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방법 논문

폐 고혈압 과 우심 심실 부전을 위한 대형 동물 모델: 왼쪽 폐 동맥 리깅 및 양에 있는 진보적인 주요 폐 동맥 밴딩

3.2K 조회수

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DOI:

10.3791/62694

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2021년 7월 15일

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이 논문에서

요약

이 원고는 적응성 및 적응형 표현형을 모델링하기 위해 심각한 오른쪽 심실 압력 과부하를 개발하는 수술 기술과 실험적 접근 방식을 설명합니다.

초록

폐 고혈압 (PH)에서 보상 오른쪽 심실 부전 (RVF)은 제한된 의료 옵션으로 치명적입니다. PH를 위한 새로운 치료법을 개발하고 시험하려면 폐 혈관 내성 및 RVF증가의 임상적으로 관련된 대형 동물 모델이 필요합니다. 이 원고는 왼쪽 폐 동맥 (PA) 결찰 및 주요 PA 폐색을 활용하는 이전에 출판 된 ovine PH-RVF 모델의 최신 개발에 대해 설명합니다. PH-RVF의 이 모델은 질병 심각도뿐만 아니라 RV의 현상 반응을 제어하는 다목적 플랫폼입니다.

성인 양(60-80kg)은 왼쪽 PA(LPA) 결찰, 메인 PA 커프스 배치, RV 압력 모니터 삽입을 거쳤습니다. PA 커프스와 RV 압력 모니터는 피하 포트에 연결되었습니다. 과목들은 RV 압력, PA 커프 압력 및 혼합 정맥 혈액 가스 (SvO2)의 순차적 측정으로 9 주 동안 주 2 회 진보적 인 PA 밴딩을 시행했습니다. 이 모델의 개시 및 끝점에서 심실 기능 및 치수는 에코카디그래피를 사용하여 평가되었습니다. 12명의 동물과목의 대표적인 그룹에서 RV 평균 및 수축기 압력은 1주차에 각각 28± 5, 57 ± 7mmHg에서 9주차까지 44± 7과 93± 18mmHg(평균 ± 표준 편차)로 증가했습니다. 에코카디그래피는 PH-RVF, 특히 RV 팽창, 증가된 벽 두께 및 중격 절의 특징적인 발견을 입증했습니다. SvO2 및 PA 커프 압력의 세로 추세는 PA 밴딩의 속도가 다양한 RV 표현형을 유도하도록 적정화할 수 있음을 보여줍니다. 더 빠른 PA 밴딩 전략은 SvO2 < 65%< 급격한 하락으로 이어졌으며, RV 보상은 느리고 더 진보된 전략이 70%-80%로 생리적 SvO2의 유지 보수로 이어졌습니다. 가속 된 전략을 경험 한 동물은 9 주까지 흉막 삼출과 선동의 여러 리터를 개발했다. 이 만성 PH-RVF 모델은 분자 메커니즘을 연구하고, 진단 바이오마커를 개발하고, 치료 혁신을 통해 PH로부터 RV 적응 및 적응을 관리할 수 있는 귀중한 도구를 제공합니다.

서론

보상된 오른쪽 심실(RV) 실패는 폐 고혈압 환자(PH)를 위한 이환율 및 사망률의 주된 원인입니다. RV 실패는 PH를 가진 환자에 있는 입원의 50% 이상에 책임 있고 이 참을성 있는 인구1,2에 있는 일반적인 사인입니다. PH를 위한 현재 의학 처리는 일시적인 측정을 제공할 수 있더라도, 그(것)들은 질병의 진행을 반전하지 않습니다. 따라서, 유일한 장기 치료는 폐 이식이다. PH 및 RVF에 대한 새로운 의료 치료 및 개입을 탐구하고 테스트하려면 질병의 복잡한 병리 생리학을 재구성하기 위해 임상적으로 관련된 동물 모델이 필요합니다. 특히, RV 기능을 향상시키기 위해 PH 환자를 위한 RV 표적 치료제를 개발할 필요성이 크다. 현재까지 PH와 RV 기능 장애의 대부분의 출판 된 동물 연구는 쥐와 쥐3과 같은 작은 포유동물에 의존했습니다. 한편, 비정상적인 후로4,5,6,7에서 질병 및 RV 병리생리학을 연구하는 대형 동물 모델의 소수만 있었다.

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프로토콜

밴더빌트 대학 의료 센터의 기관 동물 관리 및 사용 위원회는 프로토콜을 승인했습니다. 설명된 절차는 실험실 동물의 배려 그리고 사용을 위한 미국 국가 연구 위원회의 가이드에 따라, 8판에 따라 실시되었습니다. 실험 절차의 개요 및 타임라인은 그림 1에 제공됩니다. 보충 표 1은 재현성 목적으로 도움이 될 수 있는 양의 성별, 체중, 품종, 양의 근원 및 기타 관련 정보를 설명합니다.

1. 수술 하루 전, 동물의 준비

  1. 동물의 혈관압축을 풀기 위해 수술 전에 24-40 시간 동안 음식을 보류하십시오.
  2. 시술 전에 양 도섬 12h의 전단 부위에 50 μg/h 펜타닐 패치를 적용합니다. 패치 적용 전에 라놀린 오일 잔류물을 제거하기 위해 클로르헨시딘으로 영역을 청소하십시오. 신축성 있는 튜브 드레싱으로 패치를 덮고 보호하십시오.

2. 수술일, 수술 전 단계

  1. 틸타민/졸라제팜을 근육질(2.2-5 mg/kg)으로 투여하고 마취를 유도하기 위해 얼굴 마스크를 통해 산소의 80%-100%와 혼합된 이소플루란의 1%-3%를 전달한다.

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결과

12마리의 대표적인 그룹은 PH-RVF의 다양한 정도를 개발하기 위한 이 모델의 효능을 보여주기 위해 사용된다. 이 양 들 중, 평균 PA 커프 압력에서 증가 32 ± 20 mmHg 주에 1002 ± 429 mmHg 주 9. 이로 인해 RV 평균 및 수축기 압력이 각각 28± 5, 57± 7mmHg에서 9주별로 18mmHg로 44± 7과 93± 18mmHg로 증가했습니다. 더욱이, PA 커프 압력 프로파일은 미세 조정 질환 표현형(도 4)에서 모델의 효능을 입증하기 위해 혼합 정맥 산소 포화도(SvO2)에 겹쳐졌다. 특히, 빠른 PA 밴딩은 SvO2에서 더 빠른 감소로 이어졌습니다. 비교에서, 더 점진적인 PA 밴딩 전략을 경험한 사람들은 70%와 80% 사이에서 SvO2의 생리적인 범위를 유지했습니다. 진보적 인 PA 밴딩9 주 후에 취득 한 대표적인 트랜스토라시 심초음파는 압력 과부하로 인한 RV 팽창 및 중격 절.......

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토론

제시된 PH-RVF 모형은 조사의 목표에 일치하기 위하여 질병 엄격의 다양한 수준을 안정적으로 유도할 수 있습니다. 이 질병 모델을 유도하기 위해 2개의 다른 접근은 조합에서 이용됩니다. 먼저, LPA 결찰은 폐 혈관 저항을 증가시키고 PA 커패시턴스를 감소시키는 역할을 하며, 이에 따라 이미 증가된 RV 후부하 상태에서 만성 모델의 시작점을 확립한다. 그런 다음 PA 커프의 이식과 점진적인플레이션은 PH-RVF의 표적 표현형을 개발하는 역할을 합니다. PA 커프 압력과 그 변화 속도를 제어하면 SvO2의 유지 보수 또는 감소에 의해 입증된 RV의 보상 또는 보상을 차별화하거나 보상할 수 있습니다(그림 4). 주당 250-300 mmHg의 커프 압력을 증가시킴으로써 양들은 약 5-6 주 동안 보상 완화의 조기 징후를 표시하기 시작합니다. 커프 압력을 주.......

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공개 사항

저자는 공개 할 이해 상충이 없습니다.

감사의 글

이 작품은 건강 R01HL140231의 국가 학회에 의해 투자되었습니다. 동물관리과는 축산과 수의학치료에 감사드립니다. 우리는 SR 빛 연구소와 직원, 제이미 애드콕, 수잔 풀츠, 코디 반루옌, 호세 디아즈, 큰 동물 수술과 함께 자신의 헌신적 인 기술 지원에 감사드립니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
  Baxter Healthcare의 0.9% 염화나트륨 관개 주입 병, 1000 mLMedline  BHL2F7124수술용 일회용
0.25% 부피바카인Hospira Inc0409-1160-18약물, 수술 중
0.9% 일반 식염수, 1000 mLBaxter Healthcare Corp0338-0049-04약물, 수술 중
0.9% 정상 식염수, 500 mLBaxter Healthcare Corp.,  0338-0049-03약물, 만성 PH
16mm 헤비 듀티 오클루더와 작동 튜빙액세스 기술  OC-16HD수술용 일회용
3-mL 스킨 프렙 어플리케이터Medline  MDF260400외과
일회용 70 % 이소 프로필 알코올 준비 패드MedlineMDS090670일회용, 만성 PH
접착 붕대 테이프Patterson Veterinary07-835-7776일회용, 만성 PH
Adson 겸자V. MuellerNL1400수술
Allis 조직 겸자V. MuellerCH1560수술
대동맥 클램프, 스트레이트(베인브리지 겸자)V. MuellerSU6001수술 기구
백하우스 수건 겸V. MuellerSU2900수술 기구
백, 주입: 비멸균 Novaplus 주입 백, 500mLMedlineTCV4005H일회용, 만성 PH
베리 흉골 바늘 홀더V. MuellerCH2540수술 기구
블레이드, 전극: 전극 블레이드, 6.5", 0.24 cm 샤프트Medline  VALE15516수술용 일회용
칼날: 스테인리스 스틸 멸균 수술용 칼날, 사이즈 #10Medline  B-D371210수술용 일회용
칼날: 스테인리스 스틸 멸균 수술용 칼날, 사이즈 #11Medline  B-D371211수술용 일회용
칼날: 스테인리스 스틸 멸균 수술용 칼날, 사이즈 #15Medline  B-D371215외과 일회용
BNC 남성-BNC 남성 케이블Digi-Key415-0198-036장비
Castroviejo 바늘 홀더V. MuellerCH8589수술 기기
CefazolinApotex Corp60505-6142-0약물, 수술 중
Ceftiofur 결정질 유리 산Zoetis Inc54771-5223-1약물, 수술 후
흉부 배출, 건조 흡입 포함, 성인-소아Medline  DEKA6000LFH수술
일회용 흉관 통과자V. MuellerCH04189수술 기구
연구용 컨피디언스 플로우프로브 (PAU-Series)천음속24PAU장비, 혈관 주위 유량 프로브
쿨리 접선 폐색 클램프V. MuellerCH6572수술 기구
데이터 수집 하드웨어ADInstruments& 주의; PowerLab 16/30장비
DeBakey 대동맥 클램프V. MuellerCH7247수술 기구
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Debakey 조직 겸자, 12' 'V. MuellerCH5906수술 기구
Debakey 혈관 조직 집게 7 3/4' 'V. MuellerCH5902수술 기구
Debakey 혈관 조직 겸자, 9' 'V. MuellerCH5904수술 기구
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기관내 튜브, 10mmPatterson 수의학07-882-9008외과
일회용 EnrofloxacinNorbrook Laboratories Limited55529-152-05약물, 수술 중
펜타닐 경피 패치Apotex Corp60505-7007-2약물, 수술 전
페리스 스미스 조직 겸자V. MuellerSU2510수술 기구
Finochietto 리브 스프레더, 대형V. MuellerCH1220-1수술 기구
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Flexsteel 리본 리트랙터, 1" x 13"V. MuellerSU3340수술 기구
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거즈 스폰지: 멸균 X-선 호환 거즈 스폰지, 16-플라이, 4" x 4"Medline  PRM21430LFH외과 일회용
Gerald-DeBakey 겸자V. MuellerCH04242수술 기구
Glassman AllisV. MuellerSU6152수술 기구
Halsted 모기 집게V. MuellerSU2702수술 기구
Harken 클램프V. MuellerCH6462수술 기구
열 요법 펌프게이마/스트라이커  TP-400장비
HeparinFresenius Kabi,  63323-540-31약물, 만성 PH
Hospira Primary IV 세트, 80"Patterson Veterinary07-835-0123수술
일회용 고긴장 식염수 3%Baxter Healthcare Corp.,  0338-0054-03약물,
베벨 및 일반 벽이 있는 만성 PH 피하 주사 바늘, 20 G x 1"MedlineB-D305175Z일회용, 만성 PH
인터페이스 케이블, Edwards LifeScience 트랜스듀서에서 ADInstruments로  브릿지 앰프포그 시스템0395-2434장비
정맥 주입 펌프Heska  Vet/IV 2.2 주입 펌프장비
IsofluranePatterson Veterinary14043-704-06약물, 수술 전
Kantrowitz 흉부 클램프, 9-1/2"V. MuellerCH1722수술 기구
Kelly 지혈V. Mueller88-0314수술 기구
리도카인 HCl, 2.46%PRN 약제,  49427-434-04약물, 만성 PH
Ligaclip 다중 클립 애플라이어, EthiconMedline  ETHMCS20수술용 일회용
루프, 세균, 미니, 빨강, 2/pk, 멸균Medline  DYNJVL12수술
일회용 Lorna 비천공 수건 집게V. MuellerSU2937수술 기구
Mayo 해부 가위, 곡선형V. MuellerSU1826수술 기구
Mayo 해부 가위, 직선V. MuellerSU1821수술 기구
Medipore Dress-It Pre-Cut 드레싱 커버 by 3MMedline& 주의; MMM2955Z외과
일회용 MeloxicamPatterson 수의학14043-909-10약물, 수술 후
Mixter 흉부 겸자, 9"V. MuellerCH1730-003수술 기구
모기 지혈V. Mueller88-0301수술 기구
다중 채널 연구 콘솔천음속T402/T403장비, 혈관 주위 유량계
다중 루멘 중앙 정맥 카테터 삽입 키트Medline  ARW45703XP1AH수술
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No. 3 나이프 핸들V. MuellerSU1403-001수술 기구
No. 7 나이프 핸들V. MuellerSU1407수술 기구
비통풍식 남성 루어 캡Qosina13614일회용, 만성 PH
옥탈 브릿지 증폭기ADInstruments  FE228장비
안과 연고Akorn Animal Health59399-162-35약물, 수술 전
Penrose 튜빙, 6 mm x 46 cm, 11 mm FlatMedline  SWD514604H수술
일회용 Perma-Hand Black Braided Silk:  2-0 SH 테이퍼포인트 니들, 컨트롤 릴리스, 30"Medline  ETHD8552외과용
일회용 Perma-Hand 봉합사, 블랙 브레이디드, 사이즈 0, 6 x 30"메드라인  ETHA306H수술
일회용 Perma-Hand Suture, Black Braided, Size 4-0, 12 x 30"Medline  ETHA303H수술
일회용 페닐에프린West-Ward0641-6142-25약물, 수술 중
다탄성 무선 환자 반환 전극, 성인Medline  SWDE7509수술
일회용 Port-A-Cath Huber 바늘, 직선, 22 G x 1-1/2"MedlineAAKM21200724일회용, 만성 PH
PROLENE 모노필라멘트 봉합사, 파란색, 크기 4-0, 36", 더블 암, RB-1 바늘Medline  ETHD7143수술
일회용 PROLENE 폴리프로필렌 모노필라멘트 봉합사, 블루, 더블 암, RB-1 바늘, 크기 5-0, 24"Medline  ETH8555H수술
일회용 지역 블록 바늘, 22게이지Medline  B-D408348Z수술
일회용 Schnidt 편도 동맥 집게V. MuellerM01700수술 기구
피부 스테이플 추출기MedlineCND3031일회용, 만성 PH
스킨 스테이플러 35 와이드, 카운터Medline  STAPLER35W수술
일회용 혈압계Patterson Veterinary07-815-0464장비
스폰지 그릇V. MuellerGE-75수술 기구
스폰지, 랩: X-선 감지 가능한 멸균 랩 스폰지, 18" x 18", 5/PackMedline  MDS241518HH수술용 일회용
스폰지, 땅콩: X-선 감지 가능한 멸균 땅콩 스폰지, 작은, 3/8"Medline  MDS72038수술
일회용 멸균 일회용 디럭스 또는 타월, 파란색, 17'' x 27'', 2/PackMedline  MDT2168202수술
일회용 멸균 Luer-Lock 주사기, 3 mLMedlineSYR103010Z일회용, 만성 PH
sterile Luer-Lock 주사기, 5 mLMedlineSYR105010Z일회용, 만성 PH
멸균 수술 장비 프로브 커버Medline  DYNJE5930수술
일회용 스톱콕: 핸들이 OFF 위치에 있는 3-방향 스톱콕, 회전 어댑터 남성 칼라 피팅, 45 PSIMedline  DYNJSC301외과 용 일회용
스톱 콕 : 핸들이 OFF 위치에 있는 3방향 스톱콕, 회전 어댑터 남성 칼라 피팅, 45 PSIMedlineDYNJSC301일회용,
5-프렌치 커넥터 및 블루 부츠액세스 기술이액세스 기술 CP2AC-5NC수술
일회용 슈퍼 컷 metzenbaum 해부 가위V. MuellerCH2032-S수술
기구 슈퍼 컷 nelson-metzenbaum 해부 가위V. MuellerCH2025-S수술 기구
주사기: 멸균 루어-락 주사기, 10 mLMedline  SYR110010Z수술용 일회용
흉부 카테터, 스트레이트, 28 Fr x 20"MedlineSWD570549H수술용 일회용
3/4 수술용 드레이프Medline  DYNJP2414H수술
일회용 틸레타민 + ZolazepamZoetis Inc54771-9050-1약물, 수술 전
TourniKwik 투어니켓 세트, 네 개의 7.5" 청동색 튜브와 1개의 스네어, 12개의 프랑스Medline  CVR79013수술용 일회용
트랜스듀서 클립Edwards LifeScienceTCLIP05장비
트리거 아네로이드 게이지 (혈압계)Patterson Veterinary07-815-0464장비
TruWave 일회용 압력 트랜스듀서 키트 by Edwards LifesciencesMedline  VSYPX260수술용 일회용 및 만성 PH
TS420 혈관 주위 흐름 모듈천음속TS420장비, 혈관 주위 유량계
튜브, 흡입: 직선 립 커넥터가 있는 멸균 범용 흡입 튜브, 1/4" x 12'Medline  OR612수술용 일회용
튜브: 고정 수 Luer Lock 및 암 피팅이 있는 압력 모니터링 튜브, 저압, 72" LMedlineDYNJPMTBG72MF수술용 일회용
튜브: 고정 Male Luer Lock 및 Female 피팅이 있는 압력 모니터링 튜브, 저압, 72" LMedlineDYNJPMTBG72MF일회용, 만성 PH
관형 탄성 드레싱 리테이너MedlineDERGL711일회용, 만성 PH
Tuffier 리브 견인V. MuellerCD1101수술 기구
Tygon E-3603 유연한 튜빙Fisher Scientific14-171-227수술
일회용 U.S.A 견인기V. MuellerSU3660수술 기구
엄빌리컬 테이프, 면, 3-스트랜드, 1/8 x 36"Medline  ETHU12TH수술용 일회용
Valleylab 버튼 스위치 연필Medline  VALE2516H수술
일회용 Vanderbilt 깊은 혈관 펜치V. MuellerCH1687수술 기구
수의학 마취 기계Midmark  Matrx VMC장비
수의학 마취 인공호흡기Hallowell EMC  모델 2000장비
Vicryl: 염색되지 않은 코팅 Vicryl 0 CT-1 36" 봉합Medline  ETHVCP946H수술용 일회용
Vicryl: 염색되지 않은 코팅 Vicryl 2 TP-1 테이퍼 54" 봉합Medline  ETHVCP880T수술용 일회용
Vicryl: 염색되지 않은 코팅 Vicryl 2-0 CT-1 18" 봉합Medline  ETHVCP739D외과용 일회용
Vital crile-wood 바늘 홀더, 10-3/8"V. MuellerCH2427수술 기구
Vital 마요네즈 헤거 바늘 홀더, 7-1/4"V. MuellerCH2417수술 기구
Vital metzenbaum 해부 가위, 14' 'V. MuellerCH2009수술 기구
Vital metzenbaum 해부 가위, 9"V. MuellerCH2006수술 기구
Vital ryder 바늘 홀더, 9"V. MuellerCH2510수술 기구
Yankauer, 전구 팁: 멸균 강성 Yankauer, 전구 팁 포함, 통풍없음 Medline  DYND50130외과 일회용
용 기구 기구자 용 용 형 용 용 용 용 용 용 용 용 용 용 용 용 포함용 용 용 용 있는 만성 PH 피하 포트 용 기 용 용 사 구

참고문헌

  1. Campo, A., et al. Outcomes of hospitalization for right heart failure in pulmonary arterial hypertension. European Respiratory Journal. 38 (2), 359-367 (2011).
  2. Tonelli, A. R., et al. ....

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