Name: Zawał mięśnia sercowego i ocena wyników funkcjonalnych u świń (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-04-25T13:45:00.000+00:00
Duration: 12 min 3 s
Description: Poznaj model zawału mięśnia sercowego u świń z okluzją balonową LAD przez 90 minut i oceną funkcji serca. Ta metoda pozwala testować nowe terapie w badaniach translacyjnych kardiologii.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink i Grace Croft są uprzejmie wdzięczni za doskonałą pomoc techniczną przy eksperymentach na zwierzętach.

Wszystkie eksperymenty in vivo zostały przeprowadzone zgodnie z Przewodnikiem do Opieki i Użytkowania Zwierząt Laboratoryjnych przygotowanym przez Instytut Zasobów Zwierząt Laboratoryjnych. Eksperymenty zostały zatwierdzone przez lokalny Komitet Doświadczalny na Zwierzętach.
1. Leki, znieczulenie, dostęp żylny i intubacja
<ol>
	<li>Leki i znieczulenie
	<ol>
		<li>Premedykacja
		<ol>
			<li>Należy rozpocząć podawanie amiodaronu w dawce 150 mg/kg mc. 10 dni przed zabiegiem chirurgicznym, aby zapobiec zaburzeniom rytmu serca. Amiodaron należy kontynuować w dawce 100 mg/kg od dnia zabiegu do 28 dnia. Zmniejsz dawkę do 50 mg/kg mc. w 29. dniu i kontynuuj do końca badania.</li>
			<li>Należy rozpocząć terapię przeciwpłytkową, klopidogrel w dawce 1 mg/kg od 3. dnia przed zabiegiem chirurgicznym i 4,5 mg/kg kwasu acetylosalicylowego na 1 dzień przed zabiegiem. Kontynuuj leczenie klopidogrelem w dawce 1 mg/kg mc. na dobę i kwasem acetylosalicylowym w dawce 80 mg/dobę.</li>
			<li>Rozpocznij leczenie przeciwbólowe 1 dzień przed zabiegiem za pomocą plastra z fentanylem, 25 μg/godz. dla świń o wadze ~70 kg. Kontynuuj stosowanie plastrów z fentanylem przez 24 godziny po operacji, aby zapewnić odpowiednie leki przeciwbólowe. Ponadto codziennie monitoruj oznaki domniemanego dyskomfortu (tj. zachowanie, oddychanie, chód, mobilność itp.), aby zwiększyć ilość leków przeciwbólowych.</li>
			<li>Pościć zwierzę przez 12 godzin, utrzymuj nieograniczony dostęp do wody.</li>
		</ol>
		</li>
		<li>znieczulenie
		<ol>
			<li>Aby zapobiec niepotrzebnemu stresowi i dyskomfortowi, należy uspokoić świnię w jej stajni poprzez domięśniowe wstrzyknięcie mieszaniny midazolamu 0,4 mg/kg, ketaminy 10 mg/kg i atropiny 0,014 mg/kg.</li>
			<li>Uzyskaj dostęp żylny poprzez kaniulację żyły ucha za pomocą kaniuli 18 G i.v. Wywołać znieczulenie przez dożylne podanie 5 mg/kg tiopentalu sodu i podać 1 000/100 mg amoksycyliny/kwasu klawulanowego w celu zapobieżenia zakażeniom. Świnia otrzyma 1000/100 mg amoksycyliny/kwasu klawulanowego następnego dnia po operacji jako antybiotyk.</li>
			<li>Zaintubować świnię za pomocą rurki dotchawiczej (rozmiar 8,5 dla świń o wadze ~70 kg). W razie potrzeby należy przeprowadzić wentylację balonową z częstotliwością 12/min i przetransportować świnię na salę operacyjną.</li>
			<li>Po przybyciu na salę operacyjną należy natychmiast uruchomić mechaniczną wentylację nadciśnieniową z FiO2 0,50, objętością oddechową 10 ml/kg i częstotliwością 12/min przy kontynuacji kapnografii.</li>
			<li>Znieczulenie zrównoważone należy rozpocząć od kontynuacji infuzji dożylnej kombinacji midazolamu w dawce 0,5 mg/kg mc./godz., sufentanylu w dawce 2,5 μg/kg mc./godz. i bromku pankuronium w dawce 0,1 mg/kg mc./godz. Podczas całej operacji należy stale monitorować EKG, ciśnienie tętnicze krwi, temperaturę i kapnografię, aby zmierzyć głębokość znieczulenia. Na przykład, jeśli występuje częstoskurcz zatokowy, sprawdź, czy leki przeciwbólowe i/lub znieczulenie są odpowiednie. </li>
			<li>Poinfuzję dożylną amiodaronu w 500 ml venofundin 6%.</li>
			<li>Monitoruj rytm serca za pomocą 5-odprowadzeniowego EKG.</li>
			<li>Ogol i oczyść okolice szyi i kończyn tylnych.</li>
			<li>Włóż cewnik Foleya.</li>
		</ol>
		</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Echokardiografia przezklatkowa
<ol>
	<li>Umieść zwierzę w odpowiedniej pozycji bocznej. U świń rasy landrace, takich jak świnie Dalland, można uzyskać tylko widoki przymostkowe (długa i krótka oś). Ze względu na kształt klatki piersiowej uzyskanie widoku wierzchołkowego nie jest możliwe.</li>
	<li>Orientacja i uzyskanie przymostkowego widoku długiej osi w 2D (tryb B). Określ wymiary LV na końcu rozkurczu i na końcu skurczu w trybie M.</li>
	<li>Obróć sondę echa o 90° zgodnie z ruchem wskazówek zegara, zachowując jej pozycję przymostkową, aby uzyskać widoki krótkiej osi LV na poziomie zastawki mitralnej, mięśnia brodawkowatego i wierzchołka. Widok krótkiej osi mięśnia brodawkowatego i wierzchołka może wymagać umieszczenia sondy echo o jedną lub dwie przestrzenie międzyżebrowe niżej w stosunku do pozycji krótkiej osi zastawki mitralnej.</li>
</ol>
3. Przygotowanie chirurgiczne i dostęp naczyniowy
<ol>
	<li>Zdezynfekuj obszary operacyjne jodem 2% i użyj sterylnych obłożeń chirurgicznych, aby przykryć niesterylne części świni.</li>
	<li>Wykonaj przyśrodkowe nacięcie na szyi. Przejdź przez linea alba, aby zminimalizować uszkodzenie mięśni i tępo zbliż się do tętnicy szyjnej i żyły szyjnej wewnętrznej obok tchawicy.</li>
	<li>Ostrożnie odizoluj tętnicę szyjną i żyłę szyjną wewnętrzną. Upewnij się, że nerw błędny nie jest uszkodzony. Umieść szwy Vicryl 2-0 wokół obu naczyń, aby uzyskać kontrolę nad naczyniami. Uzyskaj dostęp tętniczy poprzez kaniulację tętnicy szyjnej wewnętrznej za pomocą osłonki 8F przy użyciu techniki Seldingera. Przymocuj osłonkę do tętnicy, upewnij się, że tętnica nie jest całkowicie zamknięta przez szew. Dostęp żylny można uzyskać poprzez kaniulację żyły szyjnej osłonką 9F, również przy użyciu techniki Seldingera. Przed zabezpieczeniem pochewki upewnij się, że żyła jest podwiązana. Alternatywnie tętnica udowa może być również używana do dostępu tętniczego.</li>
	<li>Podać 100 j.m./kg heparyny natychmiast po wprowadzeniu osłonek w celu zahamowania tworzenia się skrzepliny.</li>
	<li>Aby uzyskać stabilny i stały pomiar ciśnienia tętniczego, należy kanulować jedną z mniejszych tętnic w jednej z kończyn tylnych, wykonując małe nacięcie nad tętnicą. Tętnica znajduje się tuż pod skórą, pulsacje można wyczuć przez skórę. Odizoluj tętnicę od otaczającej ją tkanki. Umieść 2 szwy Vicryl 2-0 wokół naczynia, 1 proksymalne i 1 dystalne. Podwiązać dystalną stronę i wprowadzić kaniulę dożylną 18 G i mocno połączyć ciśnienie.</li>
</ol>
4. Inwazyjna analiza pętli objętości ciśnienia
<ol>
	<li>Wprowadzić cewnik Swanna-Ganza (SG) przez wcześniej umieszczoną osłonkę w żyle szyjnej wewnętrznej.</li>
	<li>Podłącz urządzenie do rzutu serca do części SG, która kończy się w bliższym świetle.</li>
	<li>Wstrzyknąć 5 ml 0,9% soli fizjologicznej do bliższego światła SG i zmierzyć pojemność minutową serca; powtórzyć to trzy razy i uśrednić wskaźniki.</li>
	<li>Skalibruj instalację fotowoltaiczną, korzystając z wcześniej wyznaczonej pojemności minutowej serca.</li>
	<li>Wprowadzić cewnik konduktancyjny 7F przez tętnicę szyjną do lewej komory pod kontrolą fluoroskopową.</li>
	<li>Wybierz największy segment obecny w lewej komorze do pomiarów objętości i wykonaj skanowanie linii bazowej na bezdechu.</li>
	<li>Po zakończeniu kalibracji głośności nagraj 10-15 uderzeń na bezdechu.</li>
	<li>Usunąć SG i umieścić cewnik balonowy w żyle dolnej przepony na poziomie przepony pod kontrolą fluoroskopową.</li>
	<li>Wykonaj redukcję napięcia wstępnego, nadmuchując balon na bezdechu i zapisz odpowiednie pętle PV.</li>
</ol>
5. Pomiar ciśnienia i przepływu wewnątrzwieńcowego
<ol>
	<li>Rozcieńczyć nitroglicerynę w stężeniu 100 μg/ml i rozcieńczyć adenozynę w stężeniu 30 μg/ml.</li>
	<li>Umieść cewnik prowadzący 8F w ujściu lewej tętnicy wieńcowej.</li>
	<li>Umieść połączony przewód ciśnieniowo-przepływowy w proksymalnej części lewej tętnicy wieńcowej.</li>
	<li>Podaj 200 μg nitrogliceryny downętrzowo i znormalizuj ciśnienie dystalne (Pd), mierzone drutem, z ciśnieniem tętniczym.</li>
	<li>Umieść drut w środkowej części lewej przedniej tętnicy zstępującej (LAD).</li>
	<li>Rozpocznij pomiar ciśnienia i przepływu w linii podstawowej. Wywołaj przekrwienie, podając domięśniowo 60 μg adenozyny, przepłukać 2 ml soli fizjologicznej i zmierzyć ciśnienie i przepływ przekrwienia. Poczekaj, aż przepływ zostanie przywrócony do wartości punktu odniesienia. Powtórz pomiar dwukrotnie.</li>
	<li>Wlej kolejne 200 μg nitrogliceryny downętrznie i powtórz kroki 1,6 i 1,7 dla lewej obwodowej tętnicy wieńcowej.</li>
</ol>
6. Indukcja MI
<ol>
	<li>Umieścić cewnik do defibrylacji wewnątrzsercowej w prawej komorze za pomocą osłonki żylnej. Elektrody dystalne powinny znajdować się w wierzchołku komory, elektrody proksymalne w przedsionku i/lub żyle głównej górnej. Podłącz cewnik do defibrylatora i ustaw go na 50 J.</li>
	<li>Zmierz średnicę LAD dystalnie od drugiej przekątnej (D2) w AP i LAO view 30°.</li>
	<li>Wybierz balon do angioplastyki o średnicy zgodnej ze średnicą dystalnego LAD od D2 (ryc. 1).</li>
	<li>Umieścić prowadnik przez cewnik prowadzący dystalnie w LAD.</li>
	<li>Przesuń cewnik balonowy przez prowadnik. Umieść balon dystalnie od D2.</li>
	<li>Podawać 30 IE/kg heparyny.</li>
	<li>Napompuj balon, aż ciśnienie będzie odpowiadało odpowiedniej średnicy LAD.</li>
	<li>Sprawdź całkowitą okluzję LAD za pomocą angiografii (ryc. 1).</li>
	<li>Przykryj sterylne pole robocze i ranę na szyi sterylnymi ściereczkami. Uwolnij klatkę piersiową od jakiegokolwiek pokrycia, aby była dostępna do uciskania klatki piersiowej lub defibrylacji przezklatkowej.</li>
	<li>Sprawdź ciśnienie w balonie przez następne 90 minut i przywróć ciśnienie w razie potrzeby.</li>
	<li>W przypadku migotania komór:
	<ol>
		<li>Natychmiast rozpocznij uciskanie klatki piersiowej z częstotliwością 100/min.</li>
		<li>Podawać dożylnie 300 mg amiodaronu w szybkim bolusie (~1 min).</li>
		<li>Rozpocznij defibrylację wewnątrzsercową, daj wstrząsy 50 J.</li>
		<li>Po 5 nieudanych wstrząsach wznów uciskanie klatki piersiowej. Zamień defibrylację wewnątrzsercową na defibrylację przezklatkową i wstrząs za pomocą 150 J. W przypadku nieudanego wstrząsu zmień na 200 J.</li>
		<li>W razie potrzeby należy podać kolejną dawkę 150 mg amiodaronu i (lub) 1 mg adrenaliny. W razie potrzeby powtórz adrenalinę dwa razy w odstępach 3-5 minut.</li>
		<li>Kontynuuj uciskanie klatki piersiowej, przeplatane defibrylacją przezklatkową</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
Zakończenie zabiegu chirurgicznego (dla długoterminowej obserwacji)
<ol>
	<li>Po 90 minutach sprawdź za pomocą angiografii, czy LAD jest nadal całkowicie zamknięty</li>.
	<li>Podać kolejne 30 IE/kg heparyny i opróżnić balon. Sprawdź reperfuzję. Wyjmij opróżniony balon z cewnikiem prowadzącym z osłonki tętnicy szyjnej.</li>
	<li>Ostrożnie usunąć osłonkę tętnicy i natychmiast zacisnąć tętnicę szyjną za pomocą zacisku zespolenia (ryc. 1). Użyj ciągłych szwów (6-0 prolenu), aby zamknąć tętnicę szyjną. Zdejmij zacisk i sprawdź, czy nie ma wycieków.</li>
	<li>Wyjmij cewnik do defibrylacji wewnętrznej i usuń osłonkę z żyły szyjnej wewnętrznej. Podwiązywać proksymalnie od wejścia pochewki.</li>
	<li>Zamknij tkankę podskórną i skórę szyi w dwóch warstwach za pomocą 2-0 Vicryl.</li>
</ol>
7. Rezonans magnetyczny serca
<ol>
	<li>Ułóż zwierzę na stole do rezonansu magnetycznego głową do przodu w pozycji leżącej w ciągłym znieczuleniu.</li>
	<li>Umieść dedykowaną cewkę sercową z szykiem fazowanym na klatce piersiowej zwierzęcia.</li>
	<li>Do planowania obrazów należy uzyskać obrazy zwiadowcze w widokach krótkich osi i dwóch komór długich.</li>
	<li>Uzyskaj bramkowaną EKG wolną precesję w stanie ustalonym (SSFP) o krótkiej osi (od wierzchołka do podstawy LV) i widoki długiej osi z dwiema komorami.</li>
	<li>Późne wzmocnienie gadolinu (LGE) można uzyskać za pomocą techniki odzyskiwania inwersji 3D-turbo-gradient-echo-15 minut po podwójnej dawce dożylnego wstrzyknięcia bolusa środka kontrastowego na bazie gadolinu.</li>
	<li>Wykonuj analizy parametrów funkcjonalnych w trybie offline za pomocą zwalidowanego oprogramowania. Oceń frakcję wyrzutową lewej komory (LVEF), masę lewej komory, końcową objętość rozkurczową, końcową objętość skurczową, objętość wyrzutową, pojemność minutową serca i masę bliznowatą.</li>
</ol>
8. Koniec badania i rozmiar zawału
<ol>
	<li>Pod koniec badania postępuj zgodnie z protokołami 1-5 i 7, aby uzyskać pomiary kontrolne.</li>
	<li>Wykonaj środkowe nacięcie o długości 30-40 cm od momentu tuż poniżej wcięcia nadmostkowego do punktu tuż poniżej wyrostka mieczykowatego. Przejdź przez linea alba w dół do mostka. Rozłup mieczykowaty i ostrożnie użyj nożyczek Klinkenberga, aby oddzielić tylny mostek od osierdzia. Po użyciu nożyczek tępo kontynuuj dalszą separację. Wykonać sternotomię, np. za pomocą młotka i noża Lebscha. Krwawienie ze szpiku kostnego jest zminimalizowane przez wcieranie wosku kostnego w szpik. Otwórz klatkę piersiową za pomocą zwijacza mostka.</li>
	<li>Wejdź do 3. przestrzeni opłucnej i zlokalizuj żyłę główną dolną w śródpiersiu.</li>
	<li>Humanitarnie poddaj zwierzę eutanazji, przecinając dolną żyłę główną w głębokim znieczuleniu. Usuń krew za pomocą urządzenia ssącego. Umieść baterię 9 V na wierzchołku, aby wywołać migotanie komór.</li>
	<li>Po wycięciu serca przeciąć prawą i lewą komorę na pięć plasterków od podstawy do wierzchołka i inkubować w 1% chlorku trifenylotetrazolu rozpuszczonym w 0,9% soli fizjologicznej w temperaturze 37 °C przez 15 minut. Następnie umyj plastry w 0,9% soli fizjologicznej i sfotografuj plastry z obu stron.</li>
</ol>

<ol><li>Roger, V. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heart+disease+and+stroke+statistics-2012+update%3A+a+report+from+the+American+Heart+Association%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Heart disease and stroke statistics-2012 update: a report from the American Heart Association.</a> Circulation. 125 (1), (2012).</li>
<li>Mosterd, A., Hoes, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+epidemiology+of+heart+failure%5BTitle%5D)+AND+%22Heart%22%5BJournal%5D)">Clinical epidemiology of heart failure.</a> Heart. 93 (9), 1137-1146 (1136).</li>
<li>vander Spoel, T. I. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Human+relevance+of+pre-clinical+studies+in+stem+cell+therapy%3A+systematic+review+and+meta-analysis+of+large+animal+models+of+ischaemic+heart+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovasc.+Res%22%5BJournal%5D)">Human relevance of pre-clinical studies in stem cell therapy: systematic review and meta-analysis of large animal models of ischaemic heart disease.</a> Cardiovasc. Res. 91 (4), 649-658 (2011).</li>
<li>Crick, S., Sheppard, M., Ho, S., Gebstein, L., Anderson, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anatomy+of+the+pig+heart+%3A+comparisons+with+normal+human+cardiac+structure%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Anat%22%5BJournal%5D)">Anatomy of the pig heart : comparisons with normal human cardiac structure.</a> J. Anat. 193 (1), 105-119 (1998).</li>
<li>Stubhan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+cardiovascular+and+ECG+parameters+in+the+normal%2C+freely+moving+G%C3%B6ttingen+Minipig%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Pharmacol.+Toxicol.+Methods%22%5BJournal%5D)">Evaluation of cardiovascular and ECG parameters in the normal, freely moving Göttingen Minipig.</a> J. Pharmacol. Toxicol. Methods. 57 (3), 202-211 (2008).</li>
<li>Heusch, G., Skyschally, A., Schulz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+in-situ+pig+heart+with+regional+ischemia%2Freperfusion+-+ready+for+translation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Mol.+Cell+Cardiol%22%5BJournal%5D)">The in-situ pig heart with regional ischemia/reperfusion - ready for translation.</a> J. Mol. Cell Cardiol. 50 (6), 951-963 (2011).</li>
<li>Skyschally, A., van Caster, P., Iliodromitis, E. K., Schulz, R., Kremastinos, D. T., Heusch, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ischemic+postconditioning%3A+experimental+models+and+protocol+algorithms%5BTitle%5D)+AND+%22Basic+Res+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Ischemic postconditioning: experimental models and protocol algorithms.</a> Basic Res Cardiol. 104 (5), 469-483 (2009).</li>
<li>Iekushi, K., Seeger, F., Assmus, B., Zeiher, A. M., Dimmeler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regulation+of+cardiac+microRNAs+by+bone+marrow+mononuclear+cell+therapy+in+myocardial+infarction%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Regulation of cardiac microRNAs by bone marrow mononuclear cell therapy in myocardial infarction.</a> Circulation. 125 (14), 1765-1773 (2012).</li>
<li>Sijbesma, R. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reversible+polymers+formed+from+self-complementary+monomers+using+quadruple+hydrogen+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Reversible polymers formed from self-complementary monomers using quadruple hydrogen bonding.</a> Science. 278 (5343), 1601-1604 (1997).</li>
<li>van Slochteren, F. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advanced+measurement+techniques+of+regional+myocardial+function+to+assess+the+effects+of+cardiac+regenerative+therapy+in+different+models+of+ischaemic+cardiomyopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+Heart+J.+Cardiovasc.+Imaging%22%5BJournal%5D)">Advanced measurement techniques of regional myocardial function to assess the effects of cardiac regenerative therapy in different models of ischaemic cardiomyopathy.</a> Eur. Heart J. Cardiovasc. Imaging. 13 (10), 808-818 (2012).</li>
<li>McCall, F. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Myocardial+infarction+and+intramyocardial+injection+models+in+swine%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protoc%22%5BJournal%5D)">Myocardial infarction and intramyocardial injection models in swine.</a> Nature Protoc. 8 (7), 1479-1496 (2012).</li>
<li>Roussi, J., Andre, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Platelet+functions+and+haemostasis+parameters+in+pigs%3A+absence+of+side+effects+of+a+procedure+of+general+anaesthesia%5BTitle%5D)+AND+%22Thromb+Res%22%5BJournal%5D)">Platelet functions and haemostasis parameters in pigs: absence of side effects of a procedure of general anaesthesia.</a> Thromb Res. 81 (3), 297-305 (1996).</li>
</ol>

Prace te były wspierane przez HGG Group BV (SK), "Wijnand M. Pon Stichting" (SC, SK). Badania te stanowią część projektu P1.04 SMARTCARE Instytutu Materiałów Biomedycznych, współfinansowanego przez holenderskie Ministerstwo Gospodarki, Rolnictwa i Innowacji (SJL, JG). Wszyscy autorzy stwierdzili, że nie mają żadnych powiązań do ujawnienia.

Wewnątrzwieńcowa niedrożność balonu LAD zapewnia powtarzalny i spójny przedkliniczny model zawału serca u świń, który można wykorzystać do zbadania bezpieczeństwa i skuteczności nowych terapii sercowo-naczyniowych, które ściśle naśladują sytuację u ludzi. Jak pokazano na rycinie 5, przedstawiony model zawału niedokrwienia/reperfuzji stanowi platformę, którą można dodatkowo dostosować do badania różnych faz przebudowy MI i post-MI, podczas gdy początkowe uszkodzenie niedokrwienia/reperfuzji jest identyczne dla obu.
Powodzenie opisanego tutaj protokołu zależy od niedokrwienia mięśnia sercowego jako najbardziej krytycznej fazy protokołu. Prawidłowe ułożenie balonu dystalnie do drugiej ukośnej gałęzi LAD ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia odpowiedniej wielkości zawału przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej przeżywalności. W oparciu o ten model MI zaobserwowano ~15% śmiertelność, podczas gdy rozległe środkowe i wierzchołkowe odcinki ścian przednich, przegrodowych i dolnych zostały zawałowane, jak widać na barwieniu CMR i TTC (ryc. 2A i 2B). Czas trwania niedokrwienia można dostosować do pożądanej wielkości zawału. Chociaż w tym protokole użyliśmy świń rasy Landrace, świnie miniaturowe (tj. miniświnki z Getyngi) zwykle wymagają dłuższego czasu trwania niedokrwienia mięśnia sercowego (np. 150 minut okluzji).
Analiza wyników w przedklinicznych i klinicznych badaniach zawału mięśnia sercowego często opiera się na LVEF. Chociaż niższy LVEF jest ściśle związany ze zwiększonym ryzykiem śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych, pozostaje on zależny od parametrów hemodynamicznych, takich jak obciążenie wstępne9. Prawdopodobnie, biorąc pod uwagę, że średnio tylko 10-15% lewej komory jest zawałowa, kilka ograniczeń koncepcyjnych i praktycznych jest związanych z tym, że LVEF jest globalną miarą funkcji skurczowej lewej komory, a nie odzwierciedla lokalnej poprawy10. W związku z tym proponowane miary wyników zastosowane w tym modelu rzucają światło na różne aspekty zawału mięśnia sercowego i remodelingu po zawale mięśnia sercowego, zapewniając tym samym badaczom środki do dokładnej oceny skuteczności nowych terapii na wielu poziomach.
Aby zoptymalizować translację z modeli przedklinicznych do praktyki klinicznej, wybieramy duże świnie zamiast miniświnek. Pomiary hemodynamiczne, dawki leków i urządzenia chirurgiczne można łatwo wymieniać z praktyką kliniczną. W porównaniu ze świniami miniaturowymi, duże świnie przybierają na wadze stosunkowo dużo. Może to powodować problemy w długoterminowej obserwacji, w odniesieniu do porównywalności wyników seryjnych. Samice świń rasy Dalland Landrace ważą około 70 kg w wieku 6 miesięcy. Aby zapobiec obfitemu przyrostowi masy ciała w okresie obserwacji, zwierzęta są trzymane na ograniczonej diecie. Świnie otrzymują 750 g niskokalorycznej karmy przygotowywanej na zamówienie (zawierającej: białko 15,6%, tłuszcz 2,0%, błonnik 14,8%, popiół 8,8%, wapń 0,9%, fosfor 0,57%, magnez 0,29% i potas 0,18%) dwa razy dziennie i przybierają na wadze około 10 kg w ciągu 4 tygodni.
McCall i współpracownicy opublikowali wcześniej podobny protokół dla zawału mięśnia sercowego u świń11. Protokół ten w znacznym stopniu się pokrywa, co podkreśla preferencję dla LAD, a nie dla lewej tętnicy obwodowej (LCX) lub prawej tętnicy wieńcowej (RCA). Z naszego doświadczenia wynika, że wielkość zawału całej lewej komory przy użyciu LCX jest mniejsza, podczas gdy zawałowi RCA towarzyszy większe prawdopodobieństwo wystąpienia niepożądanych zaburzeń przewodzenia (tj. dysfunkcja węzła zatokowego, dysfunkcja węzła przedsionkowo-komorowego). Jedna różnica między tymi dwoma protokołami dotyczy stosowania zwiększonego farmakologicznego hamowania płytek krwi w tym protokole, ponieważ zaobserwowaliśmy wyższe wskaźniki braku reflow w oparciu o tworzenie skrzepliny w wyniku 90 minut hemostazy w niedrożnej tętnicy wieńcowej. Obserwacja ta jest zgodna ze znaną nadkrzepliwością obserwowaną u świń12. Chociaż McCall zaproponował użycie pojedynczej, wysokodawkowej dawki heparyny, protokół ten opiera się na stosowaniu heparyny w wielu niższych dawkach rozłożonych podczas operacji, aby zminimalizować powikłania zakrzepowe.
Podsumowując, przedstawiamy model zawału mięśnia sercowego u świń, który umożliwia naukowcom wykorzystanie skutecznego, powtarzalnego, a przede wszystkim praktycznego modelu choroby człowieka na dużych zwierzętach do badania nowych środków terapeutycznych, co stanowi niezbędny krok w kierunku pierwszego badania klinicznego z udziałem ludzi.

A correction was made to <a href="/video/51269">Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs</a>. An author's middle initial was omitted at publication.
The author's name was updated from:
Sanne Jansen of Lorkeers
to:
Sanne J. Jansen of Lorkeers

A correction was made to <a href="/video/51269">Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs</a>.
The middle initial J. has been added to author Sanne Jansen of Lorkeers.

Erratum: Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Ostry zawał mięśnia sercowego (AMI) i jego długoterminowe następstwa, takie jak przewlekła niewydolność serca (CHF), mają ogromny wpływ na rokowania i jakość życia pacjentów, nie mówiąc już o wysokich kosztach nałożonych na nasze dostępne zasoby opieki zdrowotnej1. Częstość występowania CHF w świecie zachodnim szacuje się na 1-2%, z czego ~60% przypadków jest konsekwencją AMI jako głównej przyczyny2. W samych Stanach Zjednoczonych około 5,7 miliona pacjentów cierpi na CHF, co odpowiada za około 30 miliardów dolarów rocznych kosztów opieki zdrowotnej w 2008 roku, przy przewidywanym trzykrotnym wzroście kosztów do 97 miliardów dolarów rocznie w 2030roku. Podsumowując, liczby te stanowią silny argument za opracowaniem nowych metod leczenia kardioregeneracyjnego, które, w celu szybkiego przełożenia, opierają się na powtarzalnym i wiarygodnym modelu zawału mięśnia sercowego u dużych zwierząt, który dokładnie naśladuje scenariusz u ludzi.
Świnie (Sus scrofa) są coraz częściej wykorzystywane w badaniach sercowo-naczyniowych do badań farmakologicznych i toksykologicznych3. Jedną z cech odpowiedzialnych za ten sukces jako narzędzia badań translacyjnych jest ich podobieństwo w funkcji i anatomii serca do ludzkiego serca4,5. Na przykład stosunek masy serca do masy ciała świni, wielkość serca i rozkład anatomii tętnic wieńcowych okazały się niezwykle podobne do człowieka4. Ponadto stwierdzono, że metabolizm kardiomiocytów, właściwości elektrofizjologiczne i odpowiedź na uraz niedokrwienny, taki jak AMI, wykazują wysoki poziom zgodności z sytuacją ludzką6,7. Ostatecznie, aby spełnić wyżej opisane kryteria, potrzebny jest ustandaryzowany protokół MI, który wytwarza solidny i zrównoważony wskaźnik MI do testowania badanych nowych leków (IND). Tutaj przedstawiamy taki ustandaryzowany model, który wykorzystuje 90-minutową zamknięcie balonu wieńcowego lewej tętnicy zstępującej przedniej (LAD), a następnie reperfuzję, tworząc w ten sposób powtarzalny zawał mięśnia sercowego obejmujący ściany przednio-wierzchołkowe, przegrodowe i dolnoprzegrodowe lewej komory.

<table><tbody><tr><td>0,9% sól fizjologiczna</td><td>Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>6-0 Prolene</td><td>Ethicon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Kwas acetylosalicylowy</td><td>Ratiopharm</td><td></td><td>80 mg</td></tr><tr><td>Adenozyna</td><td>Apotheek UMCU</td><td></td><td>3 mg/ml</td></tr><tr><td>System pętli fotowoltaicznej AdVantage</td><td>Transonic Science</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Amiodarone</td><td>Cordarone I.V. (Sanofi)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Amiodaron HCl (PCH)</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Amoksycylina/clavulaanzuur</td><td>Sandoz</td><td></td><td>500/50 mg</td></tr><tr><td>Atropinasiarczan</td><td>PCH</td><td></td><td>0,5 mg/ml</td></tr><tr><td>Synetura</td><td></td><td></td><td>wosku do szpiku kostnego</td></tr><tr><td>Defibrylator serca</td><td>Philips</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Clopidogrel</td><td>Apothecon B.V.</td><td></td><td>Klopidrogel 75A</td></tr><tr><td>Środek kontrastowy</td><td>Telebrix</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rurka dotchawicza</td><td>Covidien</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plaster z fentanylem</td><td>Durogesic (Janssen-Cilag)</td><td></td><td>25 &#956; g/hr</td></tr><tr><td>Cewnik Fogarty'ego</td><td>Edwards Life Sciences</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Gadolinium</td><td>Gadovist</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Guidewire</td><td>Abbott</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Heparin</td><td>Leo</td><td></td><td></td></tr><tr><td>I.V. kaniula</td><td>Abbocath (Hospira Venisystems)</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Jod Jodiumtictuur 2% (Eurovet)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ketamina</td><td>Narketan 10 V&eacute; tochinol</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Midazolam</td><td>Actavis</td><td></td><td>5 mg/ml</td></tr><tr><td>Nitrogliceryna</td><td>Pohl Boskamp</td><td></td><td>1 mg/ml</td></tr><tr><td>Bromek</td><td></td><td></td> pankuronium <td>2 mg/ml</td></tr><tr><td>Osłonka naczyniowa Seldinger 8F</td><td>Arrow</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sufentanyl&nbsp;</td><td>Sufentanyl-Hameln</td><td></td><td>50 &#956; g/ml</td></tr><tr><td>Cewnik Swanna-Ganza</td><td>Krytyka ref 680078 (Argon)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Synolux</td><td>Pfizer</td><td></td><td>250 mg</td></tr><tr><td>Cewnik tetrapolarny</td><td>Transonic Science</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thiopental</td><td>Inresa</td><td></td><td>0,5 g</td></tr><tr><td>Chlorek trifenylotetrazolu</td><td>Merck</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Venofundin</td><td>Braun</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vicryl 2-0</td><td>Ethicon</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Wulkan System ComboMap</td><td>Wulkan</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

zawał mięśnia sercowego i ocena wyników funkcjonalnych u świń

Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs

Wprowadzenie nowo odkrytych terapii sercowo-naczyniowych do pierwszych badań klinicznych na ludziach zależy od ściśle regulowanej etycznej i prawnej mapy drogowej. Jednym z ważnych warunków wstępnych jest dobre zrozumienie wszystkich aspektów bezpieczeństwa i skuteczności uzyskanych w dużym modelu zwierzęcym, które prawidłowo odzwierciedlają ludzki scenariusz zawału mięśnia sercowego (MI). Świnie są szeroko stosowane w tym zakresie, ponieważ ich wielkość serca, hemodynamika i anatomia naczyń wieńcowych są zbliżone do ludzkich. W tym miejscu przedstawiamy skuteczny protokół stosowania modelu zawału serca świni przy użyciu zamknięcia balonu wieńcowego lewej tętnicy zstępującej przedniej (LAD) w zamkniętej klatce piersiowej, a następnie reperfuzji. Podejście to opiera się na 90 minutowym niedokrwieniu mięśnia sercowego, indukującym zawał dużej lewej komory ściany przedniej, przegrody i dolnej przegrody. Ponadto przedstawiamy protokoły dla różnych pomiarów wyników, które dostarczają szerokiego zakresu informacji o sercu, takich jak skurczowa i rozkurczowa funkcja serca, hemodynamika, prędkość przepływu wieńcowego, opór mikronaczyniowy i rozmiar zawału. Protokół ten można łatwo dostosować do specyficznych wymagań badania w zakresie walidacji nowych kardioregeneracyjnych leków biologicznych na różnych etapach (tj. bezpośrednio po ostrym uszkodzeniu niedokrwiennym, w warunkach podostrych lub nawet w przewlekłym zawale mięśnia sercowego po zakończeniu tworzenia blizny). Model ten stanowi zatem użyteczne narzędzie translacyjne do badania zawału mięśnia sercowego, późniejszej niekorzystnej przebudowy oraz potencjału nowych środków kardioregeneracyjnych.

Śmiertelność i wielkość zawału
W naszym ośrodku, spośród 32 świń (samice rasy Dalland Landrace, w wieku 6 miesięcy, masa ciała ~70 kg), które poddano temu protokołowi MI, pięć osobników (15,6%) padło z powodu opornego migotania komór podczas niedokrwienia. Protokół ten powoduje powstanie obszaru zawału obejmującego około 10-15% lewej komory, zlokalizowanego w ścianach przednio-przegrodowej, przegrodowej i dolno-przegrodowej (Rysunek 2A). Jeśli wymagana jest seryjna nieinwazyjna ocena wielkości zawału, do monitorowania w czasie nieżywotnego obszaru zawału można wykorzystać późne wzmocnienie gadolinowe (LGE) w CMR (Rysunek 2B).
Funkcja i przebudowa serca
Cztery tygodnie po zawale mięśnia sercowego (MI) globalne i regionalne parametry odzwierciedlające funkcję serca powinny być obniżone w porównaniu do zdrowych wartości wyjściowych. W szczególności frakcja wyrzutowa lewej komory (LVEF) powinna spaść do około ~35-45% cztery tygodnie po MI. Oprócz globalnej funkcji skurczowej można zmierzyć kilka parametrów odzwierciedlających niekorzystne przebudowy po MI, takich jak morfologia i średnice lewej komory (LV) z wykorzystaniem CMR i echokardiografii (Rysunki 3A i 3B). Cztery tygodnie po MI można spodziewać się zwiększenia objętości końcowodniowej (EDV) jako oznaki niekorzystnej przebudowy (Rysunki 3A i 3B).
Parametry przepływu i ciśnienia w tętnicach wieńcowych
Angiogeneza i tworzenie nowych naczyń włosowatych są często uznawane za istotne cele terapeutyczne w chorobie niedokrwiennej serca8. Ocenę oporu mikronaczyniowego można przeprowadzić pośrednio na podstawie połączonego pomiaru ciśnienia wewnątrzwieńcowego i prędkości przepływu. Reprezentatywne pomiary ciśnienia i prędkości przepływu w warunkach prawidłowych oraz przy maksymalnej hiperemii przedstawiono na Rysunku 4. Cztery tygodnie po MI opór mikronaczyniowy w stanie hiperemii powinien być zwiększony w tętnicy wieńcowej związanej z zawałem (LAD) w porównaniu z sytuacją wyjściową8.
<img alt="Narzędzia chirurgiczne i procedura angioplastyki; obejmuje obrazy rentgenowskie interwencji w tętnicy wieńcowej." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig1.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1. Model MI oparty na okluzji balonowej LAD. (A) Standardowy sprzęt chirurgiczny zawierający: 1) klamry do ręczników; 2) kleszczyki typu mosquito; 3) pęsety anatomiczne; 4) okrągły pojemnik; 5) igłotrzymacze (cienki i gruby); 6) nożyczki Klinkenberga; 7) nożyczki preparacyjne (proste i zakrzywione); 9) pęsety (De-Bakey, cienka i gruba); 10) zacisk do węża; 11) klemę do anastomozy; 12) gazy; 13) ołówek elektrochirurgiczny; 14) uchwyt do skalpela; 15) ssak Dreesmana; 16) retraktor; 17) uchwyty do lamp. (B) Fluoroskopowy widok lewy przednio-skośny (LAO) LAD i LCX. (C) Po uwidocznieniu drugiej gałęzi diagonalnej, należy ustawić dwa markery radioprzepuszczalne (patrz wstawka, czarne groty strzałek) balonu tuż za D2 w kierunku dystalnym. Należy napompować balon i upewnić się za pomocą wstrzyknięcia kontrastu, że przepływ krwi w tętnicy wieńcowej został skutecznie zablokowany (patrz gwiazdka). W prawej komorze widoczny jest elektroda kardiowertera-defibrylatora (patrz biały grot strzałki). LAD oznacza lewą przednią zstępującą tętnicę; LCX oznacza lewą tętnicę okalającą; LAO oznacza widok lewy przednio-skośny; AP oznacza widok przednio-tylny; D1 oznacza pierwszą gałąź diagonalną; D2 oznacza drugą gałąź diagonalną. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig1highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększony obraz.</a>
<img alt="Rezonans magnetyczny serca przedstawiający strukturę komór serca; diagram z opisami; widoki w osi krótkiej i długiej." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig2highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig2.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 2"> 
Rycina 2. Wielkość zawału po MI. (A) 90 min okluzji balonowej LAD prowadzi do rozległego uszkodzenia mięśnia sercowego i powstania blizny (kolor biały), uwidocznionej za pomocą barwienia TTC w kontroli po 1 miesiącu. (B) Schematyczny rozkład zawału pokazuje, że obszar zawału znajduje się w segmentach przednim, przednio-przegrodowym i dolno-przegrodowym serca. (C,D) Obrazy CMR z późnym wzmocnieniem gadolinowym w osi krótkiej i długiej pokazują rozległą bliznę po zawale (biały sygnał, patrz czarne groty strzałek) zlokalizowaną w segmentach przednim, przednio-przegrodowym i dolno-przegrodowym serca. LGE-CMR oznacza rezonans magnetyczny serca z późnym wzmocnieniem gadolinowym. Pasek skali oznacza 3 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig2highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większy obraz.</a>
<img alt="Rezonans magnetyczny serca i echokardiografia obrazujące funkcję serca, analizę EDV/ESV oraz LVIDd/LVIDs." fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig3highres.jpg" width="400" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 3"> 
Rycina 3. Ocena funkcji serca w modelach niedokrwiennego zawału mięśnia sercowego (MI). (A) Reprezentatywne obrazy cine-loop CMR w końcowym rozkurczu i końcowym skurczu, wykazujące upośledzenie czynnościowe segmentów blizny po zawale. (B) Obraz M-Mode w przekroju długiej osi przymostkowej 2D w echokardiografii, wykazujący rozszerzenie LV (wzrost LVIDd) miesiąc po MI, a także upośledzenie czynnościowe (brak pogrubienia przegrody). EDV oznacza objętość końcoworozkurczową; ESV oznacza objętość końcowoskurczową; LVIDd oznacza wewnętrzną średnicę lewej komory w rozkurczu, a LVIDs oznacza wewnętrzną średnicę lewej komory w skurczu. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig3highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększony obraz.</a>
<img alt="Wykres rezerwy przepływu wieńcowego przed i po zawale; obejmuje fazy podstawową i hiperemiczną." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig4highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig4.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rycina 4"> 
Rycina 4. Parametry pochodne ciśnienia wewnątrzwieńcowego i prędkości przepływu. Rejestry ciśnienia wewnątrzwieńcowego i prędkości przepływu z użyciem Combowire przedstawiające (A) wartości referencyjne przed MI z wysoką odpowiedzią na hiperemię (czarny grot strzałki). (B) 1 miesiąc po MI, tętnica związana z zawałem (LAD) wykazuje zmniejszoną odpowiedź hiperemiczną w prędkości przepływu wieńcowego (czarne groty strzałek). W rezultacie parametry pochodne ciśnienia i prędkości przepływu (HMR) lub rezerwa prędkości przepływu (CFR) są zmniejszone w porównaniu z wartością podstawową. bAPV oznacza podstawową średnią prędkość szczytową; pAPV oznacza szczytową średnią prędkość szczytową; CFR oznacza rezerwę przepływu wieńcowego; HMR oznacza hiperemiczną oporność mikro naczyniową. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig4highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększony obraz.</a>
<img alt="Oś czasu procesu leczenia serca; schemat INF dla AMI/IVR; okluzja balonowa tętnicy wieńcowej." fo:content-width="5in" fo:src="/files/ftp_upload/51269/51269fig5highres.jpg" src="/files/ftp_upload/51269/51269fig5.jpg" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Rysunek 5"> 
Rysunek 5. Przegląd różnych schematów badań. (A) Schemat wielu możliwych projektów badań w celu walidacji badanych nowych leków (IND) w różnych stadiach MI z wykorzystaniem tego modelu MI LAD u świń. W zależności od wybranej fazy MI poddawanej badaniu, analiza funkcjonalna może zostać przeprowadzona bezpośrednio przed przydzieleniem leczenia jako wartość bazowa oraz ocena obszaru zagrożonego. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51269/51269fig5highres.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększony obraz.</a>

Ten protokół opisuje model zawału mięśnia sercowego (MI) świni za pomocą 90-minutowej zamkniętej klatki piersiowej zamknięcia balonu wieńcowego lewej tętnicy zstępującej przedniej (LAD), po której następuje reperfuzja. Ponadto przedstawiono również protokół dla kilku parametrów końcowych, takich jak czynność serca, hemodynamika, opór mikronaczyniowy i wielkość zawału.

Zawał mięśnia sercowego i ocena wyników funkcjonalnych u świń

Introduction of newly discovered cardiovascular therapeutics into first-in-man trials depends on a strictly regulated ethical and legal roadmap. One ...

Ogólnym celem następnego eksperymentu jest ocena skuteczności nowych strategii terapeutycznych w leczeniu niedokrwiennej choroby serca. W modelu świńskim, po uprzednim zamknięciu tętnicy przedniej zstępującej lewej, przeprowadza się kaniulację tętnicy szyjnej wewnętrznej w celu uzyskania dostępu tętniczego. Następnie przez aortę wprowadza się cewnik i umieszcza go w ujściu lewej głównej tętnicy wieńcowej, co umożliwia wprowadzenie mniejszego drutu prowadzącego do tętnicy przedniej zstępującej lewej (LAD).Następnie za pomocą drutu G wprowadzany jest wewnątrzwieńcowy cewnik balonowy do LAD, a balon jest nadmuchiwany na 90 minut, co blokuje całkowicie przepływ krwi. Po drugiej gałęzi przekątnej wyniki wykazują spadek funkcji skurczowej serca, następujące niekorzystne przebudowanie lewej komory oraz obecność znacznej ilości tkanki bliznowatej w miejscu zawału. Tutaj, w Zakładzie Kardiologii, łączymy różne dyscypliny, inżynierów i partnerów przemysłowych, aby tworzyć innowacyjne terapie w celu rzeczywistego usprawnienia leczenia naszych pacjentów.Powtarzalny model zawału mięśnia sercowego u dużych zwierząt umożliwia nam walidację nowych terapii badawczych, takich jak terapia macierzystymi komórkami serca, oraz testowanie ich bezpieczeństwa i skuteczności u świń, których serce jest bardzo zbliżone do ludzkiego. Pod względem wielkości i hemodynamiki opracowany przez nas model pomoże rozwiązać kluczowe problemy w dziedzinie regeneracyjnej medycyny serca. Testując nowe związki w modelu dużych zwierząt, wypełnimy lukę między badaniami podstawowymi a praktyką kliniczną.Badania translacyjne są kluczowe dla uzyskania nowej wiedzy na temat mechanizmów działania oraz wprowadzania nowych, obiecujących terapii. To krok bliżej do zastosowania klinicznego. Po podaniu leków sedatywnych i znieczuleniu, podłącz świnię do respiratora i przygotuj zwierzę zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Aby uzyskać wyjściowy obraz echokardiograficzny, umieść zwierzę w pozycji bocznej prawej.Ustaw i uzyskaj obraz w przekroju długim przyściannym (parasternalnym) w trybie 2D, a następnie wyznacz wymiary lewej komory w końcowej rozkurczowej i końcowej skurczowej fazie cyklu. W trybie M obróć głowicę echo 90 stopni zgodnie z ruchem wskazówek zegara, utrzymując jej pozycję na mostku, aby uzyskać obrazy w przekroju krótkim lewej komory na poziomie zastawki mitralnej, a następnie przechyl głowicę, aby uzyskać obrazy na poziomie mięśni papilarnych i wierzchołka. Opcjonalnie, po zdezynfekowaniu obszarów operacyjnych 2% roztworem jodyny i osłonięciu obszarów niejałowych jałowymi prześcieradłami chirurgicznymi, przesuń głowicę echo o jeden lub dwa przestrzenie międzyżebrowe w dół.Zabieg rozpocząć od wykonania 15-centymetrowego cięcia pośrodkowego szyi, prowadząc nacięcie wzdłuż i poza linią białą. Aby zminimalizować uszkodzenia mięśni, należy tępym sposobem dotrzeć do tętnicy szyjnej i żyły wewnętrznej szyjnej znajdujących się obok tchawicy. Następnie należy ostrożnie wyizolować tętnicę szyjną oraz żyłę wewnętrzną szyjną.Należy zachować ostrożność, aby nie uszkodzić nerwu błędnego. Wprowadź dwa szwy OTT z nici Vicryl wokół obu naczyń, aby uzyskać nad nimi kontrolę. Następnie wprowadź do żyły szyjnej wprowadzenie o rozmiarze 9 French.Stosując technikę Seldingera, upewnij się, że żyła została podwiązana przed zamocowaniem pochewki. Następnie wprowadź kaniulę z pochewką o rozmiarze 8 French do tętnicy szyjnej wewnętrznej. Następnie, również korzystając z techniki Seldingera, przymocuj pochewkę do tętnicy, upewniając się, że szew nie powoduje całkowitego zamknięcia światła tętnicy.Kolejnym krokiem jest wprowadzenie cewnika Swan-Ganza przez wcześniej umieszczoną osłonkę do żyły szyjnej wewnętrznej. Następnie należy podłączyć urządzenie do pomiaru rzutu serca do części cewnika Swan-Ganza kończącej się światłem proksymalnym. Teraz wstrzyknij 5 mL 0,9% soli fizjologicznej do światła proksymalnego cewnika Swan-Ganza i zmierz rzut serca.Powtórz tę czynność jeszcze dwa razy i oblicz średnią z indeksów. Następnie skalibruj system pętli ciśnienie-objętość, wykorzystując wcześniej wyznaczoną wartość rzutu serca. Pod kontrolą fluoroskopii.Wprowadź cewnik konduktancyjny 7 French przez tętnicę szyjną do lewej komory. Po zakończeniu kalibracji objętości wywołaj bezdech, wyłączając respirator, a następnie zarejestruj od 10 do 15 uderzeń w warunkach bezdechu. Następnie włącz ponownie respirator i usuń cewnik Swan-Ganza.Następnie, pod kontrolą fluoroskopii, wprowadź cewnik balonowy do żyły głównej dolnej na poziomie przepony. Po wyłączeniu respiratora ponownie napompuj balon i zarejestruj odpowiadające mu pętle ciśnienie-objętość, aby przeprowadzić redukcję obciążenia wstępnego. Po zakończeniu ponownie włącz respirator.W celu przeprowadzenia pomiarów wewnątrzwieńcowych wprowadź cewnik prowadzący o rozmiarze 8 French do ujścia lewej tętnicy wieńcowej. Podaj 200 µg nitrogliceryny dożylnie do tętnic wieńcowych, aby zapobiec skurczom naczyń wieńcowych. Następnie umieść zintegrowany drut pomiarowy do ciśnienia i przepływu w proksymalnej części lewej tętnicy wieńcowej.Następnie przesunąć drut do środkowej części LAD. W tym momencie należy rozpocząć pomiar ciśnienia i przepływu wyjściowego. Następnie wywołać hiperemię, podając 60 mikrogramów adenozyny wewnątrzkoronardowo.Następnie przemyć dwa mililitry soli fizjologicznej i rozpocząć pomiary przepływu oraz ciśnienia hiperemicznego. Odczekać do powrotu przepływu do wartości bazowych i powtórzyć pomiar dwukrotnie. Po zakończeniu pomiarów, w celu zachowania ostrożności, usunąć drut do pomiaru ciśnienia i przepływu z LAD.Przed wywołaniem zawału mięśnia sercowego, wprowadź cewnik do defibrylacji wewnątrzsercowej do prawej komory, korzystając z pochewki żylnej. Umieść elektrody dystalne w szczycie prawej komory, a elektrody proksymalne w przedsionku. Następnie podłącz cewnik do defibrylatora i ustaw energię na 50 joules.Następnie zmierz średnicę LAD dystalnie od drugiej gałęzi przekątnej lub gałęzi D2 w projekcji AP oraz LAO 30 stopni. Wybierz balon do angioplastyki o średnicy równej lub nieco większej niż średnica LAD dystalnie od miejsca odgałęzienia D2. Przez cewnik prowadzący wprowadź drut prowadzący dystalnie do LAD, a następnie przesuń cewnik balonowy po drucie G, umieszczając balon dystalnie od D2.Po podaniu 30 IE na kilogram masy ciała heparyny, napompuj balon, aż ciśnienie będzie odpowiadać prawej średnicy LAD. Następnie, za pomocą angiografii, sprawdź, czy LAD jest całkowicie zamknięte. Przykryj sterylny obszar roboczy oraz ranę na szyi sterylnymi obrusami.Odsłoń klatkę piersiową, aby umożliwić wykonanie uciśnięć klatki piersiowej lub defibrylacji przezklatkowej w razie potrzeby. Po 90 minutach wykonaj angiografię, aby upewnić się, że LAD jest nadal całkowicie zamknięty. Następnie podaj kolejną dawkę 30 IE heparyny na kilogram masy ciała i spuść powietrze z balonu.Po zweryfikowaniu reperfuzji należy usunąć spuszczony balon oraz cewnik prowadzący z pochewki tętnicy szyjnej. Należy postępować zgodnie z instrukcjami zawartymi w protokole tekstowym dotyczącymi opieki pooperacyjnej oraz obrazowania i analizy MRI. 90-minutowa okluzja balonu w LAD doprowadziła do rozległego uszkodzenia mięśnia sercowego i powstania blizny, co objawiało się białym kolorem widocznym po barwieniu TTC podczas kontroli po miesiącu.Schemat rozmieszczenia zawału pokazuje, że obszar martwicy znajduje się w przednio-międzyprzegrodowych i dolno-międzyprzegrodowych segmentach serca w tych przekrojach krótkiej i długiej osi. Na obrazach CMR z późnym wzmocnieniem gadolinowym biały sygnał wskazany czarnymi grotami strzałek obrazuje rozległą bliznę po zawale zlokalizowaną w przednio-międzyprzegrodowych i dolno-międzyprzegrodowych segmentach serca. Te obrazy z pętli cine CMR w końcowej rozkurczowej i skurczowej fazie pokazują zaburzenia czynnościowe segmentów z blizną pozawałową.Obrazy echokardiograficzne w trybie M w przekroju dwuwymiarowym w osi długiej przymostkowej wykazują rozszerzenie lewej komory miesiąc po zawale mięśnia sercowego, na co wskazuje dłuższa niebieska linia na dolnym obrazie; zaburzenie czynności wykazuje brak pogrubienia przegrody. Rejestracje ciśnienia wewnątrzwieńcowego i prędkości przepływu z użyciem przewodu combo wykazują wysoką odpowiedź na hiperemię przed zawałem mięśnia sercowego. Miesiąc po zawale mięśnia sercowego tętnica związana z zawałem wykazuje zmniejszoną odpowiedź hiperemiczną w zakresie prędkości przepływu wieńcowego. W rezultacie parametry pochodne od ciśnienia i prędkości przepływu oraz rezerwa prędkości przepływu są zmniejszone w porównaniu z wartością wyjściową.Podczas wykonywania tej procedury szczególnie ważne jest unikanie uwięzienia pęcherzyków powietrza wewnątrz cewnika i strzykawek, ponieważ mogą one zadziałać jak zator powietrzny, prowadząc do trwałej niedrożności po wstrzyknięciu do jednej z tętnic wieńcowych. W naszym doświadczeniu, jeśli chcą Państwo badać przewlekły zawał mięśnia sercowego oraz postępujące niekorzystne przebudowę, należy odczekać co najmniej cztery tygodnie po wystąpieniu zawału. Niniejszy protokół utoruje drogę badaczom do eksploracji nowych interwencji i terapii w dziedzinie niedokrwiennej choroby serca w modelu, który ściśle przypomina sytuację u ludzi.Techniki zastosowane w niniejszym protokole dostarczają kluczowych informacji na temat funkcji serca, zawartości kolagenu w obszarze zawału i blizny, przepływu wieńcowego oraz oporu naczyniowego. Zaprezentowane dzisiaj metody mogą służyć jako oddzielne elementy do opracowania własnego projektu badania; na przykład punkty końcowe funkcjonalne, badania histologiczne lub opór naczyniowy mogą być wykorzystane jako niezależne punkty końcowe w badaniu. Co więcej, poprzez odpowiedni dobór czasu podania terapii, można zastosować te metody w warunkach ostrego zawału mięśnia sercowego.Na przykład badanie uszkodzenia reperfuzyjnego lub analiza długotrwale przebiegającej infekcji. Przewlekły model zawału mięśnia sercowego w zastosowaniu terapii komórkami macierzystymi.

myocardial-infarction-and-functional-outcome-assessment-in-pigs

Research

JoVE Journal

Medicine

Medycyna

Rzetelna i dokładna ocena wyników jest kluczem do przełożenia terapii przedklinicznych na leczenie kliniczne. W niniejszej pracy opisano, w jaki sposób można ocenić trzy klinicznie istotne pierwszorzędowe parametry końcowe dotyczące wydolności i uszkodzenia serca w modelu ostrego zawału mięśnia sercowego u świni.

Pierwszorzędowa ocena wyniku w świńskim modelu ostrego zawału mięśnia sercowego

Pośmiertna ocena zawału mięśnia sercowego (MI) u gryzoni opiera się na ilościowym określeniu zawału na barwionych odcinkach serca. Opisujemy dokładną metodę ilościowego określania wielkości zawału przy użyciu systematycznego pobierania próbek pobranych serc szczurów od podstawy do wierzchołka oraz analiz obrazowych skrawków histologicznych barwionych trichromem.

Histologiczna ocena ilościowa przewlekłego zawału mięśnia sercowego u szczurów

Tutaj demonstrujemy protokół standaryzacji procedur pobierania próbek z ustalonego modelu ostrego zawału mięśnia sercowego u świń, aby zwiększyć jego wartość translacyjną w zrozumieniu patofizjologii niedokrwienia mięśnia sercowego/uszkodzenia reperfuzyjnego i przetestować nowych kandydatów na leki.

Udoskonalenie modelu zawału mięśnia sercowego u świń w zamkniętej klatce piersiowej poprzez standaryzację procedur pobierania próbek tkanek i krwi

Staraliśmy się stworzyć świński model niewydolności serca wywołanej zablokowaniem lewej tętnicy obwodowej i szybką stymulacją, aby przetestować efekt i bezpieczeństwo domięśniowego podawania komórek macierzystych w terapiach komórkowych.

Opracowanie świńskiego modelu niewydolności serca po zawale mięśnia sercowego do leczenia komórkami macierzystymi

Ogólnym celem obecnego badania jest przedstawienie technik indukcji zawału mięśnia sercowego (MI) i niewydolności serca po zawale mięśnia sercowego (post-MI HF) u dorosłych miniświnek z Getyngi z zamkniętą klatką piersiową oraz charakterystyka modelu post-MI HF u miniświnek z Getyngi w porównaniu do świń rasy Landrace.

Niewydolność serca po zawale mięśnia sercowego w modelu niedrożności/reperfuzji wieńcowej z zamkniętą klatką piersiową u świń miniaturowych i landrace

Modele zwierzęce zawału mięśnia sercowego (MI), które naśladują naturalny proces choroby u ludzi, są kluczowe dla zrozumienia mechanizmów patofizjologicznych i testowania bezpieczeństwa i skuteczności nowych terapii. W tym miejscu opisujemy model trzody chlewnej MI utworzony przez zastosowanie przezskórnej cewki embolizującej.

Zawał mięśnia sercowego przez przezskórne wprowadzenie cewki embolizacyjnej w modelu trzody chlewnej

Echokardiografia przezklatkowa jest testem diagnostycznym pierwszego rzutu dla dysfunkcji lewej komory po resuscytacji i zmian strukturalnych w świńskim modelu zatrzymania krążenia.

Echokardiografia przezklatkowa w celu oceny dysfunkcji lewej komory po resuscytacji po ostrym zawale mięśnia sercowego i zatrzymaniu krążenia u świń

Szczurzy model ostrego zawału mięśnia sercowego (AMI) jest przydatny do badania skutków zawału dla patofizjologicznych i fizjologicznych funkcji serca.

Ostry zawał mięśnia sercowego u szczurów

Zebrafish stanowią cenny model do badania mechanizmów regeneracji serca u kręgowców. W niniejszym protokole przedstawiamy metodę indukcji zawału serca u dorosłych osobników tego gatunku z wykorzystaniem kriourazu. Metoda ta prowadzi do masowej śmierci komórek w obrębie 20% ściany komory, co przypomina zmiany obserwowane w zawałach u ssaków.

Indukcja zawału mięśnia sercowego u dorosłych rybek danio-osterskich z wykorzystaniem kriourazu

Opisujemy, jak wykonać rezonans magnetyczny i obrazowanie PET serca myszy. Protokół jest dostosowany do oceny skuteczności leczenia w modelach zawału mięśnia sercowego i niewydolności serca.

MRI i PET w mysich modelach zawału mięśnia sercowego

Poznaj model zawału mięśnia sercowego u świń z okluzją balonową LAD przez 90 minut i oceną funkcji serca. Ta metoda pozwala testować nowe terapie w badaniach translacyjnych kardiologii.

Zawał mięśnia sercowego i ocena wyników funkcjonalnych u świń

Przeglądaj więcej filmów