October 14th, 2016
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.
Ogólnym celem tej metodologii jest uzyskanie wiarygodnych i powtarzalnych pomiarów wyników do oceny nowych terapii w świńskim modelu ostrego zawału mięśnia sercowego. Metoda ta może pomóc odpowiedzieć na kluczowe pytania w dziedzinie układu sercowo-naczyniowego, takie jak wpływ interwencji terapeutycznych na schemat uszkodzenia zespolenia, a także do modelowania ostrego zawału mięśnia sercowego. Główną zaletą tych technik jest to, że pozwalają one na dokładną i klinicznie istotną ocenę niedokrwienia, uszkodzenia reperfuzyjnego i przebudowy serca.
Dzięki tej metodzie może zapewnić wgląd w uszkodzenie reperfuzyjne niedokrwienia mięśnia sercowego. Może być również stosowany w innych badaniach obejmujących ocenę czynności serca. Obecny protokół pozwala na uzyskanie pierwszorzędowych pomiarów końcowych przed lub po ostrym zawale mięśnia sercowego.
Zawał wykonywany jest za pomocą 75-minutowej transluminalnej okluzji balonowej lewej przedniej tętnicy zstępującej, co zostało szczegółowo opisane na cytowanym filmie. Ten film pokazuje, jak wykonać trójwymiarową echokardiografię przezprzełykową oraz ciśnienie pomiarów pętli objętościowej dla podstawowych, krótkoterminowych i długoterminowych pomiarów kontrolnych. Film pokazuje również, jak zmierzyć rozmiar zawału i obszar ryzyka zabarwienia po zakończeniu.
Przygotuj świnię ze znieczuleniem zgodnie z opisem w protokole tekstowym i podłącz zwierzę do aparatu echokardiograficznego za pomocą przewodów EKG. Teraz przygotuj sondę echa. Nałóż trochę żelu ultradźwiękowego na końcówkę i odblokuj go, aby był elastyczny.
Dostosuj kąt obrazowania do 90 stopni za pomocą ręcznego elementu sterującego. Gdy świnia znajduje się w prawej pozycji bocznej, otwórz usta i ostrożnie włóż sondę do przełyku. Uważaj, aby nie wywierać zbyt dużego nacisku i unikać normalnego anatomicznego worka gardłowego, który przypomina uchyłek Zenkera.
Następnie włóż sondę na 50 do 60 centymetrów, zmierz od czubka pyska i powoli obróć i zegnij głowę do lewej pozycji przednio-bocznej, aby uwidocznić serce. Upewnij się, że wszystkie ściany serca są wyraźnie widoczne. W razie potrzeby zablokuj końcówkę sondy echa, aby ustabilizować akwizycję obrazu.
Na wyświetlaczu przełącz opcję 3D Full Volume (Pełna objętość) 3D, aby uzyskać prostopadłe obrazy lewej komory. Następnie zmaksymalizuj szerokość pozyskiwanego sektora, wybierając opcję FV Opt Volume. Teraz wstrzymaj wentylację i naciśnij Acquire, aby uzyskać pełne pomiary objętości.
Po uzyskaniu pełnego pomiaru należy włączyć wentylację mechaniczną. Po akwizycji echa odblokuj sondę i powoli wyjmij ją ze zwierzęcia. Następnie monitoruj świnię, aż wyzdrowieje po operacji.
W przygotowaniu namocz końcówki czujnikowe cewnika w 0,9% soli fizjologicznej przez co najmniej 20 minut. Po przygotowaniu świni do zabiegu należy podać 100 jednostek międzynarodowych heparyny na kilogram i umieścić osłonkę wprowadzającą 8F w tętnicy szyjnej, a osłonkę 9F w tętnicy szyjnej. Następnie włóż cewnik Swan Ganz przez osłonę 9F, napompuj balon na końcu cewnika i zaklinuj go w małej tętnicy płucnej.
Po odpowiednim umieszczeniu w obwodowej części płuca, opróżnij balon i podłącz cewnik Swan Ganz do zewnętrznego urządzenia do rzutu serca. Po nawiązaniu połączenia view menu rzutu serca na zewnętrznym urządzeniu do pomiaru rzutu serca. Wprowadź wagę zwierzęcia do systemu i oblicz długość, aby BMI wynosiło 22,5.
Kontynuuj, ładując 20-mililitrową strzykawkę z 0,9% soli fizjologicznej o temperaturze pokojowej i podłączając ją do portu iniekcyjnego podłączonego do lampy o najbardziej proksymalnym odchyleniu. Wyłącz wentylację i poczekaj na pięć uderzeń serca. Najpierw naciśnij Ręcznie, a następnie naciśnij Start na urządzeniu wyjściowym.
Następnie szybko wlej pięć mililitrów soli fizjologicznej, aby zmierzyć rzut serca. W ciągu 15 sekund zostaną pokazane pomiary urządzenia. Następnie włącz wentylację.
Powtórz tę procedurę trzy razy i oblicz średnią objętość wyrzutową. Pomiędzy infuzjami odczekaj minutę lub dwie, aby dwutlenek węgla na końcu pływu powrócił do wcześniej istniejących wartości. Teraz wyjmij cewnik Swan Ganz i wprowadź cewnik Fogarty'ego 8F przez osłonkę 9F w żyle szyjnej i umieść go w żyle głównej dolnej.
Podczas gdy końcówka pozostaje w 0,9% soli fizjologicznej, skalibruj sygnał ciśnienia cewnika pętli PV jak najbliżej 0, używając przycisków kursu i drobnych. Następnie wprowadź zmierzoną objętość wyrzutową do systemu. Kolejnym krokiem jest przesunięcie cewnika pętli PV przez osłonkę 8F w tętnicy szyjnej i, podczas korzystania z fluoroskopii, przesunięcie i wyśrodkowanie końcówki do lewej komory.
Teraz wykreśl surowy sygnał przewodności w stosunku do sygnału ciśnienia, który powinien utworzyć prostokątną pętlę. Korzystając z tego wykresu, wybierz największy, odpowiednio umieszczony segment. Następnie wstrzymaj wentylację mechaniczną i naciśnij enter na module pętli objętości ciśnienia, aby wykonać skanowanie linii bazowej w celu przekształcenia przewodności na objętość.
Gdy moduł pokaże tętno, przewodnictwo skurczowe i rozkurczowe, ponownie włącz oddychanie. Przed kontynuowaniem zmierzone tętno musi być równe EKG, czyli tętno zależne od ciśnienia. Nie może być żadnej arytmii, a przewodnictwo skurczowe i rozkurczowe musi być odpowiednio wyczuwane.
Jeśli dane bazowe zostaną uznane za odpowiednie, zaakceptuj je, naciskając enter i zapisz tętno oraz przewodnictwo skurczowe i rozkurczowe pokazane na module pętli fotowoltaicznej. Następnie wykreśl sygnał głośności w stosunku do sygnału ciśnienia. Pętle muszą być nadal prostokątne.
Teraz wstrzymaj wentylację i uzyskaj objętość ciśnienia wyjściowego, rejestrując od 10 do 12 kolejnych uderzeń serca. Następnie ponownie włącz wentylację i pozwól, aby poziom dwutlenku węgla na końcu pływu powrócił do wcześniej obowiązujących wartości. Następnie, pod kontrolą fluoroskopową, napompuj cewnik Fogarty'ego, aby zmniejszyć obciążenie wstępne.
Następnie nagraj od 10 do 12 kolejnych uderzeń bez wentylacji, jak poprzednio. Skurczowe ciśnienie krwi musi utrzymywać się powyżej 60 milimetrów słupa rtęci i żadna arytmia nie może zakłócać pomiarów. Po uzyskaniu danych opróżnij cewnik Fogarty'ego, włącz wentylację i poczekaj, aż dwutlenek węgla na końcu oddechu powróci do istniejącego poziomu.
Teraz wyjmij cewniki Fogarty i pętli PV, kontynuując rejestrowanie ciśnienia tętniczego, aby skorygować dryft ciśnienia. Na koniec monitoruj zwierzę, aż wyzdrowieje, zanim zwrócisz je innym zwierzętom. Po przygotowaniu zwierzęcia do operacji uzyskaj dostęp do obu tętnic szyjnych, przeprowadzając chirurgiczną eksplorację szyi.
Następnie włóż osłonkę wprowadzającą 7F i 8F do odpowiedniej tętnicy szyjnej. Teraz podawaj heparynę w ilości 100 jednostek na kilogram. Aby wykonać sternotomię, należy wykonać średnie nacięcie o długości od 30 do 40 centymetrów od momentu tuż poniżej wcięcia nadmostkowego do punktu tuż poniżej wyrostka mieczykowatego.
Następnie przejdź przez linea alba w dół do mostka. Użyj diatermii, aby ostrożnie rozłupać mieczyk mieczykowaty i użyj nożyczek Klinkenberga, aby oddzielić tylny mostek od osierdzia. Kontynuuj separację tępo, poruszając się czaszkowo.
Upewnij się, że końcówki nożyczek są skierowane do góry w kierunku mostka, aby uniknąć uszkodzenia serca. Wykonaj sternotomię za pomocą młotka i noża Lebsche. Krwawienie ze szpiku kostnego można zminimalizować, wcierając wosk ze szpiku kostnego w szpik.
Otwórz klatkę piersiową za pomocą retraktora. Teraz otwórz osierdzie za pomocą nożyczek chirurgicznych. Podłącz standardowe cewniki Y do cewników prowadzących.
Następnie podłącz kran trójdrożny z przedłużeniem 10 centymetrów do obu złączy Y. Następnie umieść jeden z cewników prowadzących w ujściu lewej głównej tętnicy wieńcowej przez jedną z osłonek. Następnie, za pomocą prowadnika wprowadzonego do lewej tętnicy zstępującej przedniej, przeprowadź cewnik dylatacyjny naczyń wieńcowych przez lewy cewnik głównej tętnicy wieńcowej i umieść balon w miejscu, w którym wykonano okluzję wieńcową podczas indukcji zawału mięśnia sercowego.
Nie pompuj jeszcze. Kontynuuj, umieszczając drugi cewnik prowadzący w ujściu prawej tętnicy wieńcowej za pomocą drugiej osłonki. Teraz wykonaj koronarografię.
Podaj środek kontrastowy pod fluoroskopią. Najpierw potwierdź prawidłowe ułożenie cewnika prowadzącego w lewej głównej tętnicy wieńcowej z widokiem przednio-tylnym. Następnie uwidocznij prawą tętnicę wieńcową.
Wlew kontrastu może napędzać balon głębiej do tętnicy wieńcowej. W razie potrzeby zmień jego położenie. Następnie podłącz strzykawki ze świeżo przygotowanym barwnikiem 2% Evans Blue do kranów trójdrożnych.
Następnie, za pomocą koronarografii, napompuj balon i upewnij się, że całkowicie zamyka część tętnicy wieńcowej. Okluzja jest krytyczna. Gdy balon jest napompowany, wstrzyknij barwnik przez oba cewniki prowadzące z prędkością 5 mililitrów na sekundę.
Serce nie powinno zmienić koloru na niebieski, z wyjątkiem części lewej komory, która jest pozbawiona przepływu krwi. Jeśli serce nie przechodzi samoistnie w migotanie komór, przyłóż dziewięciowoltową baterię do niezawałowej części serca pięć uderzeń po infuzji barwnika. Następnie naciąć żyłę kablową, aby uwolnić ciśnienie i użyj ssania, aby odprowadzić krew.
Teraz opróżnij balon. Cofnij go wraz z obydwoma cewnikami prowadzącymi. Następnie wypłucz serce, preparując otaczające błony i wykonując poprzeczne nacięcie przez duże naczynia.
Upewnij się, że zmyć całą krew i barwnik 0,9% solą fizjologiczną, zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz. Następnie ostrożnie wypreparuj lewą komorę. Następnie wykonaj pięć równych odcinków o grubości 10 milimetrów od wierzchołka do podstawy, w płaszczyźnie równoległej do rowka komory przedsionkowej.
Sfotografuj obie strony wszystkich pięciu plasterków w warunkach oświetlenia otoczenia, używając linijki na obrazie do kalibracji. Następnie zabejcuj plastry w TTC i sfotografuj je ponownie. Echokardiografia przezprzełykowa 3D została wykorzystana do oceny ogólnej funkcji serca.
Tydzień po ostrym zawale mięśnia sercowego ogólna czynność serca pogorszyła się w porównaniu ze zdrowymi wartościami wyjściowymi, opartymi na wynikach uzyskanych od 10 zwierząt. Było to spowodowane zmniejszonym skurczem ściany przednio-przegrodowej. Wykorzystano również pętle objętości ciśnienia, zarówno do oceny ogólnej funkcji serca, jak i do obliczenia wewnętrznych właściwości mięśni sercowych.
Pomiary wyników tego pierwszego były łatwe do obliczenia i obejmują EDV w prawym dolnym rogu i ESV w lewym górnym rogu. Wartości te dostarczają ważnych informacji na temat geometrii lewej komory. Na podstawie tych pomiarów obliczono frakcję odrzucenia lewej komory, ważną miarę funkcji pompy lewokomorowej, wraz z kilkoma innymi parametrami.
W przypadku wewnętrznej wydolności serca uzyskano różne pomiary z pętli PV, takie jak zależność objętości ciśnienia skurczowego końcowego i rozkurczowego. Po zawale mięśnia sercowego nachylenie zależności między końcowym skurczowym ciśnieniem objętościowym może się zmniejszyć, co wskazuje na zmniejszoną kurczliwość. Ostatecznie wykorzystano barwniki do identyfikacji odległego mięśnia sercowego z obszaru zagrożonego oraz mięśnia sercowego z zawałem.
Około 22% lewej komory stanowiło obszar zagrożony, z czego większość była zawałowa. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak wykonać echokardiografię przezprzełykową 3D, akwizycję danych pętli objętości ciśnienia i rozmiar zawału do obszaru zagrożonego barwieniem. Po opanowaniu echokardiografii przezprzełykowej można wykonać w ciągu 20 minut.
Akwizycja danych pętli objętości ciśnienia w 30 minut. A rozmiar zawału i obszar zagrożony barwieniem w ciągu 60 minut. Podczas prób pętli PV i obszaru wielkości zawału zagrożonego barwieniem, należy pamiętać, aby zachować ostrożność, aby nie wywołać arytmii.
Techniki pokazane w tym filmie mogą pomóc naukowcom zajmującym się chorobami sercowo-naczyniowymi w badaniu niedokrwienia i uszkodzenia reperfuzyjnego w dużych modelach zwierzęcych.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Ten artykuł przedstawia metodologię oceny wydajności serca i uszkodzeń serca w modelu świń ostrego zawału mięśnia sercowego. Podejście ma na celu zapewnienie wiarygodnych i możliwych do powtórzenia pomiarów wyników dla oceny nowych terapii w badaniach nad układem krążenia.
Robust outcome assessment in preclinical models is critical for de-risking cardiovascular therapeutic candidates before clinical investment. This methodology provides standardized, clinically translatable measurements of infarct size, cardiac function, and myocardial performance in a porcine AMI model. By enabling quantitative comparison of therapeutic effects on ischemia-reperfusion injury and remodeling, it supports predictive confidence in target validation and lead optimization decisions.
The method integrates into the cardiovascular discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical efficacy testing, providing primary outcome measures that inform go/no-go decisions at each stage.