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

Ogólnym celem niniejszego badania jest przedstawienie technik indukcji zawału mięśnia sercowego i niewydolności serca wywołanej zawałem mięśnia sercowego u dorosłych świnek miniaturowych z zamkniętą klatką piersiową. Naszym celem jest również scharakteryzowanie modelu niewydolności serca wywołanej zawałem mięśnia sercowego u świń miniaturowych i świń rasy Landrace. W pierwszej kolejności w celu oceny funkcji i morfologii mięśnia sercowego na początku badania, wyjściową rezonans magnetyczny serca wykonuje się na dzień przed indukcją zawału mięśnia sercowego.

Następnie zawał mięśnia sercowego jest indukowany przez śródświetlne zamknięcie lewej przedniej zstępującej tętnicy wieńcowej. Po opróżnieniu balonu indukowana jest reperfuzja mięśnia sercowego, a międzywieńcowa terapia lekami, w tym przypadku thecal, jest podawana za pomocą mikrocewnika. W wyniku zawału mięśnia sercowego u świń rozwinie się niewydolność serca.

Przewlekłe morfofunkcjonalne następstwa ostrego zawału mięśnia sercowego ocenia się za pomocą rezonansu magnetycznego serca po trzech i sześciu miesiącach u świń miniaturowych w Getyndze oraz po dwóch miesiącach u świń rasy Landrace. Świnie rasy Landrace są poddawane uśmierceniu po dwóch miesiącach, a świnki miniaturowe z Getyngi po ośmiu miesiącach reperfuzji. Wyniki kliniczne niewydolności serca wywołanej po zawale mięśnia sercowego można jeszcze bardziej poprawić dzięki opracowaniu nowych terapii kardioprotekcyjnych.

Takie terapie kardioprotekcyjne skuteczne w przedklinicznych modelach zwierzęcych nie sprawdziły się do tej pory w translacji klinicznej z kilku powodów. Była grupa węgierska, wraz z partnerami akademickimi i innymi, świadczy szeroki zakres innowacyjnych usług w zakresie badań przedklinicznych i rozwoju, koncentrując się między innymi na nowatorskich lekach i wyrobach medycznych stosowanych w chorobach sercowo-naczyniowych, na przykład zawale mięśnia sercowego i niewydolności serca. Ponadto opracowujemy we własnym zakresie kilka technologii kardioprotekcyjnych.

Tak więc niepowodzenie w rozwoju klinicznym terapii kardioprotekcyjnych można przynajmniej częściowo przypisać niskiej wartości translacyjnej modeli zawału mięśnia sercowego u małych zwierząt. Duże modele zwierzęce o dobrej wartości translacyjnej są niezbędne do pomyślnego rozwoju terapii kardioprotekcyjnych. W przeciwieństwie do badań klinicznych terapii kardioprotekcyjnych u gryzoni i świń rasy Landrace, które mają największą wartość jako duży model zwierzęcy, wynik czynnościowy serca można ocenić tylko do jednego do dwóch miesięcy u tych zwierząt.

Wykorzystanie innych świnek miniaturowych pozwala nam na realizację dłuższych, pełniejszych okresów do kilku miesięcy, które lepiej odzwierciedlają sytuację kliniczną. Po znieczuleniu i pomiarze masy ciała wykonuje się rezonans magnetyczny serca w celu oceny wyjściowej morfologii serca, takiej jak wymiary komory i ściany oraz funkcji serca, takiej jak frakcja wyrzutowa i pojemność minutowa serca. Wywołać znieczulenie zwierząt chlorowodorkiem ketaminy ksylazyną w postaci wstrzyknięcia domięśniowego w okolicę szyi.

Użyj kaniuli E-vein do wymiany żywności i podawania leków w celu zapobiegania lub leczenia arytmii komorowych. Po przygotowaniu sali operacyjnej połóż zwierzę na stole operacyjnym. Zamocuj kończyny i zastosuj kliny, aby unieruchomić zwierzę w pozycji leżącej.

Zdezynfekuj miejsce operowane jodem powidonu. Miejsce operacji w tym przypadku znajduje się wokół fałdu skórnego między mięśniem gracilis a sartorius. Usuń włosy w miejscu operacji za pomocą brzytwy.

Umieść powierzchniowe elektrody EKG w trójkącie Einthovena. Ustaw aparat anestezjologiczny i rozpocznij wentylację nadciśnieniową. Odizoluj zdezynfekowane pole operacyjne za pomocą obłożenia chirurgicznego.

Podejdź do okolicy udowej i wykonaj podłużne nacięcie skóry między mięśniami gracilis i sartorius. Wypreparuj tkankę podskórną i powięź. Odizoluj tętnicę udową.

Umieść dwa szwy chirurgiczne poniżej tętnicy udowej, aby zatamować krwotok. Nakłuć tętnicę udową. Kankaniuj tętnicę udową za pomocą techniki Seldingera.

Przymocuj osłonę do skóry. Użyj tętnicy do pobrania krwi w celu dalszej analizy biochemicznej. Podawać 5 000 j.m. heparyny przez pochewkę kości udowej, aby zapewnić odpowiednią antykoagulację i zapobiec zakrzepicy podczas interwencji chirurgicznej.

Przymocuj czujnik ciśnienia do naczynia udowego, aby monitorować ciśnienie krwi tętniczej przez cały czas trwania zabiegu chirurgicznego. W celu kalibracji ciśnienia należy umieścić system rejestracji ciśnienia na poziomie serca każdego zwierzęcia. Po usunięciu pęcherzyków powietrza kalibracja ciśnienia zerowego jest wykonywana, gdy zawór trójdrogowy jest otwarty w kierunku swobodnego powietrza.

Po naprawieniu zwierzęcia zawał mięśnia sercowego jest indukowany przez śródświetlne zamknięcie lewej przedniej zstępującej tętnicy wieńcowej Przez osłonkę kości udowej wprowadzić i przesunąć drut prowadnikowy do łuku aorty i wprowadzić cewnik prowadzący nad drutem prowadzącym. Po ustawieniu fluoroskopu w pozycji przednio-tylnej upewnij się, że w cewniku nie ma skrzepliny ani pęcherzyków powietrza, przy aspiracji co najmniej pięciu mililitrów krwi, objętości cewnika, strzykawki podłączonej do cewnika. Podłączyć drugą część cewnika do strzykawki wypełnionej radiokontrastowym środkiem kontrastowym.

Należy uważać, aby strzykawka była trzymana w pozycji uniesionej, aby zapobiec przedostawaniu się pęcherzyków powietrza do tętnicy wieńcowej. Wykonać wyjściową angiografię poprzez selektywne wypełnienie prawej i lewej tętnicy wieńcowej środkiem kontrastowym. Wykonaj ocenę BARI po podstawowej angiografii, która ostatecznie pozwala oszacować procent zagrożonych mięśni sercowych.

Przełóż przezskórny przewód prowadzący transluminalnej angioplastyki wieńcowej przez cewnik prowadzący. Ustaw go dystalnie do planowanego miejsca okluzji. Sprawdź położenie przewodu doprowadzającego PTCA za pomocą angiografii.

Określ przez wizualną ocenę optymalny rozmiar balonu na podstawie średnicy tętnicy wieńcowej. Umieść cewnik balonowy na przewodzie prowadzącym PTCA i przesuń go do zaplanowanej pozycji. Sprawdź położenie cewnika balonowego za pomocą angiografii.

Napompuj balon i potwierdź całkowitą okluzję, wizualizując zatrzymanie przepływu kontrastu. Przyklej narzędzia do serwety chirurgicznej, aby uniknąć przemieszczenia balonu wewnątrzwieńcowego. Zapisz i udokumentuj znak EKG okluzji przez uniesienie odcinka ST.

Przykryj zwierzę urządzeniem grzewczym, aby utrzymać temperaturę rdzenia. W przypadku arytmii komorowych należy postępować zgodnie z protokołem opisanym w tekście. Sprawdzaj ciśnienie w balonie co 30 minut podczas dwóch godzin niedrożności naczyń wieńcowych.

Jeśli ciśnienie w balonie spadnie o więcej niż 0,5 bara, należy je przywrócić do wartości początkowych. Wykonaj angiografię kontrolną tuż przed końcem niedrożności naczyń wieńcowych, aby zweryfikować utrzymane umiejscowienie balonu i brak przepływu dystalnie do miejsca okluzji. Podawać dowieńcowo 2 500 j.m. heparyny i jeden gram siarczanu magnezu w postaci powolnego bolusa, aby zapobiec zakrzepicy i arytmii.

Rozpocznij reperfuzję za pomocą deflacji balonowej. Usuń opróżniony balon. Potwierdź powodzenie całkowitej reperfuzji za pomocą koronarografii, aby zademonstrować przepływ krwi w dystalnej części naczynia wieńcowego.

Przygotuj się do dowieńcowego podania leku po rozpoczęciu reperfuzji mięśnia sercowego. Aby zapobiec embolizacji tętnicy wieńcowej, napełnij terapeutyczny mikrocewnik perfuzyjny solą fizjologiczną. Umieść mikrocewnik na przewodzie prowadzącym PTCA.

Przesunąć się i potwierdzić położenie mikrocewnika. Końcówka mikrocewnika powinna być umieszczona na poziomie okluzji. Usuń przewód doprowadzający PTCA.

Połącz mikrocewnik z pompą perfuzyjną. Rozpocząć podawanie międzywieńcowe. Po podaniu leku należy usunąć mikrocewnik i wykonać angiografię kontrolną, aby wykluczyć, że interwencja doprowadziła do zatorowości powietrznej lub rozwarstwienia naczyń wieńcowych.

Usuń osłonkę tętnicy i przywiąż tętnicę udową proksymalnie do miejsca nakłucia. Zamknij ranę za pomocą szwów ciągłych. Nałożyć powłokę antyseptyczną.

Zakończyć znieczulenie poprzez odstawienie izofluranu. Przewlekłe morfofunkcjonalne konsekwencje ostrego zawału mięśnia sercowego ocenia się za pomocą rezonansu magnetycznego serca po trzech i sześciu miesiącach u świń miniaturowych z Getyngi i po dwóch miesiącach u świń rasy Landrace. Śmiertelność nie różniła się istotnie między obiema rasami.

Rozmiary blizn sercowych i wyniki BARI były porównywalne między obiema rasami. Masy rozkurczowe końca lewej komory na początku badania i w okresie obserwacji różnią się u obu ras. Masa LVED u świnek miniaturowych w Getyndze wzrosła tylko umiarkowanie po sześciu miesiącach.

Natomiast u świń rasy Landrace masa LVED wzrosła o prawie 100% po dwóch miesiącach. Zawał mięśnia sercowego spowodował znaczne zmniejszenie frakcji wyrzutowej u świnek miniaturowych po trzech i sześciu miesiącach. Jednak u świń rasy Landrace frakcja wyrzutowa nie zmieniła się po dwóch miesiącach.

Różnice między obiema rasami pod względem frakcji wyrzutowej można przypisać intensywnemu tempu wzrostu serca u świń Landrace, a tym samym zmienionej przebudowie serca. Zwiększonej masie serca towarzyszył prawie 100% wzrost masy ciała u świń Landrace po dwóch miesiącach. Natomiast u świnek miniaturowych w Getyndze przyrost masy ciała wynosił tylko 8% po trzech miesiącach i 30% po sześciu miesiącach.

W celu dokładniejszego zbadania objawów niewydolności serca wykonano pomiary objętości lewego przedsionka indeksowane do powierzchni ciała. LAVi wzrósł o 34% u świń miniaturowych z Getyngi po sześciu miesiącach, ale nie zmienił się znacząco u świń rasy Landrace po dwóch miesiącach. Obecność lub brak obrzęku płuc oceniano za pomocą rezonansu magnetycznego serca na obrazach lokalizatora.

Obrzęk płuc zaobserwowano u obu ras w wyniku dekompensacji serca. U świnek miniaturowych w Getyndze indeks sercowy nie wykazał istotnych zmian w mierzonych punktach czasowych. Natomiast u świń rasy Landrace indeks sercowy wzrósł prawie znacząco.

Zawał mięśnia sercowego wpłynął nie tylko na pracę lewej komory, ale także na istotny wzrost frakcji wyrzutowej prawej komory w obu szczepach. Wykazaliśmy, że idealny model świnki miniaturowej z Getyngi naśladuje funkcjonalne i morfologiczne parametry niewydolności serca po zawale mięśnia sercowego porównywalne z ludzkimi. Jest to wykonalny, możliwy do wytworzenia i translacyjny model do oceny skuteczności leczenia zarówno ostrego, jak i przewlekłego zawału mięśnia sercowego oraz ich konsekwencji.

Pokazaliśmy również sposób miejscowego dostarczania leków do naczyń wieńcowych za pomocą mikrocewników. Kompleksowa charakterystyka modeli zawału z zamkniętą klatką piersiową u Landrace i minipigów będzie przydatna przy wyborze najbardziej odpowiednich dużych modeli zwierzęcych do opracowania nowych terapii pozawałowej niewydolności serca.