Обобщение
Имплантирането на биотрансплантат за лечение на инфаркт на миокарда, причинен от LAD, в модел на гризачи обикновено изисква две операции на открито сърце. С цел намаляване на смъртността и осигуряване на оптимални условия за фиксиране на твърди желатинови и свързани с клетки биоматрици, са разработени минимално инвазивни процедури.
Резюме
Въведение
Лигирането на коронарната предна низходяща артерия (LAD) е златен стандарт за ИМ в модел на малко животно, което води до трансмурален инфаркт и зрял белег. Клетъчната терапия, прилагана в хроничната фаза на ИМ, изисква втора хирургическа интервенция. Обикновено се извършва средна стернотомия, за да се позволи интрамиокардно инжектиране на клетки или епикардно имплантиране на биографти. Такива инвазивни хирургични процедури увеличават смъртността, времето за възстановяване след операцията, болката и риска от инфекция. Представеният тук минимално инвазивен подход не само избягва това пристрастие, но също така осигурява оптимална достъпност на сърцето за провеждане на лечение. ИМ и епикардиална имплантация на клетки, свързани с тип биоматричен гел, се извършват в биещо сърце чрез лява интеркостална торакотомия.
Необходим е абонамент. Моля, препоръчайте JoVE на вашия библиотекар.
Протокол
ЗАБЕЛЕЖКА: Мъжки и женски плъхове Lewis, 200-220 g, бяха настанени при стандартни лабораторни условия (12-часов цикъл на светлина и тъмнина, вода ad libitum и храна, IVC клетка). Всички животни бяха третирани в съответствие с препоръките на швейцарския закон FELASA и относно защитата на животните.
1. Подготовка на клетки: Изолиране на мезенхимни стволови клетки от костен мозък
2. Първа торакотомия и LAD лигиране
3. Епикардно приложение на втория път за лечение на торакотомия
Необходим е абонамент. Моля, препоръчайте JoVE на вашия библиотекар.
Представителни резултати
Всички животни са се възстановили в рамките на 1 час след торакотомия. Заздравяването на раната беше бързо. Не се наблюдава инфекция или оток.
Двойната двойна торакотомия позволява оптимален достъп до сърцето (Фигура 1). Болката и смъртността след операцията бяха ниски. Животното бързо се възстанови от операцията и напълня (Фигура 2). Процентът на оцеляване на Kaplan Meir е бил 96% за първата торакотомия. Още четири плъха от 104 умират в следващото 24-часово приложение на лечение чрез втора торакотомия. Процентът на преживяемост на Kaplan-Meir варира от 100%, когато животното е получило втора торакотомия, но няма лечение (фалшиво лечение), 96% за групата MSC и фибринов уплътнител или 86%, когато животното получи MSC, инжектирано директно в миокарда (Фигура 3).
Ехокардиографската оценка в М-режим, извършена 2 седмици след LAD лигиране, показва намаляване на съкращаващата фракция (FS) от 44 ± 3% на 22 ± 4%. Представянето на честотата на FS, регистрирано при 104 животни LAD съобщение за лигиране на съобщения, дава доказателства за повторяемостта на метода. (Фигура 4). Коефициентът на вариация (CV) е 17%. В допълнение, ехокардиографията, проведена на 2 и 6 седмици след LAD лигиране, показва прогресия към сърдечна недостатъчност, предполагана от намаляване на фракцията на изтласкване (EF) и увеличаване на обемите на LV в диастола и систола. (Фигури 4 Y. 5). Развитието на трансмурален инфаркт в фалшиво оперираната група е потвърдено чрез оцветяване на Голднер в напречни сечения на сърцето (Фигура 6).
Фигура 1 (А) Използването на ретрактор позволява достъп до сърцето след торакотомия. LAD лигирането е извършено 2 седмици по-рано и шевът е видим (стрелка). Лечението епикардно приложение се извършва с минимална екстернализация на сърцето. (Б) Пелетните клетки, фиксирани с фибринов уплътнител, бяха задържани на повърхността на инфарктната зона.
Фигура 2. Ежедневното следоперативно проследяване показва загуба на тегло в продължение на 2 дни след операцията. Възстановяването е придружено от наддаване на тегло при всички животни. Вариациите на теглото не зависят от вида на лечението.
Фигура 3. Графика за лигиране на Каплан-Меир, изобразяваща съобщение за процент на оцеляване LAD (A) и последващо третиране чрез a втората торакотомия (В) показа, че и двете операции водят до намалена загуба на животни. контролната група представлява здраво животно, което не е оперирано. Две седмици след първата торакотомия, животните са получили или фиктивна операция, но без лечение (фалшиво лечение), само фибринов уплътнител, клетки, фиксирани с фибринов уплътнител, клетки или директно инжектирани в миокарда (инжектиран MSC).
Ехокардиографски изображения Фигура 4 (А) Представителен М-режим, предварително регистриран (здрав) и 2 седмици след LAD лигиране (инфаркт). Разпределение (Б) Честота на съкращаване на стойностите на фракциите, записани две седмици след LAD лигиране (n = 104).
390fig5highres.jpg "width =" 500 "/>
Фигура 5. Сърдечната функция се оценява чрез двумерна ехокардиография (бипланов метод на Симпсън) и се записва 2 и 6 седмици след LAD лигиране. Животното имаше две торакотомии, но не получи лечение. Средните стойности ± SD, както и индивидуалните стойности са представени от фракцията на изтласкване (ДА СЕ) LV обем по време на систола (Б) и диастола (° С). Статистическите анализи бяха извършени с помощта на сдвоен непараметричен тест на Wilcoxon.
Фигура 6. Представително оцветяване на Goldner, показващо фиброзен белег (зелен) и жизнеспособен миокард (червен) на 2 седмици (A) и 6 седмици след LAD лигиране (B).
Необходим е абонамент. Моля, препоръчайте JoVE на вашия библиотекар.
Дискусия
Постоянното LAD свързване причинява необратимо увреждане на миокарда. Първият животински модел е описан през 1960 г. Оттогава той се счита за стандартен и подходящ модел за хроничен ИМ. Неговата стабилност и възпроизводимост позволява експериментална оценка на терапиите за МИ 5. Подобряване на процедурите след първоначалното описание отчита оперативна смъртност от 35-13% 6.
Както се очаква, LAD лигиране, предизвикано от нарушена сърдечна функция, наблюдавано в рамките на 2 седмици. По-нататъшен спад в сърдечната функция е регистриран за максимум 6 седмици и е свързан с трансмурален фиброзен белег. Освен това, LV ремоделиране, включително LV дилатация се вижда ясно 6 седмици след лигирането.
Между първата и втората операция е избран интервал от 2 седмици. При това състояние втората торакотомия беше улеснена от липсата на сраствания, тъй като те бяха твърде много след 1 седмица за изпълнението на вторите хирургични функции при оптимални условия. Освен това 2 седмици представляват оптимална времева рамка за прилагане на лечението и им се позволява да избегнат преждевременния скок на индуцирано от исхемия възпаление и да приложат лечението преди образуването на плътна фиброзна тъкан и прогресията на дилатацията.
Въпреки че латералната торакотомия днес е стандартната хирургична процедура за LAD лигиране при малки животни, обикновено се извършва средна стернотомия за прилагане на 7 клетъчна терапия. Втората интеркостална торакотомия, представена за прилагане на лечение, е нов подход, минимално инвазивен; Позволява достъп до сърцето през ребрата, без да реже костите и да разделя мускула. Появата на прилепване е намалена поради малкия и ограничен белег след първата торакотомия и те не пречат на изпълнението на приложението за лечение. Подходът доведе до много нисък риск от кървене, бързо следоперативно възстановяване, ниска смъртност, болка и риск от инфекция. Тази втора минимално травматична процедура продължи 20 минути за операция и до 20 минути за фиксиране на матрицата. Бързата процедура и ограничената експозиция на сърцето сведоха до минимум изсушаването на сърдечната тъкан. Следоперативният ултразвук доведе до получаване на качествени изображения за анализ на възпроизводими измервания. Нямаше синини, които да компрометират образа.
Достъпността на сърцето позволява оптимална видимост на инфарктния миокард, както и добра експозиция на сърцето за прилагане на епикардни лечения, включително твърди и гел биографти 8-10.
Основните технически предизвикателства, свързани с хирургическа манипулация, дебиографт твърдо вещество. Ако матрицата е твърда и не е гъвкава, трябва да се предпочете фиксирането с конци. Следните критични стъпки трябва да бъдат взети предвид за успеха на процедурата. Първо, трябва да се обърне специално внимание по време на торакотомията, за да се избегне счупване на ребрата. Второ, излишното лепило трябва внимателно да се отстрани, за да се предотврати залепването на други тъкани. И накрая, стандартизираното позициониране на лигирането е важно, тъй като може да намали променливостта в размера на инфаркта. Трансмурален инфаркт може да се получи, когато LAD се лигира на 4 mm от предсърдието.
В заключение, двойната торакотомия представлява безопасна хирургична процедура с ниска смъртност, адекватен достъп до биещото сърце за прилагане на лечението и следователно ще благоприятства оптимизирането на експерименталното планиране и намаления брой загуби на животни.
Необходим е абонамент. Моля, препоръчайте JoVE на вашия библиотекар.
Благодарности
Авторите благодарят на проф. Hendrik Tevaearai и отделението по сърдечно-съдова хирургия за финансова подкрепа за началната част на изследването.