Methodenartikel

Myokardinfarkt und Functional Outcome Assessment in Schweine

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DOI:

10.3791/51269

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25. April 2014

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1Department of Cardiology, Division Heart and Lungs, University Medical Center Utrecht, 2Interuniversity Cardiology Institute of the Netherlands

* These authors contributed equally

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Zusammenfassung

Dieses Protokoll beschreibt die Schweine-Myokardinfarkt (MI)-Modell unter Verwendung eines 90 min geschlossener Brust koronare Ballon Okklusion der linken vorderen absteigenden Arterie (LAD), gefolgt von der Reperfusion. Außerdem wird das Protokoll für mehrere Zielgrößen, wie Herzfunktion, Hämodynamik, mikrovaskuläre Widerstand und der Infarktgröße, sind ebenfalls dargestellt.

Zusammenfassung

Einführung der neu entdeckte Herz-Kreislauf-Therapeutika in First-in-Man-Studien hängt von einer streng regulierten ethischen und rechtlichen Roadmap. Eine wichtige Voraussetzung ist ein gutes Verständnis für alle Aspekte Sicherheit und Wirksamkeit in einem Großtiermodell, das die menschliche Szenario der Myokardinfarkt (MI) gültig spiegeln erhalten. Schweine werden häufig in diesem Zusammenhang verwendet werden, da ihre Herzgröße, Hämodynamik und koronare Anatomie nahe dem des Menschen. Hier präsentieren wir ein effektives Protokoll für die Verwendung des Schweine-MI-Modell mit einer geschlossenen Brust koronare Ballon Okklusion des linken vorderen absteigenden Arterie (LAD), gefolgt von Reperfusion. Dieser Ansatz wird auf 90 min Myokardischämie basiert, induzieren großen linken Herzkammer Infarkt des vorderen, Septum und inferoseptal Wänden. Weiterhin stellen wir Protokollen für verschiedene Maßnahmen Ergebnis, das eine Vielzahl von Informationen über das Herz zu schaffen, wie systolische und diastolische Herzfunktion hemodynamics, koronare Flussgeschwindigkeit, mikrovaskuläre Widerstand und Infarktgröße. Dieses Protokoll kann sich leicht an spezifische Anforderungen gerecht zu studieren für die Validierung von neuartigen Biologika cardioregenerative in verschiedenen Phasen (dh direkt nach der akuten ischämischen Insult, in der subakuten Einstellung oder auch in der chronischen MI einmal Narbenbildung abgeschlossen ist) werden. Dieses Modell ist daher ein nützliches Tool, um translationale MI studieren, nachträgliche Neben Umbau, und das Potenzial der neuartigen cardioregenerative Mittel.

Einleitung

Akuter Myokardinfarkt (AMI) und seine langfristige Folgeerkrankungen wie chronischer Herzinsuffizienz (CHF) tiefgreifend beeinträchtigen die Prognose der Patienten und der Lebensqualität, geschweige denn die hohen Kosten Beschränkungen unsere verfügbaren Ressourcen im Gesundheitswesen ein auferlegt. Die Prävalenz von CHF in der westlichen Welt wird bei 1-2% geschätzt, von denen ca. 60% der Fälle sind die Folge von AMI als primäre Ursache 2. Allein in den USA, über 5,7 Millionen Patienten leiden unter CHF entfallen in jährlichen Gesundheitskosten rund 30 Milliarden Dollar im Jahr 2008, mit einem vorhergesagten dreifacher Ausfertigung in steigenden Kosten auf 97 Milliarden Dollar pro Jahr im Jahr 2030 ein. Zusammengenommen zeigen diese Zahlen machen ein starkes Argument für die Entwicklung neuer cardioregenerative Behandlungen, die, für die schnelle Übersetzung, stützen sich auf eine reproduzierbare und zuverlässige Großtier Myokardinfarkt-Modell, das genau imitiert das menschliche Szenario.

Schweine (Sus scrofa) werden zunehmend in der Herz-Kreis verwendetlar Forschung für pharmakologische und toxikologische Prüfungen 3. Eines der Merkmale für diesen Erfolg als translationale Forschung Werkzeug verantwortlich ist ihre Ähnlichkeit in der kardialen Funktion und Anatomie des menschlichen Herzens mit 4,5. Zum Beispiel Schweineherz-zu-Körper-Gewicht-Verhältnis, Herzgröße und Herzkranzgefäße Anatomie Verteilung haben alle gezeigt, bemerkenswert ähnlich dem Menschen 4 sein. Darüber hinaus Kardiomyozyten Stoffwechsel, elektrophysiologischen Eigenschaften und die Reaktion auf einen ischämischen Insult, wie AMI wurde berichtet, dass ein hohes Maß an Übereinstimmung mit der menschlichen Situation 6,7 zeigen. Letztlich um die oben beschriebenen Kriterien erfüllen, eine standardisierte MI-Protokoll, das robuste und nachhaltige MI produziert für die Prüfung der Prüfpräparate (IND) benötigt. Hier präsentieren wir ein solches Modell, das eine standardisierte 90 min geschlossen-Brust koronare Ballon Okklusion des linken vorderen absteigenden Arterie (LAD), gefolgt von Reperfusion verwendet, wodurch reproduzierbare Myokardinfarkt infarction für den anteroapical, Septum und inferoseptal Wände des linken Ventrikels.

Protokoll

Alle in-vivo-Experimente wurden in Übereinstimmung mit dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren durch das Institut für Labortier Ressourcen vorbereitet durchgeführt. Die Versuche wurden von der örtlichen Tierversuchs Committee genehmigt.

1. Medikamente, Anästhesie, Venenzugang und Intubation

  1. Medikamente und Anästhesie
    1. Prämedikation
      1. Starten Sie Amiodaron 150 mg / kg 10 Tage vor der Operation, um Herzrhythmusstörungen zu verhindern. Weiterhin Amiodaron in einer Dosierung von 100 mg / kg vom Tag des Verfahrens bis zum Tag 28 auf. Reduzieren der Dosis auf 50 mg / kg am Tag 29 und weiter bis zum Ende der Studie.
      2. Starten Sie Anti-Thrombozyten-Therapie, 1 mg / kg Clopidogrel von Tag 3 vor der Operation und 4,5 mg / kg Acetylsalicylsäure 1 Tag vor der Operation. Weiterhin Clopidogrel 1 mg / kg pro Tag und Acetylsalicylsäure 80 mg / Tag.
      3. Starten Sie Schmerzmittel 1 Tag vor der Operation von Fentanyl-Patch, 25ug / h für ~ 70 kg Schweine. Fahren Sie mit der Verwendung von Fentanyl Patches für 24 Stunden nach der Operation, um eine ausreichende Schmerzmittel zu gewährleisten. Auch Tages Monitor auf Anzeichen von vermeintlichen Beschwerden (dh Verhalten, Atmung, Gang, Beweglichkeit, etc.), um Schmerzmittel zu erhöhen.
      4. Schnell das Tier 12 Stunden, zu erhalten unbegrenzten Zugang zu Wasser.
    2. Anästhesie
      1. Um unnötigen Stress und Unbehagen zu verhindern, sedieren das Schwein in seiner stabilen, durch intramuskuläre Injektion einer Mischung von Midazolam 0.4 mg / kg, Ketamin 10 mg / kg Atropin und 0,014 mg / kg.
      2. Erhalten venösen Zugang durch Kanülieren des Ohrvene mit einer 18 G iv-Kanüle. Induzieren Anästhesie durch intravenöse Verabreichung von 5 mg / kg sodiumthiopental und geben 1000/100 mg Amoxicillin / Clavulansäure, um Infektionen zu verhindern. Das Schwein wird 1000/100 mg Amoxicillin / Clavulansäure der Tag nach der Operation Antibiotika-Behandlung erhalten.
      3. Intubate das Schwein durch die Verwendung eines endotracheal Rohr (Größe 8,5 für Schweine mit einem Gewicht von ca. 70 kg). Bei Bedarf führen Ballon-Beatmung mit einer Frequenz von 12/min und transportieren das Schwein, um den OP.
      4. Bei der Ankunft auf dem OP sofort mechanische Überdruckbeatmung beginnen mit FiO 2 0,50, 10 ml / kg Tidalvolumen, und einer Frequenz von 12/min unter Kapnographie weiter.
      5. Starten ausgewogene Anästhesie durch intravenöse Infusion weiterhin aus einer Kombination von Midazolam 0,5 mg / kg / h, Sufentanil 2,5 Mikrogramm / kg / h und Pancuroniumbromid 0,1 mg / kg / h. Während des ganzen Vorgangs kontinuierlich überwachen EKG, arterieller Blutdruck, Temperatur und capnography zu Narkosetiefe zu messen. Zum Beispiel, wenn ein Sinus-Tachykardie vorhanden ist, prüfen Sie, ob Schmerzmittel und / oder Anästhesie angemessen sind.
      6. Infuse 4,3 mg / kg in 500 ml Amiodaron venofundin 6% intravenös.
      7. Überwachung des Herzrhythmus durch ein EKG-5 führt.
      8. Rasur und reinigen Sie den Nacken und Hinter limb-Bereich.
      9. Legen Sie eine Foley-Katheter.

2. Transthorakale Echokardiographie

  1. Legen Sie das Tier in die richtige Seitenlage. In Landrasse Schweine wie Dalland Schweine, kann nur parasternal Ansichten (lange und kurze Achse) erhalten werden. Aufgrund der Form des Brustkorbes ist Apikalansicht Nahme nicht machbar.
  2. Orient und parasternalen langen Achse in 2D (B-Modus) zu erhalten. Bestimmen Sie die LV Dimensionen am Ende der Diastole und Systole Ende im M-Modus.
  3. Drehen Sie die Echo-Sonde 90 ° im Uhrzeigersinn, unter Beibehaltung seiner Position, um die parasternalen kurzen Blick LV-Achse auf der Ebene der Mitralklappe, Papillarmuskel und Spitze zu erwerben. Die kurzen Achse der Papillarmuskel und Spitze kann Platzierung der Echo-Sonde benötigen ein oder zwei Zwischenrippenräume unteren Bezug auf die Position für die Mitralklappe kurzen Achse.

3. Chirurgische Vorbereitung und Gefäßzugang

  1. Disinfect die chirurgischen Bereichen mit Jod 2% und sterile OP-Abdeckungen, die nicht sterile Teile des Schweins zu decken.
  2. Machen Sie eine mediale Inzision in den Nacken. Übergeben Sie die Linea alba, um Muskelschäden zu minimieren und unverblümt nähern sich der Halsschlagader und der internen Halsschlagader neben der Luftröhre.
  3. Sorgfältig isolieren der Halsschlagader und der internen Halsschlagader. Stellen Sie sicher, dass der Vagus-Nerv ist unbeschädigt. Zeigen Vicryl 2-0 Nähte rund um die beiden Schiffe, Schiff Kontrolle zu erlangen. Erreichen arteriellen Zugang Kanülieren die innere Halsschlagader mit einem Mantel 8F mit der Seldinger-Technik. Befestigen Sie den Mantel an der Arterie, stellen Sie sicher, dass die Arterie nicht vollständig durch die Naht verschlossen. Venösen Zugang kann durch Kanülieren des Halsschlagader mit einem 9F Mantel auch über die Seldinger-Technik erworben werden. Vor der Befestigung der Mantel sicherzustellen, dass die Vene ligiert. Alternativ kann die Femoralarterie auch arteriellen Zugang verwendet werden.
  4. Verwalten 100 IE / kg Heparin sofort nach dem Einlegen der sheaths Thrombusbildung hemmen.
  5. Für eine stabile und konstante arteriellen Druckmessung kanülieren einer der kleineren Arterien in eine der hinteren Gliedmaßen durch einen kleinen Schnitt oberhalb der Arterie. Die Arterie wird direkt unter der Haut gefunden wird, kann Pulsationen durch die Haut zu spüren. Isolieren Sie die Arterie von seiner Umgebungsgewebe. Platz 2 Vicryl 2-0 Nähte rund um das Schiff, 1 proximalen und distalen ein. Ligation des distalen Seite und legen Sie eine 18 G iv Kanüle und sicher dicht verbinden den Druck.

4. Invasive Druck Volumen-Kurve Analyse

  1. Legen Sie eine Swann-Ganz-Katheter (SG) über die zuvor platzierten Mantel in der internen Halsschlagader.
  2. Schließen Sie einen Herzausgabegeräts und der Teil der SG, die in den proximalen Lumen gipfelt.
  3. Spritzen 5 ml 0,9% Kochsalzlösung in den proximalen Lumen des SG und die Herzleistung zu messen; wiederholen Sie dies drei Mal und der Mittelwert der Indizes.
  4. Kalibrieren Sie die PV-Anlage mit Hilfe der zuvorbestimmt die Herzleistung.
  5. Legen Sie die Leitfähigkeit 7F Katheter über die Arteria carotis in den linken Ventrikel unter Durchleuchtungskontrolle.
  6. Wählen Sie in der LV das größte Segment vorhanden für Volumenmessungen und eine Baseline werden unter Apnoe.
  7. Nach Volumen Kalibrierung abgeschlossen ist, schlägt Rekord 10-15 unter Apnoe.
  8. Entfernen Sie die SG und setzen Sie ein Ballonkatheter in die untere Hohlvene auf der Ebene der Membran unter Durchleuchtungskontrolle.
  9. Führen Vorspannung Reduktion durch Aufblasen des Ballons unter Apnoe und notieren Sie die entsprechenden PV-Loops.

5. Intrakoronare Druck-und Durchflussmessung

  1. Verdünnte Nitroglycerin in einer Konzentration von 100 ug / ml verdünnt und Adenosin in einer Konzentration von 30 ug / ml.
  2. Positionierung eines 8F Führungskatheter in das Ostium der linken Koronararterie.
  3. Setzen Sie den kombinierten Druck / Durchfluss Draht im proximalen Teil der linken Herzkranz artery.
  4. Verwalten 200 ug von Nitroglycerin intrakoronare und normalisieren den distalen Druck (Pd), gemessen durch den Draht, mit dem arteriellen Druck.
  5. Legen Sie den Draht in der Mitte Teil der linken vorderen absteigenden Arterie (LAD).
  6. Starten Sie die Messung Basisdruck und Durchfluss. Induzieren Hyperämie durch Verabreichung 60 ug intrakoronaren Adenosin, bündig mit 2 ml Kochsalzlösung und messen hyperemisierend Druck und Durchfluss. Warten Sie, bis die Strömung um auf die Ausgangswerte wiederherzustellen. Zweimal wiederholen Sie die Messung.
  7. Infuse weiteren 200 ug Nitroglycerin intrakoronare und wiederholen Sie die Schritte 1.6 und 1.7 für die linke Herzkranzarterie.

6. Induktion von MI

  1. Platzieren der intrakardialen Defibrillationselektrode Katheter in die rechte Herzkammer mit der venösen Hülle. Die distalen Elektroden sollten in der Spitze des Ventrikels, die proximalen Elektroden im Atrium und / oder der oberen Hohlvene sein. Verbinden Sie den Katheter mit dem Defibrillator und setzen ihn auf 50J.
  2. Messen Sie den Durchmesser der LAD distal von der zweiten Diagonale (D2) in AP und LAO 30 °-Ansicht.
  3. Wählen eines Angioplastie-Ballons mit einem Durchmesser nach dem Durchmesser der LAD distal von der D2 (Fig. 1).
  4. Positionieren Sie einen Führungsdraht durch den Führungskatheter distal in der LAD.
  5. Schieben Sie den Ballonkatheter über den Führungsdraht. Setzen Sie den Ballon distal von der D2.
  6. Verwalten 30 IE / kg Heparin.
  7. Den Ballon bis der Druck den richtigen Durchmesser der LAD einstimmt.
  8. Überprüfen Gesamt Okklusion der LAD durch Angiographie (Abbildung 1).
  9. Bedecken Sie den sterilen Arbeitsfeld und die Wunde in den Hals mit sterilen Tüchern Tücher. Befreien Sie die Brust von jedem Abdeckung es für die Herzdruckmassage oder transthorakale Defibrillation verfügbar zu machen.
  10. Den Druck im Ballon während der nächsten 90 Minuten und Wiederherstellung des Drucks, falls erforderlich.
  11. Im Falle von Kammerflimmern:
    1. Herzdruckmassage beginnen sofort mit einer Frequenz von 100/min.
    2. Verwalten 300 mg Amiodaron intravenös als Bolus schnell (~ 1 min).
    3. Starten intra Defibrillation, geben Schocks von 50 J.
    4. Nach 5 erfolglosen Schocks, starten Sie die Herzdruckmassage. Ändern intra Defibrillation transthorakale Defibrillation und Schock mit 150 J. Im Falle der erfolglosen Schock, auf 200 J. ändern
    5. Falls notwendig, eine weitere Dosis verabreichen von 150 mg Amiodaron und / oder 1 mg Adrenalin. Wiederholen Adrenalin zweimal mit Abständen von 3-5 min, wenn notwendig.
    6. Weiter Herzdruckmassage, mit der transthorakalen Defibrillation durchsetzt

Finishing der Surgical Procedure (für Long Term Follow Up)

  1. Nach 90 Minuten Scheck durch Angiographie, wenn die LAD wird noch immer vollständig verschlossen.
  2. Verwalten weitere 30 IE / kg Heparin und die Luft aus dem Ballon. Prüfen Sie, ob der Reperfusion. Entfernen Sie den leeren Luftballon mit der GUIDten Katheter aus der Halsschlagmantel.
  3. Entfernen Sie vorsichtig die Arterienscheide und klemmen die Halsschlagader ab sofort mit einer Anastomose Klemme (Abbildung 1). Verwenden Sie weiterhin Stiche (6-0 Prolene), um die Halsschlagader zu schließen. Entfernen Sie die Klemme und auf Dichtheit prüfen.
  4. Entfernen Sie die interne Defibrillation Katheter und entfernen Sie den Mantel von der internen Halsschlagader. Ligats proximal der Hülle Eintrag.
  5. Schließen Sie die Unterhaut und Haut des Halses in zwei Schichten mit 2-0 Vicryl.

7. Cardiac Magnetic Resonance Imaging

  1. Legen Sie das Tier auf dem MRT-Tisch Kopf zuerst in Rückenlage unter Daueranästhesie.
  2. Legen Sie ein gewidmet Phased-Array-Spule Herz über die Brust des Tieres.
  3. Für die Bildplanung erhalten scout Bilder in kurzen Achse und Zwei-Kammer-Blick lange Achse.
  4. Erwerben EKG-gesteuerten stationären kostenlos Präzession (SSFP) cine kurze Achse (von der Spitze zur Basis des LV) und zwei chamber Aussicht langen Achse.
  5. Später Gadolinium Enhancement (LGE) kann mit Hilfe eines 3D-Inversion-Recovery-Turbo-Gradienten-Echo-Technik, 15 min nach doppelten Dosis iv Bolus-Injektion eines Kontrastmittels Gadolinium erworben werden.
  6. Führen Sie die Offline-Analyse mit validierten Software von Funktionsparametern. Bewerten linksventrikuläre Ejektionsfraktion (LVEF), LV Masse enddiastolischen Volumen, endsystolische Volumen, Schlagvolumen, Herzzeitvolumen und Narbenmasse.

8. Ende der Studien-und Infarktgröße

  1. Am Ende der Studie, folgen Protokolle 5.1 und 7 zu verfolgen Messungen zu erwerben.
  2. Machen Sie eine mediane 30-40 cm Schnitt von knapp unter dem Jugulum bis zu einem Punkt direkt unterhalb der Schwertfortsatz. Vorsprung durch die Linea alba bis zum Brustbein. Teilen Sie die Schwertfortsatz und benutzen Klinkenberg Schere, um die hinteren Brustbein aus dem Herzbeutel mit Vorsicht zu trennen. Nach der Verwendung der Schere stumpf weiterhin weitere Trennung. Führen Sie eine Sternotomie by z. B. mit einem Hammer und Lebsch Messer. Das Knochenmark wird durch Reiben Blutungen Knochenwachs auf dem Mark minimiert. Öffnen Sie den Brustkorb mit einem Brustbein-Retraktor.
  3. Geben Sie den dritten Pleuraraum und suchen Sie die minderwertigen Hohlvene im Mediastinum.
  4. Menschlich das Tier einschläfern durch Schneiden der minderwertigen Hohlvene unter tiefer Narkose. Entfernen Sie mit einem Blutsauger. Legen Sie eine 9-V-Batterie auf der Spitze, um Kammerflimmern zu induzieren.
  5. Nach Exzision des Herzens, schneiden die rechten und linken Herzkammer in fünf Scheiben von der Basis bis zur Spitze und in 1%-Triphenyl-tetrazoliumchlorid in 0,9% Kochsalzlösung bei 37 ° C für 15 min inkubiert. Weiter, waschen Sie die Scheiben in 0,9% Kochsalzlösung und fotografieren Sie die Scheiben von beiden Seiten.

Ergebnisse

Mortalität und Infarktgröße

In unserem Zentrum, von 32 Schweinen (Weiblich Dalland Landrasse, 6 Monate alt, ca. 70 kg), die zu dieser MI-Protokoll, fünf (15,6%) unterzogen wurden, starben an feuerfesten Kammerflimmern während der Ischämie. Dieses Protokoll schafft einen Infarkt die ungefähr 10-15% des linken Ventrikels, im anteroseptalen, Septum und inferoseptal Wände (2A) befindet. Wenn nicht-invasive Beurteilung der Serieninfarktgröße gerechtfertigt ist, kann späten Gadolinium Enhancement (LGE) auf CMR verwendet, die nicht lebensfähig Infarktbereich über die Zeit (2B) folgen werden.

Herzfunktion und Remodeling

Vier Wochen nach MI, sollten globale und regionale Parameter reflektiert die Herzfunktion im Vergleich zu gesunden Baseline-Werte verringert werden. Insbesondere sollte LV Ejektionsfraktion (LVEF) auf etwa ~ 35-45% vier Wochen nach MI verringern. Neben der globalen systolischen Funktion,mehrere Parameter reflektierenden post-MI negativen Umbau kann auch gemessen werden, wie NS-Morphologie und Durchmesser mit CMR und Echokardiographie (3A und 3B). Vier Wochen nach MI, eine Zunahme des enddiastolischen Volumens (EDV) als Zeichen einer negativen Umbau kann erwartet werden (Fig. 3A und 3B).

Koronare Fluss-und Druckparameter

Angiogenese und die Bildung neuer Kapillaren werden häufig als wichtige Behandlungsziele in der ischämischen Herzkrankheit 8 angesehen. Bewertung der mikrovaskulären Widerstand kann indirekt auf die kombinierte Messung von intrakoronaren Druck und Strömungsgeschwindigkeit beruhen. Repräsentativen Druck-und Strömungsgeschwindigkeitsmessung unter Normalbedingungen maximal Hyperämie ist in Fig. 4 gezeigt. Vier Wochen nach MI sollte die hyperamisch mikrovaskuläre Widerstand im Infarkt bezogen Koronararterie (LAD) erhöht verglichen werdenzur Ausgangssituation 8.

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. Abbildung 1 MI-Modell (A) auf Basis von KOP Ballonokklusion Standard-OP-Ausstattung mit: 1). Handtuchklemmen; 2) Mücken; 3) Präparierzange; 4) Rundbehälter; 5) Nadelhalter (fein und grob); 6) Klinkenberg Schere; 7) Dissektionsscheren (gerade und gebogen); 9) Zange (De Bakey-, Fein-und Grob); 10) Schlauchschelle; 11) Anastomose Klemme; 12) Netzen; 13) elektro Bleistift; 14) Skalpellhalter; 15) Dreesman (Saug-); 16) Aufroller; 17) Lampenfassungen. (B) Linke vordere Schrägdurchleuchtungs Ansicht der LAD und LCX. (C) Nach der Visualisierung der zweiten Diagonalzweig, positionieren die beiden röntgendichte Marker (siehe Kasten, schwarz Pfeilspitzen) des Ballons nur distal der D2. Inflate und sicherzustellen, dass den koronaren Blutfluss wird erfolgreich von Kontrastmittelinjektion blockiert (siehe Sternchen). Intra Defibrillator Blei in der rechten Herzkammer zu sehen ist (siehe weißer Pfeil). LAD bezeichnet linken vorderen absteigenden Arterie; LCX bezeichnet linken Kranzarterie; LAO bezeichnet linken vorderen Schrägansicht; AP bezeichnet vorderen hinteren Ansicht; D1 bezeichnet erste Diagonalzweig; D2 bezeichnet zweiten Diagonalzweig. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

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Abbildung 2. Infarktgröße nach MI. (A) Die 90 min Ballon Okklusion der LAD führt zu umfangreichen Herzmuskelschäden und Narbenbildung (weiße Farbe), von TTC-Färbung sichtbar nach 1 Monat folgen.(B) Schematische Infarktverteilung zeigt, dass der Infarkt in der vorderen befindet anteroseptalen und inferoseptal Segmente des Herzens. (C, D) Kurze und lange Achse späten Gadolinium verbessert CMR Bilder zeigen die umfangreichen Infarktnarbe (weiß Signal, siehe schwarze Pfeile) in der vorderen, anteroseptalen und inferoseptal Segmente des Herzens lokalisiert. LGE-CMR bezeichnet späten Gadolinium verbessert Herz-Magnetresonanz. Maßstabsbalken zeigt 3 cm. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

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Abbildung 3. Beurteilung der Herzfunktion bei ischämischen MI-Modelle. (A) Repräsentative CMR Cine-Loop-Bilder am Ende der Diastole und Systole Ende zeigt funktionelle Beeinträchtigung der INFArct Narbe Segmenten. (B) M-Mode Bild von 2D parasternalen langen Achse durch Echokardiographie, zeigt LV Dilatation (Zunahme LVIDd) 1 Monat nach MI, sowie Funktionsstörungen (Fehlen der Scheidewandverdickung). EDV bezeichnet enddiastolischen Volumen; ESV bezeichnet endsystolischem Volumen; LVIDd bezeichnet linksventrikulären Innendurchmesser an der Diastole und LVIDs bezeichnet linksventrikulären Innendurchmesser an der Systole. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

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Abbildung 4. Intrakoronare Druck und Strömungsgeschwindigkeit abgeleiteten Parameter. Intrakoronare Druck und Strömungsgeschwindigkeit Aufnahmen über den Combowire zeigt (A) Referenzwerte vor der MI mit hoher Response Hyperämie (schwarze Pfeilspitze). (B) 1 Monat nach der MI, die Infarktarterie (LAD) eine verminderte hyperämisch Antwort in koronaren Flussgeschwindigkeit (schwarze Pfeilspitzen). Als Ergebnis, Druck und Strömungsgeschwindigkeit abgeleiteten Parameter (HMR) oder Strömungsgeschwindigkeit Reserve (CFR) gegenüber dem Basis verringert. BAPV bezeichnet basalen durchschnittliche Spitzengeschwindigkeit; pAPV bezeichnet Spitzen durchschnittliche Spitzengeschwindigkeit; CFR bezeichnet koronare Flussreserve; HMR bezeichnet hyperemisierend mikrovaskuläre Widerstand. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

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Abbildung 5. Überblick der verschiedenen Studiendesigns. (A) Schematische Darstellung der mehreren möglichen Studiendesigns zu Prüfpräparate validieren(IND-Anträge) in verschiedenen Stadien der MI mit dieser Schweinemodell LAD MI. Abhängig von der gewählten Phase des MI, die untersucht wird, kann die funktionelle Analyse nur vor der Behandlung Zuordnung wie die Baseline-Wert und Bewertung der Risikobereich durchgeführt werden. Klicken Sie hier für eine größere Ansicht.

Diskussion

Die intrakoronare Ballon Okklusion der LAD bietet eine reproduzierbare und konsistente präklinischen MI-Modell bei Schweinen, die verwendet werden können, um die Sicherheit und die Wirksamkeit von neuen Herz-Kreislauf-Therapien, die imitiert die menschliche Situation zu untersuchen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, stellt die vorge Ischämie / Reperfusion-Infarkt-Modell die Plattform, die weiter angepasst werden kann, um verschiedene Phasen des MI und Post-MI Remodeling während der Anfangs Ischämie / Reperfusionsschaden ist für beide untersucht werden.

Der Erfolg der hier beschriebenen Protokoll beschrieben ist abhängig von der Myokardischämie als die kritische Phase des Protokolls. Die korrekte Platzierung des Ballons distal der zweiten Diagonalzweig der LAD ist von entscheidender Bedeutung für das Erreichen ausreichend Infarktgröße und gleichzeitig ein hohes Überlebensrate. Basierend auf dieser MI-Modell wurde eine ~ 15% Sterblichkeit beobachtet, während umfangreiche mittleren und apikalen Segmente der vorderen, Septum und inferioder Wände wurden infarzierte als auf CMR und TTC-Färbung (2A und 2B) gesehen. Die Dauer der Ischämie kann entsprechend der gewünschten Infarktgröße zugeschnitten werden. Obwohl wir Landrasse in diesem Protokoll verwendet, Minischweine (dh Göttingen Minipigs) erfordern in der Regel längere Laufzeiten der myokardialen Ischämie (zB 150 min Okklusion).

Outcome-Analyse in der präklinischen und klinischen Studien MI wird oft auf die LVEF basiert. Obwohl niedrigere LVEF wurde fest mit einem erhöhten Risiko für kardiovaskuläre Mortalität assoziiert, bleibt es abhängig von hämodynamischen Parameter wie Vorspannung 9. Wohl, da durchschnittlich nur 10-15% der LV infarzierte mehrere konzeptionelle und praktische Einschränkungen sind LVEF ein globales Maß der systolischer Funktion eher als reflektierende lokalen Verbesserung 10 zusammen. Daher werden die vorgeschlagenen Maßnahmen von Ergebnis in diesem Modell verwendet, beleuchten verschiedene Aspekte der MI-und Post-MI Remodeling wodurch die Ermittler die Mittel, um genau beurteilen die Wirksamkeit neuer Therapien auf mehreren Ebenen.

Um die Übersetzung von präklinischen Modellen in die klinische Praxis zu optimieren, wählen wir mit großen Schweine anstelle von Minischweinen. Hämodynamischen Messungen, Medikamentendosierung und chirurgische Geräte können problemlos mit der klinischen Praxis ausgetauscht werden. Im Vergleich zu Minischweinen, große Schweine gewinnen relativ viel Gewicht. Dies kann ein Problem bei langfristigen Follow-up, im Hinblick auf die Vergleichbarkeit der Ergebnisse Serien. Weiblich Dalland Landrasse Schweine wiegen etwa 70 kg in einem Alter von 6 Monaten. Um reichlich Gewichtszunahme während der Follow-up-Periode zu verhindern, werden die Tiere auf einer Diät gehalten. Schweine erhalten 750 g Maß kalorienarme Lebensmittel (mit: Proteine ​​15,6%, 2,0% Fett, Fasern 14,8%, Asche 8,8%, Calcium 0,9%, Phosphor 0,57%, Magnesium 0,29%, 0,18% und Kalium) zweimal am Tag und gewinnen, etwa 10 kg Gewicht in 4 Wochen.

e_content "> McCall und Mitarbeiter haben bereits ein ähnliches Protokoll für Myokardinfarkt bei Schweinen 11 veröffentlicht. erhebliche Überlappung besteht zwischen diesem Protokoll und ihre, betont die Vorliebe für die LAD anstatt der linken Kranzarterie (LCX) oder die rechte Koronararterie (RCA ). Nach unserer Erfahrung gibt es einen geringeren Ausmaß der Infarktgröße des gesamten linken Ventrikels mit dem LCX während die Cinch-Infarkt mit einer höheren Wahrscheinlichkeit von unerwünschten Leitungsstörungen (dh Sinusknoten-Dysfunktion, AV-Knoten-Dysfunktion) begleitet. Ein Unterschied zwischen die beiden Protokolle betrifft die Verwendung von erhöhten pharmakologische Hemmung der Plättchenaggregation in diesem Protokoll, wie wir höhere Leer Reflow bezogen auf die Thrombusbildung als Ergebnis der 90 min der Hämostase im verschlossenen Koronararterie beobachtet. Diese Beobachtung steht in Einklang mit bekannte Hyperkoagulabilität bei Schweinen 12 beobachtet. Obwohl McCall mit einem einzigen, hochdosierte, Bolus von Heparin, thi vorgeschlagens-Protokoll beruht auf der Verwendung von Heparin in mehreren Dosen über den unteren Chirurgie verbreiten, um thrombotischen Komplikationen zu minimieren.

Zusammenfassend stellen wir ein Schweine-MI-Modell, die Forschern die Verwendung einer wirksamen, reproduzierbare und vor allem praktische Großtiermodell der menschlichen Krankheit zu neuen Therapeutika als ein wesentlicher Schritt in Richtung einer First-in-Man-Studie untersuchen lassen.

Offenlegungen

Diese Arbeit wurde von der HGG Group BV (SK), die "Wijnand Pon M. Stichting" (SC, SK) unterstützt. Diese Forschung ist Teil des Projekts Smartcare P1.04 der biomedizinischen Materialien Instituts, die vom niederländischen Ministerium für Wirtschaft, Landwirtschaft und Innovation (SJL, JG) kofinanziert. Alle Autoren haben berichtet, dass sie keine Beziehungen offen zu legen.

Danksagungen

Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink und Gnade Croft sind herzlich für die hervorragende technische Unterstützung bei den Tierversuchen anerkannt.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,9% KochsalzlösungBraun
6-0 ProleneEthicon
AcetylsalicylsäureRatiopharm80 mg
AdenosinApotheek UMCU3 mg/ml
AdVantage PV Loop-SystemTranssonic Science
AmiodaronCordarone I.V. (Sanofi)
Amiodaron HCl (PCH)
Amoxicillin/ClavulaanzuurSandoz500/50 mg
AtropinsulfatPCH0,5 mg/ml
KnochenmarkwachsSyneture
HerzdefibrillatorPhilips
ClopidogrelApothecon B.V.Clopidrogel 75A
KontrastmittelTelebrix
EndotrachealtubusCovidien
Fentanyl PflasterDurogesic (Janssen-Cilag)25 μ g/hr
Fogarty-KatheterEdwards Life Sciences
GadoliniumGadovist
GuidewireAbbott
HeparinLeo
I.V. KanüleAbbocath (Hospira Venisystems)
JodJodiumtictuur 2% (Eurovet)
KetaminNarketan 10 Vé Toquinol
MidazolamActavis5 mg/ml
NitroglycerinPohl Boskamp1 mg/ml
Pancuroniumbromid2 mg/ml
Seldinger Gefäßschleuse 8FPfeil
SufentanilSufentanil-Hameln50 μ g/ml
Swann-Ganz-KatheterCriticath ref 680078 (Argon)
SynoluxPfizer250 mg
Tetrapolarer KatheterTransonic Science
ThiopentalInresa0,5 g
Triphenyl-tetrazoliumchloridMerck
VenofundinBraun
Vicryl 2-0Ethicon
Vulkan ComboKartensystemVulkan

Referenzen

  1. Roger, V. L., et al. Heart disease and stroke statistics-2012 update: a report from the American Heart Association. Circulation. 125 (1), (2012).
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Nachdrucke und Genehmigungen

Erratum


Formal Correction: Erratum: Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs
Posted by JoVE Editors on 9/01/2014. Citeable Link.

A correction was made to Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs. An author's middle initial was omitted at publication.

The author's name was updated from:

Sanne Jansen of Lorkeers

to:

Sanne J. Jansen of Lorkeers

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Myokardinfarkt und Functional Outcome Assessment in Schweine
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