Trapping and intramyocardial distribution of microspheres with different diameters in cat and rabbit hearts in vitro

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Abstract
Microsphere trapping was determined in isolated perfused Langendorff hearts of cats and rabbits with 7.9-, 8.6- and 14.6-μm microspheres. Only the largest spheres were completely trapped whereas significant and relevant fractions of the smaller spheres were found in the perfusate leaving the heart. These fractions were 8.3 and 3.0% of the total activity for the cat and 6.7 and 2.1% for the rabbit hearts. The density of spheres trapped in the outer layer was similar with all three sizes of microspheres, whereas the density in the subendocardial layer increased with increasing microsphere size and paralleled overall trapping in both species. The complete trapping of 14.6-μm microspheres proves that there were no leaks and no arterio-venous shunts. The results obtained with the two smaller sphere sizes suggest regional differences in trapping and therefore regional differences in capillary size. Only selected batches of commercially available 7–10-μm spheres should be used. The mean diameter should be 10 μm with a standard deviation no larger than 1 μm. 15-μm spheres may not be ideal but, nevertheless, give reasonable values for intramyocardial distribution of blood flow in cats and rabbits. Die Mikrosphärenretention wurde an isolierten, perfundierten Langendorff-Herzen von Katzen und Kaninchen geprüft, wozu Mikrosphären mit Durchmessern von 7,9, 8,6 und 14,6 μm verwendet wurden. Nur die größten Sphären wurden komplett retiniert; von den beiden andern wurden bei Katzen 8,3 und 3%, und bei Kaninchen 6,7 und 2,1% im Perfusat gefunden. Die Verteilung der Mikrosphären auf 3 Schichten der freien Wand des linksventrikulären Myokards wurde in den gleichen Experimenten bestimmt. Während der prozentuale Anteil in der Außenschicht mit allen 3 verwendeten Größen gleich war, nahm der Anteil in der Innenschicht mit zunehmender Kügelchengröße zu, parallel zu der ebenfalls steigenden Retention von Mikrosphären im Gesamtherzen. Die komplette Retention von 15-μm-Mikrosphären beweist, daß es in unseren Präparaten weder Lecks noch arterio-venöse Verbindungen gibt. Die intramyokardiale Verteilung der beiden Chargen mit kleineren Mikrosphären weist auf regionale Unterschiede in der Kapillargröße hin: Die subendokardialen Kapillaren könnten etwas größer sein als die subepikardialen. Aus diesen Untersuchungen geht hervor, daß die kleinsten zu verwendenden Kügelchen einen mittleren Durchmesser von 10 μm haben sollten, um vollständig in den feinsten Koronargefäßen steckenzubleiben. Die mittlere Größe und deren Variabilität sollten bei der Verwendung solch kleiner Mikrosphären bestimmt werden. Relativ geringe Größenunterschiede können zu massiven Fehlbe-stimmungen bei Katze und Kaninchen führen. 15-μm-Mikrosphären sind vermutlich etwas weniger ideal, ergeben jedoch trotzdem brauchbare Werte für die Messung der regionalen Koronardurchblutung bei Katze und Kaninchen.