Summary
ここでは、豚の頻拍誘発型心筋症を生成するためのプロトコルを提案する.このモデルは、進行性の慢性心不全の血行動態や応用治療の効果を研究する強力な方法を表します。
Abstract
慢性心不全の安定性と信頼性の高いモデルは、血行動態を理解したり、新しい治療法の効果をテストする多くの実験に必要です。頻拍誘発型心筋症による、急速な心臓の豚でペーシングによって作り出すことができるようなモデルを紹介します。
単一のペーシング リードは右心室の頂点に、完全に麻酔の健康な豚に導入された transvenously を執着します。もう一方の端は、傍脊柱領域に、背側トンネリングされます。そこに、皮下ポケットに移植した社内の変更の心ペース メーカー単位に接続されています。
200-240 拍/分の速度で急速な心室ペーシングの 4-8 週間後診察には重症心不全 - 自然洞性頻脈、呼吸促迫、疲労の兆候が明らかにしました。心エコー検査と x 線は、心腔、体腔液、シストリック機能障害の拡張を示した。これらの所見は非代償性拡張型心筋症にも対応し、ペーシングの中止後も保持されます。
頻拍誘発型心筋症のこのモデルは、病態の進行性慢性心不全、特に血行動態変化による機械的循環サポートのような新しい治療法を研究するため使用できます。この方法は簡単に実行できます、結果は堅牢で再現。
Introduction
心不全 (心不全)、機械的循環サポートと膜型人工肺 (ecmo) 臨床の現場での特に成長している世界的な使用に対する新しい治療法の様々 な臨床実験で反映しています。血行動態の変化によって引き起こさ検査治療すなわち全身血圧1、心筋収縮力、圧力および心腔と心の仕事2,3, での体積変化にされている主な焦点全身動脈と末梢動脈に代謝補償4 - と共に地域組織彩度、肺の血流と血液ガス分析の動脈血流。他の研究は、循環サポート5、併用の炎症、または溶血の発生の長期的な影響されます。研究のすべてのこれらの種類には、うっ血性心不全の安定した biomodel が必要があります。
公開実験のほとんど左心室 (LV) 性能と機械的循環補助の血行動態は急性心不全2,6,7,8の実験モデルで行われています。,9,10、または完全にそのままの心にも。その一方で、臨床実習では、機械的循環サポートは、開発以前の敷地内現在慢性心疾患循環不全の状態では適用よくされています。このような状況に適応メカニズムを完全に開発し、「鋭さや慢性」によると観測結果の矛盾で重要な役割を果たすことの基になる心臓病11。したがって、安定した慢性心不全モデルは血行動態および病態生理学的メカニズムに新しい洞察力を提供できます。慢性心不全モデルの使用が乏しければ - 理由がありますが時間のかかる準備, 心臓のリズム、倫理的な質問、および死亡率 - の不安定性の利点に多くの長期の神経体液性活性化の存在を提供します。一般的な全身の適応、心筋細胞の機能変化と心臓の筋肉や弁12,13の構造変化。
一般に、可用性とさまざまな血行力学的研究に使用される動物モデルは広い、多くの特定のニーズに最適を提供しています。これらの実験は、主にブタ、イヌ、ヒツジ、または小さく設定マウス選択されており期待される人間の身体反応14の良いシミュレーション モデルであります。さらに、単一臓器の実験の形態はより頻繁に15になっています。確実に心不全の病態を模倣、循環は人為的に劣化します。心臓への障害可能性があります、さまざまな方法で多くの場合虚血、不整脈、圧負荷、または心毒性薬剤の効果によってとモデルの血行動態の悪化につながるの。慢性心不全の真のモデルを生成するには、時間は全体の生物の長期的な適応を開発するために提供されます。このような信頼性と安定したモデルは頻拍誘発型心筋症 (TIC)、急速な心臓の実験動物におけるペーシングによって作り出すことができるによってよく表されます。
それは、心の傾向の中で長期にわたる絶え間ない頻脈性不整脈は収縮機能障害と心拍出量の低下による拡張術につながることを示されています。チックは最初と呼ばれる条件 1913年16, 1962年17、以来広く実験でに記載されている、今よく知られている障害です。その起源は各種不整脈であることができる - 上室性と心室性頻脈の収縮機能、両心室の拡張、腹水、浮腫、無気力など HF の進歩的な臨床症状の悪化につながることができます。、と最終的に心臓の代償不全がターミナル心不全に至ると、治療しないと、死。
循環抑制の同様の効果は心臓ペーシング動物モデルで高率の導入によって観察されました。18,存在する個人差が豚モデルで 200 拍/分で心房または心室心拍、tic、特性を持つ 3-5 週間 (進歩的な段階) の期間の末期心不全を誘発するのには十分に強力な19ですこれらの所見に対応しても代償性心筋症とは、重要なのは、21,2220,(慢性期)19、、、をペーシングの中止後も保持。23。
ブタやイヌ、ヒツジのチック モデルは、LV への変更は、拡張型心筋症24の特性を模倣するよう繰り返し HF14の病態を検討する調製しました。血行動態の特性がよく述べ増加心室末期圧力、減らされた心臓出力、全身血管抵抗と両方の心室の肥大を増加しました。対照的に、壁の肥大が一貫して、観測されていないと一部研究者25,26によって記述されていたも減します。室寸法の進行とは、房室弁の逆流は26を開発しています。
この文書では、豚の長期的な高速心臓ペーシングによってチックを生成するプロトコルを提案します。この biomodel は、非代償性拡張型心筋症、低心拍出量と進行性慢性心不全の血行動態と応用治療の効果を研究するための強力な手段を表します。
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Protocol
この実験的なプロトコルに見直された最初医学部、カレル大学で機関の動物専門家委員会による承認し、大学実験室、生理学教室第一部で行われました。動物に対する虐待行為の保護に関する医学、チャールズ大学プラハ、チェコ共和国で、法律第 246/1992 年高専、に従って。すべての動物が扱われ、気遣われる心配のためのガイドに従い、国民アカデミーの出版物、によって 2011 年に公開された第 8 版は、実験動物の使用。すべてのプロシージャは、獣医の標準規則に従って行われたと各研究の完了時に動物が犠牲になったし、剖検では。まで雌豚 (Sus イノシシ イエバエ) を交雑 5 健康的な適切な解剖学のため生後 6 ヶ月は、この実験に含まれていた。彼らの平均体重のデータ コレクションの一日 66 ± 20 kg だった。
1. 全身麻酔
- 1 日断食、ミダゾラム 0.3 mg/kg の塩酸ケタミン (15-20 mg/kg)、臀部に筋肉内投与による麻酔を開始します。
- 静脈内の薬剤のアプリケーションの耳静脈に末梢のカニューレを挿入します。
- プロポ フォール (2 mg/kg) とモルヒネ (0.1 - 0.2 mg/kg) の静脈ボーラスを管理します。
- 顔のマスクと事前 6.5 7.5 mm の直径のカフ付き気管内チューブの気管挿管を介して酸素を動物を提供します。
- プロポ フォールの組み合わせによる全静脈麻酔を続ける (6-12 mg/kg/h)、ミダゾラム (0.1 - 0.2 mg/kg/h) とモルヒネ (0.1 - 0.2 mg/kg/h)、調整 - 個々 の応答によると用量角膜反射は、自発呼吸を抑制して運動応答。動物の目の乾燥を防ぐために軟膏を保護します。
- 閉ループ自動デバイス ・ ターゲット呼気 CO2 38 42 mmhg と十分なヘモグロビン飽和度 95-99% を維持する適応サポート換気セットで機械的人工換気を動作します。すべての重要な機能、特に心拍数と体温を監視します。
- 仰臥位で操作テーブルにそっと足を確保することにより、動物を取り付けます。
- 広いスペクトル抗生物質 - 耳静脈カニューレを通して静脈内セファゾリン 1 g を管理します。
2. 心室鉛注入
- 施術部位を見つけて正しく胸鎖乳突筋の上 (1) 頸領域と (2) 動物の首の背面側に一方的な傍脊柱領域にかみそりを使用して肌を剃る。
- 超音波血管プローブを使用して、外頚静脈を視覚化し、皮膚上の場所をマークします。その損傷を防ぐためにも頚動脈を探します。
- 広い皮膚消毒は、ポビドン ヨードを使用して後、穴と滅菌手術用ドレープ マーク頸静脈地域をカバーします。
- ペース メーカー植え込み術のすべての必要なツールを準備してそれらを滅菌。プロシージャ全体の無菌環境を維持するために重要です。
- 外頚静脈上平行切り傷、深さ 10 mm 以上、軟部組織の浅い皮下ポケットを形成します。すべての大型船が公開されません。
- 前もって形成されたポケットの底から標準セルジンガー法を用いた外頸静脈にシースを挿入します。まず、12 G 穿刺針から柔らかい先端ガイドワイヤーを挿入し、ガイドワイヤー上、散大と 7 フランス プラスチック涙離れてイントロデューサを導入します。
- 透視下このシースを介してリードをペーシング 58 cm を紹介し、その先端右の心室の頂点に位置します。鞘を削除し、そのらせんをねじ込むによって心筋に電極のアクティブな先端を凝視します。
- ペーシング パラメーター - 心室の心電図から鉛検出信号をテストしインピー ダンスが安定していなければならない、ペーシング閾値が振幅 1 V のパルス幅 0.4 ms 以下にする必要があります。
- ペーシング リードをゴムの袖を引いて、2 つの非吸収性縫合糸編組スレッド ステッチによって前もって形成された頸静脈皮下ポケットの下に一緒に両方を修正します。重要なは、動物の将来の可能な成長を考慮した、ペーシング リードの長さが十分を挿入する必要があります。
3. 皮下リード トンネル
- その側に動物を裏返し、バックボーン領域横以前剃毛肌を消毒し、孔を有する滅菌手術用覆布でカバーします。頸静脈皮下ポケットとリードに無菌のままであることを確認します。
- バックボーンに横方向の皮膚をカットし、深く、広々 とした、皮下ポケットを形成します。退屈な準備を使用し、任意の可能な出血を停止します。
- その両端を切りセット滅菌注入から柔らかいゴム製のエクス テンション チューブを取る。トンネルのツールを使用すると、頸と背の皮下ポケットを接続するこのエクス テンション チューブで直接皮下トンネルをプリフォームします。
- 1 コネクタ上に引っ張ることで心室リードにチューブのもう一方の端を接続し、背側チューブを引いて背の皮下ポケットに前もって形成されたトンネルを介してリードを描きます。シルク ネクタイとの接続をセキュリティで保護することができます。
- トンネルのツールと背の皮下ポケットから心室リードの公開延長チューブの両方を削除します。
4. ペース メーカー植え込み術
- 「Y」パーツを接続すると両室埋込型心臓ペース メーカー ユニットを設定します。"Y"接続により、両方のペース メーカーの収束接続に参加して単一のペーシングに一緒に接続する出力リード (図 1および図 2)。この設定は後でペーシング周波数の広い範囲を提供します。
- ペーシング リードを接続した後、ペース メーカー ヘッダー ユニット、"Y"のリード接続は 1 接続ネジがすべてを固定します。
- ペーシング システム深い背側のポケットに全体を非表示には。ペース メーカーのユニットを収容する十分なスペースと、冗長な鉛の必要があります。
- 最終的なペーシング パラメーターを確認します。心臓心室ペーシング ペース メーカーの両方の出力から可能であることを確認します。
- ポビドン ヨードでフラッシュして、両方の皮下ポケットを閉じる。使用吸収性の縫合線維組織層、皮膚の適応のための非吸収性縫合糸編組。
5. 術後のケア
- それは十分な意識を取り戻すまで、動物を慎重に観察します。
- 広いスペクトルの静脈内抗生物質療法で傷が癒されるを続行セファゾリン 1 g のすべての 12 h. 管理の鎮痛薬の適切な投与量、例えば、モルヒネ 0.2 mg/kg 皮下注射によって 3 日間のすべての 6-12 h。必要な場合は、十分に痛みを防ぐために用量調整を行います。
- 部屋の温度で快適で静かな施設で動物を配置します。水と適切な栄養に無料アクセスをできます。
- 癒しの清潔を維持するために定期的に滅菌スクラブと傷をドレスアップします。
- 手術後残りの部分を提供するために、少なくとも 3 日間ネイティブ心臓のリズムによって抑制されたペース メーカーを維持します。
- 完全に治癒、術後後約 10-14 日と非吸収性皮膚縫合を削除します。
6. ペーシングのプロトコル
- 十分な休息期間後ペーシングのプロトコルを開始します。当初、両室ペース メーカーを D00 モードに設定すると、200 拍/分、100 拍/分、および付随して 300 ms (間隔、ペースの表 1を参照してくださいにペースと一致) へ AV ディレイを調整するペースで心室心拍数を高めます。単極ペーシング両方の出力を選択します。
- 220 拍/分 1 週間後と 2 週間 (図 3) 後 240 拍/分のペースでの心拍数を高める段階的。連続循環動態容認されていない限り、この周波数でペースを維持します。HF が余りにすぐに進行する場合は、一週間後に再度増加する前にペースで心拍数を減らします。
- 心拍、心電図、ペース メーカー尋問毎日聴診を心拍数および電池の寿命などのパラメーターをペーシング定数を確認します。
7. 心不全誘導と監視
- 専門獣医師による定期的なケアを確保し、動物の一般的な健康状態を監視します。自発的な身体活動や食欲の増加するネイティブの心と呼吸速度、末梢パルス酸素濃度計、および削減の評価の臨床的観察は、心不全の進行に関する情報を提供します。
- 無線の経皮ペースメーカ尋問の利点を使用し、可能であれば、連続心電図記録 - 頻繁に非持続性心室頻拍 (VT)、重度の心不全の進行のサイン。
- 心エコー法による評価を使用して、心臓の構造と機能の変化を明らかにします。ブタの解剖学および心臓膨張 - 典型的な 4 室表示に従って最適な画像ウィンドウを見つけるに注意を払う、剣状の下右に探触子を配置し、角度の首や左肩をポイントします。短い軸ビュー、肋間 windows を使用します。ネイティブの心拍で房室 regurgitations 室駆出率の低減は、数週間後顕著なする必要があります。
注: 高速心室ペーシング トレランスの大きな個人差が存在します。したがって、頻繁に監視とペーシングのプロトコルの個別に適合させる調整が必要です。
図 1: 心臓ペーシング ユニット概略図。両室ペース メーカー (1)、(2) 実施 convergently"Y"字型アダプター単一ペーシングに一緒に両方のペース メーカーの出力 (3) を導きます。リードの先端は右心室キャビティ (4) の頂端部に釘付けになった。この設定は、高いペーシング周波数の広い範囲を提供します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2: 心臓のペーシングのユニットX 線 (A)、両室ペース メーカー (1) の写真 (B)、"Y"形アダプター (2) と (3) 心室ペーシング リードします。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
| 必要な時間 | 設定ペース メーカー率 | 間隔のペースにペース |
| ビート/分 | ビート/分 | ms |
| 200 | 100 | 300 |
| 220 | 110 | 270 |
| 240 | 120 | 250 |
| 250 | 125 | 240 |
表 1: ペース メーカー パラメーター 。心臓ペーシングの社内変更デュアルチャンバーのぺース ユニット高率をできるように、テーブルは必要なペースで心拍数 (HR) とペース間隔の値に一致するペースを示します。ペース メーカーは必要な時間の半分のレートで D00 操作モードに設定する必要があります、AV ディレイは間隔 (ミリ秒) をペースに対応するペースに設定。
図 3: プロトコルをペーシングします。3 日間の休息期間後 TIC 誘導の進歩的な段階を開始します。ペース メーカーが必要なペースで周波数の 50% のペーシング周波数 D00 モードに設定し、AV 遅延間隔のペースに一致するペースを設定 (表 1 参照)。"Y"字型アダプターのおかげで両方のペース メーカーの出力を単一のペーシング リードを行っています。bpm のビート/分を =。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
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Representative Results
モデルをテスト:非代償性の慢性心不全の兆候が顕著になった後、麻酔・人工呼吸管理は再度、上記原則に従う投与された低心による調整された投与27を出力します。麻酔薬の影響で可能な cardiodepressive、重要な機能の集中的な注視が必要です。
動物は、仰臥位で接続されていた、すべての侵略的アプローチ開始。大腿静脈、動脈、頸静脈は、標準的な経皮的腔内鞘によって保障されるパンクと血管内のアプローチをだった。右頸動脈と鎖骨下動脈がさらされた外科的、連続的な血流測定28の取得を有効にする適切なサイズのエロージョン超音波流れプローブが接続されていた。
中心静脈圧 (CVP) は、標準的な侵襲的な方法を用いた流体充満圧力トランスデューサー、頚静脈を介して測定したが、胸部大動脈の高感度圧力センサーを搭載したカテーテルを用いて全身の動脈圧の測定。地域組織酸素化は頭と脳と末梢組織酸素飽和度レベル (rSO2)29を表すの右前に設置されたセンサーと近赤外分光法によって監視だった。経胸壁心エコー プローブは、2 D と色ドップラー イメージングに使用されました。心電図、心拍数、パルスオキシ メーター、血圧、capnometry、および直腸温からのデータは、直属のベッド サイド モニターに集中しました。Swan-ganz カテーテル連続心拍出量 (CO)30や混合静脈血飽和度 (svo-シェレメーチエボ2) 希釈の測定値から派生できるように肺動脈大腿静脈シースを介して導入されました。大動脈弁を介して圧力ボリューム (PV) カテーテルは LV キャビティに逆行性導入されました。この PV コンダクタンス カテーテルにインスタントのボリュームと、LV 商工会議所31,32,33,34, 圧力の登録が有効になっており、安定した地位が透視と心エコー検査によって導かれました。最適な太陽光発電ループ形態を取得する (図 4および図 5)。測定 LV パラメーター含まれて拡張末期圧とボリューム (EDP と EDV)、収縮末期容積 (ESV)、LV ピーク圧 (LV PP) と左心室圧の最大の肯定的な変化として定義 EDV (dP/dtmax に正規化された左心室圧の最初の時間の派生物/EDV)、その後左心室収縮性35,36のプリロード独立したインデックスを表します。追加計算パラメーターがストローク量 (SV = EDV - ESV)、左室駆出率 (EF = SV/EDV)、頚動脈、鎖骨下動脈動脈の血流を平均し、。透視、x 線イメージングは、プロトコル全体の C アームによって実施されました。測定実験の結論の後静脈カリウム過剰摂取と剖検による安楽死を行った。中心は公開、胸から切り出した、血の空に、体重は、構造異常のために調べた。
すべてのデータは、ネイティブの洞調律の急速な心室ペーシングが突然停止していた時間は、定常状態に安定化のために提供されていた後に買収されました。パラメーターは、記録され、のデータ セットの平均呼気時間の 3 つのポイント。場合は、早期のビートは分析から省略されました。すべての値は、平均 ± 標準偏差として表されます。
測定結果:プロトコルをペーシングの 4-8 週間後にすべての動物の慢性心不全の臨床症状を認めた。結果の詳細は、表 2にまとめます。
洞調律の初期の平均心拍数は 100 ± 38 ビート/分、大動脈の血圧に達した 47 ± 38 mmHg と CVP 14 ± 4 mmHg。胸部 x 線写真を示した心影拡張、心胸郭比 0.64 ± 0.04 (図 5 a)。これは経胸壁心エコー検査所見と見応えたっぷりです。すべての心腔の拡張、脳室と僧帽弁と三尖弁の重要な regurgitations の収縮機能障害重症心エコー検査で明らかにされました。左心室の平均駆出分画は、すべての動物の 30% 以下だった、左心室壁と判断された非肥大 7 10 mm 厚で、左室収縮の同期不全が明らかな (図 6)。
希釈測定、安静時の心拍出量状態が 2.9 ± 0.8 L/分と混合静脈血飽和 62 ± 18% このモデルで酸素供給量が不十分な組織で対応しました。頚動脈の平均血流があった 211 ± 144 mL/min と鎖骨下動脈だった 103 ± 108 mL/分。同様に、頭に塞栓を記録した地域組織彩度のみ 57 ± 13%、だった 37 ± 13% で、右前腕にさらに低かった。
詳細な血行対策や各心臓サイクル (図 4) の間に左心室の機械的活動によって生み出された作品 PV カテーテルから得られた圧容積ループを示しています。最大 LV のピーク圧力は 49 ± 32 mmHg に減少したが、EDP 残った 7 ± 4 mmHg 低かった。左心室の測定ボリュームの拡張と収縮期機能不全を反映していた。EDV に増資 189 ± 59 mL と ESV 139 ± 37 mL。平均 SV だった 51 ± 45 mL と平均左室駆出率が 25 ± 16% と計算されました。さらに、左心室の収縮性のプリロードの独立したインデックスは、dP/dtmaxで表現できる/EDV の比は、平均した 2.2 ± 1.7 mmHg/s/mL。
剖検心重量 471 ± 127 g、体重の 0.7% を形作ったの肥大 (図 7) を確認しました。すべての心臓の房室と左心室の壁が薄くなる拡張が示され、流体のコレクションは、心膜、腹膜空間で記述されていた。動物のいずれかではないシャントまたは他の心臓の異常が見つかりました。
図 4:圧-容積測定。直接左心室 PV ループ (A ~ D) と回路図のサンプルは、すべての TIC 科目 (E) 太陽光発電ループを平均しました。LV PP = LV ピーク圧、EDP、EDV 拡張末期圧を = = 末期容積と SV のストローク量を =。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 5: 胸部 x 線写真。心影 (赤矢印) と向上心胸郭比 (A) を拡大しました。右心室 (1) 肺動脈 (2) は、スワンガンツカテーテルの頂点にペーシング リードを紹介し、太陽光発電 5 電極カテーテル左心室 (3) に注意してください。比較のため、胸部 x 線の正常な心臓ペース メーカー植え込み術 (B) の日から。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 6: 経胸壁心エコー検査します。すべての心臓の房室 (A) と前にペース メーカーを得られるようなビューの厳しい拡張代表的な頻拍誘発性心筋は、比較のため (B) を注入しました。両方の買収は、末期で撮影されました。(A) の RV 肺尖部に鉛をペーシングの表示のヒントに注意してください。RV = 右心室と左心室左心室を =。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 7: 露出した心臓の写真。TIC 誘導後肥大 (A)。サイズ比較 (B) (cm でのスケール) のための正常なブタ心臓サンプルです。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
| パラメーター | TIC 値 | 単位 | ||
| イメージング | ||||
| クリック率 | 0.64 | ± | 0.04 | |
| LV EF | < 30 | % | ||
| LV EDD | 66 | ± | 3 | mm |
| RV EDD | 40 | ± | 6 | mm |
| AV regurgitations | 深刻です | |||
| 循環パラメーター | ||||
| HR | 100 | ± | 38 | ビート/分 |
| 地図 | 47 | ± | 38 | mmHg |
| CO | 2.9 | ± | 0.8 | L/分 |
| SvO2 | 62 | ± | 18 | % |
| rSO2頭 | 57 | ± | 13 | % |
| rSO2右前 | 37 | ± | 13 | % |
| 頸動脈の流れ | 211 | ± | 144 | mL/分 |
| 鎖骨下の流れ | 103 | ± | 108 | mL/分 |
| CVP | 14 | ± | 4 | mmHg |
| 圧量取得 | ||||
| LV PP | 49 | ± | 32 | mmHg |
| LV EDP | 7 | ± | 4 | mmHg |
| LV EDV | 189 | ± | 59 | mL |
| LV ESV | 139 | ± | 37 | mL |
| SV | 51 | ± | 45 | mL |
| LV EF | 25 | ± | 16 | % |
| dP/dtmax /EDV 比 | 2.2 | ± | 1.7 | mmHg/s/mL |
| 剖検 | ||||
| 心重量を意味します。 | 471 | ± | 127 | g |
| 心肥大、心腔、左心室の壁が薄くなる、心嚢液コレクションの拡張 | ||||
表 2: プロトコルをペーシングの停止後にチックの数値結果のモデルします。すべての値は、平均 ± 標準偏差で表されます。CTR = 心胸郭比、LV EF = 左心室駆出率、左心室 EDD/RV EDD = LV/RV 末期径、AV regurgitations = 房室弁 regurgitations、HR = 心拍数、マップ = 平均動脈圧、CO = 心拍出量, SvO2 = 混合静脈ヘモグロビンの飽和、rSO2地域組織彩度、CVP を = = 中心静脈圧、LV PP = LV ピーク圧、LV EDP EDV の LV/LV 末期圧/容積、LV ESV を = = 左室収縮末期容積と SV = ストローク ボリューム。
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Discussion
慢性心不全の罹患率と死亡率に大きく貢献する主要な健康問題であります。病態と人間の心不全の進行は、適切な動物モデルが基になっているメカニズム解明のため、ネイティブの深刻な病気の進行を妨害することを目指す治療をテストするのには重要なので、複雑です。その病因を研究するには、実験の大動物モデルを使用されています。
一般に、慢性心不全の外科的モデルは、この病気を忠実に再現します。急性心不全のモデルと比較して、慢性心不全モデルは、時間のかかる実験準備または高い死亡率が、病態により多くの洞察を提供しています。、知られている慢性心不全モデルの様々 なからは、ここでペースで頻脈による非代償性の慢性心不全によって表される適切な、管理しやすいモデルに参照しています。
頻拍誘発型心筋症拡張型心筋症の一形態としては、高速心臓ペーシングによる誘導です。ペーシング電極は、心室や心房の19,24に配置できます。我々 は可能性が高いペーシング周波数の中に房室ブロックに起因する問題を防ぐためにサイトをペーシング上室を省略しました。心室の位置もで固定ペーシング リードの安定性の向上心尖部心房の位置と比較し、転位の発生を削減します。説明されている方法具体的に簡単にパフォーマンス、広く利用可能な装置を使用して、合併症の予防です。このメソッドのもう一つの目標は、ペーシングのプロトコルの滴定によって慢性心不全の進行を簡単に制御するだった。
細菌感染の合併症は、インプラントの実験設定の主要な問題です。発電機ポケット感染症、感染性心内膜炎予後不良に関連付けられているし、無駄な実験になります。ブタの解剖による頸静脈地域は公開され場合はペース メーカーの発電機はここに置かれた、癒しと汚染を防ぐ長期生存実験で困難な作業になります。皮下トンネルの使用を利用でアクセスされ衛生的な状態に保つことができる背側領域にペース メーカーのジェネレーター ポケットの位置。ペース メーカーはまた届く動物の癒しがかなり向上します。代替的アプローチは、皮膚表面に付着した体外ペース メーカーの発電機の使用をあることができるが、この戦術は動物の長期生存を目指した場合、機械的に脆弱なことが示されました。
記述のプロトコルに必要なすべての機器が広く利用可能で、この方法は手術とカテーテルの基本的なスキルを再現。「Y」形をした接続ユニット目的は、それは単一のペーシング リード先端にその出力 (心房と心室) 両方を収束正規の両室ペース メーカーを使用します。これらの設定は、ペーシング周波数 (200-300 拍/分、図 1と表 1) 高速度の広い範囲を許可します。
ペーシング周波数の滴定の最も重要なステップです。あまりにも最初から高開発適応メカニズムの時間なしで急性代償不全を引き起こす逆に、低すぎるペーシング滴定忍だろうし、HF 誘導を長引かせると。
以前の出版物22,25,37と筆者の経験によると、ペーシングのプロトコルが定義され、200 拍/分、上記の生理学的な率で健康な豚である率をペーシングを開始運動やストレスします。その後、頻度はエスカレートし、滴定する個々 HF 進行13,19に関して 200 と 240 拍/分の間だった。高速ペーシング応答の個人差により代償不全の深刻な兆候と慢性心不全の生成に必要な時間は 8 週間 4 から変化させます。ここで問題は、バッテリ寿命、増加エネルギー需要をペーシングなど高率になることができます。ペーシング閾値が上昇する場合は特に、正規の取調べが重要です。
ペーシングのプロトコルの後慢性心不全の症状は呼吸促迫, 疲労, の自発性頻脈のすべての動物に一貫して顕著だった > 150 拍/分、収縮期雑音。さらに臨床調査、腹水、心嚢と胸膜の胸水、非持続性心室頻拍後、すべての心臓の房室と僧帽弁と三尖弁の重要な regurgitations の拡張は記述されていた。低血圧、心筋収縮力の低下、低容積で示されていた血行動態を失敗して、健康な動物の約 50% に減少した心拍出量は正常値38を期待します。不十分によくマッチした頻拍誘発型心筋症のこの開発モデルは、拡張型心筋症を補償され、ペーシング21,39,40の停止後も維持されました。
収縮機能が深刻なペーシングの中止後悪化する続けているという事実は、ネイティブの洞調律の心不全を調べるための優秀な選択をモデルになります。頻拍誘発収縮機能障害は、少なくともいわゆる回復期に部分的に可逆が改善したり、ノーマライズするために必要な時間は個人間で異なります大幅以前示されています。ペーシング プロトコル期間と滴定速度の攻撃可能性があります多大な貢献も、恒久的な虚血性および線維の変化は心筋22,39,40,41 で生成されました。.ペーシング停止4神経体液性ダイナミクス、末梢の血管異常、心臓など、用意されているモデルの資質であった後、12 時間少なくとも提示モデルでシストリック機能障害の永続性がテストされました。機能障害は人間の慢性の心不全の14の反射.
提示された結果を示す劣化血行動態、両方の臨床調査と測定値を示す HF 症候群の誘導。心肥大は、臨床検査、イメージング、および剖検によって一貫して観察されました。高速ペーシングの中止後の洞調律の心拍数は通常の安静時の周波数上昇しますが、cardiodepressive に及ぼす麻酔薬の影響がこの自発的な頻脈を制限可能性がありますと仮定します。大動脈圧力は深い低血圧42を示し CVP が上昇します。
反射機能は、失敗した循環と組織低灌流です。これらは主に左心室の低駆出率によって示される障害心筋収縮によって引き起こされます。両方の心室壁の厚さで拡張子のない瞳孔が開いていたとこの心の改造だった進歩的な房室 regurgitations の根拠とその結果低心拍出量。解剖学的シャントが見つかりませんでした死後、心拍出量は肺循環だけでなく、全身の均等に低い、だから、パルスドップラー派生肺動脈における心拍出量測定を用いて PV ループ ボリュームを調整特性。
上腕と脳地域の組織酸素飽和度だけでなく、局所の血流鎖骨下と内頚動脈が血液の循環の中央集権化を示唆しています。低値は末梢同様重要な臓器と同様に低 SvO2の少なくとも 65% の予想される正常値と比較して確認された深刻な低組織灌流を表示42。一般的な低組織灌流は低心拍出量の測定と見応えたっぷりでした。
循環動態および左心室の各心臓サイクル中に機械的な仕事よく PV カテーテル インスタント測定から得られる太陽光発電ダイアグラムによって文書化されました。強さが心筋が収縮と dP/dtmax中に最大 LV ピーク圧力によって示された/EDV 比、左心室の収縮性のプリロードの独立したインデックス。LV 商工会議所ボリュームが全体のサイクルでは、拡張型心筋症の画像このように拡大されました。左心室拡張末期圧高い心原性ショックで予想される増加しなかった.充填圧力 LV は LV 心筋薄肉43のコンプライアンスを高めるため最も可能性の高い、低いままです。
以前 TIC 研究の大半は、ブタおよび犬のモデルは、使用される19をされています。ただし、急速なペースは、小動物でさえ、他の種で心筋症を誘導するために使用できます。いくつかの研究では、ラット44またはウサギ45で長期高速ペーシング後心筋収縮力障害で急性の TIC の代謝効果を実証しています。
このモデルは十分に信頼性の高い、いくつかの制限があります。非持続性心室頻拍は成功した HF 誘導のサインですが、長期的な VT 生成心臓突然死のリスク。麻酔中の動物の 1 つは蘇生と除細動必要。結果の全体の分散は、動物の体重の違いもあっていた。また、麻酔の必要性は特に心拍数および血圧に及ぼす影響の結果を報告するとき考慮する必要があります。ブタ特異的マーカーの血中濃度は心筋リモデリングの程度の評価に役に立つかもしれないが、この前に証拠はまだ欠けています。これらの測定法のほとんどが侵襲およびこうしてまたとない、基準または偽の対象測定を提供していません。
説明されている方法で慢性心不全の進行のモデルを生成できます。この技術は広く利用可能な装備を実行する簡単です、結果は堅牢で再現。この頻拍誘発型心筋症では、血行動態、疾病のメカニズムの検討と応用治療の効果の実験的研究のための貴重なオブジェクトを提供しています。
| 陽性 | ネガ |
| 全身適応症慢性心不全 | 時間のかかるモデル準備 |
| 病気の進行を簡単にコントロール | 監視必要を閉じる |
| 感染性合併症を防ぐ鉛トンネル | 鉛脱臼のリスク |
| 基本的な手術と cathetrization のスキルを行う | 悪性不整脈のリスク |
| 潜在的動物種に譲渡すること |
慢性心不全のモデルとして陽性と豚の頻拍誘発型心筋症の提示手法のネガをまとめた表 3: 概要。
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Disclosures
著者が明らかに何もありません。
Acknowledgments
この作品は、カレル大学研究助成金ジョージア州英国号 538216 とジョージア州英国号 1114213 によって支持されました。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Medication | |||
| midazolam | Roche | Dormicum | anesthetic |
| ketamine hydrochloride | Richter Gedeon | Calypsol | anesthetic |
| propofol | B.Braun | Propofol | anesthetic |
| cefazolin | Medochemie | Azepo | antibiotic |
| Silver Aluminium Aerosol | Henry Schein | 9003273 | tincture |
| povidone iodine | Egis Praha | Betadine | disinfection |
| morphine | Biotika Bohemia | Morphin 1% inj | analgetic |
| Tools | |||
| Metzenbaum scissors, lancet with #22 blade, DeBakey forceps, needle driver | basic surgical equipment | ||
| cauterizer | |||
| 2-0 Vicryl | Ethicon | V323H | absorbable braided suture |
| 2-0 Perma-Hand Silk | Ethicon | A185H | silk tie suture |
| 2-0 Prolene | Ethicon | 8433H | non-absorbable suture |
| Diagnostic devices | |||
| ESP C-arm | GE Healthcare | ESP | X-ray fluoro C-arm |
| Acuson x300 | Siemens Healthcare | ultrasound system | |
| Acuson P5-1 | Siemens Healthcare | echocardiographic probe | |
| Acuson VF10-5 | Siemens Healthcare | sonographic vascular probe | |
| 3PSB, 4PSB and 6PSB | Transonic Systems | perivascular flow probes | |
| TS420 | Transonic Systems | perivascular flow module | |
| TruWave | Edwards Lifesciences | T001660A | fluid-filled pressure transducer |
| 7.0F VSL Pigtail | Transonic Systems | pressure sensor catheter | |
| INVOS 5100C Cerebral/Somatic Oximeter | Somanetics/Medtronic | near infrared spectroscopy | |
| CCO Combo Catheter | Edwards Lifesciences | 744F75 | Swan-Ganz pulmonary artery catheter |
| Vigillace II | Edwards Lifesciences | VIG2E | cardiac output monitor |
| 7.0F VSL Pigtail | Transonic Systems | pressure-volume catheter | |
| ADV500 | Transonic Systems | pressure-volume system | |
| LabChart and PowerLab | ADInstruments | data acquisition and analysis system | |
| Prism 6 | GraphPad | statistical analysis software | |
| Pacing devices | |||
| ICS 3000 | Biotronic | 349528 | pacemaker programmer |
| ERA 3000 | Biotronic | 128828 | external pacemaker |
| Effecta DR | Biotronic | 371199 | dual-chamber pacemaker |
| Tendril STS | St. Jude Medical | 2088TC/58 | ventricular pacing lead |
| Lead permanent adapter | Osypka | Article 53422 | convergent "Y" connecting part |
| Lead permanent adapter | Osypka | Article 53904 | convergent "Y" connecting part |
| Tear-Away Introducer 7F | B.Braun | 5210593 | tear away introducer sheath |
| Split Cath Tunneler | medComp | AST-L | tunneling tool |
| infusion line | MPH Medical Devices | 2200045 | connecting line |
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