Chronische trombo-embolische pulmonale hypertensie en beoordeling van rechter ventrikel functie in de Piglet

Samenvatting

Chronische trombo-embolische pulmonale hypertensie (CTEPH) en rechterventrikel (RV) disfunctie werden bij biggen geïnduceerd door progressieve obstructie van de longslagader. De gevolgen waren opmerkelijk vergelijkbaar met die waargenomen bij CTEPH-patiënten. Dit diermodel zou een zeer nuttig hulpmiddel zijn voor pathofysiologische en therapeutische experimenten met CTEPH en RV-falen.

Samenvatting

Een origineel biggetje model van chronische trombo-embolische pulmonale hypertensie (CTEPH) geassocieerd met chronische rechter ventrikel (RV) disfunctie wordt beschreven. Pulmonale hypertensie (PH) werd geïnduceerd in 3 weken oude biggetjes met een progressieve obstructie van de pulmonaire vaatbed. Een ligatie van de linker longslagader (PA) werd voor het eerst uitgevoerd door middel van een mini-thoracotomie. Ten tweede, wekelijks embolisaties van de rechter onderste long kwab werden uitgevoerd onder fluoroscopische begeleiding met n-butyl-2-cyanoacrylaat gedurende 5 weken. Bedoel Pulmonale arteriële druk (mPAP) gemeten door ritght hart catheterism, steeg geleidelijk, evenals rechter atrium druk en Pulmonale Vasculaire Weerstanden (PVR) na 5 weken in vergelijking met sham dieren. Rechter ventrikel (RV) structurele en functionele verbouwing werden beoordeeld door transthoracale echocardiografie (RV diameters, RV wanddikte, RV systolische functie). RV elasticiteit en RV-pulmonaire koppeling werden beoordeeld door druk-volume Loops(PVL) analyse met geleiding methode. Histologische bestudering van de long en de rechter hartkamer werden ook uitgevoerd. Moleculaire analyses over RV verse weefsels kunnen worden uitgevoerd door middel van herhaalde transcutane endomyocardiale biopsies. Pulmonaire microvasculaire ziekte belemmerd en onbelemmerde gebieden werd bestudeerd vanuit de longen biopten met behulp van moleculaire analyses en pathologie. Bovendien, de betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid werd geassocieerd met een reeks PH ernst bij dieren. De meeste aspecten van de menselijke CTEPH ziekte werden opgenomen in dit model, hetgeen nieuwe perspectieven mogelijk maakt voor het begrijpen van de onderliggende mechanismen (mitochondria, ontsteking) en nieuwe therapeutische benaderingen (gerichte cellulaire of gentherapieën) van de overbelaste rechter ventrikel maar pulmonale microvasculaire ziekte.

Inleiding

Chronische trombo-embolische pulmonale hypertensie (CTEPH) is een subtype van pulmonale hypertensie (PH) door chronische pulmonale vaatbed obstructie door aanhoudende en georganiseerde stolsels in verband met één of meer acute longembolieën ^1-3. Een combinatie van obstructieve en niet-obstructieve microvasculaire ziekte leidt tot een extra verhoging van longvaatweerstand ^4. De rechterkamer eerst aanpassen met gecompenseerde hypertrofie de cardiale output te handhaven. Zonder behandeling, de rechter ventrikel verwijdt en niet in de tijd. In de moderne tijd, PH blijft een progressieve en vaak dodelijke ziekte, ondanks het gebruik van moderne gerichte therapieën ^5. Vele studies hebben aangetoond dat de rechter ventrikel (RV) aanpassing aan drukoverbelasting is de belangrijkste determinant van overleving bij patiënten PH. Om die reden is het begrip van de mechanismen die ten grondslag liggen aan de overgang van adaptieve tot onaangepaste RV remodeling is een hoeksteen voor de behandeling en ontwikpment van nieuwe therapieën. Omdat PH is zeldzaam en weefsel bemonstering is bijna onhaalbaar in deze zwakke patiënten, zijn experimentele studies vereist. Verder preklinische studies zijn verplicht om vast te stellen dat een geneesmiddel met voordeel in de longvaten veroorzaakt geen RV impairment.

Al vele jaren hebben verschillende experimentele modellen van PH en RV falen is ontwikkeld met voordelen en beperkingen ^6,7. In de farmacologische muismodellen (monocrotaline, SU5416, hypoxie), PH en RV falen optreden secundair aan een massale ontsteking, ischemie of giftige stressor dat verschillende "kanten effecten" en bias in moleculaire pathway-analyse zou veroorzaken. Verder dienen RV endomyocardiale biopsieën in een muismodel zeer uitdagende zonder opofferende het dier. Chirurgische modellen in grotere dieren zijn meer fysiologische, maar hebben geen invloed op de longvaten (longslagader banding, systemische-naar-pulmonale shunt) of induceren acute PH en RVF (acute longembolie). Het doel van dit artikel is om een ​​origineel model van CTEPH beschrijven biggen die meer representatief is voor CTEPH pathofysiologie. Deze grote diermodel maakt herhaalde niet-invasieve en invasieve metingen meestal uitgevoerd in de klinische praktijk (rechts hartkatheterisatie) op veranderingen in pulmonale hemodynamiek en RV-functie volgen.

Protocol

Dit protocol werd goedgekeurd door de lokale ethische commissie op de dierproeven en de Institutionele Commissie Dierenwelzijn van onze instelling. Alle dieren kregen humane zorg in overeenstemming met de "Principles of Laboratory Animal Care" opgesteld door de National Society for Medical Research en de "Gids voor de Zorg en gebruik van proefdieren" opgesteld door het Institute of Laboratory Animal Resources en gepubliceerd door de National Institutes of Health (NIH Publication No. 86-23, herzien 1996).

Algemene beschouwingen: Alle dieren moeten met respect worden behandeld, volgens de 3 V's regels (Nationaal Centrum voor vervanging verfijning en vermindering van de dieren in het onderzoek). Chirurgische procedures moeten worden uitgevoerd met een streng steriliteit en op dezelfde manier als voor de mens. Alle medische hulpmiddelen moeten steriel zijn.

1. Anesthesie Protocol

OPMERKING: Grote White biggen met een gewicht van 20 kg (3 weken oud) werden gebruikt. Pulmonale Hypertensie werd progressief geïnduceerd. De eerste stap die betrokken zijn een linker longslagader (PA) ligatie door middel van een linker thoracotomie. Volgende stappen bestond uit het uitvoeren van de wekelijkse PA embolisaties gedurende 5 weken. Alle procedures werden uitgevoerd onder algemene verdoving.

1. Niet voeren van de dieren 12 uur voor de procedure.
2. Doe een premedicatie van de biggen, voeren een intramusculaire injectie via 30 mg / kg ketamine hydrochloride en aropine 0,05 mg / kg in de nekspieren, 30 min vóór de procedure. ⁸
3. Wanneer het varken wordt verdoofd, plaatst u een katheter in het oor ader.
4. Voer een intraveneuze bolus van fentanyl (0,005 mg / kg) en propofol (2 mg / kg) voor intubatie. Injecteer intraveneus in de oorader Cisatracurium (0,3 mg / kg) en intuberen het varken (niet-selectieve intubatie met een 7 French probe) ^9.
5. Plaats continue monitoring apparaten op de big: continue EKG, Expiratoire CO _{2 en} oxymetrie ^8,9. Plaats een fluïdum veld arteriële katheter door de halsslagader echografie onder begeleiding van de systemische arteriële druk ^10/08 controleren.
6. Neem algemene anesthesie met isofluraan (2%) bij 100% zuurstof supplement, continue intraveneuze infusie van fentanyl (0,004 mg / kg) en propofol (3 mg / kg).
7. Voeg een antibioprophylaxy een injectie met Cefatoxine (1 g) en gentamycine (80 mg).
8. Voorkom intra operatieve en post-operatieve pijn bij injectie van nalbufine (0,01 mg / kg) tid
9. Controleer elke 15 min de volledigheid van de anesthesie: gebrek aan beweging, stabiele hartslag, bloeddruk, zuurstof.
10. Het gebruik van vet zalf op ogen drooggedampt terwijl onder narcose voorkomen.

2. Ligatie van de Linkse longslagader

1. Installeer de biggen in de linker kant liggende positie, scheren de operatieve gebied en desinfecteren van de huid met een Alcoholic oplossing. Gebruik een plaatselijk steriel veld.
2. Open de kist door een kleine linker laterale thoracotomie (5-10 cm) in de ruimte de 4 ^e intercostals '. Ga niet naar achter het uiteinde van het schouderblad. Trekken de long in de richting van het membraan voorzichtig.
3. Zodra ideale chirurgische venster ligt, trek de linker azygos ader en ontleden de belangrijkste linker longslagader voordat koppelverkoop met een niet-absorbeerbare 2/0 zijde.
   NB: Het is zeer belangrijk het hartzakje niet te openen.
4. Sluit de borst laag na laag met absorbeerbare hechtingen. Gebruik een kist buis naar de postoperatieve pneumothorax verwijderen. Verwijder de borst buis net na de big extubatie.

3. embolisatie van de rechter onderste Lobe longslagader

1. Na de algemene anesthesie, zet de biggen in een liggende positie. Het uitvoeren van een continue monitoring van de oxymetrie, expiratoire CO _2, EKG, bedoel systemische bloeddruk (MPA) en de gemiddelde pulmonale arteriële druk (mPAP) Tijdens de gehele procedure.
2. Plaats alle katheters percutane met echografische begeleiding. Plaats een arteriële 6 French katheter in de halsslagader voor bloeddrukmeting en een 8 French sheath in de superior vena cava via de halsader (Voer de punctie 2 cm boven de suprasternal inkeping met een 45 ° hoek richting).
3. Onder fluoroscopische begeleiding, plaatst, via de 8 Fr mantel, een 5 Franse angiografiekatheter in de rechter longslagader. Het uiteinde van de katheter moet in een gesegmenteerde onderkwab longslagader.
4. Bereid het materiaal voor pulmonaire embolisatie: 1 ml van zacht weefsel lijm die N-butyl-2-cyanoacrylaat wordt toegevoegd aan 2 ml van een lipide contrastvloeistof.
   LET OP: Vermijd huid of ogen contact met de N-butyl-2-cyanoacrylaat.
5. Wanneer de angiografiekatheter goed gepositioneerd, injecteer 0,2 ml tot 0,4 ml van het preparaat in de longslagader. Beoordeel de tolerantie van de embolisatie door het meten van demPAP / MPA verhouding die niet hoger mag zijn dan 0,5. Stop embolisatie als zuurstofverzadiging was <90% en / of MPA daalde onder 60 mm Hg en / of hartdebiet was tot 2 l / min.
6. Verwijder de angiografiekatheter en mantels en het uitvoeren van digitale compressie van de prikplaats.

4. Hemodynamische Assessment

1. Na de algemene anesthesie, de positie van de biggen in een liggende positie. Het uitvoeren van een continue monitoring van de oxymetrie, expiratoire CO _2, EKG, systemische bloeddruk (MPA) en pulmonale bloeddruk (mPAP) tijdens de gehele procedure.
2. Ventileren biggen met de laagste FiO ₂ mogelijk volgens de zuurstofverzadiging (> 95%).
3. Plaats alle katheter percutaan onder echografische begeleiding. Een arteriële 6 French katheter in de halsslagader ingebracht en een 8 French sheath wordt in de superior vena cava (Voer de punctie 2 cm boven de suprasternal inkeping met een 45 °hoekrichting).
4. Plaats een 7 Frans Swan-Ganz katheter in de longslagader koffer. Beoordelen van het hartminuutvolume van het thermo verdunningstechniek met injectie van 10 ml zoutoplossing bij 4 ° C.
5. Noteer de volgende parameters: de systolische, diastolische en gemiddelde systemische en pulmonale arteriële druk, hartslag, zuurstofverzadiging, rechter atrium druk hartminuutvolume.

5. Echocardiografische Beoordeling van de rechter ventrikel

1. Na de algemene anesthesie, installeer de biggen in rugligging en het uitvoeren van een trans-thoracale echocardiografie volgens menselijke richtlijnen voor RV screening. Video opnemen loops tijdens een eindexpiratoire pauze.

6. Pressure-Volume Loops Assessment met de Conductance Method

1. Na de algemene anesthesie, installeer de biggen in een liggende positie. Het uitvoeren van een continue monitoring van de oxymetrie, expiratoire CO _2, EKG, systemische bloeddruk (MPA) enpulmonale bloeddruk (mPAP) tijdens de gehele procedure.
2. Plaats een arteriële 6 French katheter in de rechter of linker halsslagader en een angiografische katheter in de linkerventrikel. Plaats een 9 French sheath in de superior vena cava, een 8 Franse in de rechter of linker femorale ader en een arteriële PiCCO catheter in de rechter of linker femorale arterie. Plaats alle katheters percutane onder echografische begeleiding.
3. Voer de druk en het volume kalibratie van de geleidbaarheid probe volgens de aanbevelingen van de fabrikant. Meet het bloed weerstand (Rho) door bemonstering van 5 ml van de arteriële bloed. Harvest 5 ml arterieel bloed, de-lucht de spuit en vul de probe voor het meten van het bloed weerstand. ^10-13.
4. Steek de conductantiecatheter in de rechter ventrikel via de 9FR omhulsel in de superior veina cava. Plaats het juiste uiteinde van de catheter met fluoroscopie. Het uiteinde van de katheter in de apex van de right ventrikel en voeren alle lang mogelijk in de ventrikel.
5. Controle van de kwaliteit van de lussen. (Figuur 6)
6. Plaats een ballon eenmalig in de inferieure veina cava via de lies. Plaats het uiteinde net onder het rechter atrium. Gebruik fluoroscopische begeleiding.
7. Record druk-volume lussen van de rechter hartkamer op basale staat en tijdens de vena cava inferior occlusie zoals eerder beschreven ^10-12. (Figuur 7)

7. endomyocardiale biopten van de rechter ventrikel

1. Na de algemene anesthesie, de positie van de biggen in een liggende positie. Het uitvoeren van een continue monitoring van de oxymetrie, expiratoire CO _2, EKG, systemische bloeddruk (MPA) en pulmonale bloeddruk (mPAP) tijdens de gehele procedure.
2. Plaats percutaan een 10 Franse omhulsel in de superieure vena cava. Plaats een 7 Frans Swan-Ganz (SG) sonde en een lange 7,5 Franse katheterhuls in de juiste atrium. Wanneer de punt van de SG sondebasis wordt geplaatst in de rechter ventrikel (RV), blaas de ballon van de SG sonde duwt de lange mantel katheter in de RV tegen de ballon. Leeglopen van de ballon en verwijder de sonde SG verlaten van de lange-schede katheter in de camper. De goede positie van de tip van de lange mantel wordt gecontroleerd door fluoroscopie en echocardiografie.
3. Steek de biotome op de lange mantel en voer endomyocardiale biopsies onder echografische, fluoroscopische en ECG controle.

8. Algemene Post-operatie Care Overwegingen

1. Na de operatie, extuberen de biggen pas na herstel van de spontane respiratoire functies.
2. Voor postoperatieve medicatie, het uitvoeren van een intramusculaire injectie van Cefatoxine (1 g) Die voor 5 dagen en leveren appropieted analgesie (Buprenorfine, intramusculair injectie 0,01 mg / kg Bid voor 10 dagen.
3. Heeft een dier dat een operatie heeft ondergaan om het gezelschap van andere dieren tot het volledig rec niet vertrekkenovered.

9. Euthanasie Methode

1. Euthanaseren van de dieren in de gevolgde situaties; Einde van experimenteren, verloren gewicht 15% of meer in een week, unibability om zich adequaat te voeden, anorexia, niet behandelbare infecties, pijn of andere didease, desease te streng: cyanose, grote ademnood
2. Tijdens narcose met sevoluorane 8%, injecteert een hoge dosis propofol (0,5 mg / kg) geassocieerd met een letale dosis kaliumchloride (0,2 g / kg). Wanneer het hart in diastole gestopt, harveste het hart en de longen blok teneinde een histologische en moleculaire studie doen.

Resultaten

Haalbaarheid

Dit biggetje model van chronische post-embolische pulmonale hypertensie is in ons laboratorium opgericht in 2009-2010. Sinds 2011, gebruikten we 70 biggen en voerden we 63 ingevulde modellen. In onze ervaring, de realisatie van dit model vereist een leercurve.

Wat betreft de mortaliteit observeerden we 5 onvoorziene sterfgevallen (7,1%), vooral in het eerste deel van onze ervaring. De twee kritische stappen waren de eerste, de pulmonair...

Discussie

Zoals in de klinische praktijk, met betrekking tot asepsis regels is verplicht tijdens alle chirurgische procedures. In het oorspronkelijke CTEPH biggen model beschreven door O. Mercier et al., Werd de linker longslagader ligatie uitgevoerd na het openen van het hartzakje, via een mediane sternotomie ^14. Omdat het pericard werd geopend gelaten, werd de interactie tussen de rechterkamer en het hartzakje verminderde en rechter hartfalen vertraagd. Negatief effect van RV de uitbreiding op de cardiale ou...