Het testen van de werkzaamheid van farmacologische middelen in een Pericardvocht Target Delivery Model in het Swine

Het algemene doel van het volgende experiment is het identificeren van farmacologische middelen die in de pericardiale ruimte worden toegediend en die bijwerkingen tijdens chirurgische procedures kunnen verminderen of de resultaten van transplantaties kunnen verbeteren. Pacing-elektroden worden in het rechteratrium en het rechterventrikel geplaatst om de refractaire periode te bepalen. Een studie met elektrische pulsstimulatie op de programmeur bepaalt de refractaire periode van de atria, de atrioventriculaire knoop en de ventrikels.

Er wordt een schok toegediend aan het linker atriumoor om atriumfibrilleren op te wekken, teneinde de AF-last te bepalen. Het geneesmiddel wordt in de pericardiale ruimte toegediend. De refractaire periode en de AF-last worden 30 minuten en 60 minuten na pericardiale toediening gemeten om deze te vergelijken met de nulmeting.

Vervolgens wordt cardioplegia toegediend via een aortacannule en wordt het hart stilgezet. Zo kan de praktische bruikbaarheid van diverse farmacologische middelen die de incidentie van hartritmestoornissen en/of ischemische schade kunnen verminderen, worden beoordeeld tijdens zowel hartchirurgie als transplantatie. De keuze voor varkens biedt verschillende voordelen.

Het maakt de plaatsing van meerdere meetkatheters en pacemakerspinnen mogelijk. De cardiale anatomie van het varken komt overeen met die van een volwassen mens. Een chirurgische pericardiale wieg is eenvoudig te vormen bij deze dieren, en hun pericardiale vloeistofvolumes, hemodynamisch gedrag en elektrofysiologische eigenschappen zijn vergelijkbaar met die van mensen.

Verschillende klinische procedures zouden kunnen profiteren van de pericardiale toediening van therapeutica, waaronder toediening, cardiale chirurgische ingrepen en orgaanwinning voor transplantatie. Deze methode kan ook helpen bij het beantwoorden van belangrijke klinische vragen met betrekking tot cardiale diagnose en behandelingen, zoals welke middelen het meest effectief zijn voor pericardiale toediening om de AF-last te verminderen en/of geassocieerde ritmestoornissen bij cardiale procedures te voorkomen. Een varken van 70 tot 80 kilogram wordt geanestheseerd en geïntubeerd; isofluraan wordt toegediend in een combinatie van omgevingslucht en zuurstof.

Voordat u verder gaat, dient u te controleren of het varken zich in een diep anesthetisch vlak bevindt door de afwezigheid van kaaktonus vast te stellen. Begin de operatie door voorzichtig de rechter vena jugularis externa en arteria carotis vrij te leggen met behulp van cauterisatie en botte dissectie. Plaats, zodra deze zijn blootgelegd, een 8,5 french Swan-Ganz-katheter in de vena jugularis externa en vul de ballon op tot 1,5 CCs.

Voer vervolgens de katheter door het rechteratrium naar de ventrikel via de pulmonalklep en verder door de longslagader totdat er een wigdruk (wedge pressure) wordt gevoeld. Laat op dit punt de ballon leeglopen en laat de katheter in deze positie staan. Noteer de druk in het rechteratrium en de druk in de longslagader met behulp van de ballon.

Plaats vervolgens een 5 French ballon-drukatheter in de vena jugularis externa en voer deze door naar de rechterventrikel. Plaats een andere 5F ballon-drukatheter in de arteria carotis, laat deze door de aortaklep zakken en positioneer deze in de linkerventrikel. Spoel daarna alle drukatheters door met 20 units per milliliter gehepariniseerde zoutoplossing en registreer alle drukgegevens van de linkerventrikel, de rechterventrikel, de longslagaderdruk en de druk in de rechterboezem.

De volgende stap is om voorzichtig toegang te verkrijgen tot de linker vena jugularis externa. Zodra de toegang is verkregen, worden twee 11 french hemostase-introducers in de vena jugularis geplaatst en met hechtingen vastgezet. Plaats vervolgens stuurbare katheters in de introducers.

Begin nu met het gebruik van fluoroscopische begeleiding. Plaats actieve fixatieleads in het rechteratriaal appendage en in de apex van de rechterventrikel. Sluit de analysekabels aan op de geïmplanteerde leads en gebruik een programmeur om de capture te testen.

Stel de parameters in op acht folds, 0,25 milliseconden, en stel het tempo 10 slagen per minuut hoger in dan de intrinsieke frequentie op dat moment, of zelfs nog hoger. Registreer vervolgens de relatieve impedantie voor elke lead. Maak daarna een mediale incisie vanaf het xiphoidale proces tot nabij het aanhechtingspunt van de musculus sternocleidomastoideus.

Maak vervolgens een schaarsectie door de resterende delen van de sternale botstructuur en ontleed het sternale-pericardiale ligament om het borstbeen terug te trekken. Terwijl het borstbeen is teruggetrokken, wordt een stompe dissectie uitgevoerd om het pericard los te maken van de pleurale bekleding. Maak daarna een mediaal-sagittale incisie van drie tot vijf centimeter in het pericard en creëer een pericardiale wieg met vier vierkante knopen in elke hoek.

Plaats tot slot een tijdelijke bipolaire lead in de apicale regio van de linkerventrikel en een unipolaire plunge-tijdelijke pacinglead in het linker atriumoor. Begin vervolgens met een PES-studie. Programmeer eerst een burst-inductie van de PES-studieparameters met wachtslagen op 400 of 300 milliseconden.

Programmeer vervolgens een pacing van minimaal 300 milliseconden en verminder de pacing totdat de hartkamers niet meer contraheren. Dit wordt vastgesteld door de detectie van de pacingleads en bepaalt de relatieve refractaire periode. Bevestig daarna de Grass-stimulator aan het linker atriumoorhangel via de plunge-pacinglead.

Stel het apparaat in om pulsen van twee seconden af te geven bij vier hertz. Controleer deze instellingen met een oscilloscoop. Dien nu een enkele puls toe aan het linkeratriumoorappendikel om atriumfibrilleren, of AF, te verminderen. Om de relatieve AF-last te bepalen, wordt de grass-stimulator één keer per minuut tot maximaal 10 keer gebruikt, totdat AF gedurende één minuut aanhoudt.

Laat het dier vervolgens maximaal 10 minuten in AF blijven. Deze tijdsduur vertegenwoordigt de AF-last. Als het hart na 10 minuten nog steeds flikkert, schok dan de atria met directe paddles bij vijf joule om het hart opnieuw te synchroniseren.

Start de pericardiale toediening van het potentieel beschermde farmaceutische middel. De refractaire periode en de AF-last worden opnieuw bepaald op 30 minuten en 60 minuten na de pericardiale toediening van het farmaceutische middel. Om het hart te explanteren, wordt eerst de aortale routecannule geïmplanteerd.

Dissekeer voorzichtig het pericardiale weefsel rond de asciende aorta en verwijder het pericard. Zet vervolgens de canule vast in de asciende aorta met 2,0 ethibond-hechtingen, met een tussenpoos van ongeveer twee tot drie centimeter. Dien na het plaatsen van de hechtingen 30 000 units heparine intraveneus toe.

Hecht vervolgens de aortale routecannule aan de aorta. Terwijl het toedieningssysteem onder druk staat, verwijdert u de schuine punt van de stylet en plaatst u een klem op de cannule om de stroom te stoppen. Bereid vervolgens koude Saint Thomas-cardioplegie voor om deze bij 150 millimeters kwik toe te dienen.

Bevestig een irrigatiekatheter aan de onder druk gezette cardioplegia met een driewegkraan. Bevestig vervolgens de kraan aan de aortacannule. Voer nu een cross-clamp uit.

Spoel het hart vervolgens met cardioplegie richting de aortaklep, waardoor de klep sluit en de coronaire arteriën worden geperfuseerd. Maak een incisie in de arteria pulmonalis om overdruk in het hart te voorkomen. Zodra het hart is gestopt, wordt dit weggenomen en overgebracht naar koud Krebs-Henseleit-buffer.

Om het hart opnieuw tot leven te wekken, worden de vaten gecannuleerd met behulp van zichtbare hartmethoden. Zodra het geperfundeerde hart zich binnen vijf graden van 37 °C bevindt, wordt een natuurlijk sinusritme hersteld door middel van schokken van 34 joule aan de ventrikels via epicardiale patchelektroden. De hartfunctie wordt gedurende een uur gemonitord aan de hand van dezelfde drukmetingen als in situ zijn uitgevoerd.

Neem elke vijf minuten een monster van 1 CC uit de sinus coronarius. Bereken elke 10 minuten de dikte van de ventriculaire wand en de ejectiefracties. Met gebruik van het beschreven protocol werd een opmerkelijke toename van de ventriculaire effectieve refractaire perioden waargenomen na een in situ infusie van DHA.

Metingen van de maximale druk na reanimatie toonden een toename van de druk in de linker ventrikel bij DHA-behandelde harten in vergelijking met de controles. De druk in de linker ventrikel was in de behandelde harten op verschillende tijdstippen significant hoger. Deze techniek maakt het mogelijk om lokaal toegediende therapeutische middelen te beoordelen die translationeel ingezet kunnen worden bij patiënten die cardiale procedures ondergaan, waaronder chirurgische ingrepen, of voor het herstel van harten voor transplantatie.

Het gebruik van deze experimentele benadering kan de weg vrijmaken voor chirurgen en onderzoekers om nieuwe middelen en behandelstrategieën te verkennen die atriumfibrilleren verminderen, myocardiale schade beperken en de bijbehorende reperfusieschade verminderen.