Клітинна терапія серцевої недостатності при подвійній торакотомії щурів при інфаркті міокарда та
Резюме
Імплантація біотрансплантата для лікування інфаркту міокарда, індукованого лігуванням LAD, на моделі гризунів, як правило, необхідна для обох операцій на відкритому серці. З метою зменшення смертності та забезпечення оптимальних умов для приєднання твердих і пов'язаних з клітинами желатинових біоматеріалів розроблені малоінвазивні процедури.
Анотація
Вступ
Перев'язка лівої передньої низхідної коронарної артерії (DAL) є золотим стандартом для ІМ на моделях дрібних тварин, що призводить до трансмурального інфаркту та зрілого рубця. Клітинна терапія, що застосовується в хронічній фазі ІМ, вимагає повторного хірургічного втручання. Зазвичай проводять стернотомію середньої лінії, щоб дозволити внутрішньоміокардіальну ін’єкцію клітинної імплантації або епікардіальних біотрансплантатів. Ці інвазивні хірургічні процедури збільшують рівень післяопераційної смертності, час відновлення, біль та ризик зараження. Представлений тут мінімально інвазивний підхід не тільки запобігає такому упередженню, але також забезпечує оптимальну доступність серця для застосування лікування. ІМ та епікардіальна імплантація клітин, пов’язаних з гелеподібною біоматрицею, виконується на серце, що б’ється, методом лівої міжреберної торакотомії.
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Протокол
ПРИМІТКА. Самці та самки щурів Льюїса, 200-220 г, утримувались у стандартних лабораторних умовах (12 годин світлового та темного циклу, вода ad libitum та їжа, клітка IVC). З усіма тваринами проводили лікування відповідно до рекомендацій FELASA та швейцарського закону про захист тварин.
1 Підготовка клітин: виділення мезенхімальних стовбурових клітин з кісткового мозку
2 Перша торакотомія та перев’язка LAD
3. Введення в серце через друге лікування торакотомією
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Репрезентативні результати
Усі тварини одужали протягом 1 години після торакотомії. Рани швидко зажили. Інфекції та набряків не спостерігалося.
Подвійна ліва торакотомія дозволила отримати оптимальний доступ до серця (Фігура 1). Біль та післяопераційна смертність були низькими. Тварина швидко оговталася від операції та набрала вагу (рисунок 2). Відсоток виживання Каплана Мейра становив 96% при першій торакотомії. Четверо щурів старше 104 загинули під час наступного 24-годинного лікування другою торакотомією. Відсоток виживання Каплана-Меїра коливається від 100%, коли тварині була проведена друга торакотомія, але не проводилось лікування (підроблено), 96% MSC та групи фібринового клею, або 86%, коли тварині отримували MSC безпосередньо в ін’єкції всередину міокарда (рисунок 3).
Ехокардіографічна оцінка режиму М, проведена через 2 тижні після перев’язки LAD, показала зменшення укорочуючої фракції (ФС) з 44 ± 3% до 22 ± 4%. Представлення частоти ФС, зафіксованої у 104 тварин через два тижні після перев'язки LAD, дало докази повторюваності методу (Малюнок 4). Коефіцієнт варіації (CV) становив 17%. Крім того, ехокардіографія, проведена через 2 та 6 тижнів після перев’язки LAD, показала прогресування серцевої недостатності, що передбачається зменшенням фракції викиду (EF) та збільшенням об’єму LV у діастолі та систолі. (рисунки 4 і 5). Розвиток трансмурального інфаркту у фальшивій оперованій групі було підтверджено фарбуванням Голднера на поперечних зрізах серця (Малюнок 6).
Рисунок 2: Щоденний післяопераційний моніторинг показав втрату ваги протягом 2 днів після операції. Одужання супроводжувалося збільшенням ваги у всіх тварин. варіації ваги не залежать від типу лікування.
Рисунок 3 Відсотковий графік Каплана-Меїра, що представляє виживання після перев'язки LAD (A) та після обробки a Друга торакотомія (В) показала, що обидві операції призвели до зменшення втрат тварин. контрольна група представляє здорову тварину, яка не мала операції. Через два тижні після першої торакотомії тваринам зробили або фіктивну операцію, але не проводили (фіктивну) обробку, лише фібриновий клей, клітини, закріплені фібриновим клеєм, або клітини, що вводяться безпосередньо всередину міокарда. (Вводиться MSC).
Малюнок 4 (А), що представляє М у режимі попередньо записаних зображень ехокардіографії (здоровий) та через два тижні після перев’язки LAD (інфаркт). Відділ (B) частота дробових значень вкорочення, зафіксована через два тижні після перев'язки LAD (n = 104).
390fig5highres.jpg "width =" 500 "/>Рисунок 5 Серцеву функцію оцінювали за допомогою двомірної ехокардіографії (метод біплана Сімпсона) та реєстрували через 2 та 6 тижнів після перев'язки LAD. Тварина мала дві торакотомії, але не отримувала лікування. Для фракції викиду показано середнє значення ± стандартне відхилення, а також окремі значення (AT) Об'єм ЛШ у систолі (B) і діастола (VS). Статистичний аналіз проводили за допомогою парного непараметричного тесту Уілкоксона.
Фігура 6, на якій зображено фарбування Гольднера, на якому фіброзний рубець (зелений) та життєздатний міокард (червоний) через 2 тижні (A) та 6 тижнів (B) після перев’язки LAD.
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Обговорення
Постійне перев’язування LAD спричиняє незворотні пошкодження міокарда. Перша модель на тваринах була описана в 1960 році. З тих пір вона вважається стандартною моделлю і підходить для хронічного ІМ. Його стабільність та відтворюваність дозволили провести експериментальну оцінку методів лікування ІМ 5. Покращення процедур, що слідують за початковим описом, повідомило про рівень оперативної смертності 35-13% 6.
Як і слід було очікувати, порушення лікування серця, спричинене DAL, спостерігається протягом 2 тижнів. Подальше зниження серцевої функції було зафіксовано протягом 6 тижнів та пов'язано із трансмуральним фіброзним рубцем. Крім того, ремоделювання ЛШ, включаючи розширення ЛШ, чітко спостерігалося через 6 тижнів після перев’язки.
Вибрано інтервал у два тижні між першою та другою операцією. У цьому стані другій торакотомії сприяла відсутність спайок, оскільки їх було занадто багато після 1 тижня другої операції перформа при оптимальних умовах. Крім того, два тижні були оптимальним часом для лікування та дозволяли уникнути раннього піку запалення, спричиненого ішемією, та застосовувати лікування до утворення фіброзної тканини. Щільної та прогресування дилатації.
Хоча латеральна торакотомія сьогодні є стандартною хірургічною процедурою для перев'язки CONT дрібних тварин, стернотомія середньої лінії зазвичай виконується для застосування 7-клітинної терапії. Друга міжреберна торакотомія, запропонована для лікування, є новим, малоінвазивним підходом; це дозволяє отримати доступ до серця через ребра, не розрізаючи кістки і не ділячи м’яз. Виникнення адгезії зменшується через невеликий та обмежений рубець після першої торакотомії, і це не заважає виконанню запиту на лікування. Підхід призвів до дуже низького ризику кровотечі, швидкого післяопераційного відновлення, низької смертності, болю та ризику зараження. Ця друга мінімально травматична процедура тривала 20 хв після операції та 20 хв від матриці фіксації. Швидка процедура та обмежений вплив висихання серцевої тканини серця зменшуються. Післяопераційне ультразвукове дослідження дозволило отримати хорошу якість зображення для аналізу відтворюваних вимірювань. Синяків, які могли б пошкодити зображення, не було.
Доступність серця дозволила отримати оптимальну видимість інфаркту міокарда, а також добре оголити серце для застосування епікардіальних процедур, включаючи тверді біоплантранти та гель 8-10.
Основні технічні проблеми стосуються хірургічного лікування твердого біотрансплантата. Якщо матриця жорстка і не гнучка, слід надавати перевагу фіксації швами. Для успішного проведення процедури слід розглянути наступні основні кроки. Перш за все, під час торакотомії слід бути особливо обережним, щоб не зламати ребра. По-друге, надлишки клею слід обережно видалити, щоб запобігти злипанню інших тканин. Нарешті, стандартизоване позиціонування перев’язки є важливим, оскільки воно може зменшити варіабельність розміру інфаркту. Трансмурального інфаркту можна досягти, якщо LAD перев'язано на 4 мм нижче передсердя.
На закінчення подвійна торакотомія представляє безпечну хірургічну процедуру з низьким рівнем смертності, адекватним доступом до серцебиття, що потребує лікування, і, отже, сприятиме оптимізації планування та зменшенню експериментальної кількості втрат тварини.
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Подяка
Автори дякують професору Хендріку Теверааю та відділу серцево-судинної хірургії за фінансову підтримку першої частини дослідження.