ヒトにおける疾患の自然なプロセスをエミュレートする心筋梗塞(MI)動物モデルは、病態生理学的メカニズムを理解し、新しい緊急療法の安全性と有効性をテストするために不可欠です。ここでは、経皮塞栓コイルを展開して作成したMIブタモデルについて説明する。
方法論記事
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ヒトにおける疾患の自然なプロセスをエミュレートする心筋梗塞(MI)動物モデルは、病態生理学的メカニズムを理解し、新しい緊急療法の安全性と有効性をテストするために不可欠です。ここでは、経皮塞栓コイルを展開して作成したMIブタモデルについて説明する。
心筋梗塞(MI)は、世界中で主要な死亡原因である。冠状動脈血行再建術および心血管薬を含むエビデンスに基づく治療の使用にもかかわらず、患者のかなりの割合がMI後に病理学的左心室リモデリングおよび進行性心不全を発症する。したがって、とりわけ、損傷した心筋を修復および再生するための細胞療法および遺伝子療法などの新しい治療選択肢が開発されている。この文脈において、MIの動物モデルは、臨床翻訳の前にこれらの実験的治療法の安全性および有効性を探求する上で極めて重要である。ブタなどの大型動物モデルは、冠状動脈解剖学、心臓動態、およびMI後の治癒プロセスの点でブタとヒトの心臓の類似性が高いため、小型のモデルよりも好まれる。ここでは、永久コイル展開によるブタにおけるMIモデルの記述を目指した。簡単に述べると、逆行性大腿骨アクセスを介した経皮選択的冠状動脈カニューレを含む。冠状動脈造影に続いて、コイルは透視的誘導下で標的分岐に展開される。最後に、完全な閉塞は、反復冠動脈造影によって確認される。このアプローチは、実現可能で、再現性が高く、ヒト非血管再生MIの病因をエミュレートし、伝統的な開胸手術およびその後の術後炎症を回避する。追跡調査の時間に応じて、この技術は急性、亜急性、または慢性MIモデルに適しています。
心筋梗塞(MI)は、世界中で最も蔓延している死亡率、罹患率、および障害の原因です1。現在の治療の進歩にもかかわらず、患者のかなりの割合がMIに続いて有害な心室リモデリングおよび進行性心不全を発症し、心室機能障害および突然死による予後不良をもたらす2,3,4。したがって、損傷した心筋を修復および/または再生するための新しい治療選択肢が精査されており、トランスレーショナルMI動物モデルは、その安全性および有効性をテストする上で極めて重要である。ラット5、6、マウス7、8、イヌ9、およびヒツジ10を含むいくつかのモデルが心臓血管研究に使用されているが、ブタは、心臓サイズ、冠状動脈解剖学、心臓動態、生理学、代謝、およびMI後の治癒プロセス11の点でヒトと高い類似性を有するため、心臓虚血研究をモデル化するための最良の選択肢の1つである。12,13,14,15。
この文脈において、MIブタモデルを開発するために、多くの異なる開放外科的および経皮的アプローチが利用可能である。開胸アプローチは、左側方開胸術を含み、とりわけ、外科的冠状動脈結紮16、17、心筋凍結損傷、焼灼12、および水圧閉塞18またはアメロイド収縮器19の冠状動脈配置を行うのに有用である。外科的冠動脈閉塞は、心臓の広いアクセスと視覚的評価を可能にするため、心臓組織工学や細胞療法などの新しい治療オプションをテストするために広く使用されています。しかしながら、ヒトMIとは対照的に、外科的癒着、隣接する瘢痕化、および術後の炎症をもたらし得る17。心筋凍結傷害および焼灼は容易に再現可能な技術であるが、ヒトにおいて観察される病態生理学的MI進行を再現しない12。一方、一時的または永久的な冠状動脈遮断を生じるために、いくつかの経皮的技術が開発されている。これらは、経冠状動脈または冠動脈内エタノールアブレーション20、21、バルーン血管形成術22による閉塞、またはアガロースゲルビーズ23、フィブリノーゲン混合物9、またはコイル塞栓術17、24などの血栓形成性物質の送達を含む。バルーン血管形成術は虚血/再灌流研究に適していますが、冠状動脈コイルの展開は、非血管再生MIをモデル化するための最良の選択肢の1つです。この経皮的アプローチは実現可能であり、一貫して再現可能であり、開胸手術を回避します。これは、梗塞位置の正確な制御を可能にし、ヒト非再灌流MIの病態生理学をもたらす。さらに、コイル塞栓術は、急性、亜急性、または慢性MIのモデリングに適している。慢性うっ血性心不全;または弁膜症17.
本議定書は、永久コイル展開によるMIブタモデルの開発方法を記述することを目的としている。簡単に述べると、逆行性大腿骨アクセスを介した経皮選択的冠状動脈カニューレを含む。冠状動脈造影に続いて、透視的誘導下で標的枝動脈にコイルが展開される。最後に、完全な閉塞は、反復冠動脈造影によって確認される。
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この研究は、ドイツ人トリアス・イ・プジョル衛生研究所(IGTP)の動物実験ユニット倫理委員会と政府当局(Generalitat de Catalunya;Code: 10558 および 11208)、実験動物の世話と使用のためのガイド25 で定義されているように、研究および教育における動物の使用に関するすべてのガイドラインに準拠しています。
1. 動物の手続き前準備
2.鎮静、麻酔、鎮痛
3.血行力学的モニタリングおよび外科領域の準備
4. 血管アクセス
5. 冠動脈造影
6. コイル注入
7. 手続きの終了
8. 術後の処置と動物の回復
9. 術後の疼痛の評価とモニタリング
10. 安楽死法
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MI生存率と場所
57頭のブタがLCX辺縁枝(n = 25;雌12頭および雄13頭)または冠状動脈の第1および第2斜め枝(n = 32;雌16頭および雄16頭)の間のLADで冠状動脈コイル移植を受け、30日間追跡された。LCX辺縁枝でMIに提出された動物の生存率は80%(n = 20)であった。3頭のブタがコイル展開前の房室(AV)ブロックおよび収縮期に関連する致命的な合併症の結果として死亡し、2頭のブタがコイル配置後の経壁MIに関連する心室細動(VF)後に死亡した。LADでMIに提出された動物の生存率は72%(n = 23)であった:1匹のブタがコイル展開後のAVブロックおよび収縮不全のために死亡し、VF後に8匹の動物が死亡した(コイル展開後5匹、MI後12〜48時間で2匹、およびMI後26日後に1匹)。生存率はLCX辺縁枝(直径2-2.5mm)と中央LAD(直径2.5-3mm)MIとで異なっていたが、これはおそらくLADモデルにおける梗塞の伸展が大きかったためである。
磁気共鳴画像法(MRI)分析は、MI後30日目に全ての動物において行っ...
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冠状動脈に展開されたコイルは、ブタ中の再現性があり一貫した前臨床非再灌流MIモデルを提供し、新しい心血管治療戦略の開発および試験に使用することができる。
我々の手の中では、追跡調査時の死亡率は19%がMIの合併症に関連しており、そのほとんどは処置の最初の24時間以内に起こった。これらの死亡はすべて、非再灌流MIの自然史に関連しており、研究の主要な結果であった。このプロトコルの最も重要なステップの1つは、冠状動脈へのマイクロカテーテルの侵入に依存する。いくつかのケースでは、マイクロカテーテルの進歩は、重度の低血圧、AVブロック、そして最後に収縮不全につながる迷走神経反応を引き起こした。それにもかかわらず、これは、マイクロカテーテルを前進させる前にアドレナリン(0.001mg / kg)のIVボーラスを投与することによって回避することができる。別の合併症は、VFにつながる可能性のある悪性不整脈の発生である。これらのエピソードは、通常、MIインスタレーションの30分後に発生します。心室性不整脈のリスクを軽減するために、少なくとも1時間リドカイン連続注入速度(50-100μg/kg/min...
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著者は開示するものは何もありません
我々は、カタルーニャ比較医学・バイオイメージングセンター(CMCiB)及びスタッフの動物モデル実施への貢献に感謝の意を表する。この研究は、カルロス3世サルード研究所(PI18/01227、PI18/00256、INT20/00052)、スペイン・デ・カルディオロギア協会、カタルーニャ総督府[2017-SGR-483]の支援を受けた。この研究はまた、Red de Terapia Celular - TerCel [RD16/0011/0006]とCIBER Cardiovascular [CB16/11/00403]プロジェクトによって資金提供され、Plan Nacional de I + D + Iの一環として、ISCIII-Subdirección General de Evaluación y el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER)によって共同出資されました。Fadeuilhe博士は、スペイン心臓病学会(スペイン、マドリード)からの助成金によって支援されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 6-F JR4 0-71インチガイディングカテーテル | メドトロニック | LA6JR40 | 6F JR4 90 cm ガイディングカテーテル |
| アドレナリン 1 mg/mL | B.ブラウン | National Code (NC). 602486 | アドレナリン |
| アトロピン 1 mg/mL | B.ブラウン | NC. 635649 | アトロピン |
| ベタジン | マイラン | NC. 694109-1 | ポビドン ヨウ素溶液 |
| Bupaq 0.3 mg/mL | Richter Pharma AG | NC. 578816.6 | ブプレノルフィン |
| デキスドマイトール 0.5 mg/mL | オリオン ファーマ | NC. 576303.3 | デクスメデトミジン |
| ドラクシン | ゾエティス | NC. 576313.2 | ツラスロマイシン |
| エメラルド ガイドワイヤー | コーディス | 502-585 | 0.035 インチ J チップ |
| ワイヤー 体外式除細動器 | DigiCare | CS81XVET | 手動体外式除細動器 |
| フェンディビア100 & マイクロ;g/h | 武田 | NC. 658524.5 | フェンタニル経皮パッチ |
| ガイドワイヤー イントロデューサー針 18 G x 7 cm | アルゴン | GWI1802 イントロデューサー針 | |
| ヘパリン 1% | ROVI | NC. 641647.1 | ヘパリン |
| ハイトルク バーサーターン F | アボット | 1013317J | 0.014 インチ 200 cm ガイドワイヤー |
| イソフロー | ゾエティス | 50019100 | |
| イソフルランケタミドール | リヒター ファーマ AG,NC | . 580393.7 | ケタミン |
| リドカイン 50 mg/mL | B.Braun | NC. 645572.2 | リドカイン |
| MD8000vet | メディテック機器 | MD8000vet | マルチパラメータモニター |
| ミダゾラム | Laboratorios ノルモン | ノースカロライナ州 624437.1 | ミダゾラム |
| プレリュード.6F.11 cm (4.3").0.035" (0.89 mm).50 cm (19.7").Double Ended.Stainless Steel.6F.16 | Merit | PSI-6F-11-035 | 6F 血管シース |
| Propovet Multidosis 10 mg/mL | Zoetis | NC. 579742.7 | Propofol |
| RENEGADE STC-18 150/20/STRAIGHT/1RO | Boston Scientific | M001181370 | 長さ 150 cm 内径 0.017 インチ マイクロカテーテル |
| Ruschelit | Teleflex | 112482 | バルーン付き気管内チューブ (#6.5) |
| SPUR II | Ambu | 325 012 000 | Airway mask bag unit-ventilation (AMBU) |
| Vasofix 20 G | B.Braun | 4269098 | 20 G Cannula |
| Visipaque 320 mg/mL USB 10 x 200 mL | General Electrics | 1177612 | Iodinated 造影剤 |
| VortX-18 ダイヤモンド 3 mm/3.3 mm | Boston Scientific | M0013822030 | Coil |
| WATO EX-35 | Mindray | WATOEX-35Vet | 麻酔器 |
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このJoVE記事のテキストまたは図の再利用許可をリクエスト
許可をリクエストAn erratum was issued for: Myocardial Infarction by Percutaneous Embolization Coil Deployment in a Swine Model. The Protocol and Discussion sections were updated.
Step 3.5 was updated from:
Clean the right femoral area with surgical soap and antiseptic povidone-iodine solution under sterile conditions
to:
Clean the right femoral area with surgical soap followed by alternating antiseptic povidone-iodine solution and alcohol 3 times under sterile conditions.
Section 9 was updated from:
9. Euthanasia method
to:
9. Postoperative pain assessment and monitoring
10. Euthanasia method