Резюме
Імплантація біотрансплантату для лікування інфаркту міокарда, спричиненого лігуванням, на моделі гризунів, як правило, вимагала двох операцій на відкритому серці. З метою зниження смертності та забезпечення оптимальних умов для фіксації твердих желатинових та асоційованих з клітинами біоматриць розроблені малоінвазивні процедури.
Анотація
Вступ
Перев'язка коронарної передньої низхідної артерії (LAD) є золотим стандартом для ІМ на моделі маленьких тварин, що призводить до трансмурального інфаркту та зрілого рубця. Клітинна терапія, що застосовується в хронічній фазі ІМ, вимагає повторного хірургічного втручання. Зазвичай проводять серединну стернотомію, щоб дозволити інтраміокардіальне введення клітин або імплантацію епікарда біотрансплантатами. Такі інвазивні хірургічні процедури збільшують рівень смертності, час відновлення після операції, біль та ризик зараження. Малоінвазивний підхід, представлений тут, не тільки дозволяє уникнути такої упередженості, але також забезпечує оптимальну доступність серця для проведення лікування. ІМ та епікардіальна імплантація клітин, пов’язаних із типом гелю з біоматрицею, проводиться у серцебитті, яке б’ється, через ліву міжреберну торакотомію.
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Протокол
ПРИМІТКА: Самці та самки щурів Льюїса, 200-220 г, утримувались у стандартних лабораторних умовах (12-годинний цикл світла та темряви, вода і їжа ad libitum, клітина IVC). З усіма тваринами проводили лікування згідно з рекомендаціями швейцарського закону FELASA та щодо захисту тварин.
1. Підготовка клітин: Виділення мезенхімальних стовбурових клітин з кісткового мозку
2. Перша торакотомія та перев’язка LAD
3. Епікардіальне введення другого шляху лікування торакотомії
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Репрезентативні результати
Усі тварини одужали протягом 1 години після торакотомії. Загоєння рани було швидким. Інфекції та набряків не спостерігалося.
Подвійна торакотомія ліворуч забезпечувала оптимальний доступ до серця (Фігура 1). Біль і смертність після операції були низькими. Тварина швидко оговталася від операції та набрала вагу (Малюнок 2). Відсоток виживання Каплана Мейра становив 96% при першій торакотомії. Ще чотири щури зі 104 загинули під час наступного 24-годинного лікування за допомогою другої торакотомії. Відсоток виживання Каплана-Меїра коливався від 100%, коли тварині проводили другу торакотомію, але не проводили лікування (фіктивне лікування), 96% для групи MSC та фібринового герметика, або 86%, коли тварині отримували MSC, вводили безпосередньо в міокард (Малюнок 3).
Ехокардіографічна оцінка в М-режимі, проведена через 2 тижні після лігування LAD, показала зменшення укорочуючої фракції (ФС) з 44 ± 3% до 22 ± 4%. Частота представлення ФС, зафіксована у 104 тварин, перев'язування повідомлень LAD через 2 тижні забезпечувала 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 до серцевої недостатності, що передбачається зменшенням фракції викиду (EF) та збільшенням обсягів LV у діастолі та систолі. (Рисунки 4 Y 5). Розвиток трансмурального інфаркту в підставній оперованій групі було підтверджено фарбуванням Голднера на поперечних зрізах серця (Малюнок 6).
Рисунок 1 (А) Використання ретрактора дозволило отримати доступ до серця після торакотомії. Лігування LAD проводили 2 тижні раніше, і шов видно (стрілка). Лікування епікардіального нанесення проводили з мінімальною екстерналізацією серця. (B) Клітини гранул, закріплені фібриновим герметиком, утримувались на поверхні місця інфаркту.
Рисунок 2. Щоденне післяопераційне спостереження показало втрату ваги протягом 2 днів після операції. Одужання супроводжувалося збільшенням ваги у всіх тварин. Варіації ваги не залежали від типу лікування.
Графік 3. Графік лігування Каплана-Меїра, що відображає повідомлення про відсоток виживання LAD (A) та подальшу обробку через a Друга торакотомія (В) показала, що обидві операції призвели до зменшення втрат тварин. контрольна група представляє здорову тварину, яка не перенесла операцію. Через два тижні після першої торакотомії тваринам зробили або фіктивну операцію, але ніякого лікування (фіктивну обробку), лише фібриновий герметик, клітини, закріплені фібриновим герметиком, клітини або безпосередньо введені в міокард (ін’єкційний MSC).
Ехокардіографічні зображення Малюнок 4 (А) Представницький М-режим попередньо зареєстрований (здоровий) та через 2 тижні після перев’язки LAD (інфаркт). Поширення (B) Частота скорочення значень фракцій, зафіксована через два тижні після перев'язки LAD (n = 104).
390fig5highres.jpg "width =" 500 "/>
Рисунок 5. Функцію серця оцінювали за допомогою двовимірної ехокардіографії (біплановий метод Сімпсона) та реєстрували через 2 та 6 тижнів після перев'язки LAD. Тварина мала дві торакотомії, але не отримувала лікування. Середнє значення ± SD, а також окремі значення представлені часткою викиду (ДО) Об'єм ЛШ під час систоли (B) і діастола (C). Статистичний аналіз проводили за допомогою парного непараметричного тесту Уілкоксона.
Рисунок 6. Репрезентативне фарбування Гольднера, що показує фіброзний рубець (зелений) та життєздатний міокард (червоний) через 2 тижні (A) та 6 тижнів після перев’язки LAD (B).
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Обговорення
Постійна перев’язка LAD спричиняє незворотні пошкодження міокарда. Перша модель на тваринах була описана в 1960 році. З тих пір її вважали стандартною та придатною моделлю для хронічного ІМ. Його стабільність і відтворюваність дозволяє проводити експериментальну оцінку методів лікування ІМ 5. Удосконалення процедур після первинного опису повідомляло про рівень оперативної смертності 35-13% 6.
Як і очікувалося, порушенням серцевої функції, пов’язаним з перев’язуванням LAD, спостерігалося протягом 2 тижнів. Подальше зниження серцевої функції було зафіксовано протягом максимум 6 тижнів і пов'язано з трансмуральним фіброзним рубцем. Крім того, реконструкція ЛШ, включаючи розширення ЛШ, чітко простежується через 6 тижнів після перев’язки.
Між першою та другою операцією був обраний інтервал у 2 тижні. У цьому стані другій торакотомії сприяла відсутність спайок, оскільки їх було занадто багато через 1 тиждень для виконання повторних хірургічних функцій в оптимальних умовах. Крім того, 2 тижні представляли оптимальний часовий проміжок для застосування лікування, і їм було дозволено уникнути передчасного стрибка індукованого ішемією запалення та застосовувати лікування до утворення щільної фіброзної тканини та прогресування дилатації.
Хоча латеральна торакотомія сьогодні є стандартною хірургічною процедурою для перев'язки LAD у дрібних тварин, середня стернотомія 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 прихильності зменшується через невеликий і обмежений шрам після першої торакотомії, який не заважає виконанню програми 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 для операції та до 20 хв для фіксації матриксу. Швидка процедура та обмежена експозиція серця мінімізували висихання серцевих тканин. Післяопераційне ультразвукове дослідження призвело до отримання якісних зображень для аналізу відтворюваних вимірювань. Синяків, які могли б зіпсувати імідж, не було.
Доступність серця забезпечує оптимальну видимість інфарктного міокарда, а також хорошу експозицію серця для застосування епікардіальних процедур, включаючи тверді та гелеві біотрансплантати 8-10.
Основні технічні проблеми, що стосуються хірургічних маніпуляцій дебіотрансплантатом, тверді. Якщо матриця жорстка і не гнучка, слід надавати перевагу фіксації швами. Для успішності процедури необхідно враховувати наступні критичні кроки. По-перше, під час торакотомії слід приділяти особливу обережність, щоб не зламати ребра. По-друге, надлишки клею потрібно обережно видалити, щоб запобігти злипанню інших тканин. Нарешті, стандартизоване розташування перев’язок важливо, оскільки воно може зменшити варіабельність розміру інфаркту. Трансмуральний інфаркт можна отримати, якщо LAD перев’язано на 4 мм від передсердя.
На закінчення подвійна торакотомія являє собою безпечну хірургічну процедуру з низькою смертністю, належним доступом до серця, що б'ється, для застосування лікування, а отже сприятиме оптимізації планування експериментів та зменшенню кількості втрат тварин.
Потрібна передплата. Будь ласка, порекомендуйте JoVE своєму бібліотекареві.
Подяка
Автори дякують професору Хендріку Теверааю та відділу серцево-судинної хірургії за фінансову підтримку початкової частини дослідження.