Primärer Ergebnisbeurteilung in einem Schwein Modell eines akuten Myokardinfarkts

Das übergeordnete Ziel dieser Methodik ist es, zuverlässige und reproduzierbare Ergebnismessungen für die Bewertung neuer Therapien in einem Schweinemodell des akuten Myokardinfarkts zu erhalten. Diese Methode kann helfen, zentrale Fragen im kardiovaskulären Bereich zu beantworten, wie z.B. die Wirkung therapeutischer Eingriffe auf das Schema einer Fusionsverletzung und auch die Modellierung eines akuten Myokardinfarkts. Der Hauptvorteil dieser Techniken besteht darin, dass sie eine genaue und klinisch relevante Beurteilung von Ischämie, Reperfusionsschäden und kardialem Umbau ermöglichen.

Durch diese Methode kann ein Einblick in die Reperfusionsverletzung der myokardialen Ischämie gegeben werden. Es kann auch auf andere Studien angewendet werden, bei denen es um die Bewertung der Herzfunktion geht. Das derzeitige Protokoll ermöglicht die Erfassung von primären Endpunktmessungen vor oder nach einem akuten Myokardinfarkt.

Der Infarkt wird unter Verwendung eines 75-minütigen transluminalen Ballonverschlusses der linken vorderen absteigenden Arterie durchgeführt, der im zitierten Video detailliert dargestellt wird. Dieses Video zeigt, wie eine dreidimensionale transösophageale Echokardiographie durchgeführt wird und wie der Druck der Volumenschleife für Baseline-, Kurzzeit- und Langzeit-Follow-up-Messungen verwendet wird. Das Video zeigt auch, wie die Infarktgröße und der gefährdete Bereich der Färbung nach dem Abbruch gemessen werden können.

Bereiten Sie das Schwein mit einer Narkose vor, wie im Textprotokoll beschrieben, und schließen Sie das Tier mit Hilfe der EKG-Elektroden an das Echokardiographiegerät an. Bereiten Sie nun die Echosonde vor. Geben Sie etwas Ultraschallgel auf die Spitze und entriegeln Sie sie, damit sie flexibel ist.

Stellen Sie den Bildwinkel mit dem Handstück auf 90 Grad ein. Öffnen Sie mit dem Schwein in einer rechten Seitenlage das Maul und führen Sie die Sonde vorsichtig in die Speiseröhre ein. Achten Sie darauf, nicht zu viel Druck auszuüben und den normalen anatomischen Rachenbeutel zu vermeiden, der einem Zenker-Divertikel ähnelt.

Führen Sie dann die Sonde 50 bis 60 Zentimeter ein, messen Sie von der Spitze der Schnauze aus und drehen und beugen Sie den Kopf langsam in eine linke anterolaterale Position, um das Herz sichtbar zu machen. Achte darauf, dass alle Wände des Herzens deutlich sichtbar sind. Verriegeln Sie bei Bedarf die Spitze der Echosonde, um die Bildaufnahmen zu stabilisieren.

Schalten Sie auf dem Display die Option "3D-Vollvolumen" um, um senkrechte Bilder des linken Ventrikels zu erstellen. Maximieren Sie dann die Sektorbreite, die erfasst wird, indem Sie FV Opt Volume auswählen. Halten Sie nun die Lüftung an und drücken Sie Acquire, um die vollständige Lautstärke zu messen.

Nachdem Sie eine vollständige Messung erhalten haben, schalten Sie die mechanische Lüftung ein. Entriegeln Sie nach der Echoerfassung die Sonde und entfernen Sie sie langsam vom Tier. Überwachen Sie dann das Schwein, bis es sich von der Operation erholt hat.

Zur Vorbereitung die Sensorspitzen des Katheters mindestens 20 Minuten lang in 0,9 % Kochsalzlösung einweichen. Nachdem Sie das Schwein auf die Operation vorbereitet haben, infundieren Sie 100 internationale Einheiten Heparin pro Kilogramm und platzieren Sie eine 8F-Einführschleuse in der Halsschlagader und eine 9F-Scheide in der Halsschlagader. Führen Sie als Nächstes einen Swan Ganz-Katheter in die 9F-Schleuse ein, blasen Sie den Ballon an der Spitze des Katheters auf und klemmen Sie ihn in eine kleine Lungenarterie.

Sobald der Ballon ausreichend in seinem peripheren Teil der Lunge platziert ist, entleeren Sie ihn und verbinden Sie den Swan Ganz-Katheter mit einem externen Herzzeitvolumengerät. Zeigen Sie nach dem Anschließen das Menü für das Herzzeitvolumen auf dem externen Herzzeitvolumengerät an. Geben Sie das Gewicht des Tieres in das System ein und berechnen Sie die Länge, sodass der BMI 22,5 beträgt.

Fahren Sie fort, indem Sie eine 20-Milliliter-Spritze mit 0,9 % Kochsalzlösung bei Raumtemperatur laden und an der Injektionsöffnung anbringen, die mit dem Lumin mit dem proximalsten Entpuff verbunden ist. Schalten Sie die Lüftung aus und warten Sie fünf Herzschläge. Drücken Sie zuerst auf Manuell und dann auf Start auf dem Ausgabegerät.

Gießen Sie dann schnell fünf Milliliter Kochsalzlösung, um das Herzzeitvolumen zu messen. Innerhalb von 15 Sekunden werden die Gerätemessungen angezeigt. Schalten Sie dann die Lüftung ein.

Wiederholen Sie diesen Vorgang dreimal und berechnen Sie das durchschnittliche Hubvolumen. Warten Sie zwischen den Infusionen ein oder zwei Minuten, damit das Kohlendioxid am Ende der Tidalzeit wieder auf die bereits vorhandenen Werte zurückkehrt. Entfernen Sie nun den Swan Ganz-Katheter und führen Sie einen 8F Fogarty-Katheter durch die 9F-Schleuse in der Halsvene ein und positionieren Sie ihn in der unteren Hohlvene.

Während die Spitze in 0,9 % Kochsalzlösung verbleibt, kalibrieren Sie das Drucksignal des PV-Schlingenkatheters mit den Tasten "Kurs" und "Fein" so nah wie möglich an 0. Geben Sie dann das gemessene Hubvolumen in das System ein. Der nächste Schritt besteht darin, den PV-Schlingenkatheter durch die 8F-Schleuse in der Halsschlagader zu schieben und unter Verwendung einer Durchleuchtung die Spitze in den linken Ventrikel vorzuschieben und zu zentrieren.

Plotten Sie nun das rohe Leitwertsignal gegen das Drucksignal, wodurch eine rechteckige Schleife gebildet werden sollte. Wählen Sie anhand dieses Diagramms das größte angemessen platzierte Segment aus. Pausieren Sie dann die mechanische Beatmung und drücken Sie die Eingabetaste am Druckvolumenschleifenmodul, um einen Basisscan durchzuführen und den Leitwert in Volumen umzuwandeln.

Wenn das Modul die Herzfrequenz, den systolischen und diastolischen Leitwert anzeigt, schalten Sie die Atmung wieder ein. Bevor Sie fortfahren, muss die gemessene Herzfrequenz gleich dem EKG oder der druckabgeleiteten Herzfrequenz sein. Es darf keine Herzrhythmusstörung vorliegen, und der systolische und diastolische Leitwert muss adäquat erfasst werden.

Wenn die Basisdaten als ausreichend eingestuft werden, bestätigen Sie diese, indem Sie die Eingabetaste drücken, und notieren Sie sich die Herzfrequenz sowie die systolische und diastolische Leitfähigkeit, die auf dem PV-Schleifenmodul angezeigt werden. Ordnen Sie dann das Lautstärkesignal dem Drucksignal gegenüber. Die Schleifen müssen noch rechteckig sein.

Pausieren Sie nun die Beatmung und erfassen Sie das Ausgangsdruckvolumen, indem Sie 10 bis 12 aufeinanderfolgende Herzschläge aufzeichnen. Schalten Sie dann die Lüftung wieder ein und lassen Sie den endtidalen Kohlendioxidgehalt auf die bereits vorhandenen Werte zurückkehren. Blasen Sie anschließend unter fluoroskopischer Anleitung den Fogarty-Katheter auf, um die Vorbelastung zu reduzieren.

Nehmen Sie dann 10 bis 12 aufeinanderfolgende Schläge ohne Belüftung wie zuvor auf. Der systolische Blutdruck muss über 60 Millimeter Quecksilbersäule bleiben, und keine Herzrhythmusstörungen dürfen die Messungen beeinträchtigen. Nachdem Sie die Daten erfasst haben, lassen Sie die Luft aus dem Fogarty-Katheter entleeren, schalten Sie die Beatmung ein und warten Sie, bis das endtidale Kohlendioxid wieder auf das bereits vorhandene Niveau zurückgekehrt ist.

Entfernen Sie nun die Fogarty- und PV-Schlaufenkatheter, während Sie weiterhin den arteriellen Druck aufzeichnen, um die Druckdrift zu korrigieren. Überwachen Sie schließlich das Tier, bis es sich erholt hat, bevor Sie es den anderen Tieren zurückgeben. Nachdem Sie das Tier auf die Operation vorbereitet haben, greifen Sie mit einer chirurgischen Exploration des Halses auf beide Halsschlagadern zu.

Führen Sie dann eine 7F- und eine 8F-Einführschleuse in die jeweilige Halsschlagader ein. Verabreichen Sie nun Heparin in einer Menge von 100 Einheiten pro Kilo. Um eine Sternotomie durchzuführen, machen Sie einen mittleren Schnitt von 30 bis 40 Zentimetern von knapp unterhalb der suprasternalen Kerbe bis zu einem Punkt knapp unterhalb des Xiphoidfortsatzes.

Dann geht es durch die Linea alba hinunter zum Brustbein. Verwenden Sie Diathermie, um das Xiphoid vorsichtig zu spalten, und verwenden Sie eine Klinkenberg-Schere, um das hintere Brustbein vom Perikard zu trennen. Setzen Sie die Trennung stumpf fort und bewegen Sie sich kraniös.

Achten Sie darauf, die Scherenspitzen nach oben in Richtung Brustbein zu richten, um Herzschäden zu vermeiden. Führen Sie eine Sternotomie mit einem Hammer und einem Lebsche-Messer durch. Knochenmarkblutungen können durch Reiben von Knochenmarkwachs auf das Knochenmark minimiert werden.

Öffnen Sie den Thorax mit einem Retraktor. Öffnen Sie nun das Perikard mit einer chirurgischen Schere. Verbinden Sie Standard-Y-Katheter mit den Führungskathetern.

Schließen Sie dann einen Drei-Wege-Wasserhahn mit einer 10-Zentimeter-Verlängerung an beide Y-Anschlüsse an. Positionieren Sie dann einen der Führungskatheter über eine der Schleusen im Ostium der linken Hauptkoronararterie. Als nächstes schieben Sie unter Verwendung eines Führungsdrahtes, der in die linke vordere absteigende Arterie eingeführt wird, einen Koronardilatationskatheter durch den linken Hauptkatheter der Koronararterien vor und positionieren Sie den Ballon an der Stelle, an der der Koronarverschluss während der Myokardinfarkt-Induktion durchgeführt wurde.

Noch nicht aufblasen. Fahren Sie fort, indem Sie den anderen Führungskatheter mit der anderen Schleuse im Ostium der rechten Koronararterie positionieren. Führen Sie nun eine Koronarangiographie durch.

Kontrastmittel unter Durchleuchtung aufgießen. Bestätigen Sie zunächst die korrekte Positionierung des Führungskatheters in der linken Hauptkoronararterie in anteroposteriorer Ansicht. Visualisieren Sie danach die rechte Koronararterie.

Die Kontrastinfusion kann den Ballon weiter in die Koronararterie treiben. Positionieren Sie es bei Bedarf neu. Befestigen Sie dann Spritzen mit frisch hergestelltem 2%Evans Blue Farbstoff an den Drei-Wege-Zapfhähnen.

Blasen Sie anschließend mit einer Koronarangiographie den Ballon auf und bestätigen Sie, dass er einen Teil der Koronararterie vollständig verschlossen hat. Die Okklusion ist kritisch. Während der Ballon aufgeblasen ist, injizieren Sie den Farbstoff mit 5 Millilitern pro Sekunde durch beide Führungskatheter.

Das Herz sollte sich nicht blau färben, mit Ausnahme des Teils des linken Ventrikels, der nicht durchblutet ist. Wenn das Herz nicht spontan in Kammerflimmern übergeht, berühren Sie fünf Schläge nach der Farbinfusion eine Neun-Volt-Batterie mit einer Neun-Volt-Batterie an den nicht infarzierten Teil des Herzens. Schneiden Sie dann die Kabelvene ein, um den Druck abzulassen, und saugen Sie, um das Blut abzulassen.

Lassen Sie nun die Luft aus dem Ballon entleeren. Ziehen Sie ihn zusammen mit beiden Führungskathetern zurück. Explantieren Sie dann das Herz, indem Sie die umgebenden Membranen präparieren und einen Querschnitt durch die großen Gefäße machen.

Achten Sie darauf, das gesamte Blut abzuwaschen und mit 0,9 % Kochsalzlösung zu färben, sowohl auf der Außen- als auch auf der Innenseite. Präparieren Sie dann vorsichtig den linken Ventrikel. Machen Sie dann fünf gleich 10 Millimeter dicke Abschnitte von der Spitze bis zur Basis in einer Ebene, die parallel zur atrialen ventrikulären Furche verläuft.

Fotografieren Sie beide Seiten aller fünf Scheiben bei Umgebungslicht mit einem Lineal im Bild zur Kalibrierung. Dann die Scheiben in TTC färben und erneut fotografieren. Die 3D-transösophageale Echokardiographie wurde zur Beurteilung der globalen Herzfunktion eingesetzt.

Eine Woche nach einem akuten Myokardinfarkt verschlechterte sich die globale Herzfunktion im Vergleich zu gesunden Ausgangswerten, basierend auf den Ergebnissen von 10 Tieren. Dies war auf eine verminderte Kontraktion der anteroseptalen Wand zurückzuführen. Druckvolumenschleifen wurden ebenfalls verwendet, sowohl zur Beurteilung der globalen Herzfunktion als auch zur Berechnung der intrinsischen Eigenschaften der Myokardmuskulatur.

Die Ergebnismessungen der ersteren waren leicht zu berechnen und beinhalten EDV in der unteren rechten Ecke und ESV in der oberen linken Ecke. Diese Werte liefern wichtige Informationen über die linksventrikuläre Geometrie. Aus diesen Messungen wurde die linksventrikuläre Abstoßungsfraktion, ein wichtiges Maß für die linksventrikuläre Pumpfunktion, zusammen mit mehreren anderen Parametern berechnet.

Für die intrinsische kardiale Leistungsfähigkeit wurden aus den PV-Schleifen verschiedene Messungen abgeleitet, wie z.B. die Beziehung zwischen endsystolischem und enddiastolischem Druckvolumen. Nach einem Myokardinfarkt kann die Steigung der endsystolischen Volumendruckbeziehung abnehmen, was auf eine verminderte Kontraktilität hinweist. Letztendlich wurden Färbungen verwendet, um das entfernte Myokard aus dem Risikobereich und das infarzierte Myokard zu identifizieren.

Etwa 22 % des linken Ventrikels bildeten den Risikobereich, von denen der größte Teil einen Infarkt aufwies. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie die transösophageale 3D-Echokardiographie, die Datenerfassung der Druckvolumenschleife und die Färbung der Infarktgröße für den Risikobereich durchführen. Einmal gemeistert, kann die transösophageale Echokardiographie in 20 Minuten durchgeführt werden.

Datenerfassung der Druckvolumenschleife in 30 Minuten. Und Infarktgröße und Risikobereich färben sich in 60 Minuten. Beim Versuch, PV-Schleifen und einen infarktgroßen Bereich mit Risikofärbung zu untersuchen, ist es wichtig, vorsichtig zu sein, um keine Herzrhythmusstörungen zu verursachen.

Die in diesem Video gezeigten Techniken können Forschern auf dem Gebiet der Herz-Kreislauf-Erkrankungen helfen, Ischämie und Reperfusionsschäden in Großtiermodellen zu untersuchen.