Summary
Dieses Protokoll stellt eine chirurgische große Tiermodell der chronischen, einzelne Schiff Ischämie, die regionale Anomalien führt aber schafft kein Infarkt, bekannt als Winterschlaf Myokard. Nach Einrichtung der chronische Ischämie werden die Tiere mit off-Pump LIMA-LAD koronare Bypass Graft-Operation zur ischämische Gewebe Revaskularisierung behandelt.
Abstract
Chronische kardiale Ischämie, der Herzfunktion beeinträchtigt, aber führt nicht Infarkt, wird Winterschlaf Myokard (HM) bezeichnet. Eine große klinische Teilmenge der koronaren Herzkrankheit (KHK) Patienten haben HM, das neben der Beeinträchtigung der Funktion, wodurch sie höhere für Arrhythmie und zukünftige kardiale Ereignisse gefährdet. Die standard-Behandlung für diese Bedingung ist Revaskularisation, aber dies hat gezeigt, dass eine unvollkommene Therapie sein. Der Großteil der präklinischen kardiologische Forschung konzentriert sich auf Infarkt Modelle der kardialen Ischämie, verlassen diese Teilmenge von chronischer Ischämie Patienten weitgehend unterversorgt. Um diese Lücke in der Forschung zu begegnen, haben wir ein gut charakterisierten und hoch reproduzierbare Modell der Winterschlaf Myokard bei Schweinen, Swine sind ideale translationale Modelle für menschliche Herz-Kreislauferkrankungen entwickelt. Neben der Schaffung dieser einzigartigen Krankheitsmodell, haben wir eine klinisch relevante Behandlungsmodell der koronaren Bypass-Operation bei Schweinen optimiert. Dies ermöglicht es uns, präzise Studie über die Auswirkungen der Bypass-Operation am Herz-Kreislauferkrankungen, sowie zusätzliche oder alternative Therapien zu untersuchen. Dieses Modell induziert chirurgisch einzigen Behälter Stenose durch Implantation einer Constrictor auf der linken vorderen absteigenden (LAD) Arterie in ein junges Schwein. Wie das Schwein wächst, schafft der Würger eine allmähliche Stenose, was zu chronischer Ischämie mit eingeschränkter regionale Funktion, sondern das weitertragen Gewebe Lebensfähigkeit. Nach der Einrichtung des Winterschlaf Myokard Phänotyps führen wir off-Pump-koronare Bypassoperation Transplantat um den ischämischen Region Revaskularisierung imitiert die Gold-Standard-Behandlung für Patienten in der Klinik.
Introduction
Koronarer Herzkrankheit (KHK) wirkt sich auf schätzungsweise 15,5 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten 1 und ist eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Während die Sterblichkeit verbunden mit KHK in den letzten Jahren gesunken ist, bleiben die Inzidenz und die Belastung für die Patienten und das Gesundheitssystem hoch 1. Primäre Behandlung von schweren CAD ist Revaskularisation, das Überleben verbessert und reduziert die Angina pectoris2,3,4. Herzfunktion oft bleibt jedoch deprimiert, vor allem unter zunehmenden Arbeitsbelastung und kann den Fortschritt an Herzinsuffizienz5,6. Klinische Studien der koronaren Bypass-Operation (CABG) für chronische Ischämie zeigen Verbesserungen in überleben und die Symptome, aber Auswurffraktion zeigt nur geringe Verbesserungen von 8-10 % 7,8. Unsere innovative und gut charakterisierten Schweine der chronischen myokardialen Ischämie ist ein Modell des klinischen CAD mit progressive vaskuläre Stenose. Wir haben reduzierte myokardiale Kontraktilität durch schrittweise Verringerung der Blut fließen 9gezeigt. Das Myokard tut nicht Infarkt und kann in diesem Szenario lebensfähig bleiben. Erholung ist möglich, wenn Ergebnisse variabel auch mit rechtzeitigen Revaskularisation sind. Chronisch ischämischen Myokard, die lebensfähig bleibt wurde geprägt durch Minderdurchblutung und Funktion in Ruhe mit beibehaltenen kontraktile Reserve hat HM genannt und behandlungsbedürftigen CABG. Obwohl die Revaskularisation des HM kontraktile Funktion wiederhergestellt werden soll, zeigen experimentelle und klinische Beobachtungen, dass die Erholung unvollständig8,10.
HM zeichnet sich durch die Anwesenheit von lebensfähigen noch dysfunktionalen Myokard in Anwesenheit von regionalen Blut fließen11reduziert. Trotz beeinträchtigte Kontraktilität und Stoffwechselaktivität im Ruhezustand, HM ist funktionelle und metabolische Reserve unter inotrope Stimulation12nachweisen. HM wird verdächtigt, in der Mehrzahl der Patienten mit KHK und umfasst ein breites Spektrum von Krankheiten. In diesem Protokoll zeigen wir unsere etablierten Schweine-Modell der HM umgangen mit linken interne Milch-Arterie (LIMA), LAD Arterie, die das klinische Szenario imitiert. Die Schweine bieten ein hervorragendes Modell von Herzerkrankungen über andere Großtiere wie sie nicht epicardial Überbrückung Sicherheiten verfügen. Dadurch kann die Stenose des Knaben allein zu regionalen Ischämie13führen.
Hier beschreiben wir die chirurgische Methode des Verursachens Winterschlaf Myokard bei Schweinen durch ihre Single-Schiff Stenose bei der LAD-Arterie. Wenn chronische Ischämie hergestellt wurde (8 Wochen post-Implantat LAD constrictor), beschreiben wir die Methode der Neuerstellung der klinischen Behandlung für HM in unserem Schweine-Modell: ein off-Pump-Koronararterien-bypass Graft. Diese chirurgische Methoden können verwendet werden, nicht nur eine klinisch relevante Modell der chronische kardiale Ischämie, studieren, sondern auch zu untersuchen die Auswirkungen der Bypass-Operation auf kardiale Ischämie sowie mögliche Alternative oder unterstützende Therapien für kardiale Ischämie zu testen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle Tierversuche stimmten die institutionellen Animal Care und Nutzung Ausschüsse von Minneapolis VA Medical Center und der University of Minnesota. Geltenden Richtlinien der National Institutes of Health für die Nutzung und Pflege von Versuchstieren zu folgen.
1. Ruhezustand Chirurgie
- Tierische Vorbereitung
- Erstellen Sie ein Modell der Winterschlaf Myokard, Verwendung 5 Woche alt, Weiblich, Yorkshire-Schweine, die im Bereich von 8-10 kg mit als das durchschnittliche Gewicht 9,2 kg wiegen.
- Wiegen Sie für die präoperative Gesundheitsüberwachung das Tier innerhalb von 3 Tagen vor der Operation.
- Das Tier schnell für 12 h vor Beginn der Narkose. Sicherstellen Sie, dass Wasser für Fasten Tiere jederzeit abrufbar ist.
- Geben Sie SR Buprenorphin 0,18 mg/kg IM 24 h vor der Operation.
- Induktion
- Beruhigen Sie das Tier mit 6,6 mg/kg Tiletamin-Zolazepam und Xylazin cocktail intramuskulär gegeben. Lassen Sie 5-15 min für das Medikament cocktail wirksam werden.
- Bereiten Sie die Ohr Vene aseptisch durch Abwischen dreimal mit 70 % Isopropylalkohol für IV-Katheter-Platzierung.
Hinweis: Wenn eine Ohr-Ader nicht ausreicht, eine andere periphere Vene kann sein (d. h. cephalic) verwendet. - Gelten Sie ophthalmologischen Salbe für beide Augen, Hornhaut Austrocknen zu verhindern.
- Bei Bedarf veranlassen Anästhesie durch die Gabe von 1-2 mg/kg Propofol IV oder maskiert mit 3 L/min Sauerstoff und 3 % Isofluran, um trachealen Intubation zu ermöglichen.
Hinweis: Das Tier wird entsprechend narkotisierten betrachtet, wenn die Blink-Reflex oder Kiefer-Ton fehlt. - Das Tier mit einer entsprechend großen Endotrachealtubus Intubation.
- Chirurgie
- Sobald das Tier betäubt ist, Rasieren der linken thorakalen Bereich für die Chirurgie.
- Die mechanische Lüftung bei 10-15 Atemzüge pro min. Set Sauerstoff bei 1-4 L/min und Isofluran zwischen 1,0 und 3,0 %, je nach Bedarf weiterhin eine chirurgischen Ebene der Narkose zu initiieren.
- Legen Sie die Überwachungsgeräte auf das Tier. Überwachungseinrichtungen gehören EKG, Blutdruck, Temperatur und Pulsoximeter.
- Schließen Sie den IV-Katheter an einen Tropf mit normalen Kochsalzlösung 0,9 % mit einer Rate von 5 bis 10 mL/kg/h.
- Aseptisch vorbereiten der linken seitlichen Brust mit einer FDA-Zulassung chirurgische Peeling.
- Bewerten die Tiefe alle 5-15 min. Aufzeichnung der Anästhesie die Grundlinie Vitalparameter (Herzfrequenz, EKG, SpO2, NIBP, FTMV2 und Temperatur) alle 15 Minuten.
Hinweis: Das Tier wird entsprechend narkotisierten betrachtet, wenn die Blink-Reflex oder Kiefer-Ton fehlt. - Mit dem Tier auf die Rechte Seite legen drapiert sterilen Ort die linke Seite der Brust von der Wirbelsäule auf das Schulterblatt Zentrierung der dritten Rippe Raumes im sterilen Bereich.
Hinweis: Der sterile Bereich beinhaltet linke vordere Schulter einschließlich der axillären Bereich des Brustbeins zum sechsten Rippe Raum cranially weiterhin. - Schrubben Sie vorsichtig das Feld mit einer FDA-Zulassung Operationsmethode wie Chlorhexidin Gluconat oder ein Jod chirurgische Peeling für 2 min mit einem Zielmuster.
- Spülen Sie das Feld mit Wasser und waschen Sie es zweimal mit einer FDA-gebilligt-Methode als oben für 2 min. Spülen das OP-Feld mit Wasser zwischen wäscht, dann Tupfen Sie mit sterilen Frottee oder 4 x 4 cm Gaze Schwämme trocken.
- Sprühen Sie den Bereich mit einer Jod-Lösung und das ganze Tier (außer das OP-Feld) mit sterilen Tüchern drapiert. Verwenden Sie Dampf oder Gas Sterilisation, um Vorhänge für das Verfahren, Instrumente und Kleider zu sterilisieren.
- Verwalten Sie eine Intercostalneuralgie Nervenblockade mit 0,3 mL 0,5 % Bupivicaine auf den 2., 3. und 4. Rippen.
- Geben Sie 125 mg Cefazolin IV, bevor die Truhe öffnet.
Hinweis: 1,5 mg/kg Succinylcholin IV kann als paralytischen Agent eingeräumt Muskelbewegung pro Anforderung des Chirurgen bei der Eröffnung der Brusthöhle zu reduzieren. - Setzen Sie das Herz über eine linke Thorakotomie. Geben Sie vor Herz-Manipulation eine 2 mg/kg IV Bolus von Lidocain, Arrhythmie zu verhindern. Machen die seitlichen 3. Platz Thorakotomie Einschnitt mit monopolare Elektrokauter. Der Schnitt sollte von der kranialen Aspekt des Schulterblattes zum axillären Bereich für ca. 10 cm. Verwendung einer Cautery auf der Haut und der darunter liegenden Muskulatur ermöglichen den Einstieg in die Brusthöhle einzuschneiden erstrecken.
- Legen Sie einen Finochietto Rippe Retraktor und geben Sie Pleuraraum an den dritten Intercostalneuralgie Raum um die Lunge zu ziehen.
- Stark das Perikard einzuschneiden und zu der Seite mit 2: 0 Polyglactin Aufenthalt Nähte, Freilegung der Bursche Arterie und Vene einfahren. Die linken atriale Anhängsel mit einer Gaze bespannten Spachtel Retraktor zurückziehen.
- Mit Iris-Schere, öffnen Sie die Adventitia über den Knaben.
- Unverblümt sezieren ein ca. 0,25 cm Teil des LAD Arterie ca. 1 cm distal der LAD und Zirkumflex Arterie Junction. Verwenden Sie eine rechtwinklige Klammer der Bursche einzukreisen.
- Platzieren Sie zwei 4-0 Polyester Nähte um die Arterie ohne jede Spannung.
- Legen Sie eine Kunststoff c-förmige Constrictor mit einem Innendurchmesser von 1,5 mm auf der Bursche proximal der erste Diagonale ohne das Gefäß verschließen.
- Sichern Sie es mit zwei 4-0 Polyester Krawatten rings um den Knaben.
- Schließen Sie lose das Perikard mit 2: 0 Polyglactin Naht in einem einfachen unterbrochene Muster.
- Führen Sie einen Atem halten, Luft von der Brust zu entfernen, während die Intercostalneuralgie Muskelschicht geschlossen ist. Die Atemwege Druck Manometer an der Anästhesiemaschine zu behalten Sie den Druck in einem zulässigen Bereich von 20-30 cm Wasser und lassen Sie nach Abschluss dieses Vorgangs sorgfältig zu überwachen.
Hinweis: Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer Thoraxdrainage in der postoperativen Phase. - Schließen Sie die Muskel und Haut Schichten in der standard Mode mit 2: 0 und 3: 0 resorbierbaren Naht.
- Verwenden Sie Hautkleber für Haut Schließung über den Schnitt.
- Verwalten einer Gesamtdosis von 1 mg/kg Bupivacain intramuskulär an mehreren Standorten entlang der Länge des Schnittes am Ende des Verfahrens. Verwalten von Meloxicam 0,2 mg/kg SQ vor dem Transport an die Recovery-Bereich.
- Das Tier aus dem Beatmungsgerät zu entwöhnen, da die Hautschicht geschlossen ist.
- Lassen Sie das Tier an das Anästhesiegerät angeschlossen, bis es spontan atmen kann und schützenden Reflexe beginnen, zurückzukehren.
- Entfernen Sie endotrachealen Schlauch nicht, bis das Tier schlucken kann, um die Atemwege zu schützen.
- Wenden Sie einen sterilen, nicht-adhärenten Verband mit dreifach-Antibiotikum-Salbe über den Schnitt.
- Nach der Operation
- Aufzeichnung der Herzfrequenz, Atemfrequenz, Körpertemperatur und Schleimhaut Farbe alle 15 min, bis das Tier die sternale Lage ohne fremde Hilfe halten kann.
- Nicht das Tier unbeaufsichtigt lassen bis es kann heben und halten Sie den Kopf oben und kann ohne fremde Hilfe stehen.
- Geben Sie Meloxicam (0,2 mg/kg) subkutan.
- Verabreichen Sie verzögerter Freisetzung Buprenorphin 6 h nach der ersten präoperative Dosis.
- Lassen Sie das Dressing auf den Einschnitt für bis zu 3 Tage, wenn es sauber und trocken bleibt. Das Dressing zu ersetzen, wenn es verschmutzt.
- Überwachen der Schmerzgrenze, allgemeines Wohlbefinden und den Zustand des Schnittes für 5 Tage nach dem Eingriff.
Hinweis: Eine Ferkel Grimasse Waage ist jetzt zur Verfügung, um das Niveau der Schmerz bei diesen Tieren postoperativ bewerten14. Verwenden Sie eine halbe Dosis Meloxicam bei Bedarf einmal pro Tag für Durchbruchschmerzen. - Single-Haus das Tier während der Erholungsphase der 5-tägige Tätigkeit einzuschränken und die Wunde zu heilen.
- Können Sie 8 Wochen den Winterschlaf Myokard-Phänotyp voll entfalten.
(2) Revaskularisation oder Pumpe Bypass
- Tierische Vorbereitung
- Wiegen Sie das Tier innerhalb von 3 Tagen vor der Operation.
- Das Tier schnell für 12 h vor der Operation. Sicherstellen Sie, dass Wasser für Fasten Tiere jederzeit abrufbar ist.
- Geben Sie verzögerter Freisetzung Buprenorphin 0,18 mg/kg intramuskulär 24 h vor der Operation.
- Induktion
- Das Tier mit 6,6 mg/kg Tiletamin-Zolazepam/Xylazin Cocktail intramuskulär gesetzt. 5-15 min nach der Sedierung, bereiten die Ohr-Vene aseptisch für die Platzierung des Katheters.
Hinweis: Wenn eine Ohr-Ader nicht ausreicht, eine andere periphere Vene kann sein (d. h. cephalic) verwendet. - Ophthalmologische Salbe auf beide Augen anwenden.
- Anästhesie mit 1-2 mg/kg Propofol IV zu induzieren.
- Das Tier mit einer entsprechend großen Endotrachealtubus Intubation.
- Das Tier mit 6,6 mg/kg Tiletamin-Zolazepam/Xylazin Cocktail intramuskulär gesetzt. 5-15 min nach der Sedierung, bereiten die Ohr-Vene aseptisch für die Platzierung des Katheters.
- Chirurgie
- Rasieren Sie, Brustbein, linken seitlichen Brust und femoralen Dreiecke für die Operation des Tieres.
- 10-15 Atemzüge pro Minute, bei 1-4 L/min Sauerstoff und Isofluran bei 1,0-3,0 % je nach Bedarf weiterhin eine chirurgischen Ebene der Narkose Beatmung soll.
- Positionieren Sie die Überwachung Ausrüstungen (Herzfrequenz, EKG, SpO2, direkte FTMV2 , Blutdruck und Temperatur) auf das Tier.
- Schließen Sie den IV-Katheter an einen Tropf mit normalen Kochsalzlösung oder LRS.
- Aseptisch bereiten Sie die Haut mit Povidon-Jod-Peeling oder eine andere Methode der FDA-Zulassung.
- Bewerten Sie das Tier für die Tiefe der Narkose.
Hinweis: Das Tier wird als tief narkotisierten wenn das Auge oder Kiefer Reflex fehlt. - Positionieren Sie das Tier dorsal, bereiten Sie die Haut wie oben beschrieben und Drapieren Sie das Tier mit sterilen Tüchern.
- Führen Sie einen Schnitt bis in die Femoral Arterie und Kanülierung. Monopolare Elektrokauter verwenden, um erstellen ein ca. 3 cm Hautschnitt über der Femoral Arterie, es für Kanülierung verfügbar zu machen.
- Nach der Schnitt präzise Platzierung des Medikaments zu ermöglichen erfolgt, durchführen Sie eine femoral Nervenblockade. Verbinden Sie die femorale Kanüle mit einen Wandler, Blutdruck während der Operation zu überwachen.
- Verwenden Sie Elektro-Cautery aus das Manubrium zum Xiphoid einzuschneiden sowie die Muskeln, Fettgewebe und Bindegewebe auf die Ebene des Brustbeins einzuschneiden.
- Teilen Sie das Brustbein mit einer oszillierenden Säge.
Hinweis: Mit Hilfe einer oszillierenden sah, als eine standard sternale Säge vermeidet mögliche Myokard-Schädigung von Herzbeutel Verwachsungen infolge der Thorakotomie für Constrictor Platzierung auf der Bursche. - Verwalten von Lidocain (be-Dosis von 2 mg/kg IV, 50 µg/kg/min Dauerinfusion IV), Rhythmusstörungen zu verhindern. Lidocain in einen 500 mL-Beutel mit normalen Kochsalzlösung in einer Konzentration von 1 mg/mL zu verdünnen.
- Teilen Sie die hintere sternale Platte mit geraden Mayo Schere.
- Verwenden Sie eine Truhe Aufrollvorrichtung, um der Brusthöhle verfügbar zu machen.
- Nehmen Sie sich die Verwachsungen mit monopolare Elektro-Cautery.
- Mit dem gleichen Retraktor, mit sanften Erhebung der linken sternale Grenze von einem Assistenten sezieren Sie die linke interne Milch-Arterie frei von der Brustwand.
- Steuern Sie die arterielle Zweige mit Hemoclips.
- Heparinize das Tier mit 100-300 Einheiten/kg Heparin IV.
- Nach 3 min, teilen die Arterie mit dem distalen Ende über genäht. Bereiten Sie das proximale Ende für die Pfropfung.
- Öffnen und das Perikard einfahren. Bestätigen Sie, dass die Länge der LIMA ausreichend ist, um die entsprechende Anastomosen Site auf den Knaben zu erreichen.
- Führen Sie die LIMA auf LAD Anastomose mit 7: 0 Polypropylen Naht mit einer aus Pumpe Technik mit kardialen Stabilisator, Form Federclip und entsprechend dimensionierte Intraluminal Geräten.
- Legen einer Thoraxdrainage zwischen den Rippen auf der linken seitlichen Brust, externalisiert und Vakuum, Luft aus der Brusthöhle für 15-30 min entfernen an.
- Ungefähre Brustbein mit #5 Polyester Nähte mit einem acht-Muster.
- Schließen Sie den Muskel, Haut und subkutanen Schichten in der üblichen Weise wie beschrieben in den Winterschlaf-Chirurgie. Entfernen Sie die Thoraxdrainage, während ein Valsalva Manöver um Restluft aus der Brusthöhle zu entfernen und den Schnitt mit einem Haut-Naht zu schließen.
- Haut-Kleber auf der Haut, den sternalen Schnitt zu schützen. Vorsichtig entfernen Sie die femoralen Katheter und reparieren Sie die Arterie mit 7: 0 Polypropylen Naht in eine Handtasche Saitenbild. Schließen Sie die Haut mit 2: 0 Polyglactin Naht in einem Subcuticular Muster.
- Verwalten einer Gesamtdosis von 1 mg/kg Bupivacain intramuskulär an mehreren Standorten entlang der Länge des Schnittes am Ende des Verfahrens.
- Verwalten von Meloxicam 0,2 mg/kg subkutan vor dem Transport in die Recovery-Bereich.
- Folgen Sie die postoperative Protokoll im Ruhezustand Verfahren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Nach der ersten Winterschlaf Operation sollte größer als 70 % Stenose durch klinische bildgebende Verfahren wie z. B. Angiographie oder kardiale MRT (Abb. 1A) beobachtet werden können. 8 Wochen nach der chirurgischen Anwendung der LAD-Würger, zeigt Analyse der regionalen Funktion von ECHO oder kardiale MRT reduzierte Funktion unter zunehmenden Arbeitsbelastung (Abbildung 2). Dies kann durch die Stimulierung der Herzen mit Dobutamin (5mg/kg/min), und umlaufende Belastung und regionalen Wand Verdickung messen getestet werden. PET-Bildgebung zeigt verminderte Durchblutung und erhöhte Glukoseaufnahme in den Winterschlaf Region im Vergleich zu nicht-LAD-Gebiet innerhalb der gleichen Herzen, darauf hinweist, dass der ischämische Gewebe lebensfähig bleibt. Diese Verbesserung in Glukoseaufnahme im Vergleich zu Durchblutung ist bekannt als das "Flow-Stoffwechsel Missverhältnis" und imitiert klinische Befunde von chronisch Winterschlaf Myokard4. Es gibt keinen Beweis der Infarkt durch jede bildgebendes Verfahren. Wenn ein Infarkt im Großraum LAD vorhanden ist, der Würger war zu eng und erstellt eine vollständige Okklusion der Arterie. Wenn keine regionale Auffälligkeiten erkennbar sind, hat ein Winterschlaf Phänotyp nicht erreicht worden.
Nach erfolgreicher koronarer bypass-Operation, Tiere können inkrementelle Verbesserungen in regionalen Herzfunktion sowohl in Ruhe als auch unter inotrope Stimulation mit Dobutamin, angezeigt, obwohl diese Verbesserungen nicht wieder auf ein normales Niveau Funktion wiederhergestellt wird (Abbildung 3). Erfolgreichen Bypassoperation beseitigt das Mortalitätsrisiko verbunden mit HM (Abbildung 4). Das patent Transplantat kann entweder durch Angiographie oder kardiale MRT (Abbildung 1B) visualisiert werden. Bei der Autopsie, die LAD-Stenose und LIMA ist Durchgängigkeit mit Größe koronare Dilatatoren bestätigt. Myokard wird geprüft, um sicherzustellen, dass tragfähige Gewebe in allen Regionen mit Infarkt vorhanden ist.
Abbildung 1 . Kardiale MRT-Aufnahmen der Stenose und Bypass Graft. Kardiale MRT visualisiert (A) die LAD-Stenose nach Constrictor Platzierung und (B) die LIMA-LAD-Transplantation nach koronarer Bypass-Operation. Diese Zahl wurde angepasst von Hocum Stone, Et Al. 9. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 2 . Kardiale MRT Messung der prozentuale Wand Verdickung. Messung der Wand Verdickung % durch kardiale MRT zeigt Beeinträchtigung der Regionalfunktion in Winterschlaf Regionen des linken Ventrikels. Wand Verdickung % ist im Winterschlaf Tiere in Ruhe und unter Dobutamin-Infusion im Vergleich zu abgelegenen Regionen deutlich verringert. Umgangene Tiere zeigten eine Verbesserung in Wand Verdickung % sowohl in Ruhe als auch unter Dobutamin-Infusion. (* = p < 0,05; ** = p < 0,01 *** = p < 0,001) (Ruhezustand n = 12; 1 Monat Revasc n = 4; 3 Monate Revasvc n = 5) Diese Zahl wurde angepasst von Hocum Stone, Et Al. 9. Daten sind als Mittelwert ± SEM präsentiert Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 3 . Regionale funktionelle Defizit bleibt vorhanden folgenden bypass-Operation. Echokardiogramm 4 Wochen folgende Revaskularisation der Winterschlaf Myokard zeigt regionale funktionelle Defizit unter inotrope Stimulation nach Bypass-Operation durchgeführt. (n = 5) Daten sind als Mittelwert ± SEM präsentiert Klicken Sie bitte hier, um eine größere Version dieser Figur.
Abbildung 4 . Wirkung der Bypass-Operation auf die Mortalität in HM. Chirurgische Revaskularisation beseitigt Mortalitätsrisiko verbunden mit HM. (Bypass n = 18; Winterschlaf n = 48). Diese Zahl wurde angepasst von Holley, Et Al. 15 Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Hier zeigen wir, dass unsere Schweine-Modell der HM genau die klinische Erfahrung von Patienten mit Erkrankungen der einzigen Behälter imitiert und linke ventricular Funktion erhalten. Vor der Revaskularisation zeigen Tiere mit einzelnen Schiff HM minimale Beeinträchtigung in der globalen Funktion gemessen am Auswurffraktion, sondern zeigen signifikante Reduktion in regionalen Wand Verdickung. Im Anschluss an die Revaskularisation zeigt CMR Bildgebung zu einem oder drei Monaten der Genesung erhaltenen Lebensfähigkeit und Transplantat Durchgängigkeit aber anhaltende regionale Dysfunktion, wie bereits erwähnt durch die Schätzungen der kontraktile Reserve mit Niedrigdosis-Dobutamin-Stress-Tests.
Es gibt mehrere wichtige Schritte für den ersten Winterschlaf-Betrieb. Eingabe der Brust an den dritten Intercostalneuralgie Raum ermöglicht den einfachsten Zugang zu den proximalen LAD. Das Zurückziehen des linken atrial Anhängsel mit feuchter Gaze erleichtert Visualisierung des Schiffes ohne Induktion Arrhythmien. Die Unterstützung für den Knaben aussetzen minimiert die Blutung und sichert der Würger. Brust-Verschluss mit dem Valsalva Manöver, um die Luft zu evakuieren verhindert Pneumothorax.
Es gibt mehrere wichtige Schritte für eine erfolgreiche Revaskularisierung Verfahren. Angemessene Tiefe der Narkose und Verwendung von paralytischen Agent gewährleistet keine Bewegung während der Anastomose Teil des Verfahrens. Verwendung von Lidocain und 200p Einheiten/kg Heparin eliminiert Arrhythmie und Thrombose-Events. Mittels einer femoralen arteriellen Linie weiterhin angemessene Blutdruckkontrolle ist entscheidend für die hämodynamische Stabilität des Tieres. Verwenden Sie Flo-thru Gerät zur Verbesserung der tierischen Stabilität während der Anastomose und lindern die Notwendigkeit für das einfahren, die stabilisierenden Bänder. Beim Nähen der Prothese, empfiehlt sich ein O2 Gebläse, die Anastomose zu visualisieren.
Während des Verfahrens Revaskularisation kann Arrhythmie beobachtet wird, das Tier eine zweite Dosis von Lidocain verlangen. Wenn der Bursche schwierig ist zu visualisieren, platzieren Sie den Stabilisator nach Präparation der epicardial Fett oder fibrinöser Gewebe. Anesthetically, werden sobald der Stabilisator befindet und das Herz leichter, leichte Rückgänge bei arteriellen Blutdruck neben ST Depression auf dem EKG feststellen. Diese Anomalien sind in der Regel erträglich und nicht eingreifen. Wenn Veränderungen im Herz-Kreislauf-Stabilität noch dramatischer sind, kann eine Dosis von Phenylephrin (5-20 µg/kg IV) IV, arteriellen Blutdruck erhöhen gegeben werden. Epinephrin (0,1 µg/kg IV; verdünnter 01:10, 000) würde als "Drug" Notfallrettung verwendet werden, wenn Änderungen Leben bedrohen. Blutverlust wird durch eine kristalloide Lösung IV ersetzt. Ein Bolus von 100-300 mL normale Kochsalzlösung dient zur zusätzlichen Blutdruck Unterstützung. Die LIMA ist am einfachsten als ein Schiff in der Nähe von skelettiert heruntergenommen, es kann jedoch notwendig sein, Papaverine zur Verfügung zu haben, wenn ein Krampf auftritt.
Unser Modell verwendet off-Pump-Operationen statt auf Pumpe für die Revaskularisation, da dies ermöglicht es uns, die Operationszeit zu minimieren und vermeiden die Kanülierung der Aorta und rechten Vorhof mit vollen Heparinisierung. Es reduziert auch das Risiko von postoperativen Blutungen und/oder kardiale Tamponade, Vereinfachung des Tieres Erholung. Beachten ist gibt es kein ähnliches Modell der koronaren Bypass-Operationen in einem Modell der HM in ein Tier, das dann erlaubt ist, für 30-120 Tage zu erholen. Diese sind vermutlich Vorteile basierend auf klinischen Erfahrungen bei Patienten mit CABG auf und abseits der Pumpe.
Diese Technik kann erweitert werden, um mehrere koronarer Herzkrankheit durch die Platzierung einer constrictor auf der Zirkumflex Arterie zur gleichen Zeit als der Bursche oder ein alternativer Schiff zu beteiligen. Dieses zwei-Schiff Krankheitsmodell würde eine schnellere Entwicklung der ischämische Kardiomyopathie und größeres Verständnis der resultierenden myokardialen Anpassungen führen. Es ist ein Modell, das würde noch erlauben für laufende Zusatztherapie Interventionen einschließlich pharmakologischer, Zell-basierte oder mechanische Optionen.
Dieses komplexe Modell der Revaskularisation der HM spiegelt die klinische Schwierigkeiten bei der Verwaltung von Patienten mit lebensfähigen aber chronisch ischämischen, dysfunktionalen Myokard. Gibt es eine hohe Prävalenz von Patienten mit HM, oft mit verschiedenen Komorbiditäten und strukturelle Herz-Kreislauf-Erkrankungen16, präsentiert und sind mit einem Risiko für plötzlichen Herztod (SCD)6. Die Revaskularisation der lebensfähigen, beeinträchtigt Myokard ist verbunden mit 79 % jährliche Sterberate3. In der Tat, wir haben gezeigt, dass Revaskularisation der Patienten mit lebensfähigen Winterschlaf Myokard definiert durch PET-Bildgebung ist ein höheres Maß an Verbesserung der LV Auswurffraktion 6 Wochen nach CABG17zugeordnet. Bei Tieren mit HM umlaufende Belastung ist bei Studienbeginn beeinträchtigt, aber es gibt Beweise der kontraktile Reserve unter inotrope Stimulation mit einer niedrigen Dosis von Dobutamin. Das Vorhandensein der kontraktile Reserve gehört zu den spezifischsten Indikatoren myokardialen Lebensfähigkeit 18, und das Vorhandensein von solchen Lebensfähigkeit ist ein Prädiktor für den möglichen Nutzen der Bypass-Operation, wenn vorhanden.
Unser Modell ist begrenzt durch die Notwendigkeit der Verwendung von junger, gesunder Tieren zum Erstellen des Modells des HM. Es ist notwendig, ein Jungtier zu verwenden, um der Würger auf die LAD-Arterie zu implantieren, wie juvenile Tiere Arterien, die klein genug sind, der Würger um zu platzieren, ohne sofortige Stenose zu erstellen. Dieses Modell kann nicht von Anfang mit ausgewachsene Schweine erreicht werden, obwohl, die stärker die klinische Erfahrung, aufgrund von Größenbeschränkungen von der Würger, sowie die Größe der Standard-OP und MRT-Geräte simulieren würde.
Eine weitere Einschränkung ist, dass dieses Tiermodell der HM nur die Analyse der Auswirkungen der ein Gebiet von chronischer Ischämie, während klinische Fälle in der Regel sehr viel komplexer sind und unterschiedlich auf die Revaskularisation reagieren können.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Die Autoren haben nichts preisgeben.
Acknowledgments
Diese Arbeit wurde durch VA Verdienst Review #I01 BX000760 (RFK) aus den Vereinigten Staaten (USA) unterstützt. Department of Veterans Affairs BLR & D. Der Inhalt dieser Arbeit repräsentieren nicht die Ansichten des US-Department of Veterans Affairs der Regierung der Vereinigten Staaten.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bair Hugger | 3M | Model 505 | Patient Warming system |
| SR Buprenorphine 10 mg/mL | Abbott Labs | NADA 141-434 | Post operative Analgesic |
| Surgical Spring Clip | Applied Medical | A1801 | Clamp end of LIMA after takedown |
| Arterial Line Kit | Arrow | ASK-04510-HF | Femoral catheter for blood pressure monitoring |
| 1000mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1324X | IV replacement fluid |
| 250 mL 0.9% saline | Baxter | UE1322D | Replacement IV Fluid |
| 500mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1323Q | Drug delivery, Provide mist for Blower Mister |
| Flo-thru 1.0 | Baxter | FT-12100 | used to anastomos LIMA to L |
| Flo-thru 1.25 | Baxter | FT-12125 | |
| Flo-thru 1.5 | Baxter | FT-12150 | |
| Flo-thru 2.0 | Baxter | FT-12200 | |
| Cloroprep | Becton Dickenson | 260815 | Surgical skin prep |
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim Vetmedica, Inc. | 0010-6013-01 | NSAID for analgesia |
| Hypafix | BSN Medical | 4210 | Secure wound dressing and IV catheters |
| IV Tubing for Blower Mister | Carefusion | 42493E | Adapts to IV Fluids for Blower/Mister |
| Bovie Cautery hand piece | Covidien | E2516 | Hemostasis |
| Chest Tube | Covidien | 8888561043 | Evacuates air from chest cavity |
| Monopolar Cautery | Covidien | Valleylab FT10 | Hemostasis |
| Telpha pad | Covidien | 2132 | Sterile wound dressing |
| 4-0 Tevdek II Strands | Deknatel | 7-922 | Suture to secure constrictor around LAD |
| Propofol | Diprivan | 269-29 | Induction agent |
| long blade for laryngoscope | DRE | 12521 | Allows for visualization of trachea for intubation |
| ECG Pads | DRE | 1496 | Monitor heart rhythm |
| laryngoscope | DRE | 12515 | |
| Anesthesia Machine + ventilator | DRE Drager- Fabius Tiro | DRE0603FT | Deliver Oxygen and inhalant to patient |
| 5 Ethibond | Ethicon | MG46G | Suture |
| 0 Vicryl | Ethicon | J208H | Suture |
| 2-0 Vicryl | Ethicon | J317H | Suture |
| 3-0 Vicryl | Ethicon | VCP824G | Suture |
| 7-0 Prolene | Ethicon | M8702 | Suture |
| Dermabond | Ethicon | DNX12 | Skin adhesive |
| Ligaclips | Ethicon | MSC20 | Surgical Staples for LIMA takedown |
| Sterile Saline 20 mL | Fisher Scientific | 20T700220 | Flush for IV catheters |
| Telazol 100 mg/mL | Fort Dodge | 01L60030 | Pre operative Sedative |
| Triple Antibiotic Ointment | Johnson & Johnson | 23734 | Topical over wound |
| 6.0 mm ID endotracheal tube | Mallinckrodt | 86049 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| 1" medical tape | Medline | MMM15271Z | Secure wound dressing and IV catheters |
| 4.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43040 | Establish airway for Hibernation |
| 4.5 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43045 | Establish airway for Hibernation |
| 5.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43050 | Establish airway for Hibernation |
| 6.5 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43065 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| 7.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43070 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| Bair Hugger Blanket - Large size, underbody | Medline | AUG55501 | Patient Warming system |
| Basic pack | Medline | DYNJP1000 | Sterile drapes and table cover |
| Bone Wax | Medline | ETHW31G | Hemostasis of cut bone |
| Suction tubing | Medline | DYND50223 | |
| Suction Container | Medline | DYNDCL03000 | |
| 1 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1188100777 | Administer injectable agents |
| 12 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881512878 | Administer injectable agents |
| 20 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881520657 | Administer injectable agents |
| 3 mL Syinge | Medtronic/Covidien | 1180300555 | Administer injectable agents |
| 6 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1180600777 | Administer injectable agents |
| 60 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881560125 | Administer injectable agents |
| Blower Mister Kit | Medtronic/Covidien | 22120 | Clears surgical field for vessel anastomosis |
| Roncuronium | Mylan | 67457-228-05 | Neuromuscular blocking agent |
| # 40 clipper blade | Oster | 078919-016-701 | Remove hair from surgery sites |
| Hair Clipper | Oster | 078566-011-002 | Remove hair from surgery sites |
| Bupivicaine | Pfizer | 00409-1161-01 | Local Anesthetic |
| Cephazolin | Pfizer | 00409-0805-01 | Antibiotic |
| Heparin | Pfizer | 0409-2720-03 | anticoaggulant |
| Lidocaine 2% | Pfizer | 00409-4277-01 | Local Anesthetic/ antiarrthymic |
| Succinylcholine 20 mg/mL | Pfizer | 00409-6629-02 | Neuromuscular blocking agent |
| Anesthesia Monitor | Phillips Intellivue | MP70 | Supports ventilation with inhalant |
| Artificial Tears | Rugby | 0536-1086-91 | Lubricate eyes to prevent corneal drying |
| Buprenorphine 0.3 mg/mL | Sigma Aldrich | B9275 | Pre operative Analgesic for survivial procedures |
| Isoflurane | Sigma Aldrich | CDS019936 | General Anesthestic- Inhalant |
| 36” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX563 | Connect art. Line to transducer |
| 48” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX564 | Connect art. Line to transducer |
| Jelco 18 ga IV catheter | Smiths medical | 4054 | IV access in Revasc, MRI and Term |
| Jelco 20 ga IV catheter | Smiths medical | 4059 | IV access in the MRI |
| Jelco 22 ga IV catheter | Smiths medical | 4050 | IV access in Hibernation Procedure |
| OPVAC Synergy II | Terumo Cardiovascular System | 401-230 | Heart positioner and Stabilizer |
| Sternal Saw/ Necropsy Saw | Thermo Fisher | 812822 | Used to open chest cavity |
| Delrin Constrictor | U of MN | Custom made | Creates stenosis of LAD |
| Oxygen Tank E cylinder | various | various | Used for Blower Mister if anesthesia machine doesn't have auxiliary flow meter |
| Pressure Transducer | various | Must adapt to anesthesia monitor | Monitor direct arterial pressures |
| Xylazine 100 mg/mL | Vedco | 468RX | Pre operative Sedative/ analgesic |
References
- Mozaffarian, D., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), 350 (2015).
- Di Carli, M. F., et al. Value of metabolic imaging with positron emission tomography for evaluating prognosis in patients with coronary artery disease and left ventricular dysfunction. Am J Cardiol. 73 (8), 527-533 (1994).
- Gerber, B. L., et al. Prognostic value of myocardial viability by delayed-enhanced magnetic resonance in patients with coronary artery disease and low ejection fraction: impact of revascularization therapy. J Am Coll Cardiol. 59 (9), 825-835 (2012).
- McFalls, E., et al. Regional glucose uptake within hypoperfused swine myocardium as measured by positron emission tomography. Am J Physiol-Heart C. 272 (1), 343-349 (1997).
- Velazquez, E. J., et al. Coronary-artery bypass surgery in patients with left ventricular dysfunction. New Engl J Med. 364 (17), 1607-1616 (2011).
- Canty, J. M., Fallavollita, J. A. Hibernating myocardium. J Nucl Cardiol. 12 (1), 104-119 (2005).
- Joyce, D., et al. Revascularization and ventricular restoration in patients with ischemic heart failure: the STICH trial. Curr Opin Cardiol. 18 (6), 454-457 (2003).
- Shah, B. N., Khattar, R. S., Senior, R. The hibernating myocardium: current concepts, diagnostic dilemmas, and clinical challenges in the post-STICH era. Eur Heart J. 34 (18), 1323-1336 (2013).
- Stone, L. L. H., et al. Magnetic resonance imaging assessment of cardiac function in a swine model of hibernating myocardium 3 months following bypass surgery. J Thorac Cardiov Sur. , (2016).
- Kukulski, T., et al. Implication of right ventricular dysfunction on long-term outcome in patients with ischemic cardiomyopathy undergoing coronary artery bypass grafting with or without surgical ventricular reconstruction. J Thorac Cardiov Sur. 149 (5), 1312-1321 (2014).
- Rahimtoola, S. H. The hibernating myocardium. Am Heart J. 117 (1), 211-221 (1989).
- Fallavollita, J. A., Logue, M., Canty, J. M. Stability of hibernating myocardium in pigs with a chronic left anterior descending coronary artery stenosis: absence of progressive fibrosis in the setting of stable reductions in flow, function and coronary flow reserve. J Am Coll Cardiol. 37 (7), 1989-1995 (2001).
- White, F. C., Carroll, S. M., Magnet, A., Bloor, C. M. Coronary collateral development in swine after coronary artery occlusion. Circ Res. 71 (6), 1490-1500 (1992).
- Viscardi, A. V., Hunniford, M., Lawlis, P., Leach, M., Turner, P. V. Development of a Piglet Grimace Scale to Evaluate Piglet Pain Using Facial Expressions Following Castration and Tail Docking: A Pilot Study. Front Vet Sci. 4, 51 (2017).
- Holley, C. T., Long, E. K., Lindsey, M. E., McFalls, E. O., Kelly, R. F. Recovery of hibernating myocardium: what is the role of surgical revascularization. J Cardiac Surg. 30 (2), 224-231 (2015).
- Cooper, H. A., Braunwald, E. Clinical importance of stunned and hibernating myocardium. Coronary Artery Dis. 12 (5), 387-392 (2001).
- McFalls, E. O., et al. Utility of positron emission tomography in predicting improved left ventricular ejection fraction after coronary artery bypass grafting among patients with ischemic cardiomyopathy. Cardiology. 93 (1-2), 105-112 (2000).
- Pasquet, A., et al. Prediction of global left ventricular function after bypass surgery in patients with severe left ventricular dysfunction. Impact of pre-operative myocardial function, perfusion, and metabolism. Eur Heart J. 21 (2), 125-136 (2000).
