Name: Testando a eficácia de agentes farmacológicos em um Delivery Model Pericárdica alvo na Suína (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-07-07T09:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 5 s
Description: Aprenda a avaliar agentes farmacológicos em modelo suíno de entrega pericárdica para reduzir a carga de fibrilação atrial e proteção isquêmica. Este método auxilia pesquisadores em cirurgia cardíaca.

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Gostaríamos de agradecer muito à equipe e aos alunos do Visible Heart Laboratory que ajudaram neste projeto: Nate Menninga, Lars Mattison e Megan Schmidt.

Este protocolo foi aprovado pela Universidade de Minnesota Institutional Animal Care e do Comitê Use. <img alt="figura 1" src="/files/ftp_upload/52600/52600fig1.jpg" /> Figura 1. Diagrama de Estudo Paradigm <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52600/52600fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> 1. Preparação cirúrgica do Swine <ol><li> Administrar 5-7mg / kg de tiletamina / zilazipam aos porcos (70-80 kg) por meio de injecção intramuscular. Colocar um cateter na veia da orelha e administrar 5-7 mg / kg metoexital através do acesso intravenoso. Entubar o animal com tubo endotraqueal e ventilar. </li><li> Deliver isoflurano&gt; 1,2% MAC em uma mistura de ar e oxigénio casa de manter um plano cirúrgico de anestesia. Certifique-se de que o animal está em um plano profundo de Anesthesia antes de quaisquer manipulações, verificando a ausência de tom de mandíbula e manter a anestesia acima da concentração mínima alveolar para suínos. verificação da profundidade anestésica inicial é conduzida por assegurar a ausência de tom mandíbula e os níveis de isoflurano são monitorados continuamente durante todo o procedimento (&gt; 1,5 MAC) para garantir um plano profundo de anestesia. </li><li> acessar cuidadosamente a jugular e da artéria carótida externa direita com cautério e dissecção romba. Coloque um cateter 8.5F Swan-Ganz na jugular externa e inflar o balão para 1,5 cc. Em seguida, atravessar o átrio direito, para o ventrículo e através da válvula pulmonar para baixo da artéria pulmonar até uma pressão de cunha é sentida. </li><li> Esvaziar o balão e deixar o cateter nesta posição. Grave a pressão do átrio direito e da pressão da artéria pulmonar usando o balão. Além disso, registar a pressão de cunha ou de pressão no pulmão (ou se os pulmões são considerados normais, então também registar a esquerda umapressão de teste). NOTA: Este cateter também permite a estimativa do débito cardíaco. </li><li> Coloque um cateter adicional pressão do balão 5.0f na jugular externa e para o ventrículo direito à pressão contínua registro. </li><li> Coloque um cateter balão de pressão 5.0f na artéria carótida, prolapso através da valva aórtica e manter no ventrículo esquerdo. Lave todos os cateteres de pressão com 20 unidades / soro fisiológico heparanized ml ligado a um transdutor de pressão, e gravar todos os dados de pressão do ventrículo esquerdo, ventrículo direito (e estimado débito cardíaco), pressão arterial pulmonar e pressão atrial direita. </li><li> Para o monitoramento periférico, aceder a um ramo da artéria femoral pela colocação de um cateter 18F para a pressão arterial em tempo real ou de monitoramento de gás de sangue. frequência cardíaca registro e temperatura durante o procedimento. </li><li> acessar cuidadosamente a jugular externa esquerda com cautério e dissecção romba. Coloque dois apresentadores hemostasia 11.0F na jugular e seguro com 0 fio de seda. Coloque cateteres direccionáveis ​​nos introdutores. </li><li> Sob orientação fluoroscópica, local de fixação ativa leva no apêndice atrial direito eo ápice do ventrículo direito. NOTA: A vantagem de fixação é um fio implantado cirurgicamente que conecta o coração a um marcapasso implantado. </li><li> cabos Connectanalyzer para os condutores e teste de captura utilizando um programador. Definir os parâmetros para 8V, 0,25 mseg de duração, e definir a frequência de estimulação em um mínimo de 10 bpm superior à taxa intrínseca naquele momento. Grave a impedância relativo para cada chumbo. </li><li> Adicione uma incisão cirúrgica medial do processo xifóide até perto da inserção dos músculos esternocleidomastóideos. Use uma serra esternal para remover a saliência anterior do esterno (osso da quilha) para permitir a dissecação parcial medial do esterno. Use uma tesoura de cortar as porções restantes da estrutura óssea do esterno. Dissecar o ligamento esternal-pericárdio e retrair o sternum. </li><li> Use dissecção romba para separar o pericárdio com as guarnições de pleurais. Faça uma incisão sagital medial (3-5 cm) no pericárdio e criar uma base de pericárdio com quatro suturas nó quadrado em cada canto (direita, esquerda, superior e inferior locais). </li><li> Coloque um eléctrodo bipolar temporária na região apical do ventrículo esquerdo e coloque um mergulho unipolar estimulação temporária chumbo no apêndice atrial esquerdo. </li><li> Eutanásia é realizado por remoção do coração sob anestesia profunda. </li></ol> 2. Preparação para a Monitorização eletrofisiológica <ol><li> Cardiac Mapping System. <ol><li> Escolha um estudo AF em um sistema de mapeamento cardíaca Conecte os cabos de estimulação ventricular epicárdio bipolares e os eléctrodos epicárdicos no apêndice atrial com pinças para as configurações apropriadas na caixa de fuga. Conecte um eletrocardiograma e terrestres almofadas para o sistema. </li></ol></li><li> Osciloscópio e grama Estimulador. <ol><li> Ligue obipolar eletrodo de estimulação ventricular esquerda e chumbo atrial unipolar na caixa de fuga a um estimulador Grass, que é conectado a um osciloscópio para verificação elétrica. </li></ol></li><li> Programado eletrofisiológica Estimulação. <ol><li> Fixe os cabos atrial direito e leads do ventrículo direito em um pacemaker Coloque a cabeça de programador de telemetria sobre o pacemaker. Seleccione a estimulação dos eletrodos de estimulação (PES) estudo e definir os parâmetros para 8v; remover todos os parâmetros do paciente. Defina a duração de estimulação definido para 8 pulsos a 400 ms (ou 300 ms). </li></ol></li></ol> 3. estudo in situ <ol><li> Período Refratário: Estudo Paradigm. <ol><li> Determinar o período atrial efetiva refratário (AERP), o nó ventricular atrial período refratário (AVNERP) ea ventricular período refratário efetivo (VERP) no início do estudo, e aos 30 e 60 minutos após a entrega do pericárdio do tratamento composto / droga / controle; pontos de tempo adicionais podem ser adicionados como desIred. </li></ol></li><li> Período Refratário: Configurações do programador. <ol><li> Explosão induzir o parâmetro estudo PES 8 passos (400 ms ou 300 ms), seguido por um mínimo de 300 pacing ms. Reduzir o ritmo até o ventrículos / átrio (respectivamente) não conseguem contrair. Isso é notado a partir da detecção dos condutores de estimulação; determinando, assim, o período refractário relativa. </li></ol></li></ol><img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/52600/52600fig2.jpg" /> Figura 2. EnSiteSystem: AERP, AVNERP e VERP Determinação <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52600/52600fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <ol start="3"><li> Determinação do parente AF Burden: Parâmetros. <ol><li> Sustentar o coração do animal em AF, após 1 min, deixe-a permanecer na AF para até 10 min:. Ie, antes de chocar os átrios com remos diretos em 5 joules de encerrar AF. Elindução AF ICIT até 10 vezes em cada ponto de tempo. Note-se, no presente estudo. AF é definida como um ritmo irregular com uma ausência de onda P. </li></ol></li><li> Burden AF: Grama Estimulador e configurações osciloscópio. <ol><li> Otimizar os parâmetros para o estimulador Grass para entregar 4 Hz, com uma duração de pulso de 2 segundos ao apêndice atrial esquerdo (AAE), através da liderança de mergulho de estimulação; verificar este por um osciloscópio padrão. Entregar um único pulso ao LAA para induzir AF. </li></ol></li></ol> 4. Coração Explantação e Reanimação (Transplant Model) <ol><li> Aórtica cânula Root. <ol><li> Dissecar cuidadosamente o tecido de pericárdio em torno da aorta ascendente e remover os pericardium.Suture dois pontos (2-3 cm de distância) de 2.0 sutura Ethibond na aorta ascendente, e administrar 30.000 unidades de heparina por via intravenosa. </li><li> Coloque a cânula da raiz da aorta entre os pontos de sutura e garantir a aorta. Com o sistema de distribuição pressurizado, remova tele estilete-bisel e colocar uma braçadeira no cânula não permitindo fluxo. </li></ol></li><li> Preparação cardioplegia. <ol><li> Administrar solução cardioplégica St. Thomas frio para a aorta ascendente sob uma pressão de 150 mm / hg através de um saco pressurizado. Fixar um cateter de irrigação que é anexado à cardioplegia pressurizado com uma torneira de paragem de três vias na extremidade distal. Fixe o galo de parada à cânula da raiz da aorta, liberar uma descarga constante de cardioplegia através do cateter e seguro à cânula da raiz da aorta. </li></ol></li><li> Cross-Clamp. <ol><li> Fixe a veia cava inferior com um atraumaticclamp 1-2 cm apenas superiores ao diafragma. Prender a aorta ascendente com um ângulo atraumática campo de 1-2 cm na aorta ascendente superior à cânula da raiz da aorta. </li></ol></li><li> Cruz-Clamp / Cardioplegia. <ol><li> Retire o grampo da cânula da raiz da aorta e lave a cardioplegia a 150 mm / Hg para a válvula aórtica, fechando a válvula aórtica e perfusing as coronárias. </li><li> Prender a veia cava superior e fazer uma pequena incisão na artéria pulmonar, de modo a não sobre pressurizar o coração. Uma vez que o coração é parado (assistolia), impostos especiais de consumo e remover o coração do peito e coloque em um banho de tampão Krebs-Henseleit fria (~ 3-8 ° C). </li></ol></li><li> Reanimação. <ol><li> Canular os grandes vasos e preparar o coração utilizando metodologias visíveis Coração (3). Uma vez que o coração perfundido atinge 37 ± 5 ° C, uma restauração do ritmo sinusal nativa, oferecendo 34 J choques para os ventrículos através de eletrodos de patch do epicárdio. </li></ol></li></ol> 5. In Vitro Estudo Paradigm <ol><li> Monitorar continuamente a função cardíaca por 60 minutos após a reanimação. monitorar continuamente ecocardiografia em modo 2D com uma visão de curto eixo: uma visão LV logo abaixo da válvula mitral. </li><li> Calcule espessura e ejeção frações da parede ventricular a cada 10 min pós reanimação (ver abaixo).Recolher amostras do seio coronário (1 cc) a -5 min e cada 5 min durante o período de avaliação. </li><li> Monitoring. <ol><li> Monitorar a hemodinâmica para ambos os ventrículos direito, incluindo pressões, fluxos e mudanças de volume e esquerdo. </li></ol></li><li> Ecocardiografia: Fração de Ejeção. <ol><li> Coloque uma sonda de eco transtorácica diretamente no coração, capturando uma visão de curto eixo mid-papilar. Calcule a fração de ejeção (EF%) no modo de funcionamento de 4 câmaras a cada 10 minutos usando a equação: LV End diastólica Volume - LV Volume sistólico final X volume de 100 / LV End diastólica </li></ol></li><li> Ecocardiografia: Ventricular Esquerda espessura da parede. <ol><li> Medir a espessura da parede ventricular (cm) a partir de uma janela de curto eixo mid-papilar em intervalos de 10 min para uma hora pós reanimação. Meça quatro cantos do ventrículo esquerdo usando uma tela de pinças e tirar a média. </li></ol></li><li> Metabolismo do miocárdio. <ol><li> Coloque um steeracateter ble no seio coronário (CS). Amostra 1 cc do CS 5 min antes de reanimação e cada 5 minutos após a reanimação, durante 1 hora. Testar as amostras para os níveis de lactato e glicose; outros gases de sangue também pode ser avaliado. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Richardson, E. S., Rolfes, C., Woo, S. O., Elmquist, W. F., Benditt, D. G., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cardiac+Responses+to+the+Intrapericardial+Delivery+of+Metoprolol%3A+Target+Delivery+Compared+to+Intravenous+Administration%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cardiovasc.+Translational+Research%22%5BJournal%5D)">Cardiac Responses to the Intrapericardial Delivery of Metoprolol: Target Delivery Compared to Intravenous Administration.</a> J. Cardiovasc. Translational Research. 5 (4), 535-540 (2012).</li>
<li>Xiao, Y. F., Sigg, D. C., Ujhelyi, M. R., Wilhelm, J. J., Richardson, E. S., Iaizzo, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pericardial+delivery+of+omega-3+fatty+acid%3A+a+novel+approach+to+reducing+myocardial+infarct+sizes+and+arrhythmias%5BTitle%5D)+AND+%22Am+J+Physiol+Heart+Circ+Physiol%22%5BJournal%5D)">Pericardial delivery of omega-3 fatty acid: a novel approach to reducing myocardial infarct sizes and arrhythmias.</a> Am J Physiol Heart Circ Physiol. 294 (5), 2212-2218 (2008).</li>
<li>Chinchoy, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolated+four-chamber+working+swine+heart+model%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Thorac+Surg%22%5BJournal%5D)">Isolated four-chamber working swine heart model.</a> Ann Thorac Surg. 70 (5), 1607-1614 (2000).</li>
<li>Moreno, R., Waxman, S., Rowe, K., Verrier, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrapericardial+beta-adrenergic+blockade+with+esmolol+exerts+a+potent+antitachycardic+effect+without+depressing+contractility%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Intrapericardial beta-adrenergic blockade with esmolol exerts a potent antitachycardic effect without depressing contractility.</a> J Cardiovasc Pharmacol. 36 (6), 722-727 (2000).</li>
<li>Jansen, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrapericardial+delivery+enhances+cardiac+effects+of+sotalol+and+atenolol%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Intrapericardial delivery enhances cardiac effects of sotalol and atenolol.</a> J Cardiovasc Pharmacol. 44 (1), 50-56 (2004).</li>
<li>Vereckei, A., Gorski, J. C., Ujhelyi, M., Mehra, R., Zipes, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrapericardial+ibutilide+administration+fails+to+terminate+pacing-induced+sustained+atrial+fibrillation+in+dogs%5BTitle%5D)+AND+%22Cardiovas+Drugs+Ther%22%5BJournal%5D)">Intrapericardial ibutilide administration fails to terminate pacing-induced sustained atrial fibrillation in dogs.</a> Cardiovas Drugs Ther. 18 (4), 269-277 (2004).</li>
<li>Kumar, K., Nguyen, K., Waxman, S., Nearing, B. D., Wellenius, G. A., Zhao, S. X., Verrier, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Potent+antifibrillatory+effects+of+intrapericardial+nitroglycerin+in+the+ischemic+porcine+heart%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Coll+Cardiol%22%5BJournal%5D)">Potent antifibrillatory effects of intrapericardial nitroglycerin in the ischemic porcine heart.</a> J Am Coll Cardiol. 41 (10), 1831-1837 (2003).</li>
<li>Fei, L., Baron, A. D., Henry, D. P., Zipes, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrapericardial+delivery+of+L-arginine+reduces+the+increased+severity+of+ventricular+arrhythmias+during+sympathetic+stimulation+in+dogs+with+acute+coronary+occlusion%3A+nitric+oxide+modulates+sympathetic+effects+on+ventricular+electrophysiological+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Circulation%22%5BJournal%5D)">Intrapericardial delivery of L-arginine reduces the increased severity of ventricular arrhythmias during sympathetic stimulation in dogs with acute coronary occlusion: nitric oxide modulates sympathetic effects on ventricular electrophysiological properties.</a> Circulation. 96 (11), 4044-4049 (1997).</li>
<li>Ayers, G. M., Rho, T. H., Ben-David, J., Besch, H. R. Jr, Zipes, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amiodarone+instilled+into+the+canine+pericardial+sac+migrates+transmurally+to+produce+electrophysiologic+effects+and+suppress+atrial+fibrillation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Electrophysiol%22%5BJournal%5D)">Amiodarone instilled into the canine pericardial sac migrates transmurally to produce electrophysiologic effects and suppress atrial fibrillation.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 7 (8), 713-721 (1996).</li>
<li>Darsinos, J. T., Karli, J. N., Samouilidou, E. C., Krumbholz, B., Pistevos, A. C., Levis, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+of+amiodarone+in+heart+tissues+following+intrapericardial+administration%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Clin.+Pharacol+Ther%22%5BJournal%5D)">Distribution of amiodarone in heart tissues following intrapericardial administration.</a> Int. J. Clin. Pharacol Ther. 37 (6), 301-306 (1999).</li>
<li>Ujhelyi, M. R., Hadsall, K. Z., Euler, D. E., Mehra, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Intrapericardial+therapeutics%3A+a+pharmacodynamic+and+pharmacokinetic+comparison+between+pericardial+and+intravenous+procainamide+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cardiovasc+Electrophysiol%22%5BJournal%5D)">Intrapericardial therapeutics: a pharmacodynamic and pharmacokinetic comparison between pericardial and intravenous procainamide delivery.</a> J Cardiovasc Electrophysiol. 13 (6), 605-611 (2002).</li>
</ol>

Os autores não têm nada a revelar

Aqui, demonstramos uma abordagem única para testar a eficácia potencial de compostos alvo entregues no espaço pericárdico. Este paradigma estudo pode ser utilizado para testar mercado actual libertado produtos farmacêuticos ou compostos experimentais, fornecendo, assim, as aplicações directas traducionais para vários cenários clínicos. Dentro dessa estratégia de tratamento existem duas grandes aplicações clínicas para a entrega de produtos farmacêuticos para o espaço pericárdico: 1) open-coração ou minimamente invasivos...

Actualmente procedimentos de coração aberto, os médicos utilizam agentes de tratamento anti-arrítmicos e outras sistemicamente. No entanto, isso pode ser problemático para muitos pacientes, especialmente aqueles que já estão comprometidos clinicamente. Por exemplo, tratamentos intravenosos pode resultar em quedas na pressão sanguínea sistémica ou disfunção renal; Além disso, eles podem criar problemas de gestão de anestesia e / ou outros efeitos colaterais a longo prazo. Aqui criámos um modelo para testar a eficácia de administração de agentes farmacológicos para o espaço pericárdico. Por exemplo, esta abordagem pode ser utilizada para testar fármacos antiarrítmicos, estudando os compostos que possam aumentar a função cardíaca e / ou promover a recuperação do miocárdio após procedimentos cirúrgicos. Foram obtidos benefícios observados para a entrega alvo de tratamentos para o espaço pericárdico contra a administração intravenosa: por exemplo, o nosso laboratório demonstrou que a entrega localizada de antiardrogas rítmicos, tais como metoprolol, é protectora contra a incidência de arritmias, minimizando a redução da pressão arterial 1. Esta estratégia de entrega de destino também oferece a oportunidade para administrar concentrações focais maiores, minimizando os níveis sistêmicos. Por exemplo, elevados níveis de concentrações entregues por via intravenosa de ácidos gordos podem resultar em hemólise, mas a entrega pericárdico minimiza esta preocupação 2. Este paradigma estudo consiste em três grandes objectivos para determinar a eficácia de pericárdio entregues compostos: 1) a determinação in situ dos períodos refractários do nó ventricular atrial, os átrios e ventrículos, antes do tratamento e 30 e 60 min após o tratamento; 2) a relação da carga AF situ antes do tratamento e 30 e 60 de tratamento min post (timepoints adicionais foram muitas vezes adicionados) 3) análise funcional do coração após ter sido reanimado 3 including monitorização hemodinâmica, freqüência cardíaca, o metabolismo do coração (lactato e glicose), amostrados no seio coronário, a fração de ejeção (EF%) e espessura da parede ventricular (cm) monitorado a cada 10 min pós reanimação Este modelo estratégia de tratamento nos permitiu observar os efeitos da agentes farmacológicos que podem diminuir a incidência de arritmias cardíacas e / ou dano isquêmico, durante e após a cirurgia de coração aberto ou transplante.

<table><tbody><tr><td>Chumbo de Estimulação</td> <td>Medtronic</td><td></td> <td>SelectSecure 3830</td></tr><tr><td>Cateter Defletível C304</td>Cateter orientável <td>Medtronic</td><td></td><td>para colocação de eletrodos&nbsp;</td></tr><tr><td>SelectSecure 3830 chumbo</td><td>Medtronic</td><td></td><td>active fixation pacing leads&nbsp;</td></tr><tr>Estimulador <td></td><td></td><td></td><td>Elétrico Grass S48</td></tr><tr><td>Estimulação Unipolar Premium 6500</td><td></td><td></td><td>Líder de estimulação de mergulho para o sistema de</td></tr><tr><td>mapeamento de eletrofisiologia</td>de mapeamento cardíaco <td></td><td></td> LAA<td>EnSite</td></tr><tr><td>Programer 2092</td><td>Programador Medtronic</td><td></td><td>para guias de estimulação</td></tr><tr><td>Marcapasso GEM II&nbsp;</td>O marcapasso <td>Medtronic</td><td></td><td>pode&nbsp;</td></tr><tr><td>Cânula de Raiz Aórtica DLP</td><td>Cânula de Raiz Aórtica Medtronic para transplante&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ziehm</td> <td>de Fluoroscopia de Braço C</td><td></td><td>imagem fluoroscópica&nbsp;</td></tr><tr><td>Osciloscópio</td><td>Tektronix&nbsp;</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Introdutor de Hemostasia 11F</td><td>SafeSheath</td><td></td><td>Introdutores de Hemostasia</td></tr><tr><td>Cateter Swan-Ganz 8.0F</td><td>ICU Medical&nbsp;</td><td></td><td>cateter de diluição térmica&nbsp;</td></tr><tr><td>Balão de venograma&nbsp;</td>Monitoramento de pressão <td>Oscor</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Ultraview SL</td><td>Spacelabs</td><td></td><td>EKG e pressão arterial&nbsp;</td></tr><tr><td>s/5 Avance</td><td>General Electric</td><td></td><td>Máquina de anestesia</td></tr><tr><td>atrial 6492 &ndash; Eletrodo de Estimulação Atrial Temporária Unipolar Medtronic</td><td></td><td></td><td>eletrodo de estimulação temporária</td></tr><tr>Unidade de <td>eletrocardiografia 2D</td> <td>VIVID i</td><td>General Electric</td><td></td></tr></tbody></table>

testando a eficácia de agentes farmacológicos em um delivery model pericárdica alvo na suína

Testing the Efficacy of Pharmacological Agents in a Pericardial Target Delivery Model in the Swine

Até à data, muitos agentes farmacológicos usados ​​para tratar ou prevenir arritmias em casos de coração aberto criam efeitos secundários sistémicos indesejados. Por exemplo, antiarrítmicos administrados por via intravenosa pode produzir gotas na pressão sistémica no paciente cardíaco já comprometido. Durante a execução de procedimentos de coração aberto, cirurgiões, muitas vezes, quer criar um pequeno porto ou formar uma base de pericárdio para criar domínios adequados para a operação. Obt-se de oportunidades de acesso para entrega alvo farmacológico (agentes anti-arrítmicos ou de pré-condicionamento isquémico) directamente para o tecido do miocárdio sem efeitos secundários indesejados. Nós desenvolvemos um modelo suíno para testar agentes farmacológicos para a entrega alvo dentro do fluido pericárdico. Enquanto totalmente anestesiado, cada animal foi instrumentado com um cateter de Swan-Ganz, bem como cateteres pressão do ventrículo esquerdo e direito, e leads de estimulação foram colocados no apêndice atrial direito e do direitoventrículo. A esternotomia medial foi então realizada e um berço de acesso pericárdio foi criado; uma vantagem de imersão de estimulação foi colocado na aurícula esquerda e um eletrodo de estimulação bipolar foi colocado no ventrículo esquerdo. Utilizando um programador e um sistema de mapeamento cardíaco, o período refratário do nódulo atrioventricular (AVN), foi determinada átrios e ventrículos. Além disso, a fibrilação atrial (FA) indução foi produzida utilizando um estimulador Grass e tempo em FA foi observado. Estas medidas foram realizadas antes do tratamento, bem como 30 min e 60 min após o tratamento pericárdico. pontos de tempo foram adicionados para estudos selecionados. O coração foi então cardiopleged e reanimado em um modo de trabalho de quatro câmaras. medições e função de pressão foram registrados durante 1 h após a reanimação. Este modelo estratégia de tratamento permitiu observar os efeitos de agentes farmacológicos que podem diminuir a incidência de arritmias cardíacas e / ou dano isquêmico, durante e after cirurgia de coração aberto.

Estes resultados são característica dos dados que podem ser recolhidas utilizando este modelo de entrega alvo de agentes farmacológicos no suína. Estes dados demonstraram aumentos notáveis ​​nestes ventrículo períodos refratários efetivos (Verp) após uma infusão de DHA in situ. Além disso, os dados estabelece um aumento da pressão do ventrículo esquerdo de DHA em comparação com o controlo in vitro. A pressão LV nos corações tratados DHA foram significativamente maiores em relação ao controle em vários ...

Desenvolvemos um modelo suíno para a entrega alvo de agentes farmacológicos dentro do espaço/fluido pericárdico. Usando essa abordagem, os benefícios relativos dos agentes administrados na fibrilação atrial induzida, períodos refratários relativos e/ou proteção isquêmica podem ser investigados.

Testando a eficácia de agentes farmacológicos em um Delivery Model Pericárdica alvo na Suína

To date, many pharmacological agents used to treat or prevent arrhythmias in open-heart cases create undesired systemic side effects. For example, ...

O objetivo geral do experimento a seguir é identificar agentes farmacológicos administrados no espaço pericárdico que possam reduzir efeitos colaterais durante procedimentos cirúrgicos ou melhorar os resultados de transplantes. Eletrodos de estimulação são posicionados no átrio direito e no ventrículo direito com o objetivo de determinar o período refratário. Um estudo de estimulação elétrica por pulso no programador determina o período refratário dos átrios, do nó átrio-ventricular e dos ventrículos.Um choque é aplicado ao apêndice atrial esquerdo para induzir fibrilação atrial com o objetivo de determinar a carga de FA. A droga é administrada no espaço pericárdico. O período refratário e a carga de FA são avaliados aos 30 minutos e 60 minutos após a administração pericárdica para comparação com os valores basais.Em seguida, a cardioplegia é administrada por meio de uma cânula por via aórtica e o coração é paralisado. Assim, diversos agentes farmacológicos que possam reduzir a incidência de arritmias cardíacas e/ou lesões isquêmicas podem ser avaliados quanto à sua praticabilidade durante cirurgias cardíacas e transplantes. A escolha do suíno apresenta várias vantagens.Permite a colocação de múltiplos cateteres sensores e eletrodos de marca-passo. A anatomia cardíaca do suíno assemelha-se à de um ser humano adulto. Um suporte pericárdico cirúrgico é facilmente formado nos animais, e seus volumes de líquido pericárdico, comportamentos hemodinâmicos e propriedades eletrofisiológicas são semelhantes aos dos humanos.Vários procedimentos clínicos poderiam se beneficiar da administração de terapêuticas no pericárdio, incluindo a entrega de fármacos, procedimentos cirúrgicos cardíacos e recuperação de órgãos para transplante. Este método também pode ajudar a responder perguntas clínicas importantes relacionadas ao diagnóstico e tratamento cardíacos, como quais agentes são mais eficazes para administração pericárdica com o objetivo de reduzir a carga de FA e/ou prevenir arritmias associadas a procedimentos cardíacos. Um suíno de 70 a 80 quilogramas é anestesiado e entubado, recebendo isoflurano administrado em uma combinação de ar ambiente e oxigênio.Antes de prosseguir, certifique-se de que o suíno está em um plano profundo de anestesia verificando a ausência de tônus mandibular. Inicie a cirurgia acessando cuidadosamente a jugular externa direita e a artéria carótida com eletrocautério e dissecação romba. Após a exposição, insira um cateter Swan-Ganz de 8,5 french na jugular externa e infle o balão até 1,5 mL.Em seguida, avance o cateter através do átrio direito até o ventrículo, passando pela válvula pulmonar e descendo pela artéria pulmonar até sentir uma pressão de cunha. Nesse momento, desinfle o balão e mantenha o cateter nessa posição. Registre a pressão atrial direita e a pressão na artéria pulmonar utilizando o balão.Em seguida, posicione um cateter de pressão com balão de cinco french na jugular externa e avance-o até o ventrículo direito. Posicione outro cateter de pressão com balão de 5F na artéria carótida, passe-o através da válvula aórtica e posicione-o no ventrículo esquerdo. Em seguida, faça a lavagem de todos os cateteres de pressão com solução salina heparinizada a 20 unidades por mililitro e registre todos os dados de pressão provenientes do ventrículo esquerdo, ventrículo direito, pressão da artéria pulmonar e pressão atrial direita.O próximo passo é acessar cuidadosamente a jugular externa esquerda. Após a acesso, posicione dois introdutores hemostáticos de 11 french na jugular e fixe-os com sutura. Em seguida, posicione cateteres orientáveis dentro dos introdutores.Agora, comece a utilizar orientação fluoroscópica. Posicione os eletrodos de fixação ativa na orelha auricular direita e no ápice do ventrículo direito. Conecte os cabos do analisador aos eletrodos implantados e, utilizando um programador, realize o teste de captação.Defina os parâmetros como oito dobras, 0,25 milissegundos e ajuste o ritmo em 10 batimentos por minuto acima da frequência intrínseca naquele momento, ou ainda mais alto. Em seguida, registre a impedância relativa para cada derivação. A seguir, faça uma incisão medial do processo xifoide até próximo ao ponto de inserção dos músculos esternocleidomastoideus.Em seguida, faça um corte de cisalhamento nas porções restantes da estrutura óssea esternal e, para retrair o esterno, dissecar o ligamento esterno-pericárdico. Com o esterno retratado, realize uma dissecação romba para separar o pericárdio dos revestimentos pleurais. A seguir, faça uma incisão medial-sagital de três a cinco centímetros no pericárdio e crie uma alça pericárdica com pontos em nó quadrado em cada canto.Por fim, posicione um eletrodo temporário bipolar na região apical do ventrículo esquerdo e insira um eletrodo temporário de estimulação unipolar em forma de ponta na orelha auricular esquerda. Para começar, inicie um estudo de EPS. Primeiro, programe uma indução por rajada dos parâmetros do estudo de EPS para esperar estímulos com intervalos de 400 ou 300 milissegundos.A seguir, programe um ritmo de pelo menos 300 milissegundos e reduza o ritmo até que as câmaras cardíacas deixem de contrair. Isso é observado pela detecção das pontas de estimulação e determina o período refratário relativo. Em seguida, conecte o estimulador de graminha à aurícula esquerda por meio da ponta de estimulação percutânea.Configure-o para emitir pulsos de dois segundos a quatro hertz. Verifique essas configurações com um osciloscópio. Agora, aplique um único pulso ao apêndice atrial esquerdo para reduzir a fibrilação atrial, ou FA. Para determinar a carga relativa de FA, utilize o estimulador grass uma vez por minuto, até dez vezes, até que uma FA seja mantida por um minuto.Em seguida, permita que o animal permaneça em FA por até 10 minutos. Essa duração representa a carga de FA. Se o coração não cessar a fibrilação após 10 minutos, aplique um choque aos átrios com placas diretas de cinco joules para ressincronizar o coração.Inicie a administração pericárdica do agente farmacêutico potencialmente protetor. O período refratário e a carga de FA são determinados novamente 30 minutos e 60 minutos após a administração pericárdica do agente farmacêutico. Para explantar o coração, primeiro implante a cânula na via aórtica.Disseque cuidadosamente o tecido pericárdico ao redor da aorta ascendente e remova o pericárdio. Em seguida, fixe a cânula com pontos de ethibond 2,0 na aorta ascendente, a cerca de dois a três centímetros de distância um do outro. Após fixar os pontos, administre 30.000 unidades de heparina por via intravenosa.Em seguida, suturar a cânula da rota aórtica à aorta. Com o sistema de infusão pressurizado, remover o bisel do fio guia e colocar uma pinça na cânula para interromper o fluxo. A seguir, preparar a cardioplegia fria de Saint Thomas para administração a 150 milímetros de mercúrio.Fixe um cateter de irrigação ao cardioplegista pressurizado com uma torneira de três vias. Em seguida, fixe a torneira ao cateter de cânula da raiz aórtica. Agora, realize uma pinça cruzada.E lave o coração com cardioplegia em direção à válvula aórtica, fechando assim a válvula e perfundindo as artérias coronárias. Para evitar que o coração fique superpressurizado, faça uma incisão na artéria pulmonar. Uma vez que o coração estiver parado, excise-o e transfira-o para tampão frio de Krebs-Henseleit.Para reanimar o coração, canule os vasos graus utilizando métodos visíveis do coração. Uma vez que o coração perfundido esteja dentro de cinco graus de 37 graus Celsius, restabeleça um ritmo sinusal nativo usando choques de 34 joules aos ventrículos por meio de eletrodos em placas epicárdicas. Monitore a função cardíaca por uma hora por meio das mesmas pressões medidas in situ.A cada cinco minutos, colete uma amostra de um CC do seio coronário. A cada 10 minutos, calcule a espessura da parede ventricular e as frações de ejeção. Utilizando o protocolo descrito, observou-se um aumento significativo nos períodos refratários efetivos ventriculares após infusão de DHA in situ.A medição da pressão máxima após a reanimação mostrou um aumento da pressão ventricular esquerda nos corações tratados com DHA em comparação com os controles. A pressão ventricular esquerda nos corações tratados foi significativamente maior em diversos pontos temporais. Esta técnica permite a avaliação de agentes terapêuticos direcionados a alvos específicos, que poderiam ser utilizados translacionalmente em pacientes submetidos a procedimentos cardíacos, incluindo cirurgia, ou na recuperação de corações para transplante.O emprego desta abordagem experimental pode abrir caminho para que cirurgiões e pesquisadores explorem novos agentes e estratégias terapêuticas capazes de mitigar a fibrilação atrial, reduzir danos miocárdicos e diminuir as lesões associadas de reperfusão.

testing-efficacy-pharmacological-agents-pericardial-target-delivery

Research

JoVE Journal

Medicine

Medicina

Este protocolo descreve o modelo suíno infarto do miocárdio (IM) usando um 90 min-peito fechado oclusão coronária balão da artéria descendente anterior esquerda (LAD), seguida de reperfusão. Além disso, o protocolo para vários parâmetros de resultados, tais como a função cardíaca, hemodinâmica, resistência microvascular e tamanho do infarto, também são apresentados.

Infarto do Miocárdio e Avaliação de Resultados Funcional em porcos

Aqui apresentamos um protocolo para avaliar a função cardiopulmonar em suínos acordados, em repouso e durante o exercício gradual em esteira. A instrumentação crônica permite medidas hemodinâmicas repetidas não influenciadas por agentes anestésicos cardiodepressivos.

Cirurgia de colocação de cateteres para Cardiovascular Testes exercício de longo prazo em Suínos

Aqui vamos demonstrar um protocolo para padronizar os procedimentos de amostragem de um modelo estabelecido de suínos de infarto agudo do miocárdio, a fim de aumentar seu valor de translação no entendimento da fisiopatologia da lesão de isquemia/reperfusão miocárdica e para testar candidatos a novos fármacos.

Aprimoramento do modelo de suínos do miocárdio peito fechado pela padronização do tecido e os procedimentos de recolha de amostras de sangue

Buscamos estabelecer um modelo suíno de insuficiência cardíaca induzido pelo bloqueio da artéria circunflexo esquerda e ritmo rápido para testar o efeito e a segurança da administração intramiocárdia de células-tronco para terapias baseadas em células.

Estabelecendo um modelo suíno de insuficiência cardíaca pós-miocárdio para tratamento de células-tronco

Descrevemos uma técnica nova, econômica e eficiente para a entrega percutânea de implantes coronários impressos tridimensionalmente para criar modelos suínos de peito fechado de doenças cardíacas isquêmicas. Os implantes foram fixados no local usando um cateter de extensão mãe e filho com alta taxa de sucesso.

Nova abordagem percutânea para implantação de implantes de estenose coronária impressa 3D em modelos suínos de doença cardíaca isquêmica

A terapia gênica miocárdica para cardiopatia isquêmica é uma grande promessa para futuras terapêuticas. Aqui, apresentamos um modelo animal de grande porte para avaliar a eficácia da terapia gênica no coração isquêmico.

Modelo animal de grande porte para avaliação da eficácia da terapia gênica em coração isquêmico

Os modelos animais de infarto do miocárdio (MI) que emulam o processo natural da doença em humanos são cruciais para entender mecanismos fisiodicos e testar a segurança e eficácia de novas terapias emergentes. Aqui, descrevemos um modelo de suíno MI criado pela implantação de uma bobina de embolização percutânea.

Infarto do Miocárdio por implantação de bobina de embolização percutânea em um modelo de suíno

O presente protocolo descreve três métodos de administração de agentes terapêuticos cardioativos em modelo suíno. Suínas crioulas receberam tratamento através de: (1) toracotomia e injeção transepicárdica, (2) injeção transendocárdica por cateter ou (3) infusão intravenosa via minibomba osmótica da veia jugular.

Aplicação da Terapêutica Cardioativa em Modelo de Infarto do Miocárdio Porcino

A bateria de testes (IMAP) para a realização de uma avaliação aprofundada das capacidades cognitivas auditivas e contribuindo para a capacidade de ouvir é descrito. É rápido para administrar, criança-amigável e livre de confunde linguística. Geração de estímulo e gerenciamento de protocolos são controlados através de uma plataforma de software (IHR-STAR) para garantir procedimentos replicáveis.

Making Sense of Listening: A bateria de testes IMAP

Modelos animais de grande porte têm bons valores de translação no exame de fisiologia e farmacologia da asfixia neonatal. Usando leitões recém-nascidos, desenvolvemos um protocolo experimental para simular a asfixia neonatal, que tem as vantagens de estudar a hemodinâmica sistêmica e regional, o transporte de oxigênio com vias bioquímicas e patológicas e correlações.

Um Modelo de Suínos de asfixia neonatal

Aprenda a avaliar agentes farmacológicos em modelo suíno de entrega pericárdica para reduzir a carga de fibrilação atrial e proteção isquêmica. Este método auxilia pesquisadores em cirurgia cardíaca.

Testando a eficácia de agentes farmacológicos em um Delivery Model Pericárdica alvo na Suína

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