الموضع الجراحي القسطرة على المدى الطويل القلب والأوعية الدموية ممارسة اختبار في الخنازير
Summary
Here we present a protocol to assess cardiopulmonary function in awake swine, at rest and during graded treadmill exercise. Chronic instrumentation allows for repeated hemodynamic measurements uninfluenced by cardiodepressive anesthetic agents.
Abstract
يصف هذا البروتوكول إجراء العمليات الجراحية لالخنازير أداة المزمن وإجراءات ممارسة الخنازير في حلقة مفرغة بالمحركات. ضعف القلب في وقت مبكر من الصعب تشخيص المرض، لا سيما في النماذج الحيوانية، وغالبا ما يتم قياس وظيفة القلب جراحية، والتي تتطلب التخدير. كما العديد من وكلاء مخدر وcardiodepressive، قد يكون حجب بعض التغييرات الطفيفة في وظيفة القلب والأوعية الدموية. في المقابل، والأجهزة المزمن يسمح لقياس وظيفة القلب في حالة اليقظة، بحيث يمكن الحصول على القياسات في ظل ظروف يستريح هادئة، من دون آثار التخدير والصدمة الجراحية الحادة. وعلاوة على ذلك، عندما يتم تدريب الحيوانات بشكل صحيح، ويمكن الحصول على القياسات أثناء ممارسة مفرغه متدرج.
توضع تحقيقات تدفق حول الشريان الأورطي أو الشريان الرئوي لقياس النتاج القلبي وحول الأمامي الأيسر النازل الشريان التاجي لقياس كورونتدفق الدم آرى. يتم زرع القسطرة مملوءة بسائل في الشريان الأبهر، الشريان الرئوي، الأذين الأيسر، البطين الأيسر والبطين الأيمن لقياس الضغط واخذ عينات من الدم. وبالإضافة إلى ذلك، يتم وضع 20 G قسطرة في الوريد بين البطينين الأمامي للسماح اخذ عينات من الدم الوريدي التاجية.
بعد أسبوع من الانتعاش، وتوضع الخنازير في حلقة مفرغة بالمحركات، وترتبط القسطرة للضغط وتدفق متر، ويتعرضون الخنازير إلى خمسة مراحل بروتوكول ممارسة التقدمية، مع كل مرحلة تدوم 3 دقائق. وتسجل باستمرار إشارات الدورة الدموية ويتم أخذ عينات من الدم خلال 30 ثانية الأخير من كل مرحلة التمرين.
والميزة الرئيسية لدراسة الحيوانات المجهزة بشكل مزمن هو أنه يتيح تقييم المسلسل من وظيفة القلب، وليس فقط في بقية ولكن أيضا خلال الاجهاد البدني مثل ممارسة التمارين الرياضية. وعلاوة على ذلك، وظيفة القلب ويمكن تقييم مرارا وتكرارا أثناء المرض نماءالثانية خلال فترة العلاج المزمنة، وبالتالي زيادة قوة الإحصائية، وبالتالي الحد من عدد الحيوانات اللازمة للدراسة.
Introduction
وظيفة القلب كافية أمر ضروري لتزويد الجسم بالأكسجين والمواد الغذائية، وخاصة خلال الظروف لزيادة الطلب الأيض مثل أثناء ممارسة الرياضة 1. يتميز استجابة القلب ولممارسة عدد من التعديلات في وظيفة القلب، أي، زيادة في معدل ضربات القلب، انقباض والسكتة الدماغية وحدة التخزين، وظيفة الاوعية الدموية الدقيقة، أي توسع الأوعية في الأسرة الأوعية الدموية تزويد العضلات ممارسة وكذلك في الرئة الأوعية الدموية، وتضيق الأوعية في الأسرة الأوعية الدموية تزويد الجهاز الهضمي وكذلك العضلات الخاملة 1. القدرة على ممارسة الرياضة ضعف هي السمة المميزة في وقت مبكر من ضعف القلب، ويستخدم القلب وعملية الاختبار كوسيلة فعالة لتحديد بين ضعف القلب، ضعف الأوعية الدموية و / أو الخلل الوظيفي الرئوي في المرضى الذين يعانون من ضعف القدرة على ممارسة الرياضة 2. ود ضعف القلب في وقت مبكرifficult لتشخيص المرض وخاصة في النماذج الحيوانية، وغالبا ما يتم قياس وظيفة القلب جراحية، والتي تتطلب التخدير، مع العديد من وكلاء مخدر حيازة الممتلكات cardiodepressive 3.
الأجهزة المزمن يسمح لقياس وظيفة القلب في حالة اليقظة، وعندما يتم ضبط الحيوانات بشكل كامل إلى القياسات ظروف المختبر يمكن الحصول في ظل ظروف يستريح هادئة من دون آثار التخدير والصدمة الجراحية الحادة. وعلاوة على ذلك، عندما يتم تدريب الحيوانات بشكل مناسب، كما يمكن الحصول على القياسات أثناء ممارسة مفرغه متدرج 4،5. وبشكل أكثر تحديدا، ترك وظيفة البطين الأيمن يمكن تقييم والمتعلقة نضح عضلة القلب، بينما تنظيم نغمة حركي في دوران الأوعية الدقيقة التاجي، النظامية والرئوي يمكن تحديدها. استخدام القسطرة مملوءة بسائل يسمح قياس الضغط وكذلك أخذ عينات الدم دون فرض الإعلانالإجهاد المشروط على الحيوانات. ميزة أخرى لدراسة الحيوانات المجهزة بشكل مزمن هو أن القلب عملية الاختبار ويمكن تكرار السماح باستخدام حيوان كما سيطرته، سواء أثناء تطور المرض أو أثناء العلاج المزمنة، وبالتالي زيادة قوة الإحصائية، وبالتالي الحد من عدد الحيوانات اللازمة للدراسة .
تشريح القلب من الخنازير يشبه نظيره لدى البشر وأنه من الممكن للحث على أشكال مختلفة من أمراض القلب، مثل مرض السكري 6، 7 احتشاء عضلة القلب وارتفاع ضغط الدم الرئوي 8،9 والناجم عن سرعة قصور القلب 10،11. وعلاوة على ذلك، فإن حجم الخنازير يسمح الأجهزة المزمن، وكرر اخذ عينات من الدم من كمية كافية لتحليل ليس فقط غازات الدم، ولكن أيضا لإجراء قياسات عصبي هرموني و / أو للبحث عن المؤشرات الحيوية للمرض.
يصف هذا البروتوكول الجراحة تستخدم لالمزمنةلاي الخنازير أداة فضلا عن بروتوكول لممارسة الخنازير في حلقة مفرغة بالمحركات.
Protocol
Representative Results
Discussion
تصف الدراسة الحالية لعملية جراحية لأجهزة مزمنة من الخنازير فضلا عن بروتوكول لممارسة الخنازير المجهزة في حلقة مفرغة بالمحركات بينما قياس ديناميكا الدم وأخذ عينات من الدم لقياس نسبة الأوكسجين في الدم الوريدي المختلط والدم الوريدي التاجي.
<p class="jove_content" style=";text-align:righ…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذه الدراسة من قبل هولندا القلب منحة مؤسسة 2000T038 (إلى DJ Duncker) منحة 2000T042 (لD. Merkus)، والمفوضية الأوروبية FP7-الصحة-2010 منحة MEDIA-261409 (إلى DJ Duncker وD. Merkus)، مبادرة أبحاث القلب والأوعية الدموية هولندا: مؤسسة القلب الهولندية والاتحاد الهولندي لمراكز الطب في جامعة ومنظمة هولندا للبحوث الصحية والتنمية والأكاديمية الملكية الهولندية للعلوم CVON- ARENA CVON 2011-11 (إلى DJ Duncker)، CVON-فيدرا CVON2012-08 (لD. Merkus) وCVON-RECONNECT CVON 2014-11 (إلى DJ Duncker وD. Merkus)، مؤسسة صوفيا (لD. دي Wijs-Meijler، D. Merkus وIKM ريس).
Materials
| 3-way stopcocks | B. Braun | 16496 | |
| Perfusor lines PVC (DEHP-free) 150cm/2.6ml | B. Braun | 8722960 | Used for fluid filled catheters |
| “python “ silicontubing | Rubber BV | 1757 ID 1mm, OD 2mm | Used for fluid filled catheters |
| Sodium Chloride 0.9% | Baxter | TKF7124 | |
| Glucose 10% | Baxter | WE0163 | |
| Suction device | |||
| Slim-Line electrosurgical pencil with 2 buttons | ERBE ELEKTROMEDIZIN GMBH | 20190-066 | |
| Servo Ventilator SV900C | Siemens-Elema AB | ||
| Laryngoscoop | Vererinary Technics Int. | 11.02.47 | |
| Sterile surgical gloves | |||
| tie-on surgical mask | 3M | 1818FS | |
| surgical hat | Klinidrape | 621301 | |
| Procedure pack | Molnlycke Health Care | 97027809 | Surgical drape, gauze pads, syringes, beaker etc |
| Droptears | Alcon | 288-28282-01 | |
| Betadine scrub 75mg/ml Povidone-iodine | Meda Pharma BV | RVG08939 | |
| Betadine solution 100mg/ml Povidone-iodine | Meda Pharma BV | RVG01331 | |
| Cuffed Endotracheal tube | Emdamed | size depends on animal size | |
| Breathing filter Hyrdo therm 3HME | Intersurgical | 1560000 | |
| Laryngoscope Handle+ Miller blade size 4 | Kawe Germany | ||
| Manual resuscitator- Combibag | Weinmann | 6515-12-313-5596 | |
| Perivascular flow probe 3PS | Transonic | For coronary artery; Size 2.5-4 mm depending on animal size | |
| Confidence flow probe | Transonic | For aorta/pulmonary artery, 16-20 mm; size depends on animal size | |
| Venflon-Venisystem 20Gx 32 mm | BD | 393224 | For coronary venous catheter |
| Blunt Needle 18G | For coronary venous catheter | ||
| Tygon Tubing | Rubber BV | 2802 ID 0.8mm (1/32’’), OD 2.4mm (3/32’’) | For coronary venous catheter |
| Suction Handle 17 cm 6 6/8 " Coupland 18/8 martinit with tube connector | KLS Martin Group | 18-575-24 | |
| Scalple blade | |||
| Scalpel Handle 13.5 cm 5 3/8 " Stainless Steel solid | KLS Martin Group | 10-100-04 | |
| Vascular Forceps 20.2 cm 8 " De Bakey Stainless Stee | KLS Martin Group | 24-388-20 | ± 14 cm |
| Dressing Forceps 17 cm 6 6/8 " Cushing Stainless Steel | KLS Martin Group | 12-189-17 | ± 18 cm |
| halsted-musquito straight 12.5cm – 5" | Rudolf Medical | RU-3100-13 | ± 12 cm |
| halsted-musquito curved 12.5cm – 5" | Rudolf Medical | RU-3101-12 | ± 12 cm |
| Dissecting and Ligature Forceps 13 cm 5 1/8 " Gemini Stainless Steel | KLS Martin Group | 13-451-13 | ± 12 cm |
| Dissecting and Ligature Forceps 18.5 cm 7 2/8 " Schnidt Stainless Steel | KLS Martin Group | 13-363-18 | |
| Rib Retractor Finochietto, Baby Aluminium – | KLS Martin Group | 24-162-01 | |
| suture forceps Mayo-Hegar 3mm 18cm – 7" | Rudolf Medical | RU-6050-18 | |
| Metchenbaum blunt curved 14,5cm – 5(3/4)" | Rudolf Medical | RU-1311-14M | |
| Retrector farabeuf 12cm – 4 (3/4)" | Rudolf Medical | RU-4497-12 | |
| Towel forceps schrädel curved 9cm – 3,5" | Rudolf Medical | RU-3550-09 | |
| surgical scissors blunt 13cm – 5" | Rudolf Medical | RU-1001-13 | |
| Gauzes Cutisoft 10 x 10 cm 4-ply | BSN Medical | 45846-00 | |
| Gauzes Cutisoft 5 x 5 cm 4-ply | BSN Medical | 45844-00 | |
| Flowmeter -CM2 / SF2 – 2gas (O2 and Air) | UNO BV | 180000008 | |
| Tec 7 Vaporizer | Datex-Ohmeda | ||
| Acederm wound spay | Ecuphar NV | ||
| Vaseline Album | Bufa | 165313 | |
| silkam 3-0 Natural silk, non-absorbable | B. Braun | F 1134043 | sutures for placement of catheters |
| silkam 2-0 Natural silk, non-absorbable | B. Braun | F 1134051 | sutures for muscular approximation |
| dagrofil 3-0 Polyester, non-absorbable | B. Braun | C 0842478 | sutures for fluid fille catheters after tunneling |
| Vicryl rapide 3-0, 1×45 cm FS2, V2930G | Daxtrio medische producten | 15560 | sutures for electrical catheters after tunneling |
| Vitafil 6 USP | SMI | 6080 | Ties |
| Syringes | 10 ml and 2.5 ml | ||
| Heparin LEO (heparin sodium) | LEO Pharma A/S | ||
| Zoletil | Virbac | tiletamine / zolazepam | |
| Sedazine | AST farma | 108855 | xylazine |
| Temgesic | RB Pharmaceuticals | 5429 | buprenorphine |
| Tensogrip | BSN Medical | 71522-00 | elastic vest |
References
- Laughlin, M. H., et al. Peripheral circulation. Compr Physiol. 2, 321-447 (2012).
- Datta, D., Normandin, E., ZuWallack, R. Cardiopulmonary exercise testing in the assessment of exertional dyspnea. Ann Thorac Med. 10, 77-86 (2015).
- Vatner, S. F., Braunwald, E. Cardiovascular control mechanisms in the conscious state. N Engl J Med. 293, 970-976 (1975).
- Duncker, D. J., Bache, R. J. Regulation of coronary blood flow during exercise. Physiol Rev. 88, 1009-1086 (2008).
- Tune, J. D., Gorman, M. W., Feigl, E. O. Matching coronary blood flow to myocardial oxygen consumption. J Appl Physiol. 97 (1985), 404-415 (2004).
- van den Heuvel, M., et al. Coronary microvascular dysfunction in a porcine model of early atherosclerosis and diabetes. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 302, H85-H94 (2012).
- Zhou, Z., et al. Pulmonary vasoconstrictor influence of endothelin in exercising swine depends critically on phosphodiesterase 5 activity. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 306, L442-L452 (2014).
- Pereda, D., et al. Swine model of chronic postcapillary pulmonary hypertension with right ventricular remodeling: long-term characterization by cardiac catheterization, magnetic resonance, and pathology. J Cardiovasc Transl Res. 7, 494-506 (2014).
- Mercier, O., et al. Endothelin A receptor blockade improves regression of flow-induced pulmonary vasculopathy in piglets. J Thorac Cardiovasc Surg. 140, 677-683 (2010).
- Spinale, F. G., et al. Chronic supraventricular tachycardia causes ventricular dysfunction and subendocardial injury in swine. Am J Physiol. 259, H218-H229 (1990).
- Yarbrough, W. M., Spinale, F. G. Large animal models of congestive heart failure: a critical step in translating basic observations into clinical applications. J Nucl Cardiol. 10, 77-86 (2003).
- Duncker, D. J., Stubenitsky, R., Verdouw, P. D. Autonomic control of vasomotion in the porcine coronary circulation during treadmill exercise: evidence for feed-forward beta-adrenergic control. Circ Res. 82, 1312-1322 (1998).
- Stubenitsky, R., Verdouw, P. D., Duncker, D. J. Autonomic control of cardiovascular performance and whole body O2 delivery and utilization in swine during treadmill exercise. Cardiovasc Res. 39, 459-474 (1998).
- Zhou, Z., et al. Phosphodiesterase-5 activity exerts a coronary vasoconstrictor influence in awake swine that is mediated in part via an increase in endothelin production. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 306, H918-H927 (2014).
- Gross, D. R. . Animal Models in Cardiovascular Research. , (2009).
- Merkus, D., Duncker, D. J. Perspectives: Coronary microvascular dysfunction in post-infarct remodelled myocardium. Eur Heart J Suppl. 16, A74-A79 (2014).
- de Beer, V. J., de Graaff, H. J., Hoekstra, M., Duncker, D. J., Merkus, D. Integrated control of pulmonary vascular tone by endothelin and angiotensin II in exercising swine depends on gender. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 298, H1976-H1985 (2010).
- Lautt, W. W. Resistance or conductance for expression of arterial vascular tone. Microvasc Res. 37, 230-236 (1989).
- Merkus, D., et al. Phosphodiesterase 5 inhibition-induced coronary vasodilation is reduced after myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 304, H1370-H1381 (2013).
- Heusch, G. The paradox of alpha-adrenergic coronary vasoconstriction revisited. J Mol Cell Card. 51, 16-23 (2011).
- Merkus, D., Houweling, B., van den Meiracker, A. H., Boomsma, F., Duncker, D. J. Contribution of endothelin to coronary vasomotor tone is abolished after myocardial infarction. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 288, H871-H880 (2005).
- Haitsma, D. B., et al. Minimal impairment of myocardial blood flow responses to exercise in the remodeled left ventricle early after myocardial infarction, despite significant hemodynamic and neurohumoral alterations. Cardiovasc Res. 52, 417-428 (2001).
- Bender, S. B., van Houwelingen, M. J., Merkus, D., Duncker, D. J., Laughlin, M. H. Quantitative analysis of exercise-induced enhancement of early- and late-systolic retrograde coronary blood flow. J Appl Physiol. 108 (3), 507-514 (2010).
