Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Chirurgische plaatsing van katheters naar Lange termijn Cardiovascular Exercise Testing in Swine

Published: February 9, 2016 doi: 10.3791/53772
* These authors contributed equally

Abstract

Dit protocol beschrijft de chirurgische procedure chronisch instrument varkens en de procedure varkens oefenen op een motor aangedreven loopband. Vroege cardiopulmonaire disfunctie moeilijk te diagnosticeren, vooral in diermodellen, zoals cardiopulmonale functie vaak invasief gemeten, waarbij anesthesie. Omdat veel anesthetica zijn cardiodepressieve, kunnen subtiele veranderingen in de cardiovasculaire functie worden gemaskeerd. Daarentegen chronische instrumentatie maakt voor het meten van cardiopulmonale functie in de wakkere toestand, zodat metingen kunnen worden verkregen onder rustige rusttoestand, zonder dat de anesthesie en acute chirurgische trauma. Voorts moet bij dieren goed opgeleid metingen kunnen ook worden verkregen tijdens gegradeerde tredmolenoefening.

Flow sondes worden geplaatst rond de aorta en longslagader voor het meten van het hartminuutvolume en rond de linker anterieure dalende kransslagader voor het meten van CoronAry doorbloeding. Met vloeistof gevulde katheters geïmplanteerd in de aorta, longslagader, linker atrium, linker ventrikel en rechterventrikel voor drukmeting en bloedafname. Bovendien wordt een 20 G katheter geplaatst in de ader anterior interventricularis coronaire veneuze bloedafname mogelijk.

Na een week van herstel, zijn varkens geplaatst op een motor aangedreven loopband, de katheters zijn verbonden met de drukleiding en stroommeters en varkens onderworpen aan vijf fasen progressieve testprotocol, waarbij elke trap gedurende 3 min. Hemodynamische signalen worden continu geregistreerd en bloedmonsters worden genomen tijdens de laatste 30 seconden van elke oefening podium.

Het grote voordeel van het bestuderen chronisch geïnstrumenteerd dieren is dat het periodieke beoordeling van de cardiopulmonaire functie, niet alleen in rust maar ook tijdens fysieke stress, zoals lichaamsbeweging. Bovendien kan cardiopulmonaire functie herhaaldelijk worden beoordeeld tijdens de ziekte van de ontwikkeling van eennd tijdens chronische behandeling, waardoor statistisch verhogen en derhalve beperking van het aantal dieren dat nodig is voor een onderzoek.

Introduction

Adequate cardiopulmonaire functie is essentieel voor het lichaam te voorzien van zuurstof en voedingsstoffen, in het bijzonder tijdens omstandigheden van verhoogde metabolische vraag zoals tijdens inspanning 1. Cardiopulmonale op inspanning wordt gekenmerkt door een aantal aanpassingen in hartfunctie, dwz., Een toename van de hartslag, contractiliteit en slagvolume en microvasculaire functie, dat wil zeggen, vasodilatatie in het vasculaire bed toevoeren uitoefenen spieren en in de pulmonaire vasculatuur en vasoconstrictie in het vasculaire bed toevoeren van het maagdarmstelsel en inactieve spieren 1. Verminderde inspanningscapaciteit is een vroeg kenmerk van cardiopulmonaire disfunctie, en cardiopulmonale inspanningstest wordt gebruikt als een effectieve methode te bakenen tussen cardiale dysfunctie, vaatdysfunctie en / of pulmonaire dysfunctie bij patiënten met een verminderde inspanningscapaciteit 2. Vroege cardiopulmonaire disfunctie is difficult te diagnosticeren, vooral in diermodellen, zoals cardiopulmonale functie vaak invasief gemeten, waarbij anesthesie met anesthetica bezitten cardiodepressieve eigenschappen 3.

Chronische instrumentatie maakt voor het meten van cardiopulmonale functie in de wakkere toestand, en wanneer de dieren volledig aangepast aan de laboratoriumomstandigheden metingen onder rustige rusttoestand worden verkregen zonder dat de anesthesie en acute chirurgische trauma. Wanneer verder de dieren geschikte opleiding metingen kunnen ook worden verkregen tijdens ingedeeld tredmolenoefening 4,5. Specifieker, linker en rechter ventriculaire functie kan worden bepaald en gerelateerd aan myocardiale perfusie, de regulering van de vasomotorische tonus in de coronaire, systemische en pulmonale microcirculatie kunnen worden bepaald. Het gebruik van met vloeistof gevulde katheters maakt drukmeting en bloed afnemen zonder dat admende belasting van de dieren. Een ander voordeel van het bestuderen chronisch geïnstrumenteerd dieren die cardiopulmonale inspanningstest kan worden herhaald zodat het gebruik van een dier als zijn eigen controle, hetzij tijdens ziekteontwikkeling of tijdens chronische behandeling, waardoor statistisch verhogen en derhalve beperking van het aantal dieren die voor een studie .

Cardiopulmonale anatomie varkens lijkt op die van mensen en het is mogelijk om verschillende vormen van cardiopulmonale ziekten, zoals diabetes 6, 7 hartinfarct, pulmonale hypertensie en 8,9-stimulatie geïnduceerde hartfalen 10,11 induceren. Bovendien is de omvang van varkens maakt chronische instrumentatie en herhaalde bloedmonsters voldoende hoeveelheid om niet alleen bloedgassen analyseert, maar ook neurohumorale metingen en / of te zoeken naar biomarkers ziekte.

Dit protocol beschrijft de operatie gebruikt om chronischely instrument varkens en het protocol voor het uitoefenen van varkens op een motor aangedreven loopband.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Procedures waarbij proefdieren zijn goedgekeurd door de Animal Care Committee van het Erasmus Medisch Centrum Rotterdam (NL). Varkens met gewichten tussen 6 en 80 kg met succes geïnstrumenteerd met dit protocol.

1. Aanpassing van de dieren op de mens Handling

  1. Na aankomst in de faciliteit, het huis van de dieren solitair, maar hen in staat stellen om te communiceren met elkaar.
  2. Accustomize varkens menselijke hantering en vervoer van het dier mogelijk om de experimentele laboratoria, ten minste eenmaal per dag gedurende één week behandeling van het dier.
  3. Train de dieren adequaat voor oefening experimenten op een motor aangedreven loopband door te oefenen op de loopband minimaal drie keer voor de operatie.
  4. De dieren moeten worden gevast O / N voor de operatie om misselijkheid, braken en daarmee potentiële aspiratie van de maag vloeistoffen.

2. Voorbereiding voor Heelkunde

  1. verdoving
    1. Bereid medicatie voor sedatie in een 10 ml spuit. Premedicatie bestaat uit tiletamine / zolazepam (5 mg / kg), xylazine (2,25 mg / kg) en atropine (1 mg).
    2. Spuit de medicatie intramusculair in de trapezius met een 19 G 1,5 '' naald om het varken te verdoven.
    3. Wacht ongeveer 10 minuten en controleer op ontspanning van de spieren en bewusteloosheid tot passende en stabiel niveau van sedatie te bevestigen.
    4. Plaats een 20 G perifere veiligheid katheter in een ader oor voor de daaropvolgende intraveneuze toediening van anesthesie en / of vloeistoffen.
  2. Intubatie en ventilatie
    1. Leg het dier op een tafel en / of wagen in rugligging.
    2. Open de bek van het dier met een mondelinge spreader.
    3. Bij onvoldoende relaxatie van de bekken of aanwezigheid van slikken reflexen, die intubatie belemmeren toedienen thiopental (10 mg / kg) intraveneus via de oorader katheter. Als alternatief zou het varken worden gemaskeerdmet isofluraan sedatie induceren.
    4. Gebruik een conventionele laryngoscoop met een lichte en een Miller mes om de laryngoscopist aan het strottenhoofd rechtstreeks te bekijken. Als er laryngospasm, gelden 2% lidocaïne om de koorden en het strottenhoofd naar de spasmen te verminderen en laat intubatie.
    5. Plaats een intubating stilet in de endotracheale buis om de buis voldoet beter aan de bovenste luchtwegen anatomie en laat de buis door de mond en tussen de stembanden de luchtpijp in.
    6. Blaas de ballon manchet met een 10 ml spuit om te helpen zet hem op zijn plaats, om lekkage van respiratoire gassen te voorkomen en om de luchtwegen te beschermen tegen mogelijke aspiratie van de maag vloeistof.
    7. Sluit de buis een ademfilter (warmte- en vochtwisselaar) en de mechanische ventilator.
    8. Leg het dier op de rechterzijde op de chirurgische tafel.
    9. Bereiken pO2 niveaus van 100-120 mmHg, ventileren het dier met een mengsel van zuurstof en stikstof (1: 2 v / v), using de volgende ventilator instellingen: Pressure control mode: positieve eind-expiratoire druk (PEEP) 4 cmH 2 O; piek inspiratoire druk 16-18 cmH 2 O; ademfrequentie afhankelijk van de grootte van het dier (voor een 20 kg dier af frequentie toenemend lichaamsgewicht) Dit moet resulteren in een tidal volume van ~ 10 ml / kg, bewaken ventilatie met capnografie.
    10. Monitor temperatuur met behulp van een rectale thermometer en te onderhouden temperatuur tussen 37-39 ° C met behulp van een warmtelamp of warmte mat. Bovendien controleren de hartfrequentie met elektrocardiografie.
  3. Anesthesie
    1. Induceren en handhaven voorkeur anesthesie door toevoeging 2,0% isofluraan (v / v) om de ventilatie gasmengsel of alternatief door intraveneuze toediening van fentanyl (10 ug / kg / h) via de oorader katheter.
    2. Controleer voldoende diepte van de anesthesie door het testen van de pijn reflexen met een achterpoot teen knijpen voordat de operatie. Indien nodig hetextra verdoving of wacht een paar minuten. Controleer pijn reflexen regelmatig gedurende de operatie.
  4. Vloeistoffen en Antibiotica
    1. Dien de eerste dosis amoxicilline (25 mg / kg) intraveneus via de oorader katheter.
    2. Sluit een transfusie systeem om de oorader katheter langzame infusie van glucose 10% (500 ml) ervan tijdens de operatie.
  5. Sterilisatie van chirurgische Site
    1. Scheren en de huid van het dier te reinigen over een gebied van ongeveer 25 cm breedte van de wervelkolom helemaal naar links oksel.
    2. Schrob de gehydrateerde huid met povidonjood scrub (75 mg / ml) gedurende ongeveer 5 min.
    3. Verwijder de povidonjood zeep uit de huid met natte steriele gaasjes vóór steriliseren de huid met povidonjood lotion (100 mg / ml).
    4. Bedek het dier met steriele chirurgische afdekdoeken bacteriële overdracht en besmetting van de operatieplaats te verminderen.

    3. Chirurgie

    1. Het openen van de Thorax (Thoracotomie)
      1. Een insnijding in de huid, beginnend 1 cm caudaal van de linker onderste hoek van het schouderblad naar de linker oksel (figuur 1). Gebruik diathermie bloedvaten cauterize in de huid om overmatig bloeden te voorkomen.
      2. Foutje in de serratus spieren en grote borstspier, met behulp van de snij-modaliteit van de diathermie. Ook gebruik maken van diathermie bloedvaten cauterize in de spierlaag om overmatig bloeden te voorkomen.
      3. Gebruik stompe dissectie om zorgvuldig te verdelen de intercostale spier van het vierde linker intercostale ruimte met een mug klem. Nu de ribben van de linker long bedekt met viscerale en pariëtale pleura worden blootgesteld.
      4. Om de borstholte te voeren, zorgvuldig doorboren beide lagen van het borstvlies en scheuren ze open.
      5. Gebruik een thoracale oprolmechanisme aan de randen van de wond en de ribben scheiden en krachtig rijden weefselselkaar om goede belichting van de borstholte te verkrijgen.
      6. Verdringen de linker long in de caudale richting en houdt het op zijn plaats met een nat gaasje. Nu is het hart en de grote vaten moet duidelijk worden blootgesteld.
    2. Plaatsing van katheters en Flow Probes (Figuur 1)
      1. Stompe dissectie verwijderen ~ 2 cm 2 van het omringende bindweefsel van de thoracale aorta.
      2. Voer een portemonnee-string hechtdraad, bestaande uit drie steken, in de aortawand met een niet-absorbeerbaar USP3-0 gevlochten zijden hechtdraad (Ø0.2 mm).
      3. Doordringen in de aorta vaatwand met een roestvrij stalen 16 G naald in het midden van de portemonnee-string hechtdraad.
      4. Steek de punt van de met vloeistof gevulde katheter (totdat de ring) in de aorta, trek de portemonnee-string hechtdraad stevig tegen elkaar en bind de twee snaren van de hechtdraad.
      5. De katheter op zijn plaats te houden, wind de hechtdraad 3 keer rond de katheter boven de ring en opnieuw tdat wil zeggen de twee snaren van de hechtdraad. Verder zet de katheter met een nieuwe steek ongeveer 1 cm schedelinhoud van de insertie plaats.
      6. Sluit de met vloeistof gevulde catheter de gekalibreerde drukopnemer, die is aangesloten op de computer, de gemiddelde arteriële druk tijdens de operatie te volgen. Verkrijgen van een arteriële bloed gas om te controleren of aan te passen voor de juiste ventilatie-instellingen.
      7. Open het hartzakje met een gekruist cut. Wees je bewust van het diafragma zenuw die boven het hartzakje intact loopt te houden.
      8. Identificeer de longslagader en trek het iets in de caudale richting met een Farabeuf retractor. Nu de stijgende aorta en de aortaboog worden blootgesteld. Monitor gemiddelde arteriële druk tijdens het terugtrekken van de longslagader.
      9. Voeg een klein sneetje (~ 1 cm) in het bindweefsel tussen de opstijgende aorta en de longslagader behulp Metzenbaum schaar, kunnen ofwel de stijgende aorta en de longslagader ontleden met een grote gebogenmosquito klem om de stromingsonde te plaatsen.
      10. Plaats de rubberen band van de stroming sonde rond het vat. Om dit makkelijker te maken, plaatst u een hechtdraad door één uiteinde van de rubberen band, plaats deze hechtdraad rond het schip en trek hem tot de rubberen band rond het vat.
      11. Bevestig de stroom sonde meetinstrument op de rubberen band. Sluit de stromingsonde met de computer en controleer de cardiac output signaal op de computer om een ​​correcte plaatsing van de stromingsonde bevestigen.
      12. Plaats vloeistof gevulde katheters in de longslagader, rechterventrikel, linker ventrikel en linker atrium op dezelfde wijze als beschreven voor de aorta met vloeistof gevulde katheter (3.2.2 - 3.2.5). Merk op dat het niet noodzakelijk bindweefsel te verwijderen voordat een portemonnee-string hechtdraad in deze structuren.
      13. Expose ontleden en het proximale gedeelte van de linker anterieure dalende kransslagader door eerst het weefsel met een pincet heffen en een kleine (2-3 mm) gesneden met een schaar Metzenbaum, Gevolgd door zorgvuldig te plagen het weefsel weg van de slagader met een wattenstaafje. Zorgen voor volledige dissectie van de kransslagader door het passeren van een kleine rechte schuine mosquito klem eronder.
      14. Wordt steek evenwijdig aan de voorste interventriculaire coronaire ader met een hechting, die is verbonden met de coronaire veneuze katheter.
      15. Prik de coronaire ader met de 20 G-naald van de coronaire veneuze katheter en steek de canule van de katheter intraveneus.
      16. Verwijder de naald en zet de katheter met de reeds uitgevoerde steek (3.2.14). Verder zet de katheter met een nieuwe steek op ongeveer 1 cm van de plaats van de initiële punctie.
      17. Plaats de coronaire stromingsonde rond het eerder uitgesneden linker anterieure dalende kransslagader. Wanneer de slagader vernauwd en is nauwelijks zichtbaar, gebruik lidocaïne 10% spray ontspannen het vaartuig naar een betere belichting van het vat te krijgen. Controleer het signaal van de coronaire doorstroming op de computer aan confIRM een correcte plaatsing van de stroming probe (Figuur 2).
    3. tunneling
      1. Tunnel de stroom sondes individueel door de derde linker intercostale ruimte onder de spier en boven de rib met behulp van een grote gebogen mosquito klem.
      2. Tunnel de vloeistof gevulde katheters, zowel via de derde of de vijfde linker intercostale ruimte door het doorboren van de intercostale spieren. Klem van de met vloeistof gevulde catheters en verwijder de driewegkraan op de piercing gebied minimaliseren en lekkage van de met vloeistof gevulde catheters tijdens de tunneling voorkomen.
      3. Bevestig de stroming sondes en de met vloeistof gevulde catheters met niet absorbeerbare USP2-0 gevlochten zijden (Ø0.3 mm) door middel van een beurskoord hechting op de intercostale spieren. Deze hechting dient ook om de lucht lekkage te voorkomen na re-installatieoptie negatieve druk in de borst.
      4. Maak drie insnijdingen in de huid ongeveer 2 cm sinister en evenwijdig aan de wervelkolom, ongeveer 3 cmlengte 3 cm apart van elkaar.
      5. Doorboren een trochar onder de linker latissimus dorsi van rostraal incisie site naar de insnijdingen op de rug. Tunnel de stroming sondes en katheters fluïdum naar achteren op deze trochar.
      6. Plaats de kranen op de met vloeistof gevulde katheters en verwijder de klem. Terugtrekken bloed stolsels en luchtbellen te verwijderen en vul het met vloeistof gevulde katheters met 1000 IU / ml heparine. Coronaire veneuze katheters worden gevuld met 5000 IU / ml heparine.
    4. Het sluiten van de Thorax
      1. Een insnijding met een lengte van ongeveer 1,5 cm, 8 cm caudaal en evenwijdig aan de eerste incisie.
      2. Leid de afvoer uit de borstholte door de zesde intercostale spieren subcutaan om deze incisie met een grote gebogen mosquito klem. Sluit de drain naar de zuiginrichting om achtergebleven vloeistof te verwijderen en opnieuw onderdruk in de borstholte tijdens het sluiten van de thorax.
      3. Verlichten en opblazende long met een eind-inspiratoire hold. Zorg voor voldoende vulling van de long door middel van visuele controle.
      4. Sluit de thorax van elkaar op twee verschillende plaatsen met niet-absorbeerbare USP6 gevlochten polyester (Ø0.8 mm) trekken de ribben van de vierde intercostale ruimte.
      5. Sluit de serratus spieren en grote borstspier met een rijgsteek en de huid met een draaiende subcutane hechting met behulp van niet absorbeerbaar USP2-0 gevlochten zijden (Ø0.3 mm)
      6. Hecht de insnijdingen aan de rugzijde met niet-absorbeerbare USP2-0 gevlochten polyester (Ø0.3 mm) tussen de katheters. tie eerst een knoop direct op de huid aan de incisie de katheters 1 cm sluiten en fixeren de hechtdraad met een knoop van de huid. Voor de stroom probes gebruikt een absorbeerbaar USP2-0 gevlochten polyglactine (Ø0.3 mm) hechtdraad uitsnijden van de hechtdraad in de stroom sondedraad (figuur 1) te voorkomen.
      7. Verwijder de afvoer voorzichtig tijdens het uitoefenen van druk op de craniale kant vande incisie onderdruk in de borstholte te handhaven. Sluit de incisie met een beurskoord hechting met behulp van niet-absorbeerbare USP2-0 gevlochten polyester (Ø0.3 mm) en sluit de wond met vaseline.

    Figuur 1

    Figuur 1. Overzicht van de OK Top linkerpaneel. Het steriele gebied van het dier dat moet worden geschoren en gesteriliseerd ligt tussen de blauwe lijnen. De incisie wordt afgeschilderd als de rode stippellijn. Linksonder panel: Beeld van katheters en stroom sondes: met vloeistof gevulde katheter (A), aorta / pulmonale stroom sonde met inbegrip van rubber band (B), coronaire veneuze katheter met inbegrip van 20 G naald (C) en de coronaire stroom sonde (D). Top rechter paneel: Schematisch overzicht van de plaatsing van de katheters en stroom sondes. MAP, gemiddelde arteriële druk; Cor veneus coronair veneuze katheter; LAP, linker atrium druk; LVPlinker ventriculaire druk; RVP, rechter ventrikel druk; PAP, pulmonale arteriële druk; CO, cardiale output; CBF, coronaire bloedstroom. Rechtsonder panel:. Tunneled catheters verlaten de rug beveiligd met een steek en een knoop op ongeveer 1 cm afstand langs de hechtdraad Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

    1. Beëindiging van de anesthesie en herstel van een operatie
      1. Stoppen anesthesie wanneer alle incisieplaatsen gesloten.
      2. Verschaffen analgesie door toediening van buprenorfine (0,015 mg / kg) im in de gracilis.
      3. Stop de ventilatie bij het dier zelfstandig ademt en koppel de tracheatube van de beademing. Controleer regelmatig of het dier voldoende ademt.
      4. Plaats gaasjes tussen exteriorisatie plaatsen van de katheters aan wondvocht absorberen.
      5. Om de externe se te beschermengments van de katheters, geef het dier een elastische vest en te verpakken de katheters tussen twee stukken van kunstmatige schapenvacht.
      6. Leeglopen van de ballon van de tracheatube en extuberen wanneer het dier herwint haar slikken reflex.
      7. Op lange termijn analgesie door een Fentanyl langzame afgifte patch (12 ug / uur voor een 20 kg varkensstapel passen kracht volgens lichaamsgewicht). Plaats de pleister op een dun deel van de huid (zoals de onderbuik) adequate levering van analgesie garanderen.
      8. House het dier afzonderlijk voor de hele postoperatieve periode. Bieden een warmtelamp voor de eerste week na de operatie om het dier warm te houden.
      9. Leveren voldoende vocht iv als het dier niet zelfstandig drinkt.
      10. Spoel de met vloeistof gevulde catheters dagelijks, door eerst het onttrekken van bloed om stolsels te verwijderen en opnieuw vullen met zoutoplossing en tenslotte met gehepariniseerde zoutoplossing (1000 - 5000 IU / ml) om de vorming van bloedstolsels te voorkomen. Zorg ervoor dat u alle lucht bubb bezielenles terwijl het spoelen van de katheters.
      11. Dien amoxicilline (25 mg / kg) IV dagelijks gedurende 6 dagen na de operatie om postoperatieve infecties.
      12. Dat de dieren herstellen gedurende één week voordat de loopband experimenten.

    4. loopband Experiment (figuur 2)

    1. Spoel het met vloeistof gevulde katheters zoals beschreven (3.5.10) en bevestig de gespoeld katheters om de druk transducers. Meet de rectale temperatuur kunnen temperatuurgecorrigeerde bloedgaswaarden verkrijgen.
    2. Spoel de druksensoren met zoutoplossing om te voorkomen demping signalen door luchtbellen. Bevestig de drukopnemers de elastische vest aan de rugzijde.
    3. Sluit de drukopnemers en stroming probes voor de versterker. Meting van het computerprogramma en kalibreer de drukopnemers en stroming probes met 0 mmHg open aan de lucht (en gesloten voor dieren) en 100 mmHg met een manometer.
    4. (figuur 2).
    5. Indien nodig, sluit een uitbreiding lijn naar een van de vloeistof katheters voor de bemonstering van gemengde veneuze en arteriële bloed.
    6. Meet hemodynamiek als het dier en ligt zo staat stil op de loopband. Gemiddeld bloeddruk worden gemeten over een periode van 10 sec.
    7. Verkrijgen arteriële en gemengde veneuze bloedmonsters op Eerst trekken 5 ml bloed met behulp van een 10 ml spuit zodat 1 ml zuiver bloed kunnen worden verkregen met een gehepariniseerde 1 ml spuit. Voor de coronaire veneuze bloedmonsters, wordt een 2 ml injectiespuit gebruikt in plaats van de 10 ml spuit en intrekken van 1 ml is voldoende zuiver bloed te verkrijgen.
    8. Houd de afgesloten 1 ml spuiten op ijs voor het verwerken van de bloedmonsters met een bloed gas analyzer om te bepalende metabole en respiratoire conditie van het dier.
    9. Onderwerp van de varkens naar een vijf-traps oefening protocol op de loopband, 3 min per speed, 1-5 km / uur (~ 85% van de maximale hartslag). Verkrijgen hemodynamica en bloedgassen na 1,5-2 min per snelheid op elke snelheid in de rustpositie.
    10. Na de oefening protocol sluit de kranen en controleer of drift is opgetreden in de 0 mmHg kalibratie, noteer deze kalibratie. Verwijder de druk transducers van de met vloeistof gevulde katheters en ontkoppel de stroom sondes.
    11. Spoel de met vloeistof gevulde catheters met zoutoplossing en heparine (1000 - 5000 IU / ml). Bescherm de katheters en stroom probes door ze onder de elastische vest tussen twee stukken van kunstmatige schapen. Het dier kan nu worden teruggebracht naar zijn kooi.

    figuur 2
    Figuur 2. loopband Experiment. Left ruitls: geïnstrumenteerde varkens op de loopband. Met vloeistof gevulde katheters zijn verbonden met de druksensor op de achterkant van de varkens. Rechtsboven panel: Overzicht van de totale experimentele set-up, met inbegrip van tredmolen, versterker en opnemen computer. Rechtsonder panel: Typisch voorbeeld van opgenomen hemodynamische data. Van boven naar beneden; druk aorta (AoP, blauw) en linker ventrikel druk (LVP, rood); linker atrium druk (LAP, blauw) en linker ventrikel druk (rood); pulmonale arteriële druk (PAP, blauw) en rechter ventrikel druk (RVP, rood); aorta flow / hartminuutvolume (AOF, blauw); coronaire bloedstroom (CBF, red). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Oefening tot 5 km / h tot een verdubbeling van het hartminuutvolume van 4,3 ± 0,3-8,5 ± 0,7 l / min die voornamelijk werd bereikt door een verhoging van de hartfrequentie van 137 ± 7-256 ± 8 slagen per minuut in combinatie met een kleine toename in slagvolume van 32 ± 2-36 ± 3 ml (Figuur 3). De toename van het slagvolume werd vergemakkelijkt door een toename van linker ventriculaire contractiliteit, zoals blijkt uit een toename van het maximum van de eerste afgeleide van de linker ventriculaire druk dP / dtmax samen met een verhoogde graad van relaxatie van de linker ventrikel en een toename in de linker atriumdruk, waarbij de vuldruk van het linker ventrikel (figuur 3). De toename van het hartminuutvolume met een toename van het hemoglobinegehalte (van 8,5 ± 0,4-9,2 ± 0,4 g / dl) en een verhoging van de lichaamstemperatuur zuurstofextractieratio van 45 ± 1-71 ± 1% kon een tripling lichaamsgewicht zuurstofverbruik (figuur 3). Systemische vaatverwijding trad zoals blijkt uit een toename van de systemische vasculaire geleiding en een afname in de systemische vasculaire weerstand, die de toename van het hartminuutvolume bijna volledig opgenomen, zodat gemiddelde aortadruk nam slechts lichtjes (figuur 3). Oefening ook resulteerde in een bescheiden vaatverwijding in de pulmonale circulatie, zoals blijkt uit een toename van 33 ± 8% in pulmonale vasculaire geleiding. De stijging 101 ± 8% van het hartminuutvolume, tezamen met de toename van het linker atrium druk (van 3 ± 1 tot 10 ± 1 mmHg), resulteerde in een toename van de pulmonale arteriële druk en daardoor een toename in de rechter ventrikel afterload ( figuur 3).

De verhoging van de hartslag, samen met de lichte stijging van de bloeddruk leidde tot een toename van de linker ventrikel myocardiale zuurstof tegensumption, dat voornamelijk voldaan door een toename van de coronaire bloedstroom die in combinatie met de toename van het hemoglobinegehalte resulteerde in een toename van myocardiale zuurstoftoevoer (van 310 ± 37-738 ± 68 umol / min). De toename van myocardiale zuurstofbehoefte was evenredig met de toename van de myocardiale zuurstoftoevoer, myocardiale zuurstofextractieratio (79,8 ± 1,9% in rust 81,6 ± 1,9% tijdens maximale inspanning) werd in hoofdzaak constant gehouden, waardoor er nog steeds coronaire veneuze zuurstofsaturatie en coronaire veneuze zuurstofspanning (figuur 3).

figuur 3
Figuur 3. Typische hemodynamische Response uit te oefenen. Body zuurstofverbruik (BVO2) werd gebruikt als een index voor de trainingsintensiteit (x-as van het paneel AL). Getoond worden de reacties van de hartslag (HR, paneel A), slagvolume (SV, paneel B), maxmale en minimale van de eerste afgeleide van de linker ventriculaire druk (dP / dtmax, paneel C en dP / dtmin, paneel D resp) als indices van contractiliteit en mate van ontspanning, cardiale output (CO, panel E), gemiddelde arteriële druk (MAP , paneel F), systemische vasculaire geleiding (SVC, paneel G), systemische vasculaire weerstand (SVR, paneel H), pulmonale arteriële druk (PAP, paneel J), het linker atrium druk (LAP, paneel I), pulmonale vasculaire geleiding (PVC , paneel K). Totaal pulmonale weerstand (TPR index voor rechter ventrikel afterload steeg tijdens het sporten, Panel L). De verhoging van de hartslag, samen met de lichte stijging van de bloeddruk leidde tot een toename van de linker ventrikel myocardiale zuurstofverbruik (x-as panelen MP), die hoofdzakelijk wist met een toename van de coronaire bloedstroming (CBF, panel M) , zoals myocard zuurstof extractie (MEO2, paneel N), coronaire veneuze zuurstofverzadiging (CVSO2, paneel O) en coronaire veneuze zuurstofspanning (cvPO2, paneel P) werden minimaal beïnvloed.Alle gegevens worden gepresenteerd als gemiddelde met standaardafwijking van het gemiddelde (SEM). Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Deze studie beschrijft de operatie voor chronische instrumentatie van varkens en het protocol voor het uitoefenen van de geïnstrumenteerde varkens op een motor aangedreven loopband tijdens het meten hemodynamica en het nemen van bloedmonsters voor het meten van het zuurstofgehalte in arterieel, gemengde veneuze en coronair veneus bloed.

Kritische stappen in het protocol
Er zijn verschillende kritische stappen in het protocol dat al tijdens de intubatie procedure te starten. Thiopental (2.1.5) is een respiratoire depressie-agent, dus spoedeisende intubatie na toediening. Ook is het belangrijk om ventilatorinstellingen nauwlettend tijdens de procedure. Wanneer dus de borstholte geopend (stap 3.1.4), resulteert in een verlies van de negatieve druk in de borst. Ter compensatie van dit verlies en alveolaire instorting te voorkomen, ventilatie vereist positieve eind expiratoire druk (PEEP). Bovendien ventilator instellingen (piek inspiratoire drukure) moet worden ingesteld op een tidal volume van ~ 10 ml / kg te handhaven. Merk ook op dat wanneer de linkerlong wordt weggeduwd (3.1.6.) Ademvolume waarschijnlijk worden verlaagd omdat slechts een deel van de linker long geventileerd. Ventilatorinstellingen worden aangepast op basis van bloedgassen.

Een andere belangrijke opmerking met betrekking tot hemodynamische metingen met vloeistof gevulde katheters is dat een hydrostatisch drukverschil tussen de druksensor en de insertieplaats van de met vloeistof gevulde katheter in het cardiovasculaire systeem. Het hoogteverschil tussen het niveau van de drukomvormer druk op de elastische vest (4,2) en de invoegpositie van de katheter tijdens de operatie en opoffering van het dier worden bepaald en gecorrigeerd door interpolatie zowel voor als nabewerking van de data.

Een ander belangrijk punt om te overwegen bij het gebruik van deze techniek is dat bloedverlies, hetzij tijdens een operatie of tijdens herhaaldebloedafname moet worden geminimaliseerd, hoewel varkens relatief groot en hebben bijgevolg een grote bloedvolume (65 ml / kg). Tijdens de operatie kan bloedverlies tijdens het inbrengen van de katheters worden geminimaliseerd door eenvoudig aanbrengen van druk op de wondjes. Volgens dierproeven richtlijnen, kan tot 10% van het circulerende bloedvolume worden bij één enkele gelegenheid van normale, gezonde dieren met minimale bijwerkingen, maar het zal een dier ongeveer 14 dagen om deze hoeveelheid bloed 15 te vullen. Dit betekent dat het herstel van een operatie wordt verlengd wanneer een significante hoeveelheid bloed verloren.

Tijdens de herhaalde bloedafname tijdens de oefening experimenten, maximaal 1,0% van het circulerende bloedvolume van een dier, of 0,6 ml / kg kan worden verwijderd om de 24 uur 15. Dit betekent ook dat de hoeveelheid bloed die wordt bemonsterd tijdens tredmolenoefening, goed geplande moet zijn en dat, na verwijdering van de initieel stolsels die altijd aanwezig zijn in het lumen van de katheter dichtbij het uiteinde aan het grensvlak met het bloed, de resterende bloed onttrokken om de leidingen te spoelen zijn moet naar de dieren gegeven.

Wijzigingen en problemen oplossen
Geïmplanteerde met vloeistof gevulde katheters moet dagelijks worden doorgespoeld om te voorkomen dat een storing als gevolg van de vorming van bloedstolsels. Afhankelijk van de hoeveelheid van bloedstolsels in de vloeistof gevulde catheters, kan de hoeveelheid heparine in elke lijn worden gevarieerd van 1000 IU / ml tot 5000 IU / ml. De hoeveelheid heparine moet na de operatie een minimum in de eerste week bewaard bloedingen te voorkomen van chirurgische incisie wonden door de aanwezigheid van het anti-stollingsmiddel heparine.

Zelfs wanneer dagelijks gespoeld, wat met vloeistof gevulde katheters verstopt raken. Wanneer dit gebeurt, probeert het onttrekken van bloed met een kleinere 2 ml spuit door toepassing minimaal en / of pulserende afzuiging. Het kan enkele minuten duren voordat de katheter un zal zijnverstopt. Als dit niet werkt, zorgvuldig spoelen een kleine hoeveelheid zoutoplossing in de katheter en onmiddellijk proberen bloed af te nemen. Wees ervan bewust dat de infusie kan leiden tot het vrijkomen van een trombus in de circulatie en embolie van distale organen, afhankelijk van de plaats van de katheter. Wanneer voorzichtig spoelen niet werkt, sluit de verstopte lijn naar een druk-transducer om te kijken of er nog een hemodynamische signaal. Als er geen signaal, moet de vloeistof gevulde regel worden afgedicht door verscheidene knopen en afgesneden.

Interpretatie en beperkingen
Als alle punten zoals hierboven genoemd rekening wordt gehouden met de combinatie van hemodynamische metingen en bloedmonsters maakt interpretatie van de uitoefening respons van het gehele lichaam en myocardiale zuurstofverbruik, die beter maatregelen inspanningsintensiteit dan loopbandsnelheid alleen 7,12 zijn -14.

Om de verhoogde metabolische behoeften van het lichaam, oefe voldoenprecieze vereist veranderingen in de hartfunctie evenals veranderingen in de lokale perfusie. Weefselperfusie wordt geregeld door veranderingen in diameter van de kleine arteriën en arteriolen van het vasculaire bed toevoeren van het weefsel. Myriad vasoactieve factoren, afgeleid van neurohumorale systemen, het endotheel en de lokale metabolieten samenwerken om de vasculaire tonus te bepalen en zorgen voor een adequate weefselperfusie 1,5,12,16. Veranderingen in de systemische en pulmonaire vaatweerstand of inverse, vasculaire geleiding, kan worden berekend uit de bloeddruk en stromingssignalen en geïnterpreteerd in termen van veranderingen in de vasomotorische tonus in de systemische en pulmonaire vasculatuur. Intuïtief is vaatweerstand vaak gebruikt om veranderingen in vasculaire tonus beoordelen. Echter, in onze onderzoeksgroep, pleiten wij voor het gebruik van geleiding, hoewel geleiding en weerstand zijn wiskundig verwante, met geleiding zijnde stroom genormaliseerd voor de druk, en weerstand gelijk aan de druk gedeeld door de flow. Hoewel geleiding en resistance zijn uitwisselbaar als men het effect van slechts een enkele stimulus (ie, oefening) 7,17 onderzoekt, kan de interpretatie van de twee parameters verschillen bij het ​​combineren van oefening met farmacologische interventies, de bijdragen van de verschillende vasoactieve systemen te onderzoeken om de regulering van de vasculaire tonus 4 , 5,7,14,18.

Tijdens inspanning de systemische circulatie transformeert van een systeem in rust die wordt gekenmerkt door een lage stroom en een hoge weerstand (dat wil zeggen, lage geleidbaarheid) in een systeem met hoge capaciteit en lage weerstand, (hoge geleiding). Als zodanig farmacologische vaatverwijding heeft verschillende gevolgen voor de geleiding en weerstand tijdens rust versus oefening. De afname in weerstand die wordt geproduceerd door een farmacologische vasodilator in rust is groot, terwijl de toename van geleiding slechts gering. Daarentegen, tijdens inspanning dezelfde mate van vasodilatie resulteert in een grote toename in geleidbaarheid, maar olleen een kleine afname van de weerstand. Wanneer aldus geleiding wordt gebruikt, lijkt een grotere vasodilatie plaatsvindt tijdens inspanning, terwijl wanneer het bekijken weerstand vaatverwijding lijkt groter in rust zijn. Interpretatie van de gegevens verschilt dus bij het gebruik van weerstand of geleiding. Hoewel de keuze tussen weerstand en geleiding vrij willekeurig lijkt, natuurkunde de variabele die de primaire verandering ondergaat wordt aangeduid als de teller van de index voor een reactie 7,17,18. Aangezien tijdens het uitoefenen aorta bloeddruk redelijk constant terwijl hartminuutvolume toeneemt blijft sterk, de meest geschikte parameter om de systemische vasculaire op inspanning lijkt systemische vasculaire geleiding (hartminuutvolume / aorta bloeddruk), in plaats van weerstand beschrijven. Bovendien is de systemische circulatie bestaat uit een veelvoud van vasculaire uit verschillende organen die hoofdzakelijk worden geperfuseerd op parallelle wijze. Aangezien parallelle weerstanden optellen Reciprotisch, terwijl parallelle geleiders optellen lineair, elke verandering in geleidingsvermogen van een bepaalde regionale vaatbed vertaalt in een identiek (absolute) verandering van de totale systemische vasculaire geleiding. Deze overweging geeft verdere steun aan het gebruik van vasculaire geleiding in de systemische vasculaire reacties beschrijven oefenen en farmacologische interventies.

De keuze voor een van beide weerstand of geleidbaarheid van de vasculaire reacties te beschrijven uit te oefenen in de pulmonaire bed lijkt minder voor de hand te zijn, want oefening leidde tot toename van het hartminuutvolume, evenals bloeddruk in de longslagader 7,17. Een keuze voor of weerstand of geleidbaarheid is minder kritisch, gezien de relatief geringe inspanning veroorzaakte veranderingen in PVR en PVC vergeleken met de mate van vasodilatatie door bijvoorbeeld ET-receptor blokkade 7. Hierdoor wordt hetzij weerstand of geleidbaarheid aan de vasculaire effecten o karakteriserenfa farmacologische vasodilator in de pulmonale circulatie zal soortgelijke conclusies opleveren.

In de coronaire circulatie, interpretatie van de gegevens nog complexer systemische toediening van farmacologische antagonisten van endogene vasoactieve stoffen ontstaat niet alleen veranderingen in coronaire weerstand vattonus, maar vaak produceren ook duidelijke veranderingen in systemische hemodynamische variabelen 7,14,17, 19. Deze veranderde hemodynamiek de hartwerking en daarmee veranderingen in coronaire bloedstroom resulteert uit veranderingen in de metabole behoeften van het hart of van autoregulatie en niet als direct gevolg van de interventie op coronaire vasculaire tonus veroorzaken. Bijvoorbeeld, blokkering van een endogene vasoconstrictor systeem vermindert gemiddelde aorta druk, als gevolg van systemische vaatverwijding en lokt zelfregulerende aanpassingen coronaire microvasculaire tonus. Bovendien baroreceptor reflex activering werkt te verhogen hartslag eennd myocard contractiliteit. Dergelijke veranderingen in de hartslag en / of bloeddruk vervolgens leidt tot veranderingen in myocardiale metabolisme, waarbij een aanpassing van myocardiale zuurstoftoevoer en dus de coronaire bloedstroom.

Om rekening te houden met de gevolgen van deze drug-geïnduceerde veranderingen in zuurstofverbruik van het myocard, onderzoekers onderzocht de relatie tussen de coronaire veneuze zuurstofgehalte en zuurstofverbruik van het myocard (MVO 2) 4,5, aangezien deze aanpak maakt de beoordeling van de regulering van coronaire weerstand vaartuig toon ongeacht veranderingen in myocardiale zuurstofbehoefte. Toediening van een vaatverwijder zal myocardiale zuurstoftoevoer te verhogen op een gegeven MVO 2. Aangezien deze verhoging zuurstofafgifte plaatsvindt zonder een verandering in zuurstofconsumptie wordt myocardiale zuurstofextractieratio verlagen, hetgeen leidt tot toename van coronaire veneuze zuurstofgehalte en daardoor een opwaartse verschuiving van de relatie tussen MVO 2 4,5 meten.

Niettegenstaande zijn elegantie en het nut, hebben sommige onderzoekers gewezen op de beperkingen van deze aanpak 20. Aldus plotten MVO 2 versus coronaire veneuze PO 2 of coronaire veneuze SO 2 kan worden beschouwd ongeschikt omdat deze variabelen zijn in feite deel van de vergelijking te berekenen MVO 2. Derhalve MVO 2 is een variabele die onafhankelijk van coronaire veneuze PO 2 of SO 2. Als alternatief moeten onderzoekers overwegen een andere index van het myocard werk, het tarief druk product (RPP), dat is het product van de hartslag en de linker hartkamer systolische druk. Zoals RPP MVO en 2 zijn bijna lineair verband, substituting RPP voor MVO 2 levert vrijwel identieke resultaten 14, en de relatie tussen MVO 2 en coronaire veneuze zuurstofgehalte wordt beschouwd als een gevoelige manier studeren veranderingen in coronaire vaattonus.

Belang met betrekking tot bestaande methoden
Een andere gebruikelijke methode om veranderingen in regulatie van de vasculaire tonus bepalen is het gebruik van geïsoleerde coronaire en pulmonaire kleine arteriën of arteriolen in een druk of draadmyograaf 6,14,21. Het voordeel van myograaf studies is dat schepen onafhankelijk van de omgevende weefsels en zonder potentieel verstorende effect van circulerende factoren kunnen worden bestudeerd. Deze in vitro technieken zijn dus een aanvulling op de in vivo metingen. In vivo en in vitro technieken geven soms tegengestelde resultaten. Bijvoorbeeld, de reactie op de krachtige vasoconstrictor endotheline werd gereduceerd in het intacte coronaire VERSPREIDING n na myocardiaal infarct, maar versterkt voor geïsoleerde coronaire kleine slagaders van varkens met myocardiaal infarct in vergelijking met gezonde varkens. 21 Het verschil tussen de in vivo en in vitro gegevens waren vanwege een toegenomen onderdrukking van de vasoconstrictor invloed van endotheline door prostanoïden 21 in vivo.

toekomstige toepassingen
Gezien de voorgestelde rol van veranderingen bij coronaire microvasculaire functie in zowel linker en rechter ventriculaire dysfunctie, beoordeelt deze wijzigingen in relevante modellen van cardiovasculaire ziekte vereist. Het gebruik van chronisch geïnstrumenteerd dieren laat correlaties van de ernst van de ziekte met microvasculaire (dys) functie. Bovendien kunnen zowel hart- en long microvasculaire functie onder basale normale rusttoestand weergegeven, terwijl microvasculaire disfunctie kan worden aangetoond onder cardiovasculaire stress, zoals tijdens het sporten.

t "> Verschillende modellen van varkens cardiopulmonale ziekten, zoals diabetes 6, 22 hartinfarct, pulmonale hypertensie 8,9 en stimulatie geïnduceerd hartfalen en 10 zijn beschikbaar en kunnen worden gecombineerd met chronische instrumentatie. Een mogelijk nadeel is dat, wanneer de handel verkrijgbare varkens rassen zoals Yorkshire, Landrace, Large White etc, worden gebruikt, volwassen varkens zijn zeer groot en derhalve moeilijk te hanteren zijn. daarom juveniele varkens vaak gebruikt. zoals juveniele varkens snel groeien, plaats en functie van de stroomsnelheid probes en drukkatheters en openheid van met vloeistof gevulde catheters kan worden onderschept, die de duur van seriële metingen op individuele dieren ongeveer 10 weken. Een alternatief is het gebruik van volwassen miniatuur varkens, zoals Yucatan of Göttingen varkens, waarvan de volwassen gewicht 40 - 60 kg 23.

Tot slot, het gebruik van chronisch geïnstrumenteerd animals maakt periodieke beoordeling van cardiopulmonaire functie hetzij tijdens de ontwikkeling van een ziekte of evaluatie van de behandeling, waardoor statistisch vergroten en beperken van het aantal dieren dat nodig is voor een onderzoek.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Deze studie werd ondersteund door Nederland Hartstichting subsidie ​​2000T038 (DJ Duncker) subsidie ​​2000T042 (tot D. Merkus), Europese Commissie FP7-Health-2010 subsidie ​​MEDIA-261409 (DJ Duncker en D. Merkus), Nederland Cardiovascular Research Initiative: de Nederlandse Hartstichting, de Nederlandse Federatie van Universitair Medische Centra, de Nederland Organisatie voor Health Research and Development en de Koninklijke Nederland Akademie van Wetenschappen   CVON- ARENA CVON 2011-11 (naar DJ Duncker), CVON-PHAEDRA CVON2012-08 (tot D. Merkus) en CVON-RECONNECT CVON 2014-11 (DJ Duncker en D. Merkus), Sophia Foundation (naar D. de Wijs-Meijler, D. Merkus en IKM Reiss).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
3-way stopcocks B. Braun 16496
Perfusor lines PVC (DEHP-free) 150 cm/2.6 ml  B. Braun 8722960 Used for fluid filled catheters
“python “ silicontubing Rubber BV 1757 ID 1 mm, OD 2 mm Used for fluid filled catheters
Sodium Chloride 0.9% Baxter TKF7124
Glucose 10% Baxter WE0163
Suction device
Slim-Line electrosurgical pencil with 2 buttons ERBE ELEKTROMEDIZIN GMBH 20190-066
Servo Ventilator SV900C  Siemens-Elema AB 
Laryngoscoop Vererinary Technics Int. 11.02.47
Sterile surgical gloves
tie-on surgical mask 3M 1818FS
surgical hat Klinidrape 621301
Procedure pack Molnlycke Health Care 97027809 Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc
Droptears Alcon 288-28282-01
Betadine scrub 75 mg/ml Povidone-iodine Meda Pharma BV RVG08939
Betadine solution 100 mg/ml Povidone-iodine Meda Pharma BV RVG01331
Cuffed Endotracheal tube Emdamed size depends on animal size
Breathing filter Hyrdo therm 3HME Intersurgical 1560000
Laryngoscope Handle+ Miller blade size 4 Kawe Germany
Manual resuscitator- Combibag Weinmann 6515-12-313-5596
Perivascular flow probe 3PS Transonic For coronary artery; Size 2.5 - 4 mm depending on animal size
Confidence flow probe Transonic For aorta/pulmonary artery, 16 - 20 mm; size depends on animal size
Venflon-Venisystem 20 G x 32 mm BD 393224 For coronary venous catheter
Blunt Needle 18 G For coronary venous catheter
Tygon Tubing Rubber BV 2802 ID 0.8 mm (1/32’’), OD 2.4 mm (3/32’’) For coronary venous catheter
Suction Handle 17 cm 6 6/8 " Coupland 18/8 martinit with tube connector KLS Martin Group 18-575-24
Scalple blade 
Scalpel Handle 13.5 cm 5 3/8 " Stainless Steel solid KLS Martin Group 10-100-04
Vascular Forceps 20.2 cm 8 " De Bakey Stainless Stee KLS Martin Group 24-388-20 ± 14 cm
Dressing Forceps 17 cm 6 6/8 " Cushing Stainless Steel KLS Martin Group 12-189-17 ± 18 cm
halsted-musquito straight 12.5 cm - 5" Rudolf Medical RU-3100-13 ± 12 cm
halsted-musquito curved 12.5 cm - 5" Rudolf Medical RU-3101-12 ± 12 cm
Dissecting and Ligature Forceps 13 cm 5 1/8 " Gemini Stainless Steel KLS Martin Group 13-451-13 ± 12 cm
Dissecting and Ligature Forceps 18.5 cm 7 2/8 " Schnidt Stainless Steel KLS Martin Group 13-363-18
Rib Retractor Finochietto, Baby Aluminium - KLS Martin Group 24-162-01
suture forceps Mayo-Hegar 3 mm 18 cm - 7" Rudolf Medical RU-6050-18
Metchenbaum blunt curved 14.5 cm - 5(3/4)" Rudolf Medical RU-1311-14M
Retrector farabeuf 12 cm - 4 (3/4)" Rudolf Medical RU-4497-12
Towel forceps schrädel curved 9cm - 3,5" Rudolf Medical RU-3550-09
surgical scissors blunt 13 cm - 5" Rudolf Medical RU-1001-13
Gauzes Cutisoft 10 x 10 cm 4-ply BSN Medical 45846-00
Gauzes Cutisoft 5 x 5 cm 4-ply BSN Medical 45844-00
Flowmeter -CM2 / SF2 - 2gas (O2 and Air) UNO BV 180000008
Tec 7 Vaporizer Datex-Ohmeda
Acederm wound spay Ecuphar NV
Vaseline Album Bufa 165313
silkam 3-0 Natural silk, non-absorbable B. Braun F 1134043 sutures for placement of catheters
silkam 2-0 Natural silk, non-absorbable B. Braun F 1134051 sutures for muscular approximation
dagrofil 3-0 Polyester, non-absorbable B. Braun C 0842478 sutures for fluid fille catheters after tunneling
Vicryl rapide 3-0, 1 x 45 cm FS2, V2930G Daxtrio medische producten 15560 sutures for electrical catheters after tunneling
Vitafil 6 USP SMI 6080 Ties
Syringes 10 ml and 2.5 ml
Heparin LEO (heparin sodium)  LEO Pharma A/S
Zoletil Virbac tiletamine / zolazepam
Sedazine AST farma 108855 xylazine
Temgesic RB Pharmaceuticals 5429 buprenorphine
Tensogrip BSN Medical 71522-00 elastic vest

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Laughlin, M. H., et al. Peripheral circulation. Compr Physiol. 2, 321-447 (2012).
  2. Datta, D., Normandin, E., ZuWallack, R. Cardiopulmonary exercise testing in the assessment of exertional dyspnea. Ann Thorac Med. 10, 77-86 (2015).
  3. Vatner, S. F., Braunwald, E. Cardiovascular control mechanisms in the conscious state. N Engl J Med. 293, 970-976 (1975).
  4. Duncker, D. J., Bache, R. J. Regulation of coronary blood flow during exercise. Physiol Rev. 88, 1009-1086 (2008).
  5. Tune, J. D., Gorman, M. W., Feigl, E. O. Matching coronary blood flow to myocardial oxygen consumption. J Appl Physiol. 97 (1985), 404-415 (2004).
  6. van den Heuvel, M., et al. Coronary microvascular dysfunction in a porcine model of early atherosclerosis and diabetes. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 302, H85-H94 (2012).
  7. Zhou, Z., et al. Pulmonary vasoconstrictor influence of endothelin in exercising swine depends critically on phosphodiesterase 5 activity. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 306, L442-L452 (2014).
  8. Pereda, D., et al. Swine model of chronic postcapillary pulmonary hypertension with right ventricular remodeling: long-term characterization by cardiac catheterization, magnetic resonance, and pathology. J Cardiovasc Transl Res. 7, 494-506 (2014).
  9. Mercier, O., et al. Endothelin A receptor blockade improves regression of flow-induced pulmonary vasculopathy in piglets. J Thorac Cardiovasc Surg. 140, 677-683 (2010).
  10. Spinale, F. G., et al. Chronic supraventricular tachycardia causes ventricular dysfunction and subendocardial injury in swine. Am J Physiol. 259, H218-H229 (1990).
  11. Yarbrough, W. M., Spinale, F. G. Large animal models of congestive heart failure: a critical step in translating basic observations into clinical applications. J Nucl Cardiol. 10, 77-86 (2003).
  12. Duncker, D. J., Stubenitsky, R., Verdouw, P. D. Autonomic control of vasomotion in the porcine coronary circulation during treadmill exercise: evidence for feed-forward beta-adrenergic control. Circ Res. 82, 1312-1322 (1998).
  13. Stubenitsky, R., Verdouw, P. D., Duncker, D. J. Autonomic control of cardiovascular performance and whole body O2 delivery and utilization in swine during treadmill exercise. Cardiovasc Res. 39, 459-474 (1998).
  14. Zhou, Z., et al. Phosphodiesterase-5 activity exerts a coronary vasoconstrictor influence in awake swine that is mediated in part via an increase in endothelin production. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 306, H918-H927 (2014).
  15. Gross, D. R. Animal Models in Cardiovascular Research. , 3, Springer. (2009).
  16. Merkus, D., Duncker, D. J. Perspectives: Coronary microvascular dysfunction in post-infarct remodelled myocardium. Eur Heart J Suppl. 16, A74-A79 (2014).
  17. de Beer, V. J., de Graaff, H. J., Hoekstra, M., Duncker, D. J., Merkus, D. Integrated control of pulmonary vascular tone by endothelin and angiotensin II in exercising swine depends on gender. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298, H1976-H1985 (2010).
  18. Lautt, W. W. Resistance or conductance for expression of arterial vascular tone. Microvasc Res. 37, 230-236 (1989).
  19. Merkus, D., et al. Phosphodiesterase 5 inhibition-induced coronary vasodilation is reduced after myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 304, H1370-H1381 (2013).
  20. Heusch, G. The paradox of alpha-adrenergic coronary vasoconstriction revisited. J Mol Cell Card. 51, 16-23 (2011).
  21. Merkus, D., Houweling, B., van den Meiracker, A. H., Boomsma, F., Duncker, D. J. Contribution of endothelin to coronary vasomotor tone is abolished after myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 288, H871-H880 (2005).
  22. Haitsma, D. B., et al. Minimal impairment of myocardial blood flow responses to exercise in the remodeled left ventricle early after myocardial infarction, despite significant hemodynamic and neurohumoral alterations. Cardiovasc Res. 52, 417-428 (2001).
  23. Bender, S. B., van Houwelingen, M. J., Merkus, D., Duncker, D. J., Laughlin, M. H. Quantitative analysis of exercise-induced enhancement of early- and late-systolic retrograde coronary blood flow. J Appl Physiol. 108 (3), 507-514 (2010).

Tags

Geneeskunde Chronische instrumentatie hartfunctie coronaire microcirculatie Pulmonary microcirculatie myocard zuurstofbalans functie van het endotheel
Chirurgische plaatsing van katheters naar Lange termijn Cardiovascular Exercise Testing in Swine
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

De Wijs-Meijler, D. P. M., Stam, K., More

De Wijs-Meijler, D. P. M., Stam, K., van Duin, R. W. B., Verzijl, A., Reiss, I. K., Duncker, D. J., Merkus, D. Surgical Placement of Catheters for Long-term Cardiovascular Exercise Testing in Swine. J. Vis. Exp. (108), e53772, doi:10.3791/53772 (2016).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter