Summary
Bu çalışma, ilerleyici koroner arter darlığına bağlı kronik miyokard iskemisi olan ve enfarktüs olmaksızın bozulmuş kardiyak fonksiyon ile sonuçlanan cerrahi domuz modelini sunmaktadır. İskemiyi takiben, hayvanlara kök hücrelerden türetilen eksozom yüklü kollajen yamasının epikardiyal yerleşimi ile pompa dışı koroner arter baypas grefti uygulanır. Bu yardımcı tedavi miyokardiyal fonksiyonu ve iyileşmeyi iyileştirir.
Abstract
Progresif koroner arter stenozundan kaynaklanan kronik miyokardiyal iskemi, metabolik aktiviteyi azaltarak azalmış oksijen mevcudiyetine uyum sağlayan ve böylece geri dönüşümsüz kardiyomiyosit hasarını ve enfarktüsü önleyen miyokard olarak tanımlanan kış uykusuna yatan miyokarda (HIB) yol açar. Bu, miyokard enfarktüsünden farklıdır, çünkü HIB revaskülarizasyon ile iyileşme potansiyeline sahiptir. Önemli koroner arter hastalığı (KAH) olan hastalar, onları kalp yetmezliği ve ani ölüm riskine sokan kronik iskemi yaşarlar. Şiddetli KAH için standart cerrahi girişim koroner arter baypas greft cerrahisidir (KABG), ancak kusurlu bir tedavi olduğu gösterilmiştir, ancak kronik iskemiye adapte olmuş miyositleri kurtarmak için yardımcı tedaviler yoktur. Bu boşluğu gidermek için, CABG'ye uygun ve klinik senaryoyu taklit eden domuz kullanan bir cerrahi HIB modeli kullanıldı. Model iki ameliyat içerir. İlk operasyon, sol ön inen (LAD) artere 1,5 mm'lik sert bir konstriktör implante edilmesini içerir. Hayvan büyüdükçe, yılan yavaş yavaş bölgesel sistolik fonksiyonun azalmasına neden olan önemli darlıklara neden olur. Darlık% 80'e ulaştığında, miyokardiyal akış ve fonksiyon bozulur ve HIB oluşturur. Daha sonra iskemik bölgeyi revaskülarize etmek için sol internal meme arteri (LIMA) ile bir off-pump KABG gerçekleştirilir. Hayvan, kurban edilmeden önce optimal miyokardiyal iyileşmeye izin vermek için bir ay boyunca iyileşir. Bu, farklı tedavi gruplarının fizyolojik ve doku çalışmalarına izin verir. Bu hayvan modeli, KABG'ye rağmen kardiyak fonksiyonun bozulmaya devam ettiğini göstermekte ve bu da yeni yardımcı müdahalelere ihtiyaç olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada, mezenkimal kök hücre (MSC) türevi eksozomlarla gömülü bir kollajen yama geliştirildi ve bu yama, LIMA anastomozunun distalindeki epikardiyal yüzeye cerrahi olarak uygulandı. Malzeme epikardiyuma uygundur, emilebilir ve sinyal faktörlerinin sürekli salınımı için iskele sağlar. Bu rejeneratif tedavi, tek başına revaskülarizasyona yanıt vermeyen miyokardiyal iyileşmeyi uyarabilir. Bu model, HİB'de iyileşme ile ilgili fizyolojik ve mekanik keşifler sağlayarak klinik arenaya tercüme edilir.
Introduction
Küresel olarak, şiddetli CAD yüz milyondan fazla hastayı etkilemektedir ve ölüm oranı azalmış olmasına rağmen, önde gelen ölüm nedenlerinden biri olmaya devam etmektedir 1,2. KAH, miyokard infarktüsünden (MI) canlılığı korunmuş iskemiye kadar geniş bir klinik spektruma sahiptir. Klinik öncesi araştırmaların çoğu, küçük ve büyük hayvan modellerinde çalışmak mümkün olduğu için enfarktüslü dokunun varlığı ile karakterize edilen MI'ya odaklanır. Bununla birlikte, bu model, canlılığı korunmuş ve revaskülarizasyona uygun olan hastalara hitap etmemektedir. KABG geçiren hastaların çoğunda, kasılma rezervi ve canlılığındaki değişkenliği korurken kan akışında azalma ve sınırlı fonksiyon vardır3. Tedavi edilmezse, bu hastalar özellikle artaniş yükü sırasında ileri kalp yetmezliğine ve ani ölüme ilerleyebilir4. Bu hastalar arasında koroner arter baypas grefti (KABG) etkili bir tedavidir ancak tam fonksiyonel iyileşme ile sonuçlanmayabilir5. Daha da önemlisi, daha kötü klinik sonuçlar için bir belirteç olan diyastolik disfonksiyon, revaskülarizasyondan sonra düzelmez ve bu da KABG6,7 sırasında yeni adjuvan tedavilere ihtiyaç olduğunu düşündürür. Şu anda, kardiyomiyositleri tam fonksiyonel kapasiteye geri döndürmek için KABG ile kullanılan klinik olarak mevcut adjuvan girişimler yoktur. Bu, birçok hastanın uygun revaskülarizasyona rağmen ileri kalp yetmezliğine ilerlediği göz önüne alındığında önemli bir terapötik boşluktur8.
Klinik CAD deneyimini taklit etmek için CABG'ye uygun yenilikçi bir kronik miyokard iskemisi modeli oluşturuldu9. Domuzlar, epikardiyal köprüleme kollaterallerine sahip olmadıkları için diğer büyük hayvanlara göre iyi bir kalp hastalığı modeli sağlar, bu nedenle tek başına LAD'nin darlığı bölgesel iskemiile sonuçlanır 10. Bu çalışmada 16 haftalık dişi Yorkshire-Landrace domuzları kullanıldı. Bu modelde LAD, sol internal meme arteri (LIMA) grefti kullanılarak off-pump KABG ile revaskülarize edildi (Ek Tablo 1). Perkütan koroner girişim (PKG) ile darlığın açılması mümkün değildir, çünkü konstriktör sert bir cihazdır. Kardiyak manyetik rezonans görüntüleme (MRG), global ve bölgesel fonksiyon, koroner anatomi ve doku canlılığını değerlendirmek için kullanılır. Kardiyak MRG analizi, pik dolum hızı (PFR) ile karakterize diyastolik fonksiyonun KABG6'ya rağmen bozulmaya devam ettiğini gösterdi. Diyastolik disfonksiyonun mekanizması muhtemelen CABG11'den sonra devam eden HIB'de bozulmuş mitokondriyal biyoenerjetik ve kollajen oluşumu ile ilgilidir.
Mezenkimal kök hücreler (MSC), KABG sırasında uygulandığında miyokardiyal iyileşmeyi iyileştirmek için eksozomlar aracılığıyla terapötik sinyal sağlar. Bu domuz modelinde ve paralel in vitro çalışmalarda, CABG sırasında bir epikardiyal MSC vicryl yamasının yerleştirilmesinin, mitokondriyal enerji metabolizmasının önemli bir düzenleyicisi olan PGC-1α12 gibi anahtar mitokondriyal proteinlerde artışla kasılma fonksiyonunu geri kazandığı gösterilmiştir13. İn vitro model, MSC'lerin bozulmuş mitokondriyal fonksiyon üzerindeki sinyal mekanizmasını araştırmamıza izin verdi. Eksozomlar, mikroRNA (miRNA) dahil olmak üzere protein veya nükleik asitler içeren kararlı mikro-parçacıklar (50-150 nm) salgılanır14. Son in vitro veriler, MSC'den türetilen eksozomların mitokondriyal solunumun geri kazanılması için gerekli olan önemli bir sinyal mekanizması olduğunu göstermektedir.
Kök hücre kaynaklı eksozomlar, kolayca erişilebilir oldukları, ticari olarak üretilebildikleri ve etik çatışmalardan yoksun oldukları için umut verici yardımcı terapötiklerdir. Klinik translasyon göz önüne alındığında, miyokardın kış uykusuna yatan bölgesine cerrahi olarak dikilebilen MSC'den türetilmiş eksozomlarla gömülü bir kollajen yama oluşturuldu. Bu yama kullanılarak eksozomların sürekli olarak verildiği ve mitokondriyal iyileşmeyi hedefleyen ve mitokondriyal biyogenezi artıran parakrin sinyal mekanizması ile hücresiz bir rejeneratif tedavi sağladığı gösterilmiştir15. Bu prosedür, mitokondriyal fonksiyonu arttırmak ve revaskülarizasyon sırasında inflamasyonu azaltmak ve kronik iskemiye miyosit adaptasyonlarını tersine çevirmek yoluyla kardiyak fonksiyonu iyileştirmek için MSC'den türetilen tedavilerin etkisini incelemek için klinik öncesi model sağlar.
Bu çalışmada, KAH hastaları için standart tedaviyi taklit eden proksimal LAD darlığı alanını atlamak için LIMA'dan LAD'ye anastomoz kullanan pompa dışı KABG'nin cerrahi bir yöntemi gösterilmiştir. KABG ile yardımcı bir tedavi olarak, miyokardın iskemik bölgesine MSC'den türetilmiş eksozom gömülü kollajen yamanın cerrahi uygulaması gösterilmiştir. Bu cerrahi model, bir eksozom yaması kullanılarak görülen parakrin etkisine verilen fizyolojik yanıtları ve iyileşmenin moleküler mekanizmalarını incelemek için kullanılabilir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Minneapolis VA Tıp Merkezi ve Minnesota Üniversitesi'nin Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komiteleri (IACUC) tüm hayvan çalışmalarını onayladı. Laboratuvar hayvanlarının kullanımı ve bakımı için mevcut Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) kılavuzlarına uyuldu.
1. Mezenkimal kök hücrelerin izolasyonu ve eksozomların hazırlanması ve karakterizasyonu
- Kemik iliği kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin (MSC'ler) izolasyonu
- 20 haftalık bir dişi Yorkshire-Landrace domuzunun sternum veya tibiasından 30-50 mL steril kemik iliği elde edin. Bunu yapmak için, sternuma veya tibiaya 25 mm'lik 15G interosseöz bir iğne sokun ve numuneyi 10 mL heparin içeren 60 mL'lik bir şırıngaya çekin.
NOT: Kemik iliğinin toplanması hakkında daha fazla ayrıntı için Pittenger ve ark. ve Hocum-Stone ve ark.12,16. - Kısaca, kemik iliği örneğini 1800 x g'da 30 dakika boyunca heparinli bir Vacutainer CPT tüpünden geçirin.
- Mononükleer hücreleri içeren buffy kaplamayı çıkarın ve Hank'in dengeli tuz solüsyonu ile yıkayın. Santrifüjleme ile pelet mononükleer hücreler ve büyüme ortamında yeniden süspansiyon (% 10 fetal sığır serumu [FBS]).
- Yapışık büyüme için mononükleer hücreleri hücre kültürü şişelerine aktarın. MSC'leri mononükleer fraksiyondan yapışkan doğaları ile izole edin.
- Tüm MSC olmayanları 24 saat içinde yıkayın ve doku kültürü şişesinde tek bir MSC tabakası bırakın. MSC fenotipini akış sitometrisi ile doğrulayın, hematopoietik bir belirteç olan CD45 için negatiflik ve MSC'lerin belirteçleri olan CD90 ve CD105 için pozitiflik sağlayın.
- 20 haftalık bir dişi Yorkshire-Landrace domuzunun sternum veya tibiasından 30-50 mL steril kemik iliği elde edin. Bunu yapmak için, sternuma veya tibiaya 25 mm'lik 15G interosseöz bir iğne sokun ve numuneyi 10 mL heparin içeren 60 mL'lik bir şırıngaya çekin.
- Domuz mezenkimal kök hücrelerinden eksozomların hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tohum: 1 x 10,4 H9C2 sıçan kardiyomiyositleri ve kültürü, 1x DMEM+% 10 FBS ve 1x Pen / strep. Gelişmiş DMEM'de 2 x 104 domuz MSC'si + %5 FBS ve 1x Pen/strep tohumu.
- Her iki hücre hattı da en az %80 birleştiğinde, ortamı eksozomu tükenmiş H9C2 ve MSC ortamıyla değiştirin.
- H9C2 kardiyomiyositlerini hafif hipoksiye maruz bırakın (24 saat boyunca% 1O2 ). 24 saat sonra şişeleri hipoksiden çıkarın ve H9C2 ortamını pipetleyin.
- MSC ortamını MSC şişesinden çıkarın ve atın. Saflaştırılmış H9C2 ortamını MSC şişesine ekleyin. Şişeyi normoksik koşullarda (%5CO2, %20O2 ve 37 °C) 6 saat inkübe edin.
- Eksozomları, üreticinin talimatlarını izleyerek toplam eksozom izolasyon reaktifini kullanarak birlikte kültürlenmiş şartlandırılmış ortamdan çıkarın.
- CD-63'e (1:1000)17 karşı antikorlarla ortak ekzozomal proteinlerin western blot tespiti ile eksozomların tanımlanmasını doğrulayın.
- Eksozomları ölçmek ve nanopartikül boyutunun ve dağılımının değerlendirilmesini sağlamak için nanopartikül izleme analizi (NTA) gerçekleştirin. Bunu yapmak için, nanopartikül izleme analizörü kullanarak eksozomların konsantrasyonunu ve boyut dağılımını belirlemek için eksozomların toplam proteinini (50 μg) 500 μL PBS'de çözün.
- Nanoparçacık izleme yazılımı kullanarak verileri analiz edin.
2. Kapalı pompa koroner arter baypas greft cerrahisi
- Hayvan hazırlama
- Ameliyat için planlanan 3 gün önce hayvanı (16 haftalık dişi Yorkshire-Landrace domuzları) tartın. Oruç sırasında suya erişimi varken hayvanı ameliyattan önce 12 saat aç bırakın.
- Ameliyattan 2-4 saat önce kas içi yolla buprenorfin 0.18 mg/kg verin.
- Hayvanın indüksiyonu
- Kas içine 6.6 mg / kg tiletamin-zolazepam / ksilazin enjeksiyonu vererek hayvanı sakinleştirin.
- Çene tonusunu değerlendirerek yeterli sedasyon sağlamak için 15 dakika bekleyin ve ardından merkezi kulak damarına 22G kateter yerleştirilsin.
NOT: Kulak damarı yetersizse başka bir periferik damar (yani sefalik damar) düşünülebilir. - Oftalmik merhemi her göze topikal olarak uygulayın. Genel anesteziyi indüklemek için intravenöz yolla 1-2 mg / kg propofol uygulayın. Çene tonu, anestezi derinliğini en güvenilir şekilde yansıtır ve prosedür boyunca değerlendirilmelidir.
- Hayvanı uygun büyüklükte bir endotrakeal tüp ile entübe edin.
- Ameliyat
- Cerrahi işleme hazırlanırken hayvanın sternumunu ve kasıklarını tıraş edin.
- Ameliyat için derin anesteziyi sürdürmek için mekanik ventilasyonu dakikada 10-15 nefes, oksijen 1-4 L / dak ve izofluran% 1.0-3.0 olarak ayarlayın. Derin anesteziyi doğrulamak için göz veya çene refleksinin olup olmadığını kontrol edin.
- Hayvan üzerinde konum izleme ekipmanı (Elektrokardiyogram, gelgit sonu CO2, kalp atış hızı, Oksijen doygunluğu, kan basıncı ve sıcaklık).
- Bakım sıvılarını sürekli olarak uygulamak için IV kateteri bir normal salin veya laktat halkaları solüsyonu torbasına bağlayın.
- Yeterli sterilite ve cerrahi alan enfeksiyonu riskini en aza indirmek için povidon İyot ovma ve solüsyon 3x ile aseptik teknik kullanarak cildi hazırlayın.
- Aritmileri önlemek için intravasküler yolla (2 mg / kg yükleme dozu veya 50 mcg / kg / dak dozunda sürekli infüzyon) Lidokain verin.
- Hayvanı sırtına yerleştirin ve steril havlularla örtün.
- Seldinger tekniği ile arteriyel hat yerleşimi için sol veya sağ femoral arter kesimi yapın ve ardından ameliyat sırasında sürekli kan basıncı izleme için kateteri dönüştürücüye bağlayın.
- Monopolar elektrokoter kullanarak sternal çentikten proksimal olarak distal olarak ksifoit sürecine kadar uzanan 20 cm'lik bir kesi yapmak ve sternuma kadar kas, deri altı yağ ve bağ dokusu katmanlarını kesmektir.
- Salınımlı testere kullanarak medyan sternotomi yapın.
NOT: LAD konstriktörünü yerleştirmek için yapılan sol torakotomi prosedüründen önceki perikardiyal yapışıklıklardan kaynaklanan miyokardiyal yaralanma riski daha yüksek olduğundan, tekrar sternotomi için standart testereden kaçınılır. - Arka sternal plakayı bir makas kullanarak bölün. Mediastenin yeterli görselleştirilmesi için özel bir göğüs ekartörü kullanın.
- Monopolar elektrokoter veya Metzenbaum makası kullanarak yapışıklıkları inceleyin. Sol iç meme arterini (LIMA) ortaya çıkarmak için peristernal kas ve yağı dikkatlice inceleyin.
- LIMA sternal kenara lateral olarak maruz kaldığında, elektrokoter ucu ile künt diseksiyon kullanarak göğüs duvarından nazikçe ayırın. LIMA'yı iskeletleştirilmiş bir greft olarak kullanın.
- Diseksiyona 3. interkostal aralık seviyesinde başlayın. Optimum görselleştirme için sol sternal sınırı yavaşça kaldırın.
- LIMA'nın arteriyel ve venöz dallarını ortaya çıkarmak için adventitia'da hafif çekiş kullanın. Dalların LIMA tarafını hemoklips kullanarak klipsleyin ve dalların göğüs duvarı tarafını koterize edin.
NOT: LIMA üzerindeki klipsin dağlanmamasına dikkat edilmelidir, çünkü bu kanal daralmasına neden olabilir. - LIMA'nın ilk segmenti mobilize edildikten sonra, diseksiyona proksimalde subklavyen ven seviyesine doğru ve distal olarak LIMA bifurkasyonuna kadar devam edin.
- Diseksiyon bittikten sonra, 100-300 U / kg'lık bir dozda intravenöz yolla heparin uygulayın. Heparin uygulandıktan sonra 3 dakika bekleyin.
- 3 dakika sonra, LIMA'nın distal ucunu, LIMA çatallanma seviyesinden hemen önce kırpın ve kanalı bölün. Distal ucu serbest 2-0 ipek dikiş bağı ile dikin.
- Greftleme için proksimal ucu hazırlayın. Greftin birkaç saniye kanamasına izin vererek akış kalitesini görsel olarak inceleyin.
- Kanamayı önlemek için LIMA kanalının distal ucunu atravmatik bir bulldog kelepçesi ile nazikçe kelepçeleyin. Yaklaşık 5-6 cm'lik bir kesi yaparak perikardın ters T ile açılmasını sağlayın. Yarığın her iki tarafında traksiyon için perikard üzerine 3-0 boyutunda dikişler yerleştirin.
- LAD'yi silikon retraksiyon bantları ve sternal ekartöre sabitlenmiş doku stabilizatörü ile stabilize edin. Darlığın distalindeki LAD arterde (konstriktör bandın neden olduğu) 11 bıçakla bir arteriyotomi yapın ve bir iris makası ile uzatın.
- LAD'ye uygun boyutta bir koroner şant yerleştirin. LIMA'dan LAD'ye anastomozu, pompa dışı baypas tekniği kullanarak 7-0 çalışan emilmeyen sütür ile gerçekleştirin. LIMA üzerindeki bulldog tıkayıcıyı serbest bırakın ve hemostazı onaylayın.
- Mezenkimal Kök Hücre (MSC) kaynaklı eksozom yamasının hazırlanması
- Eksozomların MSC'lerden başarılı bir şekilde izole edilmesinin ardından, 3 mL normal salin içinde kabaca 3 x 108 eksozomu askıya alın ve kollajen süngere ekleyin.
- 3 mL eksozom süspansiyonunu 10 dakika boyunca yaklaşık 22 °C'de oda sıcaklığına getirin. 2 adet emilebilir kolaj süngeri (her biri 1,27 cm x 2,54 cm) orta boy bir Petri kabına yerleştirin.
- Eksozom süspansiyonunu nazikçe karıştırmak için 18G iğneli 5 mL'lik bir şırınga kullanın. Her bir kollajen süngerin üzerine 1,5 mL süspansiyonu yavaşça pipetleyin ve tam emilim için 5 dakika bekleyin.
- Eksozom yamasının yerleştirilmesi
- Eksozom yüklü süngeri, LAD'nin dağılımında anterior septal bölgenin epikardısı olan kalbin kış uykusuna yatan bölgesine baş aşağı yerleştirin.
- Kalbin kış uykusuna yatan bölgeyi örtmek için iki süngeri nazikçe yerleştirin. Her bir kollajen süngeri kaplamak için bir adet 3,5 cm x 1,0 cm poliglaktin ağ kullanın.
- Mesh'i ince 7-0 kesintili dikişlerle epikardiyuma dikin.
- Göğüs tüpü yerleştirme
- Sternotomi insizyonunun alt yönüne yakın ayrı bir bıçak kesisinden bir göğüs tüpü yerleştirin. Göğüs tüpünü kalbin ön yüzüne dikkatlice yerleştirin.
- Tüp yerleştirildikten sonra, tüpün çıkarılmasından sonra yaranın kapanmasını sağlamak için yatay bir şilte dikişi kullanarak 3-0 dikişli bir çanta ipi sütürü yerleştirin.
- Göğüs tüpü, göğüs tamamen kapanana kadar korunur.
- Göğüs kapanması
- Sternumu, sekiz rakamlı bir desen kullanarak emilmeyen sütürlerle yaklaştırın. İnsizyonun tüm uzunluğu boyunca intramüsküler yolla 1 mg / kg bupivakain uygulayın.
NOT: MR görüntülemeye karışmaması için teller yerine dikiş kullanılır. - Sırasıyla 2-0 ve 3-0 emilebilir sütür kullanarak kas ve cilt katmanlarını standart şekilde kapatın.
- Göğüs boşluğundaki tüm havayı boşaltmak için bir nefes tutma ve emme işlemi gerçekleştirin. Ventilatördeki hava yolu basıncını dikkatli bir şekilde izleyin ve basıncı 15-22 mmHg arasında tutun ve tamamlandığında bırakın.
- Tüm hava boşaltıldıktan sonra, çanta ipi sütürünü kullanarak yarayı kapatırken göğüs tüpünü çıkarın. Sternal insizyonu kapatmak için yapışkan yapıştırıcıyı topikal olarak uygulayın.
- Sternumu, sekiz rakamlı bir desen kullanarak emilmeyen sütürlerle yaklaştırın. İnsizyonun tüm uzunluğu boyunca intramüsküler yolla 1 mg / kg bupivakain uygulayın.
- Ameliyat sonrası ameliyat sonrası bakım
- Deri kesisi kapatılırken hayvanı yavaş yavaş ventilatörden ayırın. Hayvanı anestezi ekipmanından ayırmadan önce hayvanın kendiliğinden nefes alabildiğinden ve refleksleri koruyabildiğinden emin olun.
- Hayvanın hava yolunu koruyabildiğini doğruladıktan sonra endotrakeal tüpü çıkarın. Cerrahi alan enfeksiyonunu en aza indirmek için cilt kesisini antibiyotikli merhem ile gömülü steril ve yapışmayan pansuman ile örtün.
- Hayvan yardım almadan pozisyonunu koruyana kadar her 15 dakikada bir kalp atış hızı, solunum hızı, vücut ısısı gibi hayati belirtileri izlemeye devam edin.
- Hayvanın başını kaldırıp tutana ve yardım almadan ayakta durabilene kadar gözetimsiz bırakılmadığından emin olun. Hayvanı kurtarma ünitesine taşımadan önce deri altı yolla 0.2 mg / kg'lık bir dozda meloksikam uygulayın.
- Hayvan stabil olduğunda hayvanı kurtarma ünitesine taşıyın. Ameliyat sonrası 3. güne kadar ameliyat bölgesi pansumanını kesi üzerinde tutun. Kirlenirse pansumanı değiştirin.
- Ameliyattan sonraki ilk 5 gün boyunca hayvanın ağrı seviyesini, cilt kesisini ve genel refahını izlemeye devam edin. Atılım ağrısı için günde bir kez gerektiği gibi yarım doz meloksikam (0.1 mg / kg) uygulayın.
- Ameliyattan sonraki ilk 5 gün boyunca hayvanı tek başına barındırırken, insizyon (lar) başka bir hayvan tarafından cerrahi alan enfeksiyonu riskini azaltmak için iyileşir. Hayvanı 5 gün sonra grup konutuna iade edin.
- Hayvanın durumundaki herhangi bir komplikasyonu veya değişikliği (ateş, asit, kilo kaybı, iştahsızlık vb.) veteriner hekime veya uygun personele bildirin.
3. Femoral erişim kullanılarak koroner anjiyografi
- Hayvanı sırt yaslığında ameliyat masasına sabitleyin. Dakikada 10-15 nefeste mekanik ventilasyonu başlatın. Derin bir anestezi düzlemini korumak için gerektiğinde oksijeni 2-4 L / dak'ya, izofluranı% 1 ve% 4'e ayarlayın.
- Kalp ritmini izlemek için EKG kablolarını hayvanın uzvuna yerleştirin. Hayvanı anestezi derinliği açısından değerlendirin. Göz veya çene refleksi olmadığında hayvanın derin anestezi aldığını düşünün.
- Göğüs ve boyun bölgesini povidon iyot peelingi ile temizleyin ve ardından hayvanı havluyla örtün.
- Femoral artere cerrahi kesi yoluyla erişin ve femoral arteri ve veni ortaya çıkarın. Femoral arterde 11 numaralı bıçakla 1-2 mm'lik uzunlamasına bir kesi yapın ve damar lümeninde 11 Fr indükleyici kılıf kullanarak arteri kanüle edin.
- Erişim sağladıktan sonra, LIMA-LAD greftinin anatomik açıklığını değerlendirmek için koroner anjiyografi yapmak için kateteri ilerletin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Revaskülarizasyonu takiben, LAD darlığı (%80'den fazla) ve LIMA-LAD greftinin açıklığını değerlendirmek için koroner anjiyografi yapılır (Şekil 1). Revaskülarizasyon ameliyatından ve eksozom yüklü kollajen yamanın yerleştirilmesinden dört hafta sonra, 5μg/kg/dk'da düşük doz dobutamin infüzyonu kullanılarak kalbin istirahatte ve stres altında sistolik ve diyastolik fonksiyonunu değerlendirmek için kardiyak MRG yapılır. Sistolik fonksiyon, duvar kalınlığı yüzdesi ölçülerek analiz edilir (sistol ucundaki duvar kalınlığı - diyastol ucundaki duvar kalınlığı). Diyastolik fonksiyon, diyastol sonu volüm (PFR/EDV; Şekil 2). LAD bölgesinde miyokard infarktüsü olmadığını doğrulamak için gecikmiş kontrast görüntüleme yapıldı. LAD bölgesinde bir enfarktüs varsa, bunun nedeni muhtemelen konstriktörün neden olduğu tromboza sekonder tıkalı arterdir. Bölgesel duvar hareketi anormalliklerinin olmaması, kış uykusuna yatış fenotipinin eksikliğini gösterir.
Düşük dozda dobutamin infüzyonunda, HIB hayvanları, kontrol grubuna kıyasla PFR / EDV ile ölçülen diyastolik fonksiyonda anlamlı azalma gösterir (sırasıyla 5.5 ± 0.8'e karşı 6.9 ± 1.5, p < 0.05). KABG grubu, HIB grubuna kıyasla PFR/EDV'de iyileşme eğilimi göstermektedir (sırasıyla 6.3 ± 0.9'a karşı 5.5 ± 0.8, p = 0.06). Bununla birlikte, CABG + MSC grubu, HIB grubuna kıyasla PFR/EDV'de anlamlı bir artış göstermektedir (sırasıyla 6.6 ± 1.1'e karşı 5.5± 0.8, p = 0.03; Şekil 3). Kardiyak MRG, sol internal meme arteri (LIMA) ile sol ön inen arter (LAD) baypas greftinin stenoz18 bölgesinin distalinde nekroz ve açıklık olmadığını doğrulamak için kullanıldı.
İstirahatte, CABG + MSC grubu, tek başına CABG ile karşılaştırıldığında bölgesel sistolik fonksiyonu (yüzde duvar kalınlığı ile ölçülür) değiştirmez (%26.3 ± %7.0'a karşı %34.9 ± %6.3; p = 0.19). Stres altında, CABG + MSC grubu, tek başına CABG ile karşılaştırıldığında bölgesel sistolik fonksiyonda anlamlı iyileşme gösterir (%78.3 ± %19.6'ya karşı %39.2 ± %5.6; p = 0.05)12 (Şekil 4).
Nekropside, LAD darlığı ve LIMA açıklığını sağlamak için uygun büyüklükte koroner dilatatörler kullanıldı. Miyokard, doku canlılığının tüm bölgelerde, özellikle iskemik bölgede mevcut olduğundan emin olmak için yoğun bir şekilde incelendi. Trifeniltetrazolyum klorür (TTC) boyası yara izi olmadığını doğruladı.
Şekil 1. Anatomiyi gösteren kardiyak anjiyografi. Koroner anjiyografide proksimal LAD arterde %>80 darlık ve patent LIMA-LAD greft anastomozu saptandı. Kısaltmalar: LIMA= Sol internal meme arteri, LAD= Sol ön inen Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2. Kardiyak MRG kullanılarak diyastolik gevşeme, küresel kasılma fonksiyonu ve canlılığın değerlendirilmesi. (A) Diyastolik gevşeme: Kardiyak siklus sırasında sol ventrikül (LV) hacminin ilişkisi. X ekseni s cinsinden zamandır; y ekseni sol ventrikülün mL cinsinden hacmidir. Kırmızı çizgi, en yüksek doldurma oranını gösterir (LV'nin hacmi artırdığı en hızlı hız). PFR, hayvanlar arasındaki boyut farkını hesaba katmak için hayvanın diyastol sonu hacmine (PFR/EDV) normalleştirilir. (B) Global kasılma fonksiyonu: Kardiyak siklus sırasında segmental çevresel zorlanma (Circ strain) (x ekseni: ms cinsinden süre; y ekseni: diyastol sonu ölçüme kıyasla sol ventrikül segmentinin çevresel uzunluğundaki yüzde değişim). Tepe çevresel gerinim, döngünün en negatif değeri ile temsil edilir. (C) LAD dağılımının temsili kardiyak MRG görüntüsü: LAD dağılımı anteroseptal duvarı temsil eden kırmızı ile vurgulanmıştır. 4 odacıklı (D) uzun eksen ve (E) kısa eksen görünümlerinde artmış gadolinyum kontrastına dayalı enfarktüs kanıtı yoktu. Kısaltmalar: LV= sol ventrikül/ventrikül; LAD= sol ön inen; MRI = manyetik rezonans görüntüleme. Bu rakam 6'dan değiştirildi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3. Pik dolum oranının / Diyastol sonu hacminin MRG değerlendirmesi. PFR/EDV ile ölçülen diyastolik fonksiyon dört grup (Kontrol, HIB, KABG ve KABG + MSC) arasında karşılaştırıldı. İstirahatte, PFR / EDV dört hayvan grubu arasında karşılaştırılabilir. Bununla birlikte, düşük doz dobutamin infüzyonu (5μg/kg/dk) kullanılarak stres altında, HIB grubunda kontrole göre PFR/EDV'de anlamlı bir azalma (p < 0.05), KABG grubunda iyileşme eğilimi (p=0.06) ve KABG + MSC grubunda anlamlı artış (p < 0.05) görüldü. İstatistiksel analizler tek yönlü varyans analizi (ANOVA) testi kullanılarak yapılmıştır. Veriler SD ± ortalamalar olarak sunulmuştur. Kısaltmalar: CABG = Koroner arter baypas grefti, PFR = Pik dolum oranı, EDV = diyastol sonu hacmi; MRI= Manyetik rezonans görüntüleme, MSC= Mezenkimal Kök Hücreler, SD= Standart sapma. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4. Duvar kalınlaşması ile bölgesel sistolik fonksiyonun MRG değerlendirmesi. MSC yaması ile tedavi, sahte yama ile karşılaştırıldığında bölgesel kardiyak fonksiyonda iyileşme gösterir. (A) Duvar kalınlaşma yüzdesi ile ölçülen bölgesel sistolik fonksiyon, sahte (n = 6) ile karşılaştırıldığında MSC yama tedavisi (n = 6) ile istirahatte önemli ölçüde iyileşmez. (B) Düşük doz dobutamin infüzyonu (5μg / kg / dak) kullanılarak stres altında, sahte hayvanlara kıyasla MSC yaması ile tedaviyi takiben bölgesel sistolik fonksiyonda önemli bir iyileşme vardır (P<.05). İstatistiksel analizler Mann-Whitney testi kullanılarak yapıldı. Yatay çubuklar ortalama standart sapmayı gösterir. *Sayfa<.05. Kısaltmalar: MSC= Mezenkimal kök hücreler. Bu rakam 12'den değiştirildi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Ek tablo 1. Prosedürlere genel bakış ve her prosedürün zaman çizelgesi. Bu Dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Bu çalışma, cerrahi revaskülarizasyon sırasında MSC'den türetilmiş eksozom yüklü kollajen yaması ile tedavinin, potansiyel olarak mitokondriyal iyileşmeyi hedefleyerek inotropik stimülasyon üzerine diyastolik ve sistolik fonksiyonu iyileştirdiğinin gösterildiği kronik iskemik miyokardın ilk domuz modelini sunmaktadır. Daha önce, HIB'nin büyük bir hayvan modelinde, kardiyak MRG ile ölçülen diyastolik ve sistolik fonksiyonun bozulduğu ve tam iyileşme olmadan revaskülarizasyon ile sadece biraz iyileştiği gösterilmiştir 6,19. Disfonksiyon, korunmuş sol ventrikül ejeksiyon fraksiyonuna rağmen meydana geldi. Bu bulgular, korunmuş sol ventrikül fonksiyonu olan tek bir damar bölgesinde kronik iskemik miyokardlı hastalarda görülen klinik deneyimi doğru bir şekilde taklit eder.
Revaskülarizasyon cerrahisi sırasında, özellikle geçirilmiş torakotomi ortamında, çeşitli kritik ve teknik zorluklar vardır. Sternal girişte kardiyovasküler yaralanma bir risktir, çünkü perikard zaten ihlal edilmiştir ve yapışıklıklar mevcut olabilir. Sternotomi, sternuma yakınlık veya yapışma nedeniyle kalp hasarına neden olabilir. Bu risk, olaysız bir sternal yeniden girişi teşvik ettiği gösterilen salınımlı bir testere kullanılarak azaltılabilir.
Başarılı bir KABG elde etmek için önemli bir husus greft kalitesidir. Titiz LIMA hasadı, yüksek kaliteli KABG'nin başarılı bir şekilde gerçekleştirilmesinde önemli bir teknik husustur ve gelişmiş greft açıklığı ile ilişkilidir. LIMA iki teknik kullanılarak hasat edilebilir: pediküllü ve iskeletleştirilmiş. Pedicled tekniği, LIMA'nın sternumdan damarları, fasyası, yağı ve lenfatikleri ile birlikte diseke edilmesini içerir. İskeletleştirilmiş teknik, LIMA'nın çevresindeki tüm dokulardan arındırılmasını ve bu nedenle arterin sadece20 değerini vermeyi içerir. Bu modelde sternal iskemiyi en aza indirebildiği ve greftin pediküllü LIMA20'den daha uzun olduğu için iskeletleştirme tekniği uygulanmıştır. LIMA hassas bir yapıdır, herhangi bir aşırı gerilme, kenetleme veya yanlış yerleştirilmiş klipsler vasküler yaralanmaya ve tatmin edici olmayan sonuçlara neden olabilir. Diseksiyon sırasında koter ucu dikkatli ve düşük voltajda kullanılmalıdır. Arteri perfore dallarından ayırırken, dalların LIMA tarafı hemoklipsler kullanılarak kırpılır. Kanalın daralmasına neden olabileceğinden klipslerin dağlanmamasına özen gösterilmelidir. Aşılamadan önce pulsatil akışı onaylayın.
Ameliyat sırasında, özellikle anastomozu dikerken hareketi en aza indirmek için makul miktarda anestezi ve felç tutulduğundan emin olun. Aritmi ve tromboz riskini ortadan kaldırmak için sırasıyla uygun dozlarda lidokain ve heparin (200-300 ünite/kg) kullanmak çok önemlidir. Hayvan ameliyat sırasında herhangi bir aritmi yaşarsa, ikinci bir lidokain dozu belirtilebilir. Femoral arter hattının kullanımı sürekli hemodinamik monitörizasyona izin verir. Anastomoz yapılırken ya kalbin arkasına 1-2 cerrahi sünger koymak ya da sol karıncığı yukarı kaldırmak için perikardın her iki yanına dikiş atılması yararlıdır. Bu modelde, hedef bölgeyi etkili bir şekilde hareketsiz hale getirmek için silastik bantlar ve emme basıncını kullanan doku stabilizatörü kullanıyoruz. Stabilizatör yerleştirildikten ve kalp kaldırıldıktan sonra EKG'de ST depresyonuna ek olarak arteriyel kan basıncında hafif bir düşüş kaydedilebilir. Bu hemodinamik bozukluklar genellikle herhangi bir girişim gerektirmeden iyi tolere edilir. Hemodinamik instabilitenin önemli olduğu durumlarda, arteriyel kan basıncını yükseltmek için intravenöz yoldan bir doz fenilefrin (5-20 μg/kg) uygulanabilir. Hemodinamik instabilite hayatı tehdit ediyorsa, acil kurtarma ilacı olarak intravenöz yolla bir doz Epinefrin (0.1 μg / kg; seyreltilmiş 1: 10.000) uygulanabilir. LAD bir kunduz bıçağı ile açığa çıkarıldığında, 11 bıçakla bir arteriyotomi yapılır ve mikrocerrahi makasla tamamlanır. Bu manevra sırasında LAD'ın arka duvarına zarar vermemeye dikkat edilmelidir. Doğru dikişe izin vermek için pompa dışı KABG sırasında arteriyotomi bölgesini kansız tutmak çok önemlidir ve tuzlu su çözeltisi ile aralıklı irrigasyon, CO2 üfleyici kullanımı ve intraluminal koroner şantlar dahil olmak üzere çeşitli teknikler tanımlanmıştır21. Bu çalışmada, CO2 üfleyici ve uygun boyutta bir intraluminal koroner şant kullanıldı, çünkü her ikisi de pompa dışı KABG operasyonlarında rutin olarak kullanıldı. CO2 mister blower'ın potansiyel olarak ölümcül bir komplikasyonu hava embolisidir. Bununla birlikte, arteriyotomi içinde fiziksel bir bariyer görevi görebilen koroner şant kullanılarak hava embolisi riski ortadan kaldırılabilir. Ek olarak, koroner şant kullanımı cerrahi alanın kansız kalmasına yardımcı olur, bu da daha düşük bir gaz akışının kullanılmasına izin verir ve hava embolisi riskini daha da en aza indirir. Şantlar ayrıca anastomoz için teknik hassasiyeti artırır ve dikiş atılırken arterin arka duvarının yanlışlıkla yaralanmasını önler22.
Bu köklü domuz modelinde, KABG ameliyatı sırasında pompa açma tekniği yerine pompa dışı bir teknik kullanılmıştır. Bu tekniğin on-pump yerine kullanılmasının avantajları, ameliyat süresini en aza indirmek ve tam heparinizasyon ile aort ve sağ atriyumun santral kanülasyonunu önlemektir. Ayrıca ameliyat sonrası kanama ve/veya kardiyak temponade riskini azaltarak ameliyat sonrası hayvanın daha hızlı iyileşmesine yardımcı olur. Bunlar, hem açık hem de kapalı pompada CABG uygulanan hastalarda klinik deneyime dayanan varsayılan avantajlardır.
Bu eksozom yüklü kollajen yaması, revaskülarize edilmiş iskemi bölgesine cerrahi olarak sabitlenebilmesi ve ölçülebilmesi bakımından yenidir. Bu, eksozomların birkaç gün boyunca yamadan sürekli salınmasına izin verir ve iskemik bölgenin sürekli ve doğrudan tedavisi ile sonuçlanır. KABG ve eksozom ile tedaviden 4 hafta sonra kış uykusuna yatan dokunun histopatolojisi, miyokardın yamanın kendisine enflamatuar yanıtının olmadığını gösterdi, ancak enflamatuar hücreler için boyama ile belirgin olarak sütür bölgesinde bir miktar iltihaplanma kaydedildi. Miyokarda eksozom iletimi için çeşitli yöntemler önerilmiş olsa da, eksozomun doğrudan enjeksiyonu gibi yaygın teknikler, eksozomların %90'a kadarı enjeksiyondan sonra yıkandığı veya dağıldığı için yaralı bölgede terapötik ürünün düşük tutulmasına neden olur23. Enjeksiyondan sonra eksozom retansiyonunun analizi, enjeksiyondan sonra 3 saate kadar tamamlanmıştır ve eksozom içeriğinde önemli düşüşler göstermiştir24. Eksozomların izole edilmesi kolaydır ve uzun süreler boyunca saklama koşullarında daha fazla esnekliğe sahiptir, bu da akut ortamda kullanılabilecek hazır ürünler için bir fırsat sunarak hastalara daha fazla çevrilebilir hale getirir.
Bu çalışma, hayvanların yaşı ve cinsiyeti dahil olmak üzere çeşitli sınırlamalara sahiptir. Cerrahi ve lojistik sınırlamalar, hayvan refahı düzenlemeleri ve personel güvenliği ile ilgili hususlar göz önüne alındığında, sadece yavru dişi domuzlar incelenmiştir. KABG cerrahisi modelin karmaşıklığına katkıda bulunsa da, diğer daha az invaziv girişimler (perkütan koroner girişim veya PCI) konstriktörün rijit doğası nedeniyle LAD'nin stenotik bölgesinin açılmasına izin vermeyeceğinden gerekli bir müdahaleydi18. Ayrıca, herhangi bir komorbiditesi olmayan bu tek damar darlığı modeli, insan popülasyonunda görüldüğü gibi uzun süredir devam eden koroner aterosklerozun kapsamını ve etkilerini tam olarak simüle etmemektedir. Gelecekteki çalışmalar, konstriktörü sirkumfleks arter ve LAD üzerine cerrahi olarak yerleştirerek hazırda bekletme miyokardının çok damarlı bir hastalık modelini kullanmaya odaklanacaktır. Bununla birlikte, bu iki damarlı hastalık modeli, ejeksiyon fraksiyonu azalmış miyokardın kış uykusuna yatmasına neden olacaktır. Hayvan ölümleri muhtemelen artacaktır ve cerrahi olarak revaskülarizasyon daha karmaşıktır ve pompa üzerinde baypas desteği gerektirir. Gelecekte, yama tipinin pratik uygulamalarıyla ilgili sorunlar varsa, hücreden arındırılmış hücre dışı matris veya alternatif hidrojel formu gibi diğer iskele malzemesi seçenekleri araştırılacaktır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yok.
Acknowledgments
Bu çalışma, Amerika Birleşik Devletleri'nden (ABD) VA Merit Review #I01 BX000760 (RFK) tarafından desteklenmiştir. Gazi İşleri Bakanlığı BLR&D ve ABD Gazi İşleri Bakanlığı #I01 BX004146 (TAB) hibe ediyor. Ayrıca Minnesota Üniversitesi Lillehei Kalp Enstitüsü'nün desteğini de minnetle kabul ediyoruz. Bu çalışmanın içeriği, Amerika Birleşik Devletleri Hükümeti'nin ABD Gazi İşleri Bakanlığı'nın görüşlerini temsil etmemektedir.
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).
