Summary
Denne protokol udgør en kirurgisk store dyremodel af kronisk, enkelt fartøj iskæmi, der resulterer i regionale abnormiteter, men skaber ikke infarkt, kendt som dvale myokardiet. Efter etableringen af kronisk iskæmi, dyrene behandles med off-pumpe LIMA-Lund koronararterie bypass graft operation for at revascularize den iskæmiske væv.
Abstract
Kronisk hjerte iskæmi, der forringer hjertefunktion, men ikke medfører infarkt, kaldes dvale myokardiet (HM). En stor klinisk delmængde af koronar arterie sygdom (CAD) patienter har HM, som ud over forårsager nedsat funktion, sætter dem højere risiko for arytmi og fremtidige kardiale hændelser. Standard behandling for denne tilstand er revaskularisering, men det har vist sig at være en ufuldkommen terapi. Størstedelen af prækliniske hjerte forskning fokuserer på infarkt modeller af cardiac iskæmi, forlader denne delmængde af kronisk iskæmi patienter i vid udstrækning underbetjente. For at løse dette hul i forskning, har vi udviklet et godt karakteriseret og stærkt reproducerbare model af dvale myokardiet i svin, svin er ideelle translationel modeller for menneskelig hjertesygdom. Ud over at skabe dette unikke sygdom model, har vi optimeret en klinisk relevant behandling model af koronar bypass operation i svin. Dette tillader os at præcist studere virkningerne af bypass-operation på hjertesygdom, samt undersøge yderligere eller alternative behandlingsformer. Denne model inducerer kirurgisk enkelt fartøj stenose af implanterer en kvælerslange på den venstre forreste faldende (Lund) arterie i en ung gris. Som grisen vokser, skaber constrictor en gradvis stenose, hvilket resulterer i kronisk iskæmi med nedsat regionale funktion, men bevare væv levedygtighed. Efter oprettelsen af dvale myokardiet fænotype udføre vi off-pumpe koronararterie bypass graft operation for at revascularize regionen iskæmisk efterligne den guld-standard behandling for patienter i klinikken.
Introduction
Koronar hjertesygdom (CHD) påvirker omkring 15,5 millioner mennesker i USA 1 og er en af de førende dødsårsager globalt. Mens dødeligheden forbundet med CHD er gået ned i de seneste år, forbliver forekomst og patienter og sundhedsvæsenets byrde høj 1. Primær behandling af svær CAD er revaskularisering, som forbedrer overlevelsen og reducerer angina2,3,4. Dog hjertefunktion ofte forbliver deprimeret, især under øget arbejdsbyrde og kan udvikle sig til hjertesvigt5,6. Kliniske forsøg af koronararterie bypass kirurgi (CABG) for kronisk iskæmi viser forbedring i overlevelse og symptomer, men uddrivningsfraktion viser kun beskedne forbedringer af 8-10% 7,8. Vores innovative og godt karakteriseret svin model af kronisk Myokardie iskæmi er en model af kliniske CAD med progressive vaskulær stenose. Vi har vist nedsat myokardiets kontraktilitet som følge af gradvis reduktion i blod flow 9. Myokardiet gør ikke infarkt og kan forblive levedygtige i dette scenario. Opsving er muligt, om resultaterne er variabel selv med rettidig revaskularisering. Kronisk iskæmisk myokardiet, der forbliver levedygtige har været karakteriseret af nedsat blodgennemstrømning og funktion i hvile med beholdt kontraktile reserve er blevet betegnet som HM og behandling kræver CABG. Selvom revaskularisering af HM bør gendanne kontraktile funktion, viser eksperimentel og klinisk observationer, at opsvinget er ufuldstændige8,10.
HM er karakteriseret ved tilstedeværelsen af levedygtige endnu dysfunktionelle myokardiet i reduceret regionale blod flow11. Trods nedsat kontraktilitet og metaboliske aktivitet i hvile, HM er stand til at påvise funktionelle og metaboliske reserve under inotrope stimulation12. HM er mistænkt i størstedelen af patienter med CAD, og omfatter et bredt spektrum af sygdom. I denne protokol vise vi vores etablerede svin model af HM omgået med venstre interne brystkirtler arterie (LIMA) til Lund arterie, der efterligner den kliniske scenario. Svin giver en fremragende model for hjertesygdomme over andre store dyr som de ikke har epikardielle passerelle soeskende. Dette giver mulighed for stenose af drengen alene at resultere i regionale iskæmi13.
Her beskriver vi de kirurgiske metode til inducerende dvale myokardiet i svin ved at oprette single-fartøj stenose hos Lund arterie. Når kronisk iskæmi er blevet oprettet (8 uger post implantat af Lund constrictor), vi beskrive metoden at genskabe den kliniske behandling af HM i vores svin model: en off-pumpe koronararterie bypass graft. Disse kirurgiske metoder kan bruges ikke blot studere en klinisk relevante model af kronisk hjerte iskæmi, men også for at undersøge virkningerne af bypass-operation på hjerte iskæmi samt teste potentielle alternative eller supplerende terapier for kardiale iskæmi.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle dyreforsøg blev godkendt af institutionelle Animal Care og brug udvalg af Minneapolis VA Medical Center og University of Minnesota. Følge aktuelle National Institutes of Health retningslinjer for brug og pleje af forsøgsdyr.
1. dvale kirurgi
- Animalske forberedelse
- Oprette en model af dvale myokardiet, brug 5 - uger gamle, kvindelige, Yorkshire svin, der vejer i rækken af 8-10 kg med 9,2 kg som den gennemsnitlige vægt.
- Pre kirurgisk sundhedsovervågning, veje dyret senest 3 dage inden operationen.
- Hurtigt dyret til 12 timer før anæstesi. Sikre at vandet er tilgængelig på alle tidspunkter for fastende dyr.
- Give SR buprenorphin 0,18 mg/kg IM 24 h før operationen.
- Induktion
- Adstadige dyret med 6,6 mg/kg Tiletamin-zolazepam og xylazin cocktail gives intramuskulært. Tillad 5-15 min for stoffet cocktail træder i kraft.
- Forbered øre vene aseptisk ved aftørring tre gange med 70% isopropylalkohol for IV kateter placering.
Bemærk: Hvis en øre vene ikke er tilstrækkelig, en anden perifer vene kan være brugt (dvs. cephalic). - Anvende oftalmologiske salve på begge øjne til at forhindre hornhinde tørring.
- Hvis det er nødvendigt, fremkalde anæstesi ved at administrere 1-2 mg/kg af propofol IV eller maskeres med 3 L/min ilt og 3% isofluran, for at give mulighed for trakeal intubation.
Bemærk: Dyret anses for passende bedøvede når blinke refleks eller kæbe tone er fraværende. - Intubate dyr med en passende størrelse endotrakealtube.
- Kirurgi
- Når dyret er bedøvede, barbere det venstre brysthule område for kirurgi.
- Indlede den mekaniske ventilation på 10-15 vejrtrækninger pr. min. Indstil ilt på 1-4 L/min, og isofluran mellem 1,0 og 3,0% som nødvendig for at opretholde et kirurgisk fly af anæstesi.
- Placer de overvågningsudstyr på dyret. Overvågning enheder bør omfatte EKG, blodtryk, temperatur og pulsoximeter.
- Tilslut IV kateter til en IV drop med 0,9% normal saltvand med en hastighed på 5-10 mL/kg/h.
- Aseptisk forberede venstre lateral brystet med en FDA-godkendt kirurgisk krat.
- Evaluere dybden af anæstesi hver 5-15 min. optage baseline vitale tegn (puls, ECG, SpO2, NIBP, ETCO2 og temperatur) hver 15 min.
Bemærk: Dyret anses for passende bedøvede når blinke refleks eller kæbe tone er fraværende. - Med dyret om på sin højre side, gardiner sted sterilt i venstre side af brystet fra rygsøjlen at bovbladet centrering den tredje rib plads i det sterile felt.
Bemærk: Feltet steril involverer venstre forreste skulder herunder aksillær området fortsætter til brystbenet til den sjette ribben plads cranially. - Forsigtigt krat feltet med en FDA-godkendt kirurgiske metode såsom klorhexidin gluconat eller en jod kirurgisk krat i 2 min. ved hjælp af et target mønster.
- Skyl feltet med vand og vaske det to gange med en FDA-godkendt metode som ovenfor i 2 min. Skyl den kirurgiske felt med vand i mellem vasker, derefter pat tør med steril frotté eller 4 x 4 cm gaze svampe.
- Spray området med en jodopløsning og drapere hele dyret (undtagen feltet kirurgisk) med sterilt gardiner. Bruge damp eller gas sterilisation til at sterilisere instrumenter, kjoler og forhæng for proceduren.
- Administrere en interkostale nerve blok med 0,3 mL 0,5% bupivicaine på 2, 3 og 4 ribben.
- Give 125 mg af cefazolin IV før åbning af brystet.
Bemærk: 1,5 mg/kg succinylcholin IV kan gives som en paralytisk agent til at reducere muskelbevægelser pr. kirurg anmodning under åbningen af brysthulen. - Udsætte hjertet via en venstre torakotomi. Før hjertet manipulation, give en 2 mg/kg IV bolus lidocain at forebygge arytmi. Gør den laterale 3rd plads torakotomi snit med monopolære Elektrokauterisation. Indsnittet bør omfatte fra det kranie aspekt af scapula aksillær området for ca 10 cm. Brug en cautery til incise huden og underliggende muskler til at tillade indrejse i brysthulen.
- Placer en finochietto rib retractor og Indtast pleural rummet på den tredje interkostale rum til at trække lungen.
- Skarpt incise at hjertesækken og trække til side ved hjælp af 2-0 polyglactin ophold suturer, udsætter Lund arterie og vene. Trække den venstre atriale vedhæng med en gaze-dækket spatel retractor.
- Brug iris saks, åbne adventitia over drengen.
- Ligeud dissekere en cirka 0,25 cm del af Lund arterie ca 1 cm distalt for Lund og cirkumfleks arterie junction. Bruge en retvinklet klemme til at omringe drengen.
- Placer to 4-0 polyester suturer omkring arterie uden at lægge nogen form for spænding.
- Placere en plastik c-formet constrictor med en indre diameter på 1,5 mm på drengen proksimalt for den første diagonal uden at tilstoppe fartøjet.
- Fastgør det med to 4-0 polyester bånd omkranser drengen.
- Løst lukke at hjertesækken ved hjælp af 2-0 polyglactin sutur i en simpel afbrudt mønster.
- Udføre en ånde hold til at fjerne luft fra brystet, mens de mellemsiddende muskler lag er lukket. Nøje overvåge luftvejs tryk manometer på anæstesi maskinen til at opretholde presset i en ordentlig række 20-30 cm vand og frigiver når du er færdig.
Bemærk: Dette eliminerer behovet for en bryst rør i den postoperative periode. - Luk muskel og hud lag i standard mode ved hjælp af 2-0 og 3-0 resorberbar sutur.
- Bruge hud limen over snit for hud lukning.
- Administrere en total dosis af 1 mg/kg bupivacaine intramuskulært på flere steder langs længden af snit i slutningen af proceduren. Administrere meloxicam 0,2 mg/kg SQ før transport til området recovery.
- Vænne dyr ud af ventilator, som huden lag er lukket.
- Lad dyret tilsluttet anæstesi maskine indtil det spontant kan ånde og beskyttende reflekser begynde at vende tilbage.
- Fjern ikke den endotrakealtube, indtil dyret kan sluge for at beskytte dens luftveje.
- Anvend en steril, ikke-tilhænger dressing med triple-antibiotisk salve over snit.
- Efter operationen
- Registrere pulsen, åndedræt sats, kropstemperatur og slimhinderne farve hver 15 min, indtil dyret kan holde en brystbenet holdning uden hjælp.
- Efterlad ikke dyret uden opsyn indtil det kan løfte og holde hovedet op og kan stå uden hjælp.
- Give meloxicam (0,2 mg/kg) subkutant.
- Administrere vedvarende frigivelse buprenorphin 6 h efter den initiale pre kirurgisk dosis.
- Forlade dressing på indsnit i op til 3 dage, hvis det forbliver ren og tør. Erstatte dressing, hvis det bliver snavsede.
- Overvåge smerte niveau, generel trivsel og tilstanden af snit i 5 dage efter proceduren.
Bemærk: En gris grimasse skala er nu tilgængelig til at vurdere niveauet af smerte i disse dyr post-operatively14. Bruge halv dosis meloxicam efter behov en gang om dagen for gennembrudssmerter. - Single-hus dyret i restitutionsperioden 5 dag at begrænse aktivitet og tillade sår til at helbrede.
- Tillad 8 uger til fuldt ud at udvikle dvale myokardiet fænotype.
2. revaskularisering eller Off pumpe Bypass
- Animalske forberedelse
- Veje dyret senest 3 dage inden operationen.
- Hurtigt dyr i 12 timer forud for operationen. Sikre at vandet er tilgængelig på alle tidspunkter for fastende dyr.
- Give vedvarende frigivelse buprenorphin 0,18 mg/kg intramuskulært 24 h før operationen.
- Induktion
- Adstadige dyr med 6,6 mg/kg Tiletamin-zolazepam/xylazin cocktail intramuskulært. 5-15 min efter sedation, forberede øre vene aseptisk kateter placering.
Bemærk: Hvis en øre vene ikke er tilstrækkelig, en anden perifer vene kan være brugt (dvs. cephalic). - Anvende oftalmologiske salve på begge øjne.
- Fremkalde anæstesi med 1-2 mg/kg af propofol IV.
- Intubate dyr med en passende størrelse endotrakealtube.
- Adstadige dyr med 6,6 mg/kg Tiletamin-zolazepam/xylazin cocktail intramuskulært. 5-15 min efter sedation, forberede øre vene aseptisk kateter placering.
- Kirurgi
- Barbere dyrets brystbenet, venstre lateral bryst og femoral trekanter til kirurgi.
- Indstil mekanisk ventilation til 10-15 vejrtrækninger pr. minut, ilt på 1-4 L/min, og isofluran på 1.0-3.0% som nødvendig for at opretholde et kirurgisk fly af anæstesi.
- Placer de overvågning udstyr (puls, ECG, SpO2, direkte blodtryk, ETCO2 og temperatur) på dyret.
- Tilsluttes en IV drop med normal saltvand eller LRS IV kateter.
- Aseptisk Forbered huden med povidon jod krat eller andre FDA-godkendt metode.
- Evaluere dyr for dybde af anæstesi.
Bemærk: Dyret betragtes som dybt bedøvede når øjet eller kæbe reflex er fraværende. - Placer dyret dorsalt, forbereder huden som tidligere beskrevet og drapere dyret med sterile håndklæder.
- Udføre et snit ned til femoralis arterie og cannulation. Bruge monopolære Elektrokauterisation til at oprette et ca 3 cm hud indsnit over arteria femoralis at udsætte det for cannulation.
- Udføre en femoralis nerve blok efter snittet er lavet, at tillade præcise placering af narkotika. Tilslut den femoralis kanyle til en transducer kan overvåge blod pres under operationen.
- Bruge electro-cautery til incise fra manubrium formet som et sværd proces såvel som til incise muskel, fedt og bindevæv til niveauet af brystbenet.
- Opdele brystbenet med en oscillerende sav.
Bemærk: Ved hjælp af en oscillerende så, snarere end en standard brystbenet så undgår potentielle Myokardie skade fra perikardial sammenvoksninger som følge af torakotomi for constrictor placering på drengen. - Administrere lidocain (2 mg/kg IV lastning dosis, 50 µg/kg/min kontinuerlig Intravenøs infusion) at forhindre arytmier. Fortynd lidocain i en 500 mL pose af normale saltvand i en koncentration på 1 mg/mL.
- Opdel bageste brystbenet pladen med lige Mayo saks.
- Bruge en bryst retractor for at eksponere brysthulen.
- Tage ned sammenvoksninger med monopolære electro-cautery.
- Bruger den samme retractor, med blid elevation af den venstre ribbenskant af en assistent, dissekere den venstre interne Brystkirtlerne arterie gratis fra brystvæggen.
- Styre de arterielle grene med hemoclips.
- Heparinize dyr med 100-300 enheder/kg af heparin IV.
- Efter 3 min, opdele arterie med den distale ende over syet. Forberede den proksimale ende podning.
- Åbne og trække at hjertesækken. Bekræfte, at længden af LIMA er tilstrækkelige til at nå den passende Anastomotiske site på drengen.
- Udføre LIMA til Lund anastomose med 7-0 polypropylen sutur ved hjælp af en off pumpe teknik med et hjerte stabilisator, foråret form klip og passende størrelse intraluminal enheder.
- Placere et bryst rør mellem ribbenene på venstre lateral brystet, externalized og knyttet til vakuum for at fjerne luft fra brysthulen for 15-30 min.
- Omtrentlig brystbenet med #5 polyester suturer ved hjælp af et ottetal mønster.
- Luk muskel, subkutane og hud lag på den sædvanlige måde som beskrevet i dvale kirurgi. Fjerne brystet rør mens de udfører en Valsalva manøvre for at fjerne enhver resterende luft fra brysthulen og lukke snit med en hud sutur.
- Anvende huden limen over huden til at beskytte den brystbenet indsnit. Forsigtigt fjerne den femoralis kateter og reparere arterie ved hjælp af 7-0 polypropylen sutur i en pung streng mønster. Lukke huden ved hjælp af 2-0 polyglactin sutur i et subcuticular mønster.
- Administrere en total dosis af 1 mg/kg bupivacaine intramuskulært på flere steder langs længden af snit i slutningen af proceduren.
- Administrere meloxicam 0,2 mg/kg subkutant før transport til området recovery.
- Følg den postoperative protokol i proceduren dvale.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Efter den indledende dvale kirurgi, bør stenose større end 70% kunne iagttages af kliniske Billeddannende teknikker såsom angiografi eller hjertestop MRI (fig. 1A). 8 uger efter kirurgisk anvendelse af Lundgaard constrictor, viser analyse af regionale funktion af ECHO eller cardiac MRI nedsat funktion under øget arbejdsbyrde (figur 2). Det kan testes ved at stimulere hjertet med Dobutamin (5mg/kg/min), og måle omkredsen stamme og regionale væg fortykkelse. PET imaging viser nedsat blodgennemstrømning og øget glukoseoptagelse i dvale regionen sammenlignet med ikke-Lund område inden for den samme hjerte, der angiver, at den iskæmisk væv forbliver levedygtige. Denne forbedring i glukoseoptagelse i forhold til blod perfusion er kendt som "flow-stofskifte mismatch" og efterligner kliniske fund af kronisk overvintrende myokardiet4. Der er ingen beviser for infarkt af enhver tænkelig teknik. Hvis en infarkt i regionen Lund er til stede, constrictor var for stram og skabt en fuld okklusion af arterie. Hvis ingen regionale abnormiteter er indlysende, nået en dvale fænotype ikke.
Efter vellykket koronar bypass operation, dyr kan vise trinvise forbedringer i regionale hjertefunktion både i hvile og under inotrope stimulation med Dobutamin, selvom disse forbedringer ikke vil genoprette funktionen tilbage til normale niveauer (Figur 3). Vellykket bypass-operation vil fjerne dødelighed risiko forbundet med HM (figur 4). Den patent graft kan visualiseres ved enten angiografi eller cardiac MRI (figur 1B). Ved obduktion, Lund stenose og LIMA er passage bekræftet ved hjælp af mellemstore koronar dilatatorens. Myokardiet er kontrolleret for at bekræfte levedygtige væv er til stede i alle regioner med myokardieinfarkt.
Figur 1 . Cardiac MRI billeder af stenose og bypass graft. Cardiac MRI visualiserer A) Lund stenose efter constrictor placering, og B) LIMA-Lund graften efter koronararterie bypass operation. Dette tal er blevet tilpasset fra Hocum Stone, mfl. 9. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 . Cardiac MRI måling af procent væg fortykkelse. Måling af væg fortykkelse % af cardiac MRI viser værdiforringelse af regionale funktion i dvale regioner af venstre ventrikel. Væg fortykkelse % faldt betydeligt i dvale dyr både i hvile og under Dobutamin infusion i forhold til fjerntliggende regioner. Forbigået dyr viste forbedring i væggen fortykkelse % både i hvile og under Dobutamin infusion. (* = p < 0,05; ** = p < 0,01 *** = p < 0,001) (Dvale n = 12; 1 måned revasc n = 4; 3 måneder revasvc n = 5) Dette tal er blevet tilpasset fra Hocum Stone, mfl. 9. data præsenteres som gennemsnit ± SEM. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3 . Regionale funktionelle underskud forbliver nuværende følgende bypass operation. Ekkokardiografi udført 4 uger følgende revaskularisering af dvale myokardiet viser regionale funktionelle underskud under inotrope stimulation efter bypass operation. (n = 5) Data præsenteres som gennemsnit ± SEM. venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4 . Effekten af bypass-operation på dødelighed i HM. Kirurgisk revaskularisering eliminerer dødelighed risiko forbundet med HM. (Bypass n = 18; dvale n = 48). Dette tal er blevet tilpasset fra Holley, mfl. 15 Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Her viser vi at vores svin model af HM præcist efterligner den kliniske erfaringer med patienter med enkelt fartøj sygdom og bevaret venstre ventrikel funktion. Før revaskularisering udstille dyr med enkelt fartøj HM minimal forringelse i global funktion som målt ved uddrivningsfraktion, men viser signifikant reduktion i regionale væg fortykkelse. Efter revaskularisering viser CMR imaging en eller tre måneder af recovery bevarede levedygtighed og graft passage men vedvarende regional dysfunktion, som anført af skøn over kontraktile reserve med lavdosis Dobutamin stresstest.
Der er flere kritiske trin for handlingen indledende dvale. Ind i brystet på den tredje interkostale rum giver den nemmeste adgang til den proksimale Lund. Sammentrækning af den venstre atriale vedhæng med en fugtig gaze letter visualisering af fartøjet uden inducerende arytmier. Bistand til at udsætte drengen minimerer blødningen og sikrer constrictor. Bryst lukning med Valsalva manøvre at evakuere luften forhindrer pneumothorax.
Der er flere kritiske trin til en vellykket revaskularisering procedure. Sikrer passende dybde af anæstesi og brug af paralytisk agent ingen bevægelse i den anastomose del af proceduren. Anvendelse af lidokain og 200p enheder/kg Heparin eliminerer arytmi og trombose begivenheder. Bruge en femoral arteriel linie til at opretholde passende blodtryk overvågning er afgørende for de hæmodynamiske stabilitet af dyret. Brug en flo-thru enhed til at forbedre dyrs stabilitet under anastomose og mindske behovet for retraktion stabiliserende bånd. Mens syning graften, er en O2 blæser nyttigt at visualisere anastomose.
Under proceduren revaskularisering hvis arytmi er observeret, kan at dyret kræve en anden dosis af lidocain. Hvis drengen er svært at visualisere, placere Stabilisatoren efter dissektion af epikardielle fedt eller fibrinøs væv. Anesthetically, når Stabilisatoren er placeret og hjertet er ophævet, vil mild fald i arterielt blodtryk blive noteret ud over ST depression på EKG. Disse abnormiteter er normalt tolereres og kræver ikke indgriben. Hvis ændringer i hjerte-kar-stabilitet er mere dramatisk, kan en dosis af phenylephrin (5-20 µg/kg IV) gives IV at øge arterielle blodtryk. Adrenalin (0,1 µg/kg IV, fortyndes 1:10, 000) ville blive brugt som en nødsituation hjælp stof Hvis ændringer er liv truende. Blodtab er erstattet med en krystalloide løsning IV. En bolus på 100-300 mL af normale saltvand bruges til yderligere blodtryk støtte. LIMA er lettest taget ned som en nær skeletteret fartøj, men det kan være nødvendigt at have papaverin rådighed, sker der en krampe.
Vores model bruger off-pumpe kirurgi snarere end på pumpen for revaskularisering, da dette gør det muligt for os at minimere den udløsende tid og undgå cannulation af aorta og højre atrium med fuld heparinization. Det reducerer også risikoen for postoperativ blødning og/eller hjerte tamponade, forenkle dyrets opsving. Af note er der ingen lignende model af koronar bypass operation i en model af HM i et dyr, der er derefter mulighed for at inddrive for 30-120 dage. Disse formodes fordele baseret på klinisk erfaring i patienter, der gennemgår CABG, både på og uden pumpe.
Denne teknik kan udvides for at inddrage flere koronar arteriesygdom af placeringen af en kvælerslange på cirkumfleks arteria på samme tid, som drengen eller som en alternativ fartøj. Denne to-fartøj sygdom model ville resultere i hurtigere udvikling af iskæmisk kardiomyopati og større forståelse af resulterende Myokardie tilpasninger. Det er en model, der ville stadig give mulighed for løbende tillægsbehandling interventioner herunder farmakologiske, baseret eller mekaniske Celleindstillinger.
Dette kompleks model af revaskularisering af HM afspejler den kliniske vanskeligheden ved håndtering af patienter med levedygtige men kronisk iskæmisk, dysfunktionelle myokardiet. Der er en høj forekomst af patienter med HM, ofte præsentere med forskellige co-morbiditet og strukturelle karsygdomme16, og er i risiko for pludselig hjertedød (SCD)6. Revaskularisering af levedygtige, nedsat myokardiet er forbundet med en reduktion på 79% i årlige dødsrate3. I virkeligheden, vi har vist at revaskularisering af patienter med levedygtige dvale myokardiet, som defineret af PET imaging, er forbundet med en større grad af forbedring i LV uddrivningsfraktion på 6 uger efter CABG17. I dyr med HM, omkredsen stamme er nedsat ved baseline, men der er tegn på kontraktile reserve under inotrope stimulation med en lav dosis af Dobutamin. Tilstedeværelsen af kontraktile reserve er en af de mest specifikke indikatorer for Myokardie levedygtighed 18, og tilstedeværelsen af sådanne levedygtighed er en prædiktor for den potentielle fordel af bypass operation når de findes.
Vores model er begrænset af nødvendigheden af at bruge unge, sunde dyr for at skabe model af HM. Det er nødvendigt at bruge en unge dyr til implantatet constrictor på Lund arterie, som unge dyr har arterier, der er lille nok til at placere constrictor rundt uden at skabe umiddelbar stenose. Denne model kan opfyldes ved at begynde med voksen svin, selvom der ønsker mere tæt simulere den kliniske erfaring, på grund af størrelsesbegrænsninger af både constrictor, samt størrelsen af standard kirurgisk og MRI-udstyr.
En yderligere begrænsning er, at denne dyremodel af HM kun giver en analyse af virkningerne af et enkelt område af kronisk iskæmi, kliniske tilfælde er typisk langt mere komplekse, og de kan reagere forskelligt på revaskularisering.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Dette arbejde blev støttet af VA Merit anmeldelse #I01 BX000760 (RFK) fra USA (US) Department of Veterans anliggender BLR & D. Indholdet af dette arbejde repræsenterer ikke synspunkter af US Department of veterananliggender af USA 's regering.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Bair Hugger | 3M | Model 505 | Patient Warming system |
| SR Buprenorphine 10 mg/mL | Abbott Labs | NADA 141-434 | Post operative Analgesic |
| Surgical Spring Clip | Applied Medical | A1801 | Clamp end of LIMA after takedown |
| Arterial Line Kit | Arrow | ASK-04510-HF | Femoral catheter for blood pressure monitoring |
| 1000mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1324X | IV replacement fluid |
| 250 mL 0.9% saline | Baxter | UE1322D | Replacement IV Fluid |
| 500mL 0.9% Sodium chloride | Baxter | 2B1323Q | Drug delivery, Provide mist for Blower Mister |
| Flo-thru 1.0 | Baxter | FT-12100 | used to anastomos LIMA to L |
| Flo-thru 1.25 | Baxter | FT-12125 | |
| Flo-thru 1.5 | Baxter | FT-12150 | |
| Flo-thru 2.0 | Baxter | FT-12200 | |
| Cloroprep | Becton Dickenson | 260815 | Surgical skin prep |
| Meloxicam | Boehringer Ingelheim Vetmedica, Inc. | 0010-6013-01 | NSAID for analgesia |
| Hypafix | BSN Medical | 4210 | Secure wound dressing and IV catheters |
| IV Tubing for Blower Mister | Carefusion | 42493E | Adapts to IV Fluids for Blower/Mister |
| Bovie Cautery hand piece | Covidien | E2516 | Hemostasis |
| Chest Tube | Covidien | 8888561043 | Evacuates air from chest cavity |
| Monopolar Cautery | Covidien | Valleylab FT10 | Hemostasis |
| Telpha pad | Covidien | 2132 | Sterile wound dressing |
| 4-0 Tevdek II Strands | Deknatel | 7-922 | Suture to secure constrictor around LAD |
| Propofol | Diprivan | 269-29 | Induction agent |
| long blade for laryngoscope | DRE | 12521 | Allows for visualization of trachea for intubation |
| ECG Pads | DRE | 1496 | Monitor heart rhythm |
| laryngoscope | DRE | 12515 | |
| Anesthesia Machine + ventilator | DRE Drager- Fabius Tiro | DRE0603FT | Deliver Oxygen and inhalant to patient |
| 5 Ethibond | Ethicon | MG46G | Suture |
| 0 Vicryl | Ethicon | J208H | Suture |
| 2-0 Vicryl | Ethicon | J317H | Suture |
| 3-0 Vicryl | Ethicon | VCP824G | Suture |
| 7-0 Prolene | Ethicon | M8702 | Suture |
| Dermabond | Ethicon | DNX12 | Skin adhesive |
| Ligaclips | Ethicon | MSC20 | Surgical Staples for LIMA takedown |
| Sterile Saline 20 mL | Fisher Scientific | 20T700220 | Flush for IV catheters |
| Telazol 100 mg/mL | Fort Dodge | 01L60030 | Pre operative Sedative |
| Triple Antibiotic Ointment | Johnson & Johnson | 23734 | Topical over wound |
| 6.0 mm ID endotracheal tube | Mallinckrodt | 86049 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| 1" medical tape | Medline | MMM15271Z | Secure wound dressing and IV catheters |
| 4.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43040 | Establish airway for Hibernation |
| 4.5 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43045 | Establish airway for Hibernation |
| 5.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43050 | Establish airway for Hibernation |
| 6.5 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43065 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| 7.0 mm ID endotracheal tube | Medline | DYND43070 | Establish airway for Revasc,MRI and Termination |
| Bair Hugger Blanket - Large size, underbody | Medline | AUG55501 | Patient Warming system |
| Basic pack | Medline | DYNJP1000 | Sterile drapes and table cover |
| Bone Wax | Medline | ETHW31G | Hemostasis of cut bone |
| Suction tubing | Medline | DYND50223 | |
| Suction Container | Medline | DYNDCL03000 | |
| 1 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1188100777 | Administer injectable agents |
| 12 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881512878 | Administer injectable agents |
| 20 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881520657 | Administer injectable agents |
| 3 mL Syinge | Medtronic/Covidien | 1180300555 | Administer injectable agents |
| 6 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 1180600777 | Administer injectable agents |
| 60 mL Syringe | Medtronic/Covidien | 8881560125 | Administer injectable agents |
| Blower Mister Kit | Medtronic/Covidien | 22120 | Clears surgical field for vessel anastomosis |
| Roncuronium | Mylan | 67457-228-05 | Neuromuscular blocking agent |
| # 40 clipper blade | Oster | 078919-016-701 | Remove hair from surgery sites |
| Hair Clipper | Oster | 078566-011-002 | Remove hair from surgery sites |
| Bupivicaine | Pfizer | 00409-1161-01 | Local Anesthetic |
| Cephazolin | Pfizer | 00409-0805-01 | Antibiotic |
| Heparin | Pfizer | 0409-2720-03 | anticoaggulant |
| Lidocaine 2% | Pfizer | 00409-4277-01 | Local Anesthetic/ antiarrthymic |
| Succinylcholine 20 mg/mL | Pfizer | 00409-6629-02 | Neuromuscular blocking agent |
| Anesthesia Monitor | Phillips Intellivue | MP70 | Supports ventilation with inhalant |
| Artificial Tears | Rugby | 0536-1086-91 | Lubricate eyes to prevent corneal drying |
| Buprenorphine 0.3 mg/mL | Sigma Aldrich | B9275 | Pre operative Analgesic for survivial procedures |
| Isoflurane | Sigma Aldrich | CDS019936 | General Anesthestic- Inhalant |
| 36” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX563 | Connect art. Line to transducer |
| 48” Pressure monitoring tubing | Smith’s Medical | MX564 | Connect art. Line to transducer |
| Jelco 18 ga IV catheter | Smiths medical | 4054 | IV access in Revasc, MRI and Term |
| Jelco 20 ga IV catheter | Smiths medical | 4059 | IV access in the MRI |
| Jelco 22 ga IV catheter | Smiths medical | 4050 | IV access in Hibernation Procedure |
| OPVAC Synergy II | Terumo Cardiovascular System | 401-230 | Heart positioner and Stabilizer |
| Sternal Saw/ Necropsy Saw | Thermo Fisher | 812822 | Used to open chest cavity |
| Delrin Constrictor | U of MN | Custom made | Creates stenosis of LAD |
| Oxygen Tank E cylinder | various | various | Used for Blower Mister if anesthesia machine doesn't have auxiliary flow meter |
| Pressure Transducer | various | Must adapt to anesthesia monitor | Monitor direct arterial pressures |
| Xylazine 100 mg/mL | Vedco | 468RX | Pre operative Sedative/ analgesic |
References
- Mozaffarian, D., et al. Heart Disease and Stroke Statistics-2016 Update A Report From the American Heart Association. Circulation. 133 (4), 350 (2015).
- Di Carli, M. F., et al. Value of metabolic imaging with positron emission tomography for evaluating prognosis in patients with coronary artery disease and left ventricular dysfunction. Am J Cardiol. 73 (8), 527-533 (1994).
- Gerber, B. L., et al. Prognostic value of myocardial viability by delayed-enhanced magnetic resonance in patients with coronary artery disease and low ejection fraction: impact of revascularization therapy. J Am Coll Cardiol. 59 (9), 825-835 (2012).
- McFalls, E., et al. Regional glucose uptake within hypoperfused swine myocardium as measured by positron emission tomography. Am J Physiol-Heart C. 272 (1), 343-349 (1997).
- Velazquez, E. J., et al. Coronary-artery bypass surgery in patients with left ventricular dysfunction. New Engl J Med. 364 (17), 1607-1616 (2011).
- Canty, J. M., Fallavollita, J. A. Hibernating myocardium. J Nucl Cardiol. 12 (1), 104-119 (2005).
- Joyce, D., et al. Revascularization and ventricular restoration in patients with ischemic heart failure: the STICH trial. Curr Opin Cardiol. 18 (6), 454-457 (2003).
- Shah, B. N., Khattar, R. S., Senior, R. The hibernating myocardium: current concepts, diagnostic dilemmas, and clinical challenges in the post-STICH era. Eur Heart J. 34 (18), 1323-1336 (2013).
- Stone, L. L. H., et al. Magnetic resonance imaging assessment of cardiac function in a swine model of hibernating myocardium 3 months following bypass surgery. J Thorac Cardiov Sur. , (2016).
- Kukulski, T., et al. Implication of right ventricular dysfunction on long-term outcome in patients with ischemic cardiomyopathy undergoing coronary artery bypass grafting with or without surgical ventricular reconstruction. J Thorac Cardiov Sur. 149 (5), 1312-1321 (2014).
- Rahimtoola, S. H. The hibernating myocardium. Am Heart J. 117 (1), 211-221 (1989).
- Fallavollita, J. A., Logue, M., Canty, J. M. Stability of hibernating myocardium in pigs with a chronic left anterior descending coronary artery stenosis: absence of progressive fibrosis in the setting of stable reductions in flow, function and coronary flow reserve. J Am Coll Cardiol. 37 (7), 1989-1995 (2001).
- White, F. C., Carroll, S. M., Magnet, A., Bloor, C. M. Coronary collateral development in swine after coronary artery occlusion. Circ Res. 71 (6), 1490-1500 (1992).
- Viscardi, A. V., Hunniford, M., Lawlis, P., Leach, M., Turner, P. V. Development of a Piglet Grimace Scale to Evaluate Piglet Pain Using Facial Expressions Following Castration and Tail Docking: A Pilot Study. Front Vet Sci. 4, 51 (2017).
- Holley, C. T., Long, E. K., Lindsey, M. E., McFalls, E. O., Kelly, R. F. Recovery of hibernating myocardium: what is the role of surgical revascularization. J Cardiac Surg. 30 (2), 224-231 (2015).
- Cooper, H. A., Braunwald, E. Clinical importance of stunned and hibernating myocardium. Coronary Artery Dis. 12 (5), 387-392 (2001).
- McFalls, E. O., et al. Utility of positron emission tomography in predicting improved left ventricular ejection fraction after coronary artery bypass grafting among patients with ischemic cardiomyopathy. Cardiology. 93 (1-2), 105-112 (2000).
- Pasquet, A., et al. Prediction of global left ventricular function after bypass surgery in patients with severe left ventricular dysfunction. Impact of pre-operative myocardial function, perfusion, and metabolism. Eur Heart J. 21 (2), 125-136 (2000).
