבוצת CABG + MSC (p < 0.05). הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות ניתוח חד-כיווני של שונות (ANOVA). הנתונים מוצגים כאמצעים ± SD. קיצורים: CABG = השתלת מעקף עורקים כליליים, PFR = קצב מילוי שיא, EDV = נפח דיאסטולי סופי; MRI = דימות תהודה מגנטית, MSC = תאי גזע מזנכימליים, SD = סטיית תקן. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4. הערכת MRI של תפקוד סיסטולי אזורי על ידי עיבוי דופן %. הטיפול במדבקת MSC מראה שיפור בתפקוד הלב האזורי בהשוואה למדבקה דמה. (A) תפקוד סיסטולי אזורי, הנמדד על ידי אחוז עיבוי הדפנות, אינו משתפר באופן משמעותי במנוחה עם טיפול במדבקת MSC (n = 6) בהשוואה לדמה (n = 6). (B) תחת לחץ באמצעות עירוי דובוטמין במינון נמוך (5 מק"ג/ק"ג/דקה), חל שיפור משמעותי בתפקוד הסיסטולי האזורי לאחר הטיפול במדבקת MSC בהשוואה לחיות דמה (P<.05). ניתוחים סטטיסטיים בוצעו באמצעות מבחן מאן-ויטני. פסים אופקיים מציינים סטיית תקן ממוצעת. *ת.<.05. קיצורים: MSC = תאי גזע מזנכימליים. נתון זה שונה מ-12. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
טבלה משלימה 1. סקירה כללית של נהלים וציר הזמן של כל הליך. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
מחקר זה מציג את המודל החזירי הראשון של שריר הלב האיסכמי הכרוני, שבו הוכח כי טיפול במדבקת קולגן אקסוזום עמוס אקסוזום שמקורה ב- MSC במהלך רה-וסקולריזציה כירורגית משחזר תפקוד דיאסטולי וסיסטולי עם גירוי אינוטרופי פוטנציאלי על ידי התמקדות בהתאוששות מיטוכונדריאלית. בעבר, הוכח כי במודל בעלי חיים גדולים של HIB התפקוד הדיאסטולי והסיסטלי, כפי שנמדד על ידי MRI לב, נותר פגום ומשתפר רק במעט עם רה-וסקולריזציה ללא החלמה מלאה 6,19. התפקוד הלקוי התרחש למרות מקטע פליטת חדר שמאל שהשתמר. ממצאים אלה מחקים במדויק את החוויה הקלינית שנצפתה בחולים עם שריר לב איסכמי כרוני בשטח כלי דם יחיד עם תפקוד חדר שמאל שמור.
ישנם מספר אתגרים קריטיים וטכניים במהלך ניתוח רה-וסקולריזציה, במיוחד במסגרת של כריתת בית החזה הקודמת. פגיעה קרדיווסקולרית בכניסה לחזה מהווה סיכון מכיוון שקרום הלב כבר נפרץ והידבקויות עשויות להיות קיימות. עצם החזה עלולה לגרום לפגיעה לבבית עקב קרבה או היצמדות לחזה. ניתן להפחית סיכון זה על ידי שימוש במסור מתנודד, אשר הוכח כמקדם כניסה מחדש של עצם החזה ללא אירועים.
היבט מרכזי להשגת CABG מוצלח הוא איכות השתל. קציר LIMA קפדני הוא היבט טכני חשוב בביצוע מוצלח של CABG באיכות גבוהה והוא קשור לפטנט השתל המשופר. ניתן לקצור LIMA בשתי טכניקות: פדיקור ושלד. טכניקת הפדיקלים כוללת ניתוח הלימה מעצם החזה יחד עם הוורידים, הפאשיה, השומן והלימפה. טכניקת השלד כוללת ניתוח LIMA נקי מכל הרקמה שמסביב, ולכן מניב את העורקרק רק 20. במודל זה יושמה טכניקת השלד מכיוון שהיא יכולה למזער איסכמיה של עצם החזה והשתל ארוך יותר מלימה20 פדיקור. LIMA הוא מבנה עדין, כל מתיחה מיותרת, הידוק או קליפסים שאינם במקומם עלולים לגרום לפגיעה בכלי הדם ולתוצאות לא משביעות רצון. במהלך הדיסקציה יש להשתמש בחוד הצריבה בזהירות ובמתח נמוך. כאשר מפרידים את העורק מהענפים המחוררים שלו, חותכים את צד LIMA של הענפים באמצעות המוקליפים. יש להקפיד לא לצרוב את הקליפים מכיוון שזה יכול לגרום להיצרות של הצינור. יש לאשר את זרימת הפעימה לפני ההשתלה.
יש לוודא כי נשמרות כמויות סבירות של חומרי הרדמה ושיתוקים כדי למזער את התנועה במהלך הניתוח, במיוחד בעת תפירת ההרדמה. חיוני להשתמש במינונים המתאימים של לידוקאין והפרין (200-300 יחידות / ק"ג) כדי למנוע את הסיכון להפרעות קצב ופקקת, בהתאמה. מנה שנייה של לידוקאין עשויה להיות מסומנת אם בעל החיים חווה הפרעות קצב כלשהן במהלך הניתוח. השימוש בקו עורקי הירך מאפשר ניטור המודינמי רציף. בעת ביצוע אנסטומוזיס, כדאי לשים 1-2 ספוגים כירורגיים מאחורי הלב או למקם תפרים משני צדי קרום הלב כדי להרים את החדר השמאלי כלפי מעלה. במודל זה, אנו משתמשים בסרטים סילסטיים ובמייצב הרקמה המנצל את לחץ היניקה כדי לשתק ביעילות את אתר המטרה. ניתן להבחין בירידה קלה בלחץ הדם העורקי בנוסף לדיכאון ST בא.ק.ג. לאחר מיקום המייצב והרמת הלב. הפרעות המודינמיות אלה בדרך כלל נסבלות היטב ללא צורך בהתערבויות. במצבים בהם אי יציבות המודינמית היא משמעותית, ניתן לתת מינון של פנילפרין (5-20 מק"ג/ק"ג) דרך עירוי תוך ורידי כדי להעלות את לחץ הדם העורקי. אם אי יציבות המודינמית מסכנת חיים, ניתן לתת מנה של אפינפרין (0.1 מיקרוגרם/ק"ג; מדולל בקנ"מ 1:10,000) דרך עירוי תוך ורידי כתרופת הצלה לשעת חירום. לאחר חשיפת ה- LAD עם להב בונה, מתבצעת ארטריוטומיה עם 11 להבים ומשלימה עם מספריים מיקרוכירורגיים. יש להיזהר שלא לפגוע בקיר האחורי של ה-LAD במהלך תמרון זה. זה קריטי לשמור על אתר arteriotomy ללא דם במהלך CABG מחוץ למשאבה כדי לאפשר תפירה מדויקת וכמה טכניקות תוארו כולל השקיה לסירוגין עם תמיסת מלח, שימוש במפוח CO2 , ו intraluminal כלילית shunts21. במחקר זה, נעשה שימוש במפוח CO2 יחד עם שאנט כלילי תוך לומינלי בגודל מתאים, שכן שניהם משמשים באופן שגרתי בפעולות CABG מחוץ למשאבה. סיבוך קטלני פוטנציאלי של מפוח מיסטר CO2 הוא תסחיף אוויר. עם זאת, ניתן לשלול את הסיכון לתסחיף אוויר על ידי שימוש בשאנט כלילי, שיכול לשמש כמחסום פיזי בתוך העורקים. בנוסף, השימוש בשאנט כלילי מסייע לשמור על שדה הניתוח ללא דם, מה שמאפשר שימוש בזרימת גז נמוכה יותר וממזער עוד יותר את הסיכון לתסחיף אוויר. שאנטים גם משפרים את הדיוק הטכני באנסטומוזה ומונעים פגיעה בשוגג בדופן האחורית של העורק בעת תפירת22.
במודל חזירי מבוסס זה, נעשה שימוש בטכניקה של משאבה ולא על משאבה במהלך ניתוח CABG. היתרונות של שימוש בטכניקה זו, במקום על משאבה, היא למזער את זמן הניתוח ולמנוע את קנולציה מרכזית של אבי העורקים אטריום ימין עם heparinization מלא. בנוסף, הוא מסייע בהחלמה מהירה יותר של בעל החיים לאחר הניתוח על ידי הפחתת הסיכון לדימום לאחר הניתוח ו / או טמפונדה לבבית. אלה הם יתרונות משוערים המבוססים על ניסיון קליני בחולים שעברו CABG על משאבה ומחוצה לה.
מדבקת הקולגן עמוסת האקזוזום הזו היא חדשנית בכך שניתן לכמת אותה ולאבטח אותה בניתוח לאזור האיסכמיה שעבר רה-וסקולריזציה. זה מאפשר שחרור מתמשך של אקסוזומים מהמדבקה במשך מספר ימים וכתוצאה מכך טיפול רציף וישיר באזור האיסכמי. היסטופתולוגיה של רקמת תרדמת חורף 4 שבועות לאחר הטיפול ב- CABG ובאקסוזום הדגימה חוסר תגובה דלקתית של שריר הלב למדבקה עצמה, אם כי נצפתה דלקת מסוימת באתר התפרים כפי שניתן לראות על ידי הכתמה לתאים דלקתיים. בעוד שהוצעו מגוון שיטות להעברת אקסוזום לשריר הלב, טכניקות נפוצות כגון הזרקה ישירה של אקסוזום גורמות לשימור נמוך של המוצר הטיפולי באזור הפגוע, שכן עד 90% מהאקסוזומים נשטפים או מתפזרים לאחר הזרקה23. ניתוח שימור האקסוזומים לאחר ההזרקה הושלם עד 3 שעות לאחר ההזרקה והראה ירידה משמעותית בתכולת האקזוזום24. אקסוזומים קלים לבידוד ויש להם גמישות רבה יותר בתנאי אחסון לאורך תקופות זמן ארוכות, מה שמהווה הזדמנות למוצרי מדף שניתן להשתמש בהם בסביבה אקוטית מה שהופך אותם לניתנים יותר לתרגום למטופלים.
למחקר זה מספר מגבלות, כולל גיל ומין של בעלי חיים. בהתחשב במגבלות כירורגיות ולוגיסטיות, שיקולים הנוגעים לתקנות רווחת בעלי חיים ובטיחות הצוות, נחקרו רק נקבות חזירים צעירות. למרות שניתוח CABG מוסיף למורכבות המודל, זו הייתה התערבות נדרשת מכיוון שהתערבויות פחות פולשניות אחרות (התערבות כלילית מלעורית או PCI) לא יאפשרו לפתוח את האזור הסטנוטי של LAD בשל אופיו הנוקשה של המכווץ18. יתר על כן, מודל זה של היצרות כלי דם יחיד ללא כל תחלואה נלווית אינו מדמה באופן מלא את ההיקף וההשפעות של טרשת עורקים כלילית ארוכת שנים כפי שהיא נראית באוכלוסייה אנושית. מחקרים עתידיים יתמקדו בשימוש במודל מחלה רב-כלי דם של שריר הלב בתרדמת חורף על ידי הצבה כירורגית של המכווץ על עורק הסירקומפלקס ו- LAD. עם זאת, מודל מחלה זה של שני כלי דם יגרום לתרדמת חורף של שריר הלב עם מקטע פליטה מופחת. סביר להניח שתמותת בעלי חיים תגדל, ורה-וסקולריזציה כירורגית מורכבת יותר ודורשת תמיכה במעקפים באמצעות משאבה. בעתיד, אם היו בעיות עם היישומים המעשיים של סוג טלאי, ייבחנו אפשרויות אחרות של חומר פיגומים, כגון מטריצה חוץ-תאית דה-צלולרית, או צורה חלופית של הידרוג'לים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי VA Merit Review #I01 BX000760 (RFK) מארה"ב (ארה"ב) המחלקה לענייני חיילים משוחררים BLR&D והמחלקה לענייני חיילים משוחררים בארה"ב מענקים #I01 BX004146 (TAB). אנו גם מודים בהכרת תודה על תמיכתו של מכון הלב של אוניברסיטת מינסוטה לילהיי. התוכן של עבודה זו אינו מייצג את הדעות של המחלקה לענייני חיילים משוחררים של ממשלת ארצות הברית.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 5 Ethibond | Ethicon | MG46G | Suture |
| # 40 clipper blade | Oster | 078919-016-701 | Remove hair from surgery sites |
| 0 Vicryl | Ethicon | J208H | Suture |
| 1 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1188100777 | Administer injectable agents |
| 1" medical tape | Medline | MMM15271Z | Secure wound dressing and IV catheters |
| 1000mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1324X | IV replacement fluid |
| 12 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881512878 | Administer injectable agents |
| 18 ga needles | BD | 305185 | Administration of injectable agents |
| 20 ga needles | BD | 305175 | Administration of injectable agents |
| 20 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881520657 | Administer injectable agents |
| 2-0 Vicryl | Ethicon | J317H | Suture |
| 250 mL 0.9% saline | Baxter | UE1322D | Replacement IV Fluid |
| 3 mL Syinge | Medtronic/Covidien | 1180300555 | Administer injectable agents |
| 3-0 Vicryl | Ethicon | VCP824G | Suture |
| 36” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX563 | Connect art. Line to transducer |
| 4.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43040 | Establish airway for Hibernation |
| 4-0 Tevdek II Strands | Deknatel | 7-922 | Suture to secure constrictor around LAD |
| 48” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX564 | Connect art. Line to transducer |
| 500mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1323Q | Drug delivery, Provide mist for Blower Mister |
| 6 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1180600777 | Administer injectable agents |
| 6.0 mm ID endotracheal tube | Mallinckrodt | 86049 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| 6.5 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43065 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| 6” pressure tubing line | Smith’s Medical | MX560 | Collect bone marrow |
| 60 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881560125 | Administer injectable agents |
| 7.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43070 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| 7-0 Prolene | Ethicon | M8702 | Suture |
| Advanced DMEM (1X) | ThermoFisher Scientific | 12491023 | |
| Alcohol Prep pads | MedSource | MS-17402 | Skin disinfectant |
| Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter Unit | Millipore Sigma | UFC910024 | |
| Anesthesia Machine | Drager | Fabious Trio | maintains general anesthesia |
| Anesthesia Machine + ventilator | DRE Drager- Fabius Tiro | DRE0603FT | Deliver Oxygen and inhalant to patient |
| Anesthesia Monitor | Phillips Intellivue | MP70 | Multiparameter for patient safety |
| Arterial Line Kit | Arrow | ASK-04510-HF | Femoral catheter for blood pressure monitoring |
| Artificial Tears | Rugby | 0536-1086-91 | Lubricate eyes to prevent corneal drying |
| Bair Hugger | 3M | Model 505 | Patient Warming system |
| Basic pack | Medline | DYNJP1000 | Sterile drapes and table cover |
| Blood Collection Tubes- green top | Fisher Scientific | 02-689-7 | Collect microsphere blood samples |
| Blower Mister Kit | Medtronic/Covidien | 22120 | Clears surgical field for vessel anastomosis |
| BODIPY TR Ceramide | ThermoFisher Scientific | D7540 | |
| Bone marrow needle- 25mm 15 ga IO needle | Vidacare | 9001-VC-005 | Collect bone marrow |
| Bone Wax | Medline | ETHW31G | Hemostasis of cut bone |
| Bovie Cautery hand piece | Covidien | E2516 | Hemostasis |
| Bupivicaine | Pfizer | 00409-1161-01 | Local Anesthetic |
| Buprenorphine 0.3 mg/mL | Sigma Aldrich | B9275 | Pre operative Analgesic for survivial procedures |
| Cell Scrapers | Corning | 353085 | |
| Cephazolin 1 gr | Pfizer | 00409-0805-01 | Antibiotic |
| Chest Tube | Covidien | 8888561043 | Evacuates air from chest cavity |
| Cloroprep | Becton Dickenson | 260815 | Surgical skin prep |
| CPT tube | BD | 362753 | MSC isolation from bone marrow |
| Delrin Constrictor | U of MN | Custom made | Creates stenosis of LAD |
| Dermabond | Ethicon | DNX12 | Skin adhesive |
| DMEM (1X) Dulbecco's Modified Eagle Medium, HEPES | ThermoFisher Scientific | 12430062 | |
| Dobutamine 12.5 mg/mL | Pfizer | 00409-2344-01 | Increases blood pressure and heart rate during the second microsphere blood collection |
| ECG Pads | DRE | 1496 | Monitor heart rhythm |
| Exosome-Depleted FBS | ThermoFisher Scientific | A2720801 | |
| Falcon Disposable Polystyrene Serological Pipets, Sterile, 10mL | Fisher Scientific | 13-675-20 | |
| Femoral and carotid introducer | Cordis- J&J | 504606P | femoral and carotis cannulas |
| Fetal Bovine Serum, Heat Inactivated, Gibco FBS | ThermoFisher Scientific | 16140089 | |
| Flo-thru 1.0 | Baxter | FT-12100 | used to anastomos LIMA to L |
| Flo-thru 1.25 | Baxter | FT-12125 | FT-12125 |
| Flo-thru 1.5 | Baxter | FT-12150 | FT-12150 |
| Flo-thru 2.0 | Baxter | FT-12200 | FT-12200 |
| GlutaMAX Supplement | ThermoFisher Scientific | 35050061 | |
| Hair Clipper | Oster | 078566-011-002 | Remove hair from surgery sites |
| Helistat collagen sponge | McKesson | 570973 1690ZZ | Sponge for embedding exosomes |
| Heparin | Pfizer | 0409-2720-03 | anticoaggulant |
| Histology Jars | Fisher Scientific | 316-154 | Formalin for tissue samples |
| HyClone Characterized Fetal Bovine Serum (FBS) | Cytiva | SH30071.03 | |
| Hypafix | BSN Medical | 4210 | Secure wound dressing and IV catheters |
| Isoflurane | Sigma Aldrich | CDS019936 | General Anesthestic- Inhalant |
| IV Tubing for Blower Mister | Carefusion | 42493E | Adapts to IV Fluids for Blower/Mister |
| Jelco 18 ga IV catheter | Smiths medical | 4054 | IV access in Revasc, MRI and Term |
| Lidocaine 2% | Pfizer | 00409-4277-01 | Local Anesthetic/ antiarrthymic |
| Ligaclips | Ethicon | MSC20 | Surgical Staples for LIMA takedown |
| Long blade for laryngoscope | DRE | 12521 | Allows for visualization of trachea for intubation |
| Meloxicam 5 mg/mL | Boehringer Ingelheim | 141-219 | Post operative Analgesic |
| Microsphere pump | Collect blood samples from femoral introducer | ||
| Monopolar Cautery | Covidien | Valleylab™ FT10 | Hemostasis |
| Nanosight NS 300 | Malvern Panalytical | MAN0541-03-EN | |
| NTA 3.1.54 software | Malvern Panalytical | MAN0520-01-EN-00 | |
| OPVAC Synergy II | Terumo Cardiovascular System | 401-230 | Heart positioner and Stabilizer |
| Oxygen Tank E cylinder | various | various | Used for Blower Mister if anesthesia machine doesn't have auxiliary flow meter |
| PBS, pH 7.2 | ThermoFisher Scientific | 20012050 | |
| Penicillin-Streptomycin-Neomycin (PSN) Antibiotic Mixture | ThermoFisher Scientific | 15640055 | |
| Pigtail 145 catheter 6 French | Boston Scientific | 08641-41 | Measure LV pressures |
| Pressure Transducer | various | Must adapt to anesthesia monitor | Monitor direct arterial pressures |
| Propofol | Diprivan | 269-29 | Induction agent |
| Roncuronium | Mylan | 67457-228-05 | Neuromuscular blocking agent |
| SR Buprenorphine 10 mg/mL | Abbott Labs | NADA 141-434 | Post operative Analgesic |
| Sterile Saline 20 mL | Fisher Scientific | 20T700220 | Flush for IV catheters |
| Sternal Saw/ Necropsy Saw | Thermo Fisher | 812822 | Used to open chest cavity |
| Stop Cocks | Smith Medical | MX5311L | 2 to connect to pig tail |
| Succinylcholine 20 mg/mL | Pfizer | 00409-6629-02 | Neuromuscular blocking agent |
| Suction tubing | Medline | DYND50223 | |
| Suction Container | Medline | DYNDCL03000 | |
| Surgery pack with chest retractor | various | See pack list | Femoral cut down and median sternotomy |
| Surgical Instruments | various | See pack list | Femoral and carotid cutdowns and sternotomy |
| Surgical Spring Clip | Applied Medical | A1801 | Clamp end of LIMA after takedown |
| Syringe pump | Harvard | Delivers IV Dobutamine infusion | |
| SYTO RNASelect Green Fluorescent cell Stain - 5 mM Solution in DMSO | Millipore Sigma | S32703 | |
| Telazol 100 mg/mL | Fort Dodge | 01L60030 | Pre operative Sedative |
| Telpha pad | Covidien | 2132 | Sterile wound dressing |
| Timer | Time collection of blood samples | ||
| Total Exosome Isolation Reagent (from cell culture media) | ThermoFisher Scientific | 4478359 | |
| TPP Tissue Culture Flask, T75, Filter Cap w/ 0.22uM PTFE | ThermoFisher Scientific | TP90076 | |
| Triple Antibiotic Ointment | Johnson & Johnson | 23734 | Topical over wound |
| Vicryl mesh | Ethicon | VKML | Patch for epicardial cell application |
| Vortex | Mix microspheres | ||
| Xylazine 100 mg/mL | Vedco | 468RX | Pre operative Sedative/ analgesic |
References
- Dai, H., et al. Global, regional, and burden of ischaemic heart disease and its attributable risk factors, 1990-2017: results from the Global Burden of Disease Study 2017. European heart journal. Quality of care & clinical outcomes. 8 (1), 50-60 (2022).
- Tsao, C. W., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2022 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 145 (8), e153-e639 (2022).
- Rahimtoola, S. H.
- Canty, J. M. Jr, Fallavollita, J. A.
- Page, B. J., et al. Revascularization of chronic hibernating myocardium stimulates myocyte proliferation and partially reverses chronic adaptations to ischemia. Journal of the American College of Cardiology. 65 (7), 684-697 (2015).
- Aggarwal, R., et al. Persistent diastolic dysfunction in chronically ischemic hearts following coronary artery bypass graft. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 165 (6), e269-e279 (2023).
- Olsen, F. J., et al. Prognostic Value and Interplay Between Myocardial Tissue Velocities in Patients Undergoing Coronary Artery Bypass Grafting. The American Journal of Cardiology. 144, 37-45 (2021).
- Virani, S. S. Heart Disease and Stroke Statistics-2021 Update: A Report From the American Heart Association. Circulation. 143 (8), e254-e743 (2021).
- Hocum Stone, L., et al. Surgical Swine Model of Chronic Cardiac Ischemia Treated by Off-Pump Coronary Artery Bypass Graft Surgery. Journal of Visualized Experiments:JoVE. (133), e57229 (2018).
- White, F. C., Carroll, S. M., Magnet, A., Bloor, C. M. Coronary collateral development in swine after coronary artery occlusion. Circulation Research. 71 (6), 1490-1500 (1992).
- Righetti, A., et al. Interventricular septal motion and left ventricular function after coronary bypass surgery: evaluation with echocardiography and radionuclide angiography. The American Journal of Cardiology. 39 (3), 372-377 (1977).
- Hocum Stone, L. L., et al. Recovery of hibernating myocardium using stem cell patch with coronary bypass surgery. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 62 (1), e3-e16 (2021).
- Puigserver, P., Spiegelman, B. M. Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma coactivator 1 alpha (PGC-1 alpha): transcriptional coactivator and metabolic regulator. Endocrine Reviews. 24 (1), 78-90 (2003).
- Henning, R. J. Cardiovascular Exosomes and MicroRNAs in Cardiovascular Physiology and Pathophysiology. Journal of Cardiovascular Translational Research. 14 (2), 195-212 (2021).
- Chen, Y., Liu, Y., Dorn, G. W. 2nd. Mitochondrial fusion is essential for organelle function and cardiac homeostasis. Circulation Research. 109 (12), 1327-1331 (2011).
- Pittenger, M. F., Martin, B. J. Mesenchymal stem cells and their potential as cardiac therapeutics. Circulation Research. 95 (1), 9-20 (2004).
- Campos-Silva, C., et al. High sensitivity detection of extracellular vesicles immune-captured from urine by conventional flow cytometry. Scientific Reports. 9 (1), 2042 (2019).
- Hocum Stone, L. L., et al. Magnetic resonance imaging assessment of cardiac function in a swine model of hibernating myocardium 3 months following bypass surgery. The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 153 (3), 582-590 (2017).
- Stone, L. L. H., et al. Mitochondrial Respiratory Capacity is Restored in Hibernating Cardiomyocytes Following Co-Culture with Mesenchymal Stem Cells. Cell Medicine. 11, 2155179019834938 (2019).
- Lamy, A., et al. Skeletonized vs Pedicled Internal Mammary Artery Graft Harvesting in Coronary Artery Bypass Surgery: A Post Hoc Analysis From the COMPASS Trial. JAMA Cardiology. 6 (9), 1042-1049 (2021).
- Shim, J. K., Choi, Y. S., Yoo, K. J., Kwak, Y. L. Carbon dioxide embolism induced right coronary artery ischaemia during off-pump obtuse marginalis artery grafting. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery. 36 (3), 598-599 (2009).
- Aklog, L. Future technology for off-pump coronary artery bypass (OPCAB). Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery. 15 (1), 92-102 (2003).
- Hou, D., et al. Radiolabeled cell distribution after intramyocardial, intracoronary, and interstitial retrograde coronary venous delivery: implications for current clinical trials. Circulation. 112 (9 Suppl), I150-I156 (2005).
- Gallet, R., et al. Exosomes secreted by cardiosphere-derived cells reduce scarring, attenuate adverse remodelling, and improve function in acute and chronic porcine myocardial infarction. European Heart Journal. 38 (3), 201-211 (2017).
