Diese Studie stellt ein chirurgisches Schweinemodell der chronischen Myokardischämie aufgrund einer progressiven Koronararterienstenose vor, die zu einer Beeinträchtigung der Herzfunktion ohne Infarkt führt. Nach einer Ischämie werden die Tiere einer Bypass-Transplantation außerhalb der Pumpe unterzogen, bei der ein mit Stammzellen gewonnenes Exosomen-beladenes Kollagenpflaster epikardial platziert wird. Diese Zusatztherapie verbessert die Myokardfunktion und die Genesung.
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Methodenartikel
Chirurgisches Schweinemodell der chronischen Myokardischämie, das mit einem mit Exosomen beladenen Kollagenpflaster und einem Bypass-Transplantat der Koronararterien behandelt wird
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Chronische Myokardischämie infolge einer progressiven Koronararterienstenose führt zu einem überwinternden Myokard (HIB), definiert als Myokard, das sich an eine verringerte Sauerstoffverfügbarkeit anpasst, indem es die Stoffwechselaktivität reduziert und so irreversible Kardiomyozytenverletzungen und Infarkte verhindert. Dies unterscheidet sich vom Myokardinfarkt, da HIB das Potenzial für eine Genesung mit Revaskularisation hat. Patienten mit signifikanter koronarer Herzkrankheit (KHK) leiden unter chronischer Ischämie, wodurch sie einem Risiko für Herzinsuffizienz und plötzlichen Tod ausgesetzt sind. Der chirurgische Standardeingriff bei schwerer KHK ist die Bypass-Operation der Koronararterien (CABG), aber es hat sich gezeigt, dass es sich um eine unvollkommene Therapie handelt, aber es gibt keine Zusatztherapien, um Myozyten wiederherzustellen, die an chronische Ischämie angepasst sind. Um diese Lücke zu schließen, wurde ein chirurgisches Modell von HIB mit Schweinen verwendet, das für CABG geeignet ist und das klinische Szenario nachahmt. Das Modell umfasst zwei Operationen. Bei der ersten Operation wird ein 1,5 mm starrer Constrictor an der linken vorderen absteigenden Arterie (LAD) implantiert. Während das Tier wächst, verursacht der Constrictor allmählich eine signifikante Stenose, die zu einer verminderten regionalen systolischen Funktion führt. Sobald die Stenose 80% erreicht, werden der Myokardfluss und die Funktion beeinträchtigt, wodurch eine HIB entsteht. Anschließend wird eine Off-Pump-CABG mit der linken inneren Brustarterie (LIMA) durchgeführt, um die ischämische Region zu revaskularisieren. Das Tier erholt sich einen Monat lang, um eine optimale Verbesserung des Myokards vor der Tötung zu ermöglichen. Dies ermöglicht physiologische und Gewebestudien verschiedener Behandlungsgruppen. Dieses Tiermodell zeigt, dass die Herzfunktion trotz CABG beeinträchtigt bleibt, was auf die Notwendigkeit neuartiger ergänzender Interventionen hindeutet. In dieser Studie wurde ein Kollagenpflaster entwickelt, das mit mesenchymalen Stammzellen (MSC)-abgeleiteten Exosomen eingebettet ist und chirurgisch auf die epikardiale Oberfläche distal der LIMA-Anastomose aufgebracht werden kann. Das Material passt sich dem Epikard an, ist resorbierbar und bildet das Gerüst für die verzögerte Freisetzung von Signalfaktoren. Diese regenerative Therapie kann die Erholung des Myokards stimulieren, die nicht nur auf die Revaskularisierung reagiert. Dieses Modell lässt sich auf den klinischen Bereich übertragen, indem es physiologische und mechanistische Untersuchungen zur Genesung von HIB ermöglicht.
Einleitung
Weltweit sind über hundert Millionen Patienten von schwerer KHK betroffen, und obwohl die Sterblichkeitsrate gesunken ist, bleibt sie eine der häufigsten Todesursachen 1,2. CAD hat ein breites klinisches Spektrum von Myokardinfarkt (MI) bis hin zu Ischämie mit erhaltener Lebensfähigkeit. Die meisten präklinischen Forschungen konzentrieren sich auf MI, das durch das Vorhandensein von infarktiertem Gewebe gekennzeichnet ist, wie es in kleinen und großen Tiermodellen untersucht werden kann. Dieses Modell richtet sich jedoch nicht an Patienten mit erhaltener Lebensfähigkeit, die für eine Revaskularisierung zugänglich sind. Die meisten Patienten, die sich einer CABG unterziehen, haben eine verminderte Blutversorgung und eine eingeschränkte Funktion, während die Variabilität der kontraktilen Reserve und Lebensfähigkeit erhaltenbleibt 3. Ohne Behandlung können diese Patienten zu fortgeschrittener Herzinsuffizienz und plötzlichem Tod führen, insbesondere bei erhöhter Arbeitsbelastung4. Bei diesen Patienten ist die Koronararterien-Bypass-Transplantation (CABG) eine wirksame Therapie, führt jedoch möglicherweise nicht zu einer vollständigen funktionellen Wiederherstellung5. Wichtig ist, dass sich die diastolische Dysfunktion, die ein Marker für schlechtere klinische Ergebnisse ist, nach der Revaskularisierung nicht erholt, was auf die Notwendigkeit neuartiger adjuvanter Therapien während der CABGhindeutet 6,7. Derzeit gibt es keine klinisch verfügbaren adjuvanten Interventionen, die mit CABG verwendet werden, um Kardiomyozyten wieder voll funktionsfähig zu machen. Dies ist eine große therapeutische Lücke, da viele Patienten trotz entsprechender Revaskularisierung zu fortgeschrittener Herzinsuffizienz fortschreiten8.
Es wurde ein innovatives Schweinemodell der chronischen Myokardischämie entwickelt, das für CABG geeignet ist, um die klinische CAD-Erfahrung nachzuahmen9. Schweine sind ein gutes Modell für Herzerkrankungen gegenüber anderen Großtieren, da sie keine epikardialen Brückenkollateralen haben, so dass eine Stenose der LAD allein zu einer regionalen Ischämie führt10. In dieser Studie wurden 16 Wochen alte weibliche Yorkshire-Landrasse-Schweine verwendet. In diesem Modell wurde die LAD mit Off-Pump-CABG unter Verwendung des linken inneren Brustarterientransplantats (LIMA) revaskularisiert (Ergänzende Tabelle 1). Eine perkutane Koronarintervention (PCI) ist nicht möglich, um die Stenose zu öffnen, da der Konstriktor ein starres Gerät ist. Die kardiale Magnetresonanztomographie (MRT) wird verwendet, um die globale und regionale Funktion, die koronare Anatomie und die Lebensfähigkeit des Gewebes zu beurteilen. Die kardiale MRT-Analyse zeigte, dass die diastolische Funktion, die durch die maximale Füllrate (PFR) gekennzeichnet ist, trotz CABG6 beeinträchtigt bleibt. Der Mechanismus der diastolischen Dysfunktion hängt wahrscheinlich mit einer gestörten mitochondrialen Bioenergetik und Kollagenbildung in HIB zusammen, die nach CABG11 bestehen bleiben.
Mesenchymale Stammzellen (MSC) liefern therapeutische Signale über Exosomen, um die Erholung des Myokards zu verbessern, wenn sie während der CABG angewendet werden. In diesem Schweinemodell und parallelen In-vitro-Studien wurde gezeigt, dass die Platzierung eines epikardialen MSC-Vicryl-Pflasters während der CABG die kontraktile Funktion mit einem Anstieg der wichtigsten mitochondrialen Proteine, nämlich PGC-1α12, einem wichtigen Regulator des mitochondrialen Energiestoffwechsels, wiederherstellt13. Das In-vitro-Modell ermöglichte es uns, den Signalmechanismus von MSCs auf eine beeinträchtigte mitochondriale Funktion zu untersuchen. Exosomen sind sezernierte stabile Mikrovesikel (50-150 nm), die Proteine oder Nukleinsäuren enthalten, einschließlich microRNA (miRNA)14. Jüngste In-vitro-Daten deuten darauf hin, dass MSC-abgeleitete Exosomen ein wichtiger Signalmechanismus sind, der für die Wiederherstellung der mitochondrialen Atmung notwendig ist.
Aus Stammzellen gewonnene Exosomen sind vielversprechende Zusatztherapeutika, da sie leicht zugänglich sind, kommerziell hergestellt werden können und keine ethischen Konflikte aufweisen. Unter Berücksichtigung der klinischen Translation wurde ein Kollagenpflaster erstellt, das in MSC-abgeleitete Exosomen eingebettet ist und chirurgisch an die Überwinterungsregion des Myokards genäht werden kann. Es wurde gezeigt, dass dieses Pflaster eine anhaltende Abgabe von Exosomen bewirkt und eine zellfreie regenerative Therapie mit parakrinen Signalmechanismen bietet, die auf die mitochondriale Erholung abzielt und die mitochondriale Biogenese verbessert15. Dieses Verfahren bietet das präklinische Modell, um die Auswirkungen von MSC-abgeleiteten Therapien zur Verbesserung der Herzfunktion durch Verbesserung der Mitochondrienfunktion und Verringerung der Entzündung zum Zeitpunkt der Revaskularisierung zu untersuchen und die Myozytenanpassungen an chronische Ischämie umzukehren.
In dieser Studie wird eine chirurgische Methode der Off-Pump-CABG unter Verwendung der LIMA-zu-LAD-Anastomose gezeigt, um den Bereich der proximalen LAD-Stenose zu umgehen, die die Standardbehandlung für Patienten mit KHK nachahmt. Als Zusatztherapie mit CABG wurde die chirurgische Anwendung eines MSC-abgeleiteten Exosomen-eingebetteten Kollagenpflasters auf der ischämischen Region des Myokards demonstriert. Dieses chirurgische Modell kann verwendet werden, um die physiologischen Reaktionen auf den parakrinen Effekt zu untersuchen, der bei der Verwendung eines Exosomenpflasters beobachtet wird, sowie die molekularen Mechanismen der Genesung.
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Protokoll
Die Institutional Animal Care and Use Committees (IACUC) des Minneapolis VA Medical Center und der University of Minnesota haben alle Tierversuche genehmigt. Die aktuellen Richtlinien der National Institutes of Health (NIH) für die Verwendung und Pflege von Labortieren wurden befolgt.
1. Isolierung mesenchymaler Stammzellen und Präparation und Charakterisierung von Exosomen
- Isolierung von mesenchymalen Stammzellen (MSCs) aus dem Knochenmark
- Entnehmen Sie 30-50 ml steriles Knochenmark aus dem Brustbein oder Schienbein eines 20 Wochen alten weiblichen Yorkshire-Landrassenschweins. Führen Sie dazu eine interossäre 25-mm-15G-Nadel in das Brustbein oder die Tibia ein und ziehen Sie die Probe in eine 60-ml-Spritze mit 10 ml Heparin.
HINWEIS: Weitere Einzelheiten zur Knochenmarkentnahme finden Sie bei Pittenger et al. und Hocum-Stone et al.12,16. - Kurz gesagt, führen Sie die Knochenmarkprobe 30 Minuten lang bei 1800 x g durch ein Vacutainer-CPT-Röhrchen mit Heparin.
- Entfernen Sie den Buffy Coat mit den mononukleären Zellen und waschen Sie ihn mit Hanks ausgewogener Salzlösung. Mononukleäre Zellen durch Zentrifugation pelletieren und in Wachstumsmedium (10% fötales Rinderserum [FBS]) resuspendieren.
- Die mononukleären Zellen werden für das adhärente Wachstum in Zellkulturflaschen überführt. Isolieren Sie die MSCs von der mononukleären Fraktion durch ihre adhärente Natur.
- Waschen Sie alle Nicht-MSCs innerhalb von 24 Stunden, wobei eine Monoschicht MSCs im Gewebekulturkolben verbleibt. Bestätigen Sie den MSC-Phänotyp durch Durchflusszytometrie, um die Negativität für CD45, einen hämatopoetischen Marker, und die Positivität für CD90 und CD105, die Marker von MSCs, sicherzustellen.
- Entnehmen Sie 30-50 ml steriles Knochenmark aus dem Brustbein oder Schienbein eines 20 Wochen alten weiblichen Yorkshire-Landrassenschweins. Führen Sie dazu eine interossäre 25-mm-15G-Nadel in das Brustbein oder die Tibia ein und ziehen Sie die Probe in eine 60-ml-Spritze mit 10 ml Heparin.
- Präparation und Charakterisierung von Exosomen aus mesenchymalen Stammzellen von Schweinen
- 1 x 104 H9C2-Ratten-Kardiomyozyten und Kultur in 1x DMEM+ 10% FBS und 1x Pen/Streptokokken auslegen. Saatgut 2 x 104 Schweine-MSCs in fortgeschrittenem DMEM + 5% FBS und 1x Pen/Streptokokken.
- Sobald beide Zelllinien zu mindestens 80 % konfluierend sind, wechseln Sie das Medium zu exosomenabgereichertem H9C2- und MSC-Medien.
- H9C2-Kardiomyozyten einer leichten Hypoxie aussetzen (1% O2 für 24 h). Entfernen Sie die Kolben nach 24 Stunden aus der Hypoxie und pipettieren Sie das H9C2-Medium.
- Entfernen und entsorgen Sie das MSC-Medium aus dem MSC-Kolben. Gereinigtes H9C2-Medium in den MSC-Kolben geben. Der Kolben wird 6 Stunden lang unter normoxischen Bedingungen (5 % CO2, 20 % O2 und 37 °C) inkubiert.
- Extrahieren Sie die Exosomen aus dem co-kultivierten konditionierten Medium unter Verwendung des Reagenzes für die Gesamtexosomenisolierung gemäß den Anweisungen des Herstellers.
- Überprüfung der Identifizierung von Exosomen durch Western-Blot-Nachweis gängiger exosomaler Proteine mit Antikörpern gegen CD-63 (1:1000)17.
- Führen Sie eine Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA) durch, um die Exosomen zu quantifizieren und die Nanopartikelgröße und ihre Verteilung zu bewerten. Lösen Sie dazu das Gesamtprotein (50 μg) der Exosomen in 500 μl PBS auf, um die Konzentration und Größenverteilung der Exosomen mit Hilfe eines Nanopartikel-Tracking-Analysators zu bestimmen.
- Analysieren Sie die Daten mit einer Nanopartikel-Tracking-Software.
2. Bypass-Operation der Koronararterien aus der Pumpe
- Tierische Vorbereitung
- Wiegen Sie das Tier (16 Wochen alte weibliche Yorkshire-Landrasse-Schweine) 3 Tage vor der geplanten Operation. Fasten Sie das Tier vor der Operation 12 Stunden lang, während Sie während des Fastens Zugang zu Wasser haben.
- Geben Sie Buprenorphin 0,18 mg/kg intramuskulär 2-4 h vor der Operation.
- Induktion des Tieres
- Sedieren Sie das Tier durch intramuskuläre Injektion von 6,6 mg/kg Tiletamin-Zolazepam/Xylazin.
- Warten Sie 15 Minuten, um eine ausreichende Sedierung zu gewährleisten, indem Sie den Kiefertonus beurteilen und anschließend einen 22-G-Katheter in die zentrale Ohrvene legen.
HINWEIS: Eine andere periphere Vene kann in Betracht gezogen werden (z. B. Kopfvene), wenn die Ohrvene unzureichend ist. - Verabreichen Sie die Augensalbe topisch auf jedes Auge. Verabreichen Sie 1-2 mg/kg Propofol intravenös, um eine Vollnarkose einzuleiten. Der Kiefertonus spiegelt die Tiefe der Anästhesie am zuverlässigsten wider und sollte während des gesamten Eingriffs beurteilt werden.
- Intubieren Sie das Tier mit einem Endotrachealtubus geeigneter Größe.
- Chirurgie
- Rasieren Sie das Brustbein und die Leiste des Tieres, um sich auf den chirurgischen Eingriff vorzubereiten.
- Stellen Sie die mechanische Beatmung je nach Bedarf auf 10-15 Atemzüge pro Minute, Sauerstoff 1-4 l/min und Isofluran 1,0-3,0% ein, um eine tiefe Anästhesie für die Operation aufrechtzuerhalten. Überprüfen Sie, ob keine Augen- oder Kieferreflexe vorhanden sind, um eine tiefe Anästhesie zu bestätigen.
- Positionsüberwachungsgeräte (Elektrokardiogramm, CO2 am Ende der Tidale, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung, Blutdruck und Temperatur) am Tier.
- Schließen Sie den IV-Katheter an einen Beutel mit normaler Kochsalzlösung oder Laktatringerlösung an, um kontinuierlich Erhaltungsflüssigkeiten zu verabreichen.
- Bereiten Sie die Haut mit aseptischer Technik mit Povidon-Jod-Peeling und -Lösung 3x vor, um eine ausreichende Sterilität zu gewährleisten und das Risiko einer Infektion an der Operationsstelle zu minimieren.
- Lidocain intravaskulär verabreichen (Aufsättigungsdosis von 2 mg/kg oder kontinuierliche Infusion in einer Dosis von 50 μg/kg/min), um Arrhythmien vorzubeugen.
- Positionieren Sie das Tier dorsal und drapieren Sie es mit sterilen Handtüchern.
- Führen Sie entweder die linke oder die rechte Oberschenkelarterie durch, um die arterielle Leitung durch die Seldinger-Technik zu platzieren, gefolgt von einem Anschluss des Katheters an den Schallkopf zur kontinuierlichen Blutdrucküberwachung zum Zeitpunkt der Operation.
- Verwenden Sie einen monopolaren Elektrokauter, um einen 20 cm langen Schnitt zu machen, der sich von der sternalen Kerbe proximal bis zum Xyphoidfortsatz distal erstreckt, und um Schichten von Muskeln, Unterhautfett und Bindegewebe bis zum Brustbein einzuschneiden.
- Führen Sie eine mediane Sternotomie mit einer oszillierenden Säge durch.
HINWEIS: Die Standardsäge wird für eine wiederholte Sternotomie vermieden, da sie ein höheres Risiko für Myokardverletzungen durch frühere Perikardadhäsionen aus der linken Thorakotomie birgt, die zur Platzierung des LAD-Konstriktors durchgeführt wurde. - Teilen Sie die hintere Sternumplatte mit einer Schere. Verwenden Sie einen speziellen Brustretraktor für eine angemessene Visualisierung des Mediastinums.
- Präparieren Sie Adhäsionen entweder mit monopolarem Elektrokauter oder der Metzenbaumschere. Präparieren Sie vorsichtig den peristernalen Muskel und das Fett, um die linke innere Brustarterie (LIMA) freizulegen.
- Sobald LIMA seitlich am Brustbeinrand freigelegt ist, trennen Sie es vorsichtig von der Brustwand, indem Sie es stumpf mit der Elektrokauterspitze dissektionieren. Verwenden Sie das LIMA als skelettiertes Transplantat.
- Beginnen Sie mit der Dissektion auf Höhe des 3. Interkostalraums. Heben Sie den linken Sternumrand sanft an, um eine optimale Visualisierung zu erzielen.
- Verwenden Sie eine sanfte Traktion auf der Adventitia, um die arteriellen und venösen Äste von LIMA freizulegen. Schneiden Sie die LIMA-Seite der Äste mit Hämoclips ab und kauterisieren Sie die Brustwandseite der Äste.
HINWEIS: Es muss darauf geachtet werden, dass der Clip am LIMA nicht verätzt wird, da dies zu einer Verengung der Leitung führen kann. - Sobald ein erstes LIMA-Segment mobilisiert wurde, setzen Sie die Dissektion proximal in Richtung der Vena subclavia und distal bis zur LIMA-Bifurkation fort.
- Sobald die Dissektion abgeschlossen ist, verabreichen Sie Heparin intravenös in einer Dosis von 100-300 E/kg. Warten Sie 3 Minuten nach der Verabreichung des Heparins.
- Nach 3 Minuten das distale Ende der LIMA kurz vor der Höhe der LIMA-Gabelung abschneiden und den Kanal teilen. Nähen Sie das distale Ende mit einem kostenlosen 2-0-Seidennahtband.
- Bereiten Sie das proximale Ende für die Transplantation vor. Überprüfen Sie die Fließqualität visuell, indem Sie das Transplantat einige Sekunden lang bluten lassen.
- Klemmen Sie das distale Ende des LIMA-Schlauchs vorsichtig mit einer atraumatischen Bulldoggenklemme fest, um Blutungen zu vermeiden. Öffnen Sie das Perikard mit einem umgekehrten T und machen Sie einen etwa 5-6 cm langen Schnitt. Legen Sie Nähte der Größe 3-0 auf das Perikard, um auf beiden Seiten des Schlitzes zu ziehen.
- Stabilisieren Sie den LAD mit Silikon-Retraktionsbändern und Gewebestabilisator, der am Brustbein-Retraktor befestigt ist. Führen Sie eine Arteriotomie in der LAD-Arterie distal der Stenose (verursacht durch ein Constrictorband) mit einer 11-Klinge durch und verlängern Sie sie mit einer Irisschere.
- Platzieren Sie einen Koronarshunt in geeigneter Größe im LAD. Führen Sie die LIMA-zu-LAD-Anastomose mit 7-0 laufendem, nicht resorbierbarem Nahtmaterial unter Verwendung einer Off-Pump-Bypass-Technik durch. Lassen Sie den Bulldoggen-Okkluder auf dem LIMA los und bestätigen Sie die Hämostase.
- Herstellung eines aus mesenchymalen Stammzellen (MSC) gewonnenen Exosomenpflasters
- Nach erfolgreicher Isolierung von Exosomen aus MSCs werden etwa 3 x 108 Exosomen in 3 ml normaler Kochsalzlösung suspendiert und dem Kollagenschwamm hinzugefügt.
- 3 ml Exosomensuspension für 10 min bei Raumtemperatur bei ca. 22 °C erhitzen. 2 resorbierbare Collage-Schwämme (je 1,27 cm x 2,54 cm) in eine mittelgroße Petrischale geben.
- Verwenden Sie eine 5-ml-Spritze mit einer 18G-Nadel, um die Exosomensuspension vorsichtig zu mischen. Pipettieren Sie langsam 1,5 ml Suspension auf jeden Kollagenschwamm und warten Sie 5 Minuten auf die vollständige Absorption.
- Platzierung des Exosomenpflasters
- Legen Sie den mit Exosomen beladenen Schwamm kopfüber auf die überwinternde Region des Herzens, die das Epikard der vorderen Septumregion in der Verteilung des LAD ist.
- Legen Sie vorsichtig zwei Schwämme auf die Winterschlafregion des Herzens. Verwenden Sie ein 3,5 cm x 1,0 cm großes Polyglactin-Netz, um jeden Kollagenschwamm abzudecken.
- Nähen Sie das Netz mit feinen 7-0 unterbrochenen Nähten auf das Epikard.
- Platzierung der Thoraxdrainage
- Legen Sie eine Thoraxdrainage durch einen separaten Stichschnitt in der Nähe des unteren Aspekts des Sternotomieschnitts. Legen Sie die Thoraxdrainage vorsichtig über die vordere Seite des Herzens.
- Sobald der Schlauch an Ort und Stelle ist, legen Sie eine Taschenschnurnaht mit 3-0-Naht mit einem horizontalen Matratzenstich an, um den Verschluss der Wunde beim Entfernen des Schlauchs zu ermöglichen.
- Die Thoraxdrainage wird bis zum vollständigen Verschluss des Brustkorbs aufrechterhalten.
- Brustverschluss
- Nähern Sie sich dem Brustbein mit nicht resorbierbaren Nähten mit einem Achtermuster an. Verabreichen Sie 1 mg/kg Bupivacain intramuskulär über die gesamte Länge des Einschnitts.
HINWEIS: Es wird anstelle von Drähten Nahtmaterial verwendet, um Interferenzen mit der MRT-Bildgebung zu vermeiden. - Schließen Sie Muskel- und Hautschichten auf die übliche Weise mit resorbierbarem 2-0- bzw. 3-0-Nahtmaterial.
- Führen Sie ein Atemanhalten und Saugen durch, um die gesamte Luft aus der Brusthöhle zu evakuieren. Überwachen Sie den Atemwegsdruck am Beatmungsgerät vorsichtig und halten Sie den Druck zwischen 15 und 22 mmHg und lassen Sie ihn frei, wenn er fertig ist.
- Sobald die gesamte Luft evakuiert ist, entfernen Sie die Thoraxdrainage und schließen Sie die Wunde mit der Handtaschennaht. Tragen Sie den Klebekleber topisch auf, um den Sternumschnitt abzudecken.
- Nähern Sie sich dem Brustbein mit nicht resorbierbaren Nähten mit einem Achtermuster an. Verabreichen Sie 1 mg/kg Bupivacain intramuskulär über die gesamte Länge des Einschnitts.
- Nachsorge nach der Operation
- Entwöhnen Sie das Tier allmählich vom Beatmungsgerät, während der Hautschnitt geschlossen wird. Stellen Sie sicher, dass das Tier in der Lage ist, spontan zu atmen und die Reflexe zu schützen, bevor Sie das Tier von der Anästhesieausrüstung trennen.
- Entfernen Sie den Endotrachealtubus, nachdem Sie bestätigt haben, dass das Tier seine Atemwege schützen kann. Decken Sie den Hautschnitt mit einem sterilen und nicht haftenden Verband ab, der mit einer antibiotischen Salbe eingebettet ist, um eine Infektion an der Operationsstelle zu minimieren.
- Überwachen Sie weiterhin alle 15 Minuten die Vitalfunktionen wie Herzfrequenz, Atemfrequenz und Körpertemperatur, bis das Tier seine Position ohne Hilfe halten kann.
- Stellen Sie sicher, dass das Tier nicht unbeaufsichtigt gelassen wird, bis es seinen Kopf heben und hochhalten kann und ohne Hilfe stehen kann. Meloxicam ist in einer Dosis von 0,2 mg/kg subkutan zu verabreichen, bevor das Tier in die Aufwachstation transportiert wird.
- Transportieren Sie das Tier zur Aufwacheinheit, wenn das Tier stabil ist. Lassen Sie den Verband an der Operationsstelle bis zum postoperativen Tag 3 auf dem Schnitt. Ersetzen Sie den Verband, wenn er verschmutzt ist.
- Überwachen Sie weiterhin das Ausmaß der Schmerzen, den Hautschnitt und das allgemeine Wohlbefinden des Tieres in den ersten 5 Tagen nach der Operation. Verabreichen Sie bei Durchbruchschmerzen einmal täglich eine halbe Dosis Meloxicam (0,1 mg / kg) nach Bedarf.
- Bringen Sie das Tier in den ersten 5 Tagen nach der Operation in Einzelhaltung, während die Schnitte(n) heilen, um das Risiko einer Infektion der Operationsstelle durch ein anderes Tier zu verringern. Bringen Sie das Tier nach 5 Tagen in die Gruppenhaltung zurück.
- Melden Sie alle Komplikationen oder Veränderungen des Zustands des Tieres (Fieber, Aszites, Gewichtsverlust, Appetitlosigkeit usw.) dem Tierarzt oder dem zuständigen Personal.
3. Koronarangiographie mit Femurzugang
- Befestigen Sie das Tier auf dem OP-Tisch in der dorsalen Liege. Beginnen Sie die mechanische Beatmung mit 10-15 Atemzügen pro Minute. Stellen Sie Sauerstoff auf 2-4 l/min, Isofluran auf 1% und 4% ein, je nach Bedarf, um eine tiefe Anästhesieebene aufrechtzuerhalten.
- Legen Sie EKG-Ableitungen an die Gliedmaße des Tieres, um den Herzrhythmus zu überwachen. Bewerten Sie das Tier auf die Tiefe der Anästhesie. Betrachten Sie das Tier als tief betäubt, wenn der Augen- oder Kieferreflex fehlt.
- Reinigen Sie den Brust- und Halsbereich mit Povidon-Jod-Peeling und drapieren Sie das Tier anschließend mit Handtüchern.
- Zugang zur Oberschenkelarterie über einen chirurgischen Schnitt und Freilegung der Oberschenkelarterie und -vene. Machen Sie einen 1-2 mm langen Längsschnitt mit einer Klinge Nr. 11 in der Oberschenkelarterie und kanülieren Sie die Arterie mit einer 11 Fr-Einführschleuse im Gefäßlumen.
- Nach Erhalt des Zugangs wird der Katheter vorgeschoben, um eine Koronarangiographie durchzuführen, um die Anatomiedurchgängigkeit des LIMA-LAD-Transplantats zu beurteilen.
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Ergebnisse
Nach der Revaskularisation wird eine Koronarangiographie durchgeführt, um die LAD-Stenose (mehr als 80%) und die Durchgängigkeit des LIMA-LAD-Transplantats zu beurteilen (Abbildung 1). Vier Wochen nach der Revaskularisierungsoperation und dem Einsetzen des exosomenbeladenen Kollagenpflasters wird eine kardiale MRT durchgeführt, um die systolische und diastolische Funktion des Herzens in Ruhe und unter Stress mit einer niedrig dosierten Dobutamininfusion mit 5 μg/kg/min zu beurteilen. Die sys...
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Diskussion
Diese Studie stellt das erste Schweinemodell des chronisch ischämischen Myokards vor, in dem gezeigt wurde, dass die Behandlung mit einem MSC-abgeleiteten Exosom-beladenen Kollagenpflaster während der chirurgischen Revaskularisierung die diastolische und systolische Funktion nach inotroper Stimulation wiederherstellt, möglicherweise durch gezielte mitochondriale Erholung. Zuvor wurde gezeigt, dass in einem Großtiermodell der HIB die diastolische und systolische Funktion, gemessen durch Herz-MRT, beeinträchtigt bleibt und...
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts offenzulegen.
Danksagungen
Diese Arbeit wurde von der VA Merit Review #I01 BX000760 (RFK) aus den Vereinigten Staaten (U.S.) Grant #I01 BX004146 des Department of Veterans Affairs BLR&D und des U.S. Department of Veterans Affairs (TAB). Wir danken auch dem Lillehei Heart Institute der University of Minnesota für die Unterstützung. Der Inhalt dieser Arbeit gibt nicht die Ansichten des US-Ministeriums für Veteranenangelegenheiten der Regierung der Vereinigten Staaten wieder.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| 5 Ethibond | Ethicon | MG46G | Naht# |
| 40 Scherklinge | Oster | 078919-016-701 | Entfernen Sie Haare von Operationsstellen |
| 0 Vicryl | Ethicon | J208H | Naht |
| 1 mL Spritze | Medtronic/Covidien | 1188100777 | Verabreichen Sie injizierbare Wirkstoffe |
| 1" medizinisches Klebeband | Medline | MMM15271Z | Wunde sichern Verband und IV-Katheter |
| 1000 ml 0,9 % Natriumchlorid | Baxter | 2B1324X | IV-Ersatzflüssigkeit |
| 12 mL Spritze | Medtronic/Covidien | 8881512878 | Verabreichen von injizierbaren Mitteln |
| 18 ga-Nadeln | BD | 305185 | Verabreichung von injizierbaren Mitteln |
| 20 ga-Nadeln | BD | 305175 | Verabreichung von injizierbaren Mitteln |
| 20 mL Spritze | Medtronic/Covidien | 8881520657 | Verabreichen von injizierbaren Mitteln |
| 2-0 Vicryl | Ethicon | J317H | Nahtmaterial |
| 250 mL 0,9 % Kochsalzlösung | Baxter | UE1322D | Ersatz IV Flüssigkeit |
| 3 mL Syinge | Medtronic/Covidien | 1180300555 | Verabreichen von Injektionsmitteln |
| 3-0 Vicryl | Ethicon | VCP824G | Naht |
| 36" Schlauch zur Drucküberwachung | Smith' s Medical | MX563 | Connect Art.-Nr. Linie zum Schallkopf |
| 4,0 mm ID Endotrachealtubus | Medline | DYND43040 | Etablieren Sie die Atemwege für den Winterschlaf |
| 4-0 Tevdek II Stränge | Deknatel | 7-922 | Naht zur Sicherung des Constrictors um LAD |
| 48" Schlauch zur Drucküberwachung | Smith' s Medical | MX564 | Connect Art.-Nr. Linie zum Schallkopf |
| 500 ml 0,9 % Natriumchlorid | Baxter | 2B1323Q | Arzneimittelabgabe, Nebel für das Gebläse bereitstellen Mister |
| 6 mL Spritze | Medtronic/Covidien | 1180600777 | Verabreichung von injizierbaren Mitteln |
| 6,0 mm ID Endotrachealtubus | Mallinckrodt | 86049 | Einrichtung der Atemwege für Revasc, MRT und Terminierung |
| 6,5 mm ID Endotrachealtubus | Medline | DYND43065 | Einrichtung eines Atemwegs für Revasc, MRT und Terminierung |
| 6" Druckschlauchleitung | Smith' s Medical | MX560 | Entnahme von Knochenmark |
| 60 mL Spritze | Medtronic/Covidien | 8881560125 | Verabreichung von Injektionsmitteln |
| 7,0 mm ID Endotrachealtubus | Medline | DYND43070 | Einrichtung von Atemwegen für Revasc, MRT und Terminierung |
| 7-0 Prolene | Ethicon | M8702 | Naht |
| Advanced DMEM (1X) | ThermoFisher Scientific | 12491023 | |
| Alkoholvorbereitungspads | MedSource | MS-17402 | Hautdesinfektionsmittel |
| Amicon Ultra-15 Zentrifugalfiltereinheit | Millipore Sigma | UFC910024 | |
| Anästhesiegerät | Dräger | Fabious Trio | hält Vollnarkose |
| aufrecht Anästhesiegerät + Beatmungsgerät | DRE Dräger - Fabius Tiro | DRE0603FT | Abgabe von Sauerstoff und Inhalationsmittel an den Patienten |
| Anästhesiemonitor | Phillips Intellivue | MP70 | Multiparameter für die Patientensicherheit |
| Arterial Line Kit | Arrow | ASK-04510-HF | Femurkatheter zur Blutdrucküberwachung |
| Künstliche Tränen | Rugby | 0536-1086-91 | Schmieren Sie die Augen, um das Austrocknen der Hornhaut zu verhindern |
| Bair Hugger | 3M | Modell 505 | Patientenerwärmungssystem |
| Basispaket | Medline | DYNJP1000 | Sterile Abdecktücher und Tischabdeckung |
| Blutentnahmeröhrchen - grüne Oberseite | Fisher Scientific | 02-689-7 | Sammeln von Mikrosphären-Blutproben |
| Gebläse Mister Kit | Medtronic/Covidien | 22120 | Räumt das Operationsfeld für Gefäßanastomose |
| BODIPY TR Ceramide | ThermoFisher Scientific | D7540 | |
| Knochenmarknadel - 25mm 15 ga IO-Nadel | Vidacare | 9001- VC-005 | Knochenmark sammeln |
| Knochenwachs | Medline | ETHW31G | Hämostase des geschnittenen Knochens |
| Bovie Cautery Handstück | Covidien | E2516 | Blutstillung |
| Bupivicain | Pfizer | 00409-1161-01 | Lokalanästhetikum |
| Buprenorphin 0,3 mg/ml | Sigma Aldrich | B9275 | Präoperatives Analgetikum für überlebende |
| Eingriffe Zelle Schaber | Corning | 353085 | |
| Cephazolin 1 gr | Pfizer | 00409-0805-01 | Antibiotikum |
| Thoraxsonde | Covidien | 8888561043 | Evakuiert Luft aus der Brusthöhle |
| Cloroprep | Becton Dickenson | 260815 | Chirurgische Hautvorbereitung |
| CPT-Sonde | BD | 362753 | MSC-Isolierung aus dem Knochenmark |
| Delrin Constrictor | U of MN | Custom | made Erstellt eine Stenose von LAD |
| Dermabond | Ethicon | DNX12 | Hautkleber |
| DMEM (1X) Dulbecco's Modified Eagle Medium, HEPES | ThermoFisher Scientific | 12430062 | |
| Dobutamin 12,5 mg/ml | Pfizer | 00409-2344-01 | Erhöht den Blutdruck und die Herzfrequenz während der zweiten Mikrosphären-Blutentnahme |
| EKG-Pads | DRE | 1496 | Überwachung des Herzrhythmus |
| Exosomen-depleted FBS | ThermoFisher Scientific | A2720801 | |
| Falcon Serologische Einwegpipetten aus Polystyrol, steril, 10 ml | Fisher Scientific | 13-675-20 | |
| Femur- und Karotis-Einführhilfe | Cordis- J& J | 504606P | Femur- und Carotiskanülen |
| Fetales Rinderserum, hitzeinaktiviert, Gibco FBS | ThermoFisher Scientific | 16140089 | |
| Flo-thru 1.0 | Baxter | FT-12100 | zur Anastomos LIMA to L |
| Flo-thru 1.25 | Baxter | FT-12125 | FT-12125 |
| Flo-thru 1.5 | Baxter | FT-12150 | FT-12150 |
| Flo-thru 2.0 | Baxter | FT-12200 | FT-12200 |
| GlutaMAX Supplement | ThermoFisher Scientific | 35050061 | |
| Haarschneider | Oster | 078566-011-002 | Haare von Operationsstellen |
| entfernen Helistat Kollagenschwamm | McKesson | 570973 1690ZZ | Schwamm zum Einbetten von Exosomen |
| Heparin | Pfizer | 0409-2720-03 | Antikoaggulans |
| Histologie-Tiegel | Fisher Scientific | 316-154 | Formalin für Gewebeproben |
| HyClone Charakterisiertes fötales Rinderserum (FBS) | Cytiva | SH30071.03 | |
| Hypafix | BSN Medical | 4210 | Sicherer Wundverband und IV-Katheter |
| Isofluran | Sigma Aldrich | CDS019936 | Allgemeinanästhetikum - Inhalationsmittel |
| IV-Schlauch für Gebläse Mister | Carefusion | 42493E | passt sich an IV-Flüssigkeiten für Gebläse/Mister |
| Jelco 18 ga IV-Katheter | an Smiths Medical | 4054 | IV-Zugang in Revasc, MRT und Termin |
| Lidocain 2% | Pfizer | 00409-4277-01 | Lokalanästhetikum / Antiarthym |
| Ligaclips | Ethicon | MSC20 | Chirurgische Klammern für LIMA Takedown |
| Lange Klinge für Laryngoskop | DRE | 12521 | Ermöglicht die Visualisierung der Luftröhre für die Intubation |
| Meloxicam 5 mg/mL | Boehringer Ingelheim | 141-219 | Postoperative Analgetische |
| Mikrosphärenpumpe | Entnahme von Blutproben von der Femureinführung | ||
| Monopolar Cautery | Covidien | Valleylab™ FT10 | Hämostase |
| Nanosight NS 300 | Malvern Panalytical | MAN0541-03-DE | |
| NTA 3.1.54 Software | Malvern Panalytical | MAN0520-01-DE-00 | |
| OPVAC Synergy II | Terumo Cardiovascular System | 401-230 | Herzpositionierer und Stabilisator |
| Sauerstofftank E-Zylinder | diverse | diverse | Wird für das Gebläse Mister verwendet, wenn das Anästhesiegerät keinen zusätzlichen Durchflussmesser |
| hat PBS, pH 7,2 | ThermoFisher Scientific | 20012050 | |
| Penicillin-Streptomycin-Neomycin (PSN) Antibiotika-Mischung | ThermoFisher Scientific | 15640055 | |
| Pigtail 145 Katheter 6 Französisch | Boston Scientific | 08641-41 | Messung von LV-Drücken |
| Druckwandler | verschiedene | Muss sich an den Anästhesiemonitor anpassen Monitor | Überwachen Sie den direkten arteriellen Druck |
| Propofol | Diprivan | 269-29 | Induktionsmittel |
| Roncuronium | Mylan | 67457-228-05 | Neuromuskulärer Blocker |
| SR Buprenorphin 10 mg/ml | Abbott Labs | NADA 141-434 | Postoperatives Analgetikum |
| Sterile Kochsalzlösung 20 mL | Fisher Scientific | 20T700220 | Spülung für IV-Katheter |
| Sternalsäge / Autopsiesäge | Thermo Fisher | 812822 | Wird verwendet, um die Brusthöhle |
| zu öffnen Stoppen Sie Schwänze | Smith Medical | MX5311L | 2 zum Anschluss an den Schweineschwanz |
| Succinylcholin 20 mg/mL | Pfizer | 00409-6629-02 | Neuromuskuläres Blockierungsmittel |
| Absaugung Schlauch | Medline | DYND50223 | |
| Saugbehälter | Medline | ||
| Operationspaket mit Brustretraktor | verschiedene | Siehe Packungsliste | Femurschnitt und mediane Sternotomie |
| Chirurgische Instrumente | verschiedene | Siehe Packungsliste | Femur- und Karotis-Cutdowns und Sternotomie |
| Chirurgischer Federclip | Applied Medical | A1801 | Klemmende von LIMA nach dem Abnehmen |
| Spritzenpumpe | Harvard | Liefert IV Dobutamin-Infusion | |
| SYTO RNASelect Grün fluoreszierender Zellfleck - 5 mM Lösung in DMSO | Millipore | Sigma S32703 | |
| Telazol 100 mg/mL | Fort Dodge | 01L60030 | Präoperatives Beruhigungsmittel |
| Telpha Pad | Covidien | 2132 | Steriler Wundverband |
| Timer | Zeit Entnahme von Blutproben | ||
| Total Exosome Isolation Reagenz ( aus Zellkulturmedien) | ThermoFisher | Scientific 4478359 | |
| TPP Gewebekulturflasche, T75, Filterkappe mit 0,22 μM PTFE | ThermoFisher Scientific | TP90076 | |
| Dreifache antibiotische Salbe | Johnson & Johnson | 23734 | Topisches |
| Vicryl-Netz | Wunde Ethicon | VKML | Pflaster für die Anwendung von Epikardzellen |
| Vortex | Mix Mikrosphären | ||
| Xylazin 100 mg/mL | Vedco | 468RX | Präoperatives Beruhigungsmittel / Analgetikum |
Referenzen
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