Name: オルソトピック心臓移植の前臨床ブタモデル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-27T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 12 s
Description: 学ぶオルソトピック心臓移植の前臨床ブタモデル。心臓保存戦略を評価し、臨床応用への翻訳を支援する信頼性の高い大動物モデルを確立する方法です。心臓外科研究に有用です。

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著者は謝辞を持っていません。

<ol><li>Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Registry+of+the+International+Society+for+Heart+and+Lung+Transplantation%3A+Thirty-third+Adult+Heart+Transplantation+Report-2016%3B+Focus+Theme%3A+Primary+Diagnostic+Indications+for+Transplant%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation: Thirty-third Adult Heart Transplantation Report-2016; Focus Theme: Primary Diagnostic Indications for Transplant.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 35 (10), 1158-1169 (2016).</li>
<li>Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Registry+of+the+International+Society+for+Heart+and+Lung+Transplantation_+Thirty-first+Official+Adult+Heart+Transplant+Report-2014%3B+Focus+Theme_+Retransplantation%5BTitle%5D)+AND+%22The.+Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation_ Thirty-first Official Adult Heart Transplant Report-2014; Focus Theme_ Retransplantation.</a> The. Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (10), 996-1008 (2014).</li>
<li>Cosío Carmena, M. D. G., Gómez Bueno, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+graft+failure+after+heart+transplantation%3A+characteristics+in+a+contemporary+cohort+and+performance+of+the+RADIAL+risk+score%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Primary graft failure after heart transplantation: characteristics in a contemporary cohort and performance of the RADIAL risk score.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 32 (12), 1187-1195 (2013).</li>
<li>Fedak, P. W. M., Rao, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combined+endothelial+and+myocardial+protection+by+endothelin+antagonism+enhances+transplant+allograft+preservation%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Combined endothelial and myocardial protection by endothelin antagonism enhances transplant allograft preservation.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 129 (2), 407-415 (2005).</li>
<li>Ramzy, D., Rao, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+allograft+preservation+using+donor-shed+blood+supplemented+with+L-arginine%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Cardiac allograft preservation using donor-shed blood supplemented with L-arginine.</a> The Journal of Heart and Lung Transplantation. 24 (10), 1665-1672 (2005).</li>
<li>Rao, V., Feindel, C. M., Weisel, R. D., Boylen, P., Cohen, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Donor+blood+perfusion+improves+myocardial+recovery+after+heart+transplantation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Heart+and+Lung+Transplantation%22%5BJournal%5D)">Donor blood perfusion improves myocardial recovery after heart transplantation.</a> Journal of Heart and Lung Transplantation. 16 (6), 667-673 (1997).</li>
<li>Wicomb, W. N., Cooper, D. K., Barnard, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Twenty-four-hour+preservation+of+the+pig+heart+by+a+portable+hypothermic+perfusion+system%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation%22%5BJournal%5D)">Twenty-four-hour preservation of the pig heart by a portable hypothermic perfusion system.</a> Transplantation. 34 (5), 246-250 (1982).</li>
<li>Badiwala, M. V., Ramzy, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Donor+pretreatment+with+hypertonic+saline+attenuates+primary+allograft+dysfunction%3A+a+pilot+study+in+a+porcine+model%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Donor pretreatment with hypertonic saline attenuates primary allograft dysfunction: a pilot study in a porcine model.</a> Circulation. 120, 11 Suppl 206-214 (2009).</li>
<li>Ribeiro, R. V. P., Badiwala, M. V., Ramzy, D., Tumiati, L. C., Rao, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recipient+Hypertonic+Saline+Infusion+Prevents+Cardiac+Allograft+Dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Thoracic+and+Cardiovascular+Surgery%22%5BJournal%5D)">Recipient Hypertonic Saline Infusion Prevents Cardiac Allograft Dysfunction.</a> The Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. , (2018).</li>
<li>Townsend, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+Pressure+Volume+Loops+in+the+Mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Measuring Pressure Volume Loops in the Mouse.</a> Journal of Visualized Experiments. (111), e53810(2016).</li>
<li>Ratschiller, T., Deutsch, M. -A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heterotopic+Cervical+Heart+Transplantation+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice.</a> Journal of Visualized Experiments. (102), e52907(2015).</li>
<li>Fukunaga, N., Bissoondath, V., Rao, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Submandibular+Gland-preserving+Technique+for+Heterotopic+Cervical+Heart+Transplantation+in+Mice%5BTitle%5D)+AND+%22Transplantation%22%5BJournal%5D)">Submandibular Gland-preserving Technique for Heterotopic Cervical Heart Transplantation in Mice.</a> Transplantation. 1, (2018).</li>
<li>Gong, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mouse+Heterotopic+Abdominal+Heart+Transplant+Model%5BTitle%5D)+AND+%22Rodent+Transplant+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mouse Heterotopic Abdominal Heart Transplant Model.</a> Rodent Transplant Medicine. , Chapter 11 107-118 (2014).</li>
<li>Robinson, N., Souslian, L., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Dalmasso, A. P., Bianco, R. W. Animal Models for Cardiac Research. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRobinson%2C+N+%22Handbook+of+Cardiac+Anatomy%2C+Physiology%2C+and+Devices%22">Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices</a>. , Chapter 27 469-491 (2015).</li>
<li>Bianco, R. W., Gallegos, R. P., Rivard, A. L., Voight, J., Dalmasso, A. P. Animal Models for Cardiac Research. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBianco%2C+RW+%22Handbook+of+Cardiac+Anatomy%2C+Physiology%2C+and+Devices%22">Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology, and Devices</a>. , Chapter 25 393-410 (2009).</li>
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著者は何も開示していない。

この原稿は、オルコトピック心臓移植の大型動物前臨床モデルについて説明する。異所性心臓移植の様々な小動物モデルは、臓器保存を改善し虚血再灌流損傷を減少させる新しい治療法の効果を研究するために成功裏に使用されている11,12, 13.さらに、小動物モデルは、拒絶反応および心臓同種移植片血管症の発症を調査するために生存モデルと長期フォローアップを可能にする 11,12,13.しかし、これらの新しい治療法のほとんどは、臨床試験に失敗するか、決して行うことはありません。臨床翻訳を容易にし、合理化するためには、信頼性が高く臨床的に関連する大型動物モデルが必要です。
このプロトコルは、一次移植片機能不全および虚血再灌流損傷を予...

最初の成功した報告の後50年、心臓移植は進行性心不全1の適格な患者のためのゴールドスタンダード治療のままである。最大4時間の虚血時間は十分に許容されるが、6時間を超える虚血時間は劣った結果2と関連している。原発性移植片機能不全は、移植後の早期罹患率および死亡率の主な原因であり、移植2、3.原発性移植片機能不全の原因は多因子であり、移植時に持続する限界臓器、レシピエント肺血管疾患、過急性拒絶反応、および虚血再灌流損傷の使用を含む。
複数の研究は、一次移植片機能不全4、5、6、7の発生率を減らすためにドナー心臓保存のための新しい方法を研究している。虚血再灌流損傷または異所性心臓移植のマウスモデルにおける新しい技術および治療法を評価することは一般的な習慣である。さらに、小動物モデルは、拒絶反応および心臓同種移植片血管症11、12、13の発症を調査するために生存モデルおよび長期フォローアップを可能にする。しかし、これらの戦略のほとんどは、初期の臨床パイロット試験に失敗するか、この段階に達することはありません。基礎研究の所見を効率的かつ信頼性の高い翻訳のために、臨床的に関連する大型動物モデルにおける新しい治療法を評価することが最も重要です。
豚の心臓は、多くの場合、大型動物モデルを使用する場合、人間の心臓に最も解剖学的に類似すると考えられています。そのため、心臓外科の研究を行う理想的なプラットフォームです。しかし、ブタモデルを使用する際に考慮すべき重要な要素がいくつかあります。第一に、組織は、典型的には、特に右心房および肺動脈において、壊れやすく、可冷たいと記述され、涙を起こしやすい14である。さらに、豚の心臓は操作に敏感で不整脈になりやすいと考えられ、実験の開始時に各動物に抗アリスメティックを日常的に投与する必要があります。ブタモデルと臨床心臓移植の間の重要な解剖学的な違いは、冠状動脈部に直接排出される豚の左片血静脈である。これは、連続的な出血を避けるために、レシピエントの手順中にライゲーションする必要があります。最後に、ブタモデルは虚血に非常に敏感であるが、心臓移植15における急性研究にはまだ適している。
この原稿は、新しい心保護戦略5、6、8を研究するためにしっかりと確立され、利用されている正頭外核移植の前臨床大型動物(ブタ)モデルを説明する。 、9.

<table><tbody><tr><td>アミオダロン</td><td></td><td></td><td>施設内薬局から購入</td></tr><tr><td>血管カテーテル 20G</td><td>BD</td><td>381704</td><td></td></tr><tr><td>塩化カルシウム 1g/10ml</td><td></td><td></td><td>施設内薬局から購入</td></tr><tr><td>心臓麻痺溶液</td><td></td><td></td><td>これは研究者の裁量で選択する必要があります。&nbsp;</td></tr><tr><td>Cautery Pencil</td><td>Covidien</td><td>E2515H</td><td></td></tr><tr><td>中心静脈カテーテル ダブルルーメン</td><td>クックメディカル</td><td>C-UDLM-501J-LSC</td><td></td></tr><tr><td>CPB パック</td><td>メドトロニック</td><td></td><td>カスタムメイドの心肺バイパス灌流回路。</td></tr><tr><td>D5W 5% 250ml</td><td>バクスター</td><td>JB1064</td><td></td></tr><tr><td>DLP 大動脈根カニューレ/スタッバー</td><td>メドトロニック</td><td>12218</td><td></td></tr><tr><td>DLP シングルルーメン静脈カニューレ (24F または 28F)</td><td></td><td></td><td>これは研究者の裁量で選択する必要があります。&nbsp;</td></tr><tr><td>ドブタミン</td><td></td><td></td><td>施設内薬局から購入</td></tr><tr><td>電極多価</td><td>Covidien</td><td>E7507</td><td></td></tr><tr><td>EOPA 動脈カニューレ (17F または 21F)</td><td></td><td></td><td>これは研究者の裁量で選択する必要があります。&nbsp;</td></tr><tr><td>エピネフリン</td><td></td><td></td><td>は、施設の薬局から購入</td></tr><tr><td>エッペンドルフチューブ、1.5 mL</td><td>Sarstedt&nbsp;</td><td>72.690.001</td><td></td></tr><tr><td>手袋、ニトリル、ミディアム</td><td>フィッシャー</td><td>27-058-52</td><td></td></tr><tr><td>ヘパリン 1000 IU/ml</td><td></td><td></td><td>施設内薬局から購入</td></tr><tr><td>ケタリアン (ケタミン) 注射 100mg/ml、50ml/バイアル</td><td>カナダ</td><td></td>保健省 カナダ<td>保健省の承認が必要</td></tr><tr><td>リドカイン/キシロカイン 1%</td><td></td><td></td><td>施設内薬局</td></tr><tr><td>から購入硫酸マグネシウム5g / 10ml</td><td></td><td></td><td>機関の薬局から購入</td></tr><tr><td>ミダゾラム inj. USP 5mg / mlバイアル/ 10ml</td><td>カナダ保健</td><td></td>省 <td>カナダ保健省の承認が必要です</td></tr><tr><td>MPSクエスト配送使い捨てパック</td><td>クエストメディカル</td><td>5001102-AS</td><td></td></tr><tr><td>NACL 0.9% 1L</td><td>バク</td><td>スターJB1324</td><td></td></tr><tr><td>臓器バッグ</td><td>CardioMed</td><td>2990</td><td></td></tr><tr><td>ピペットチップ、1mL</td><td>フィッシャーブランド</td><td>02-707-405</td><td></td></tr><tr><td>プロポフォール 1mg/ml</td><td></td><td></td><td>施設の薬局から購入</td></tr><tr><td>ロクロニウム</td><td></td><td></td><td>施設の薬局から購入</td></tr><tr><td>セットアドミンプリム NF PB W/チェックバルブ</td><td>スミスメディカル</td><td>21-0442-25</td><td>静脈内輸液ポンプライン。研究者は、施設で利用可能な輸液ポンプと互換性のある輸液ラインを選択する必要があります</td></tr><tr><td>セット イントロシース 8.5FRx 10CM</td><td>アロー</td><td>SI-09880</td><td></td></tr><tr><td>ソフシルク 0 ワックスコーティング</td><td>Covidien</td><td>S316</td><td></td></tr><tr><td>ソルメドロール 500mg/5ml</td><td></td><td></td><td>施設の薬局から購入</td></tr><tr><td>吸引チップ</td><td>Covidien</td><td>8888501023</td><td></td></tr><tr><td>吸引チューブ1/4 "x 120"</td> <td>Med-Rx</td><td>70-8120</td><td></td></tr>縫<tr><td>合糸5.0 Prolene BB</td><td>Ethicon</td><td>8580H</td><td></td></tr><tr><td>縫合糸Prolene Blum 4-0 SH 36</td><td>Ethicon</td><td>8521H</td><td></td></tr><tr><td>縫合糸2.0 Prolene Blu M SH</td><td>Ethicon</td><td>8523H</td><td></td></tr><tr><td>縫合BB 4.0 Prolene&nbsp;</td><td>Ethicon</td><td>8881H</td><td></td></tr><tr><td>気管チューブ、6.5mm</td><td>マリンクロット</td><td>86449</td><td></td></tr></tbody></table>

オルソトピック心臓移植の前臨床ブタモデル

A Pre-Clinical Porcine Model of Orthotopic Heart Transplantation

最初の成功した報告の後50年、心臓移植は進行した心不全の適格な患者のための金標準の処置のままである。心臓移植の複数の小動物モデルは、新しい治療法の急性および長期的な効果を研究するために使用されてきた。しかし、 臨床試験でテストされ、成功を実証された人はほとんどいません。臨床的に関連する大型動物モデルの新しい治療法を評価し、基礎研究の所見を効率的かつ信頼性の高い翻訳にすることが極めて重要です。ここでは、新しい心保護戦略を研究するためにしっかりと確立され、以前に使用された正頭外核移植の前臨床大型動物(ブタ)モデルについて説明する。この手順は、急性虚血再灌流損傷に焦点を当て、マウスモデルなどの小さな実験モデルでテストされ、検証された新しい介入を調査するための信頼性の高い方法です。移植後初期の心臓性能の評価や、モデルによって可能になるその他の可能性を評価する上で有用性を実証する。

この前臨床モデルは1994年5、6、8、9以来正常に使用されている。表1は、ベースラインで撮影された圧力容積関係と心エコーパラメータの代表的な結果と、5つの実験のセットにおける3時間後移植を示す。移植後の筋膜収縮性の低下は見られたが、これは統計的に有意ではなかった。
図1は、1つの実験から同時に収集された代表的な圧力体積ループを示す。「定常状態」評価中(図1、上行)。体積依存パラメータは、発達した圧力の最大および最小レートなど、記録されます。ボリュームに依存しないパラメータは、IVC の断続的な閉塞によって得られます。これにより、左心室の体積が徐々に減少し、異なる関係を計算する...

ここでは、新しい心保護戦略を研究するためにしっかりと確立され、利用されている正頭外核移植の前臨床大型動物(ブタ)モデルについて説明する。

Fifty-years following the first successful report, cardiac transplantation remains the gold-standard treatment for eligible patients with advanced heart ...

臨床的に関連する大型動物モデルを用いて、新しい心臓保存戦略を評価し、信頼性の高い臨床翻訳を行うことが重要です。心臓手術の研究のためのブタの心臓モデルは、人間とブタの心臓が解剖学、生理学、さらには大きさの面で多くの類似点を共有しているので、研究のためのほとんど理想的なプラットフォームであるため、非常に有用なものです。麻酔付きドナー豚の心膜を開いた後、助手に右心室流出路を下に慎重に引き込み、肺動脈を左に肺動脈を慎重に引き込み、肺動脈への直接病変を避けるために大動脈を右に慎重に引き込む。大動脈肺空間を解剖し、結合組織から上昇大動脈の前側面をクリアするために、焼灼を使用してください。慎重に右心室流出管を引き込んだ後、4.0 PROLENE縫合糸を使用して、近位上昇大オルタアドベンティシアに財布のひもステッチを配置し、止血帯で縫合糸を固定します。財布のひも縫合糸の中の上にカーディオプレギア配達カニューレを挿入し、カニューレを固定するために止血帯を締めます。次に、左下肺静脈と上側および下静脈静脈を開いて、十分な心臓ベントを確保し、遠位上昇大動脈に大動脈クロスクランプを配置する。80~100ミリメートルの水銀の大動脈根圧を標的とした心筋圧注入を開始する。0.9%の塩化ナトリウム氷スラッシュを胸腔と器官の上に塗布します。心筋血管注入が終了したら、従来の方法で心切除術を進め、開始動脈と肺動脈の後に大動脈を切り離し、分岐で移植に十分な長さを確保する。レシピエントで心肺バイパスを開始するには、まずメッツェンバウムと直角鉗子を使用して、上の大静脈とインノミノ動脈と下胸静脈と麻酔付きレシピエント動物の心膜の間を解剖する。上手で下の大静脈を0シルクのネクタイで個別に囲み、止血帯でテープを固定します。4-0 PROLENE縫合糸を使用して、遠位上昇大オルタアドベンティシアに2つの同心円状の財布ひも縫合糸を配置し、心筋反射のレベルで劣った優れた静脈に財布のひも縫合糸を置きます。各縫合糸を止血帯で固定し、セルディンガー技術を使用して17-21フランスの動脈カニューレを大動脈に挿入します。3/8-3/8コネクタを使用して、カニューレをバイパス回路の動脈線に接続します。大静脈に置かれた財布のひも縫合糸の中心に5ミリメートルの切開を行い、小さな角度の楽器で切開を拡張します。24-28フランスの直角、単段静脈カニューレを使用して、優れた、より劣った大静脈カバをカヌレートし、優れた大静脈で優れた角度を導き、心臓から離れた下の静脈に劣っています。財布の弦の縫合糸を保持している止血帯を締めてカニューレを固定し、3/8-3/8 1/2-Yコネクタを使用して、カニューラをバイパス回路の静脈ラインに接続します。その後、心肺バイパスを開始します。心肺バイパス開始後、鋭い解剖器と直角を使用して左半接静脈を囲み、Oシルクのネクタイで血管を遠回しにします。受け手の大動脈を動脈カニューレに近応してクロスクランプし、以前に配置されたOシルクのネクタイで両方の静脈カバエをスネアします。ドナーとレシピエントの左心房カフサイズを比較し、必要に応じてそれぞれを変更します。以前に配置された心筋機能カニューレを使用して、ドナー心臓に最初の心筋薬量を送達する。次に、標準的なビアトライアルの麻酔技術とSH針を使用して、左心房と下の静脈の右下マージンとの接合部に4-0 PROLENE縫合を1つ配置します。ドナーとレシピエントカフを接続するために最初の縫合糸から180度で別の縫合糸を置き、その後および前壁のアナストモーゼを上縫合糸から下縫合糸に完成させます。右心房については、付属器から下側の静脈に向かってドナー右心房を開き、レシピエントカフサイズに一致するドナーカフを作成し、その後、下の大静脈と右心房の間の接合部から、内壁吻合と横壁を完成させる。肺動脈の場合、レシピエントとドナーの肺動脈の両方の縁を整え、一致するサイズを作成します。BB針を使用して、左側壁に5-0 PROLENE縫合糸を配置し、ドナーとレシピエントの血管を結び付け、もう1本を右横端に配置します。次いで、下壁吻湿と前壁吻湿を完了します。大大仏の場合は、ちょうど実証したように縁をトリミングし、ドナーとレシピエント容器を接続する左側の側壁に縫合を配置します。その後、下壁と前壁吻湿を完了してから、心肺バイパスで60分間の再灌流を開始します。移植片の機能的評価のために、下の大静脈の周りに0シルクのネクタイを置き、左心室の気圧容積関係の連続的な測定を可能にするために、小さな心房術を通して左心室に圧力体積伝導カテーテルを挿入する。ここでは、ベースラインで撮影した気圧容積関係および心エコーパラメータの代表的な結果、および5つの実験のセットでの移植後3時間での代表的な結果が示されている。定常状態評価の間、体積依存のパラメータは、発達圧力の最大および最小率など記録されます。体積非依存のパラメータは、左心室の体積が徐々に減少し、終期収縮期および拡張期末の圧力量関係が記録される下の大静脈の断続的な閉塞によって得られる。プリロード募集可能なストローク作業データを使用して、ストローク作業と対応するエンド拡張期容積との関係を決定することができます。このモデルでは、他の様々な代謝パラメータも測定可能です。この手順では、各研究グループの研究プロトコルを最適化するために、少なくとも1人の訓練を受けた外科医と約5回の練習実験が必要です。豚の心臓は壊れやすく、壊れやすく、特に操作や虚血に敏感で、涙を流しやすい。すべてのアナストモーゼを改訂して、出血を最小限に抑える必要があります。このプロトコルは、虚血-灌流損傷を減少させ、原発移植不全を予防するための新しい心筋保存戦略の開発に役立つ。

a-pre-clinical-porcine-model-of-orthotopic-heart-transplantation

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