Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Medicine

Hjerteinfarkt og funksjonelle resultatet Vurdering i Pigs

Published: April 25, 2014 doi: 10.3791/51269
* These authors contributed equally

ERRATUM NOTICE

Summary

Denne protokollen beskriver porcine hjerteinfarkt (MI) modellen ved hjelp av en 90 min med lukket bryst koronar ballong okklusjon av den venstre fremre nedstigende arterie (LAD), etterfulgt av reperfusjon. Videre protokollen i flere effektparametere, slik som hjertefunksjon, hemodynamikk, mikrovaskulær motstand, og infarktstørrelse, er også presentert.

Abstract

Innføring av nyoppdagede kardiovaskulære legemiddel først inn-i-mann studier avhenger av en strengt regulert etisk og rettslig veikart. En viktig forutsetning er en god forståelse av alle aspekter sikkerhet og effekt som oppnås i et stort dyr modell som gyldig reflektere den menneskelige scenario av hjerteinfarkt (MI). Griser er mye brukt i denne forbindelse, siden deres hjerte størrelse, hemodynamikk og koronaranatomien seg i nærheten av det av mennesker. Her presenterer vi en effektiv protokoll for bruk av porcine MI modellen ved hjelp av en med lukket bryst koronar ballong okklusjon av den venstre fremre nedstigende arterie (LAD), etterfulgt av reperfusjon. Denne tilnærmingen er basert på 90 min av myokardiskemi, indusere stor venstre ventrikkel infarkt i fremre, septal og inferoseptal vegger. Videre presenterer vi protokollene for ulike mål på utfall som gir et bredt spekter av informasjon på hjertet, som for eksempel hjerte systolisk og diastolisk funksjon, hemodynamics, koronare strømningshastighet, mikrovaskulær motstand, og infarktstørrelsen. Denne protokollen kan lett tilpasses for å møte studere spesifikke krav for validering av nye cardioregenerative biologiske på ulike stadier (dvs. rett etter akutt iskemisk fornærmelse, i subakutt innstilling eller selv i kronisk MI gang arrdannelse er fullført). Denne modellen gir derfor et nyttig translasjonsforskning verktøy for å studere MI, påfølgende negativ remodeling, og potensialet for nye cardioregenerative agenter.

Introduction

Akutt hjerteinfarkt (AMI) og den langvarige følger for eksempel kronisk hjertesvikt (CHF) dypt påvirke pasientens prognose og livskvalitet, enn si de høye kostnader begrensninger pålagt våre tilgjengelige helsetjenester ressurser en. Forekomsten av CHF i den vestlige verden er anslått til 1-2%, hvorav ~ 60% av tilfellene er konsekvensen av AMI som primær årsak to. I USA alene, om lag 5,7 millioner pasienter lider av CHF står for omtrent $ 30 milliard i årlige helseutgifter i 2008, med en anslått tre eksemplarer i kostnadene stiger til $ 97 milliard årlig i 2030 en. Samlet utgjør disse tallene gjør et sterkt argument for utvikling av nye cardioregenerative behandlinger som, for rask oversettelse, er avhengige av en reproduserbar og pålitelig stort dyr hjerteinfarkt modell som nøyaktig etterligner den menneskelige scenario.

Griser (Sus Scrofa) blir i økende grad brukt i cardiovascuLar forskning for farmakologiske og toksikologiske tester tre. En av de egenskapene som er ansvarlige for denne suksessen som en translasjonell forskning verktøyet er deres likhet i hjertefunksjon og anatomi med menneskets hjerte 4,5. For eksempel har gris hjerte-til-kroppsvekt ratio, hjertestørrelse og koronar anatomi distribusjon alle vist seg å være bemerkelsesverdig lik mennesket fire. Videre har cardiomyocyte metabolisme, elektrofysiologiske egenskaper, og som svar på en ischemisk skade som AMI blitt rapportert å vise høy grad av overensstemmelse med den menneskelige situasjon 6,7. Til syvende og sist, for å oppfylle de ovenfor beskrevne kriterier, en standardisert MI-protokoll som produserer robust og bærekraftig MI for testing av eksperimentell nytt legemidler (IND) er nødvendig. Her presenterer vi en slik standardisert modell som bruker en 90 min med lukket bryst koronar ballong okklusjon av den venstre fremre nedstigende arterie (LAD), etterfulgt av reperfusjon, og dermed skape reproduserbar myokardialt infarction dekker anteroapical, septal og inferoseptal veggene i venstre hjertekammer.

Protocol

Alle in vivo eksperimenter ble utført i samsvar med Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr utarbeidet av Institutt for Laboratorie Animal Resources. Forsøkene ble godkjent av lokale forsøk med dyr komiteen.

En. Medisiner, anestesi, venøs tilgang, og intubasjon

  1. Medisinering og Anestesi
    1. Premedikasjon
      1. Begynn amiodaron 150 mg / kg 10 dager før kirurgi for å forhindre arytmi. Fortsett amiodaron i en dose på 100 mg / kg, fra dagen for inngrepet inntil dag 28.. Redusere dosen til 50 mg / kg på dag 29 og fortsetter til slutten av studien.
      2. Begynn platehemmende behandling, 1 mg / kg klopidogrel fra dag 3 før operasjonen og 4,5 mg / kg acetylsalisylsyre en dag før operasjonen. Fortsett klopidogrel 1 mg / kg per dag og acetylsalisylsyre 80 mg / dag.
      3. Begynn smertestillende medisiner en dag før operasjonen av Fentanyl patch, 25ug / t for ~ 70 kg griser. Fortsett på bruk av fentanyl plastre i 24 timer postoperativt for å sikre tilfredsstillende smertestillende medikamenter. Også daglig monitor for tegn på antatte ubehag (dvs. atferd, pust, ganglag, mobilitet, etc.) for å øke smertestillende medikamenter.
      4. Fast dyret i 12 timer, opprettholde og ubegrenset tilgang på vann.
    2. Anestesi
      1. For å unngå unødvendig stress og ubehag, bedøve grisen i sin stabile ved intramuskulær injeksjon av en blanding av midazolam 0,4 mg / kg ketamin 10 mg / kg, og atropin 0.014 mg / kg.
      2. Skaff venøs tilgang ved kanylerør ørevenen med en 18 G iv kanyle. Indusere anestesi med intravenøs administrering av 5 mg / kg sodiumthiopental, og gir 1000/100 mg amoxicillin / klavulansyre for å hindre infeksjoner. Grisen vil motta 1000/100 mg amoxicillin / klavulansyre dagen etter operasjonen som antibiotikabehandling.
      3. Intubere grisen ved hjelp av en endotracheal tube (størrelse 8,5 til gris som veier ~ 70 kg). Hvis det er nødvendig å utføre ballong-ventilasjon med en frekvens på 12/min og transportere grisen til operasjonssalen.
      4. Ved ankomst på betjeningsanlegget, umiddelbart begynne mekanisk positiv trykkventilasjon med FiO 2 0,50, 10 ml / kg tidevolum, og en frekvens på 12/min henhold fortsetter kapnografi.
      5. Begynn balansert anestesi ved fortsetter intravenøs infusjon av en kombinasjon av midazolam 0,5 mg / kg / time, sufentanil 2,5 mikrogram / kg / time og pancuronium-bromid 0,1 mg / kg / time. Under hele operasjonen, kontinuerlig overvåke EKG, arterielt blodtrykk, temperatur og kapnografi for å måle dybden av anestesi. For eksempel, hvis en sinus takykardi er til stede, sjekk om smertestillende medikamenter og / eller anestesi er tilstrekkelig.
      6. Sette mot 4,3 mg / kg av amiodaron i 500 ml venofundin 6% intravenøst.
      7. Overvåke hjerterytmen etter en fem fører EKG.
      8. Barbere og rense halsen og hind limb området.
      9. Sett inn en Foley kateter.

2. Transtorakal Ekkokardiografi

  1. Plasser dyret i den høyre sideleie. I landsortene griser som Dalland griser, kan bare parasternal visninger (lang og kort akse) innhentes. På grunn av formen på brystkassen, er apex anskaffelse ikke gjennomførbart.
  2. Orientere og få parasternal lang akse visning i 2D (B-mode). Bestem LV dimensjoner på endediastolen og slutten systole i M-modus.
  3. Roter ekko probe 90 ° med klokken samtidig opprettholde sin parasternal posisjon til å erverve LV korte visninger aksen på nivåene av mitralklaffen, papillemuskel og apex. Den korte aksen visning av papillær muskel og apex kan kreve plassering av ekkoet probe en eller to interkostalrom mellomrom lavere i forhold til posisjonen for mitralklaffen aksesnitt.

Tre. Kirurgisk Forberedelse og vaskulær tilgang

  1. Disinfect de kirurgiske områder med 2% jod og bruke sterile kirurgiske forheng for å dekke de ikke er sterile deler av grisen.
  2. Lag en medial snitt i halsen. Pass linea alba å minimere muskelskader og uten omsvøp nærmer halspulsåren og indre halsvenen ved siden av luftrøret.
  3. Isolere nøye halspulsåren og interne vena jugularis. Kontroller at vagal nerve er uskadet. Plasser Vicryl 2-0 sting rundt begge fartøyene for å få fartøy kontroll. Oppnå arteriell tilgang ved kanylerør den interne carotisar med en 8F trekket ved hjelp av Seldinger teknikk. Fest slire til arterien, pass på at arterien blir ikke fullt occluded av sutur. Venøs tilgang kan bli kjøpt opp av kanylerør halsvenen med en 9F skjede også bruke Seldinger teknikk. Før sikre skjede sørge venen ligeres. Alternativt kan lårarterien også brukes for arteriell tilgang.
  4. Administrer 100 IE / kg heparin umiddelbart etter innlegging av slirehs å hemme trombe dannelse.
  5. For en stabil og konstant arteriell trykkmåling, cannulate en av de minste arteriene i et av baklemmene ved å lage et lite innsnitt ifølge arterien. Den arterien er funnet like under huden, kan pulseringen bli følt gjennom huden. Isoler arterie fra dens omkringliggende vev. Plasser to Vicryl 2-0 sting rundt skipet, en proksimale og en distal. Ligate distale side og sette inn en 18 G iv kanyle og sikre tett koble trykket.

4. Invasivt trykk Volum Loop Analysis

  1. Sett inn en Swann-Ganz kateter (SG) via den tidligere plassert skjede i den interne vena jugularis.
  2. Koble en minuttvolum enhet til den delen av SG som kulminerer i proksimale lumen.
  3. Injiser 5 ml 0,9% saltvannsoppløsning til de proksimale lumen av SG og måle minuttvolum; gjenta dette tre ganger og gjennomsnittlig indeksene.
  4. Kalibrere PV-systemet ved å bruke tidligerebestemmes blodsirkulasjon.
  5. Sett 7F konduktans kateter via halspulsåren inn i venstre hjertekammer under fluoroskopisk veiledning.
  6. Velg det største segmentet stede i LV for volummålinger og utføre en baseline skanne etter apnea.
  7. Etter volum kalibreringen er ferdig, ta opp 10-15 beats henhold apnea.
  8. Fjern SG og plassere et ballongkateter i den nedre cava venen på nivået av membranen under fluoroskopisk veiledning.
  9. Utfør forspenning reduksjon ved å blåse ballongen etter apnea og registrere de tilsvarende PV-Loops.

5. Intrapressure and Flow Measurement

  1. Fortynn nitroglycerin i en konsentrasjon på 100 pg / ml og fortynn adenosin i en konsentrasjon på 30 mikrogram / ml.
  2. Plasser en 8F guiding kateter i ostium av venstre koronar.
  3. Plasser den kombinerte trykk / strømningsledning i den proksimale delen av den venstre koronare Artery.
  4. Administrer 200 ug av nitroglyserin intrakoronar og normalisere den distale trykket (Pd), målt i ledningen, og det arterielle trykk.
  5. Legg kabelen i den midtre del av venstre fremre nedstigende arterie (LAD).
  6. Begynn å måle baseline trykk og flyt. Fremkall hyperemia ved administrering av 60 ug av adenosin intrakoronar, skyll med 2 ml saltvannsoppløsning og måle hyperemiske trykk og strømning. Vent til strømmen for å gjenopprette til utgangsverdiene. Gjenta målingen to ganger.
  7. Sette mot en annen 200 mikrogram nitroglyserin intra og gjenta trinn 1,6 og 1,7 for venstre cirkumfleks koronar.

6. Induksjon av MI

  1. Plasser intrakardiale defibrillering kateter i den høyre ventrikkel ved å bruke den venøse kappe. Den distale elektroder bør være i toppen av ventrikkelen, proksimale elektrodene i atrium og / eller overlegne Caval vene. Koble kateteret til defibrillatoren og sette den til 50J.
  2. Mål diameteren av LAD distal fra den andre diagonal (D2) i AP-og LAO 30 ° vis.
  3. Velg et angioplastisk ballong med en diameter som angitt diameteren av LAD distal fra D2 (figur 1).
  4. Plasser en guidewire gjennom guiding kateter distalt i LAD.
  5. Advance ballongkateteret over styretråden. Plasser ballongen distal fra D2.
  6. Administrer 30 IE / kg heparin.
  7. Ballongen til trykket varer med den rette diameter av LAD.
  8. Sjekk total okklusjon av LAD ved angiografi (Figur 1).
  9. Dekk sterile arbeids feltet og såret i nakken med sterile gardiner kluter. Frigjøre brystet fra noen dekning for å gjøre den tilgjengelig for brystkompresjoner eller transtorakal defibrillering.
  10. Kontroller trykket i ballongen under den neste 90 min og gjenopprette trykket om nødvendig.
  11. I tilfelle av ventrikkelflimmer:
    1. Umiddelbart starte brystkompresjoner med en frekvens på 100/min.
    2. Administrere 300 mg amiodaron intravenøst ​​som en rask bolus (~ 1 min).
    3. Begynn intrakardiell defibrillering, gi støt av 50 J.
    4. Etter fem mislykkede sjokk, starter brystkompresjoner. Endre intrakardiell defibrillering til transtorakal defibrillering og sjokk med 150 J. Ved mislykket sjokk, endre til 200 J.
    5. Hvis det er nødvendig, å administrere en annen dose på 150 mg Amiodaron og / eller 1 mg adrenalin. Gjenta adrenalin to ganger med intervaller på 3 til 5 min, når det er nødvendig.
    6. Fortsett brystkompresjoner, ispedd transtorakal defibrillering

Avslutte Kirurgisk prosedyre (for Long Term Follow Up)

  1. Etter 90 min sjekk ved angiografi hvis LAD er fortsatt fullt okkludert.
  2. Administrere en annen 30 IE / kg heparin og deflatere boblen. Sjekk for reperfusjon. Fjern deflatert ballong med guiding kateter fra carotis skjede.
  3. Fjern forsiktig arterielle innføringshylsen og klemme carotisar umiddelbart med en anastomose klemme (Figur 1). Bruk fortsetter masker (6-0 prolene) for å lukke halspulsåren. Fjern klemmen og se etter lekkasjer.
  4. Fjern det indre defibrillering kateteret og fjerne overtrekket fra det indre halsvene. Ligate proksimale av skjeden oppføring.
  5. Lukk underhuden og huden på halsen i to lag som bruker 2-0 Vicryl.

7. Cardiac Magnetic Resonance Imaging

  1. Plasser dyret på MRI tabell hodet først i liggende stilling under kontinuerlig anestesi.
  2. Plasser en dedikert faset rekke hjerte spolen over brystet på dyret.
  3. For image planlegging skaffe speider bilder i kort akse og to-kammer lange aksen visninger.
  4. Acquire EKG-gated steady-state gratis presesjon (SSFP) cine av kort akse (fra apex til bunnen av LV) og to chamber visninger lang-aksen.
  5. Late gadolinium ekstrautstyr (LGE) kan bli kjøpt ved hjelp av en inversjon recovery 3D-turbo-gradient-ekko-teknikk 15 min etter dobbel dose iv bolusinjeksjon av en gadolinium basert kontrastmiddel.
  6. Utfør offline analyse med validert programvare av funksjonelle parametere. Vurdere venstre ventrikkel ejeksjonsfraksjon (LVEF), LV masse, endediastolisk volum, end systolisk volum, slagvolum, minuttvolum, og arr masse.

8. Slutten av studien og infarktstørrelsen

  1. På slutten av studien, følger Protokoller 1-5 og 7 til å erverve følge opp målinger.
  2. Lag en median 30-40 cm innsnitt fra like under suprasternal hakk til et punkt like under xiphoid prosessen. Advance gjennom linea alba ned til brystbenet. Splitte xiphoid og bruke Klinkenberg saks for å skille den bakre sternum fra hjerteposen med forsiktighet. Etter å ha brukt saksen omsvøp fortsette videre separasjon. Utfør et sternotomy by f.eks ved hjelp av en hammer og Lebsch kniv. Benmargs blødning er minimert ved å gni bein voks på margen. Åpne thorax med en sternum retractor.
  3. Angi tredje pleurarommet og finn mindreverdig caval blodåre i mediastinum.
  4. Humant avlive dyret ved å kutte den underlegne caval blodåre i henhold dyp anestesi. Fjern blod med en sugeenhet. Plasser et 9 volts batteri på apex å indusere ventrikkelflimmer.
  5. Etter utskjæring av hjerte, kuttet til høyre og venstre ventrikkel i fem skiver fra basen til apex og inkubert i 1% trifenyl-tetrazolium-klorid oppløst i 0,9% saltløsning ved 37 ° C i 15 min. Deretter vaske skivene i 0,9% saltvann og fotografere skiver fra begge sider.

Representative Results

Dødelighet og infarktstørrelsen

I vårt senter, ut av 32 griser (Kvinne Dalland Landrace, 6 måneder gammel, ~ 70 kg) som ble utsatt for denne MI-protokollen, fem (15,6%) døde på grunn av ildfast ventrikkelflimmer under iskemi. Denne protokollen skaper et infarkt som dekker ca 10-15% av venstre hjertekammer, som ligger i anteroseptalt, septal og inferoseptal vegger (Figur 2A). Hvis serie invasiv vurdering av infarktstørrelsen er berettiget, kan sent gadolinium ekstrautstyr (LGE) på CMR brukes til å følge nonviable infarktområdet over tid (figur 2B).

Hjertefunksjon og ombygging

Fire uker etter MI, bør globale og regionale parametre som reflekterer hjertefunksjonen bli redusert sammenlignet med friske utgangsverdier. Spesielt bør LV ejeksjonsfraksjon (LVEF) reduseres til ca ~ 35-45% i fire uker etter MI. Foruten global systolisk funksjon,flere parametere som reflekterer post-MI uønskede ombygging kan også måles, for eksempel LV morfologi og diameter ved hjelp av CMR-og ekkokardiografi (figurene 3A og 3B). Fire uker etter MI, en økning i slutt diastolisk volum (EDV) som et tegn på uønskede remodellering kan forventes (figurene 3A og 3B).

Koronar flyt-og trykk parametere

Angiogenese og dannelse av nye blodkar blir ofte sett på som viktige mål behandling i iskemisk hjertesykdom åtte. Vurdering av mikrovaskulær motstand kan indirekte basert på den kombinerte måling av intrakoronar trykk og strømningshastighet. Representative trykk og strømningshastighet måling under normale forhold og maksimal hyperemia er vist i figur 4.. Fire uker etter MI, bør den hyperemiske mikrovaskulær motstand økes i den infarktrelaterte koronararterie (LAD) sammenlignettil referansesituasjonen åtte.

Figur 1
. Figur 1 MI modell basert på LAD ballong okklusjon (A) Standard kirurgisk utstyr med:. 1) håndkle klemmer; 2) mygg; 3) dissekere tang; 4) runde container; 5) nål holdere (fin og grov); 6) Klinkenberg sakse; 7) dissekere saks (rett og buet); 9) tang (De-Bakey, fint og grovt); 10) slangeklemme; 11) anastomose klemme; 12) gauzes; 13) elektro blyant; 14) skalpell holder; 15) Dreesman (sug); 16) retractor; 17) lampeholdere. (B) Venstre anterior skrå gjennomlysning visning av LAD og LCX. (C) Etter å visualisere den andre diagonal grenen, plasserer de to radiopak markører (se innfelt, svart pilspisser) av ballongen bare distalt av D2. Inflate, og sikre at koronar blodstrøm er vellykket blokkert av kontrast injeksjon (se stjerne). Intrakardial defibrillator bly kan sees i den høyre ventrikkel (se hvitt pilspiss). LAD betegner Venstre fremre synkende arterie; LCX betegner venstre cirkumfleks arterie; LAO betegner venstre anterior skrå syn; AP betegner anterior posterior view; D1 betegner første diagonal gren; D2 betegner andre diagonal grenen. Klikk her for å se større bilde.

Fig. 2
Figur 2. Infarktstørrelsen etter MI. (A) 90 min ballong okklusjon av LAD fører til omfattende myokardial skade og arrdannelse (hvit farge), visualisert ved farging TTC på 1 måned oppfølging.(B) Skjematisk infarktet fordelingen viser at hjerteinfarkt er plassert i fremre, anteroseptalt og inferoseptal segmenter av hjertet. (C, D) Kort og lang akse sent gadolinium forbedrede CMR bildene viser den omfattende infarktet arr (white-signaler, se svart pilspisser) lokalisert i fremre, anteroseptalt og inferoseptal segmenter av hjertet. LGE-CMR betegner sent gadolinium forbedret hjerte magnetisk resonans. Scale bar betegner 3 cm. Klikk her for å se større bilde.

Figur 3
Figur 3.. Vurdering av hjertefunksjon i iskemisk MI modeller. (A) Representant CMR cine-sløyfe bilder ved endediastolen og slutten systole viser funksjonssvikt av infArct arr segmenter. (B) M-modus bilde av 2D parasternal lang akse ved ekkokardiografi, som viser LV dilatasjon (økning i LVIDd) en måned etter MI, samt nedsatt funksjonsevne (fravær av septal jevning). EDV betegner endediastolisk volum; ESV betegner slutten systolisk volum; LVIDd betegner venstre ventrikkel indre diameter på diastolen og LVIDs betegner venstre ventrikkel indre diameter på systolen. Klikk her for å se større bilde.

Figur 4
Figur 4 intra. Trykk og strømningshastighet avledet parametere. Intra trykk og strømningshastighet innspillinger bruker Combowire viser (A) referanseverdier før MI med høye response til hyperemia (svart pilspiss). (B) en måned etter MI, har infarktrelatert arterie (LAD) en redusert hyperemiske respons i koronar strømningshastighet (svart pilspisser). Som et resultat av trykk-og strømningshastighet avledet parametere (HMR), eller strømningshastighet reserve (CFR) er redusert i forhold til grunnlinjen. bAPV betegner basal gjennomsnittlig topphastighet; pAPV betegner peak gjennomsnittlig topphastighet; CFR betegner koronar flyt reserve; HMR betegner hyperemiske microvascular motstand. Klikk her for å se større bilde.

Figur 5
Figur 5. Oversikt over ulike studiedesign. (A) Skjematisk av flere mulige studiedesign for å validere utforsk nye legemidler(inds) i ulike stadier av MI bruker denne LAD MI gris modell. Avhengig av valgt fase av MI som er under etterforskning, kan funksjonell analyse utføres like før behandlingen tildeling som grunnverdi og vurdering av området i fare. Klikk her for å se større bilde.

Discussion

Intrakoronar ballong okklusjon av LAD gir en reproduserbar og stabil preklinisk MI modell hos griser som kan brukes for å undersøke sikkerheten og effektiviteten av nye kardiovaskulære behandlinger som etterligner den menneskelige situasjon. Som vist i figur 5 tilveiebringer frem ischemia / reperfusjon infarkt modell plattformen som kan bli ytterligere tilpasset til å undersøke ulike faser av MI og post-MI remodellering, mens den første iskemi / reperfusjonsskade er identisk for begge.

Suksessen til den beskrevne protokoll beskrevet her er avhengig av myocardial ischemia som den mest kritiske fase av protokollen. Riktig plassering av ballongen distal til andre diagonal grenen av LAD er avgjørende for å nå tilstrekkelig infarktstørrelsen samtidig sikre en høy overlevelse. Basert på denne MI-modellen, ble en ~ 15% dødelighet observert, mens omfattende midten og apikale segmenter av anterior, septal og Inferieller vegger var infarkt som sett på CMR og TTC farging (figurene 2A og 2B). Varigheten av iskemi kan skreddersys i henhold til infarktstørrelse. Selv om vi har brukt landrace griser i denne protokollen, minigriser (dvs. Göttminigriser) krever vanligvis lengre varigheter av myokardiskemi (f.eks 150 min okklusjon).

Outcome analyse i prekliniske og kliniske MI studier er ofte basert på LVEF. Selv om lavere LVEF har vært fast forbundet med økt risiko for kardiovaskulær dødelighet, er det fortsatt avhengig hemodynamical parametere som forspenning ni. Uten tvil, gitt at i gjennomsnitt bare 10-15% av LV er infarcted, flere konseptuelle og praktiske begrensninger er knyttet til LVEF være en global mål på LV systolisk funksjon snarere enn å reflektere lokale forbedrings 10. Derfor, de foreslåtte tiltakene for utfallet brukt i denne modellen belyse ulike aspekter av MI og post-MI ombygging og gir dermed etterforskerne midler til å vurdere nøyaktig effekten av nye behandlingsformer på flere nivåer.

For å optimalisere oversettelse fra prekliniske modeller til klinisk praksis, velger vi å bruke store griser i stedet for minigriser. Hemodynamiske målinger, medisindoser og kirurgiske enheter kan lett byttes med klinisk praksis. Sammenlignet med minigriser, store griser får relativt mye vekt. Dette kan forårsake et problem i langsiktig oppfølging, med hensyn til sammenlignbarhet av serieresultater. Kvinne Dalland Landrace griser veier ca 70 kg i en alder av seks måneder. For å hindre rikelig vektøkning i løpet av oppfølgingsperioden, er dyr som holdes på en begrenset diett. Griser får 750 g av skreddersydde lavt kalori mat (inneholdende: protein 15,6%, fett 2.0%, fibre 14,8%, aske 8,8%, 0,9% kalsium, 0,57% fosfor, 0,29% magnesium, kalium og 0,18%) to ganger om dagen, og oppnå omtrent 10 kg i vekt i 4 uker.

e_content "> McCall og medarbeidere har tidligere utgitt en lignende protokoll for hjerteinfarkt hos gris 11. det finnes betydelig overlapping mellom denne protokollen, og deres, understreker preferanse for LAD heller enn venstre cirkumfleks arterie (LCX) eller høyre koronar (RCA ). Vår erfaring, er det en mindre grad av infarktstørrelsen av den totale venstre ventrikkel ved å bruke LCX mens RCA infarkt er ledsaget med høyere sjanse for uønskede ledningsforstyrrelser (dvs. sinusknute dysfunksjon, AV-noden dysfunksjon). One forskjell de to protokollene gjelder bruken av økte farmakologisk blodplatehemmande i denne protokollen, som vi har observert høyere forekomst av ikke-gjenflyt basert på trombedannelse som et resultat av 90 min for hemostase i de okkluderte koronararterie. Denne observasjon er i samsvar med kjent hypercoagulability observert hos gris 12. Selv McCall foreslått å bruke en enkelt høy dose, bolusdose av heparin, this protokoll er avhengig av bruk av heparin i flere lavere doser spredt over hele operasjonen for å minimalisere trombotiske komplikasjoner.

I sammendraget presenterer vi et svin MI modell som gjør det mulig for forskerne å gjøre bruk av et effektivt, reproduserbar og fremfor alt praktisk stor dyremodell for human sykdom å studere nye behandlingsformer som et viktig skritt mot en første-i-mannen klinisk studie.

Disclosures

Dette arbeidet ble støttet av HGG Group BV (SK), den "Wijnand M. Pon Stichting" (SC, SK). Denne forskningen er en del av prosjektet P1.04 SMARTCARE av biomedisinsk Materials instituttet, cofunded av det nederlandske Ministry of Economic Affairs, Landbruk og innovasjon (SJL, JG). Alle forfattere har rapportert at de ikke har noen relasjoner til å avsløre.

Acknowledgments

Cees Verlaan, Joyce Visser, Merel Schurink, og Grace Croft bes anerkjent for deres utmerkede teknisk assistanse med dyreforsøk.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
0.9% Saline Braun
6-0 Prolene Ethicon
Acetylsalicylic acid Ratiopharm 80 mg
Adenosine Apotheek UMCU 3 mg/ml
AdVantage PV loop system Transonic Science
Amiodarone Cordarone I.V. (Sanofi)
Amiodaron HCl (PCH)
Amoxicilline/clavulaanzuur Sandoz 500/50 mg
Atropinesulfate PCH 0.5 mg/ml
Bone Marrow Wax Syneture
Cardiac Defibrillator Philips
Clopidogrel Apothecon B.V. Clopidrogel 75A
Contrast agent Telebrix
Endotracheal tube Covidien
Fentanyl patch Durogesic (Janssen-Cilag) 25 μg/hr
Fogarty catheter Edwards Life Sciences
Gadolinium Gadovist
Guidewire Abbott
Heparin Leo
I.V. cannula Abbocath (Hospira Venisystems)
Iodine Jodiumtictuur 2% (Eurovet)
Ketamine Narketan 10 Vétoquinol
Midazolam Actavis 5 mg/ml
Nitroglycerin Pohl Boskamp 1 mg/ml
Pancuronium bromide 2 mg/ml
Seldinger vascular sheath 8F Arrow
Sufentanil  Sufentanil-Hameln 50 μg/ml
Swann-Ganz catheter Criticath ref 680078 (Argon)
Synolux Pfizer 250 mg
Tetra-polar catheter Transonic Science
Thiopental Inresa 0.5 g
Triphenyl-tetrazolium chloride Merck
Venofundin Braun
Vicryl 2-0 Ethicon
Volcano ComboMap system Volcano

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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

Tags

Medicine myokardialt infarkt (MI) AMI stort dyremodell gris translasjonsmedisin iskemisk hjertesykdom

Erratum

Formal Correction: Erratum: Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs
Posted by JoVE Editors on 09/01/2014. Citeable Link.

A correction was made to Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs. 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

Hjerteinfarkt og funksjonelle resultatet Vurdering i Pigs
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Koudstaal, S., Jansen of Lorkeers,More

Koudstaal, S., Jansen of Lorkeers, S. J., Gho, J. M. I. H., van Hout, G. P. J., Jansen, M. S., Gründeman, P. F., Pasterkamp, G., Doevendans, P. A., Hoefer, I. E., Chamuleau, S. A. J. Myocardial Infarction and Functional Outcome Assessment in Pigs. J. Vis. Exp. (86), e51269, doi:10.3791/51269 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter