Summary
Aqui, nós descrevemos um modelo pré-clínico do grande-animal (porcine) da transplantação transplantação orthotopic do do coração que foi estabelecida firmemente e utilizada para investigar estratégias cardioprotetores novas.
Abstract
50-anos após o primeiro relato bem-sucedido, o transplante cardíaco continua sendo o tratamento padrão-ouro para pacientes elegíveis com insuficiência cardíaca avançada. Vários modelos de pequenos animais de transplante cardíaco têm sido utilizados para estudar os efeitos agudos e a longo prazo de novas terapias. No entanto, poucos são testados e demonstraram sucesso em ensaios clínicos. É de fundamental importância avaliar novas terapias em um modelo de grande animal clinicamente relevante para a tradução eficiente e confiável dos achados de estudos básicos. Aqui, nós descrevemos um modelo pré-clínico do grande-animal (porcine) da transplantação transplantação orthotopic do do coração que foi estabelecida firmemente e usada previamente para investigar estratégias cardioprotetores novas. Este procedimento centra-se na lesão aguda de isquemia-reperfusão e é um método confiável para investigar novas intervenções que foram testadas e validadas em modelos experimentais menores, como o modelo murino. Demonstramos sua utilidade na avaliação do desempenho cardíaco durante o período pós-transplante precoce e outras possibilidades potenciais possibiliadas pelo modelo.
Introduction
50-anos após o primeiro relato bem-sucedido, o transplante cardíaco continua sendo o tratamento padrão-ouro para pacientes elegíveis com insuficiência cardíaca avançada1. Embora os tempos isquêmicos de até quatro horas sejam tolerados adequadamente, um tempo isquêmico superior a seis horas está associado a desfechos inferiores2. A disfunção primária do enxerto continua sendo a principal causa de morbidade e mortalidade precoce após o transplante2,3. As causas da disfunção primária do enxerto são multifatoriais e incluem o uso de órgãos marginais, doença vascular pulmonar destinatária, rejeição hiperaguda e lesão de isquemia-reperfusão sustentada no momento do transplante3.
Vários estudos têm investigado novos métodos de preservação do coração do doador para reduzir a incidência de disfunção primária do enxerto4,5,6,7. É prática comum avaliar novas técnicas e tratamentos em modelos murinos de lesão de isquemia-reperfusão ou transplante cardíaco heterotópico. Adicionalmente, modelos animais pequenos permitem modelos de sobrevida e seguimento a longo prazo para investigar o desenvolvimento da rejeição e do aloenxerto cardíaco vasculopatia11,12,13. No entanto, a maioria dessas estratégias falham em ensaios clínicos iniciais de piloto ou nunca chegam a este estágio. É de suma importância avaliar novas terapias em um modelo de grande animal clinicamente relevante para uma tradução eficiente e confiável dos achados de estudos básicos.
O coração de suínos é muitas vezes considerado o mais anatomicamente semelhante ao coração humano ao usar modelos de animais grandes. Como tal, é uma plataforma ideal para realizar a pesquisa cirúrgica cardíaca. No entanto, há vários fatores importantes a serem considerados ao usar um modelo porcino. Em primeiro lugar, o tecido é tipicamente descrito como frágil e friável, especialmente no átrio direito e na artéria pulmonar, sendo propenso a lágrimas14. Adicionalmente, o coração de porco é considerado sensível à manipulação e propenso a arritmias, razão pela qual se deve administrar rotineiramente um antiarrythmetic para cada animal no início do experimento. Uma importante diferença anatômica entre o modelo porcino e o transplante cardíaco clínico é a veia hemiázima esquerda nos suínos que drena diretamente para o seio coronariano. Isto tem de ser ligado durante o procedimento de receptor para evitar hemorragias contínuas. Finalmente, o modelo porcino é muito sensível à isquemia, mas ainda é apropriado para estudos agudos no transplante cardíaco15.
Este manuscrito descreve um modelo pré-clínico de grande animal (porcina) de transplante cardíaco ortotópico que tem sido firmemente estabelecido e utilizado para investigar novas estratégias cardioprotetoras5,6,8 ,9.
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Protocol
O Comitê institucional de cuidados com animais aprovou todos os protocolos experimentais e os animais foram tratados seguindo o "guia para o cuidado e uso de animais de laboratório" elaborado pelo Instituto de recursos animais de laboratório, Conselho Nacional de pesquisa, 1996. Suínos machos de Yorkshire (40 – 50 kg) foram usados para realizar os transplantes cardíacos ortotópicos (o tamanho animal pode variar de acordo com a discrição dos investigadores e objetivos experimentais).
1. procedimento de doador
- Indução anestésica e preparo animal:
- Pré-medicar o animal usando uma injeção intramuscular de cetamina (20 mg/kg), midazolam (0,3 mg/kg), e atropina (0, 4 mg/kg). Realizar indução e manutenção anestésica utilizando isoflurano inalatório (concentração de maré final: 1% – 3%) + 3 L/min O2 via máscara facial.
- Confirme a adequação anestésica assegurando um tom relaxado da maxila e uma ausência de dor durante a pitada do dedo do pé. A adequação anestésica precisa seguir as diretrizes institucionais.
- Uma vez confirmada a adequação anestésica, realize uma intubação orotraqueal com tubo endotraqueal de tamanho 6,5 – 8 mm.
- Coloque um monitor de saturação de oxigênio na orelha ou lábio inferior para monitoramento contínuo. Coloc a almofada do elétrodo do cauterização nas costas do animal.
- Inserir um acesso intravenoso periférico através da veia da orelha (por exemplo, 20 g de angiocath). Inicie uma infusão de manutenção (por exemplo, 0,9% NaCl). Administrar 2 g de sulfato de magnésio para prevenir arritmias.
- Introduza um introdutor venoso central percutaneous da bainha usando a técnica de Seldinger na veia de jugular direita se o cateterismo direito-tomado o partido do coração e as medidas cardíacas da saída devem ser executadas. Coloc o animal na posição de Trendelenburg para facilitar o acesso venoso. Alternativamente, isso pode ser feito na veia jugular interna esquerda. Se o acesso não puder ser estabelecido, esta etapa pode ser realizada após a esternotomia Midline dissecando a veia jugular interna (esquerda ou direita) e inserindo a bainha diretamente.
- Suprimento do coração do doador:
- Realize uma esternotomia Midline da região cervical média para abaixo do processo xifóide usando uma caneta de cauterização. Abra o esterno com uma serra óssea. Assegure a hemostasia adequada durante todo o procedimento inteiro (por exemplo cauterizar o esterno, e/ou a aplicação da cera do osso).
- Na região cervical, retrair o músculo esternocleidomastoide para o centro e dissecar a artéria carótida direita (Alternativamente, isso pode ser feito com a artéria carótida esquerda). Coloc uma linha de acesso arterial (por exemplo. 20 g angiocath) na artéria carotídea direita para a monitoração de pressão arterial invasora.
- Dissecar e remover o timo de sobre o pericárdio. Levante suavemente o Timo do pericárdio, usando o cauterização, e dissecar a estrutura do pericárdio. Para prevenir o sangramento, cauterizar os pequenos vasos que se originam da aorta e da veia cava superior (SVC) para irrigar o timo.
- Abra o pericárdio. Dissecar o espaço aortopulmonar usando o cauterização. Para isso, o assistente retrai a via de saída do ventrículo direito inferiormente e a artéria pulmonar para a esquerda e tem o cirurgião retrair a aorta para a direita. Faça isso com cuidado para evitar lesões diretas na artéria pulmonar.
- Limpe o aspecto anterior da aorta ascendente do tecido conjuntivo. Retraia com cuidado o intervalo ventricular direito da saída e coloc uma sutura da bolsa-corda usando um Prolene 4-0 na adventícia de ascensão proximal da aorta (Evite suturas cheias da espessura). Prenda esta sutura com um torniquete.
- Administrar 30.000 unidades de heparina (> 300 U/kg) para atingir a anticoagulação sistêmica. Insira a cânula de parto cardioplegia (por exemplo, cânula de raiz aórtica da DLP) na aorta ascendente entre a sutura da bolsa-corda previamente colocada e segura apertando o torniquete. Prepare a solução cardioplégico que será utilizada e conecte-se à cânula de entrega.
- Abra a SVC e a veia cava inferior (IVC) e o lado inferior esquerdo para garantir a ventilação cardíaca adequada. Coloque o grampo cruzado aórtico na aorta ascendente distal (acima da cânula de cardioplegia). Alternativamente, o ventrículo esquerdo pode ser ventilado abrindo o Apêndice Atrial esquerdo e colocando a sucção.
- Iniciar a infusão de cardioplegia visando uma pressão de raiz aórtica de 80 a 100 mmHg.
Nota: os autores aplicaram um modelo usando 1,5 L de uma solução cardioplégico hipercalórica extracelular padrão a 4 ° c. Diferentes soluções e volumes podem ser usados de acordo com a set-up experimental. - Coloc a lama de gelo (0,9% NaCl) na cavidade torácica e sobre o órgão para refrigerar depois da iniciação do cardioplegia. Depois que a infusão do cardioplegia é terminada, prossiga com o foi em uma maneira tradicional. Seção a aorta e a artéria pulmonaa após a artéria inominada e na bifurcação, respectivamente, para assegurar o suficiente comprimento para o implante.
- Após a remoção, coloque o órgão em um saco de órgão com pelo menos 500 mL de solução de preservação (solução hipercalórica extracelular padrão). Coloque isto no gelo e mantenha-se a 4 ° c. Esta etapa pode ser modificada de acordo com o projeto experimental e o objetivo.
2. procedimento de destinatário:
- Indução anestésica e preparo animal:
- Realizar anestesia e monitoramento conforme descrito no procedimento do doador (etapas 1.1.1 a 1.1.6).
- Depois de inserir o introdutor da bainha venosa central percutânea na veia jugular direita, insira um cateter venoso central (por exemplo, duplo lúmen) na veia jugular esquerda usando a técnica de Seldinger. Alternativamente, isso pode ser feito após a esternotomia Midline como descrito acima.
- Circulação extracorpórea (CEC):
- Realize a esternotomia Midline e exponha o coração e grandes vasos como descrito no procedimento do doador (etapas 1.2.1 a 1.2.4).
- Dissecar entre o SVC e a artéria innominada, e o IVC e o pericárdio usando o Metzenbaum e o fórceps do "direito-ângulo". Circunda o SVC e o IVC usando uma fita do cordão umbilical (alternativamente uma sutura de seda simples do O pode ser usada). Fixe cada fita/sutura com um torniquete.
- Coloc 2 suturas concêntricas da bolsa-corda usando uma sutura do prolene 4-0 na adventícia de ascensão longe do ponto de origem da aorta (Evite suturas cheias da espessura). Coloc suturas da bolsa-corda usando o prolene 4-0 no IVC e no SVC a nível da reflexão pericárdico. Proteja estas suturas com torniquetes.
- Durante a preparação da CEC, tem uma configuração assistente e prime o sistema de acordo com as necessidades dos investigadores e experimentais. O procedimento atual usa a mesma configuração usada como a divisão de cirurgia cardiovascular da instituição e emprega a ajuda de um perfusionista treinado. O sistema de bypass é preparado com 2 litros de solução Cristaloide (por exemplo, Plasmalyte) com 500 mg de solumedrol.
- Administrar 30.000 unidades de heparina (> 300 U/kg) para atingir a anticoagulação sistêmica. O tempo de coagulação ativado (ACT) deve estar acima de 300 s, se o teste estiver disponível.
- Cannulate a aorta com uma cânula arterial de 17 a 21 F. Use uma cânula de oxigenador de membrana extracorpórea (ECMO) (por exemplo, cânula arterial de EOPA) inserida usando a técnica de Seldinger para facilitar essa etapa e evitar a perda de sangue. Alternativamente, uma cânula arterial do desvio padrão pode ser usada.
- Conecte a cânula à linha arterial do circuito de bypass usando um conector 3/8-3/8. Assegure o deairing completo para evitar o embolismo de ar.
- Realize um cannulation bicaval. Para isto, canular o svc e então o IVC usando a cânula venosa do único-estágio angular direito de 24 a 28 F (por exemplo a cânula venosa angular do lúmen único do DLP).
- Primeiro, faça uma pequena incisão (5 mm) no centro da sutura da bolsa-corda. Dilate a incisão com um pequeno instrumento angular (por exemplo, ângulo reto ou uma pressão). Insira a cânula direcionando o ângulo superiormente na SVC e inferiormente no IVC (longe do coração). Fixe apertando o torniquete que prende a sutura da bolsa-corda.
- Entre cada etapa, cubra a incisão com um dedo para evitar sangramento excessivo. Conecte as cânulas à linha venosa do circuito de bypass usando um conector de 3/8-3/8-1/2 Y. Assegure-se de que o deairing Evite um câmara no sistema.
- Iniciar a CEC. Ajuste as taxas de fluxo para manter uma pressão arterial acima de 50 mmHg (aproximadamente 4 L/min). Mantenha a normotermia durante todo o procedimento.
Nota: estas configurações podem ser modificadas de acordo com o experimento. Medicamentos vasoativos só devem ser administrados durante a CEC se necessário para auxiliar na regulação da pressão (por exemplo, infusão de epinefrina).
- Implante de coração doador:
- Após o início da CEC, abrir a pleura esquerda e retrair o coração nativo para a direita. Dissecar e cercar a veia veia esquerda usando um instrumento afiado da dissecção (por exemplo. Metzenbaum) e um direito-ângulo, respectivamente. Ligate distalmente com um laço O Silk. Apenas uma ligadura é necessária como o coração nativo será removido.
- Cruz-prenda a aorta destinatária proximalmente à cânula arterial. Snare veia cava com os torniquetes previamente colocados usando O laços de seda. Remova o coração nativo do destinatário. Alternativamente, o coração pode ser prendido usando o cardioplegia sangue-baseado hipotérmica padrão.
- Durante a cardiectomia, certifique-se de manter grandes punhos no receptor para facilitar o implante de coração doador. Para isso, seção a aorta e artéria pulmonar proximalmente, perto de suas raízes. Da mesma forma, os átrios esquerdo e direito devem ser mantidos com punhos grandes. Deixe os apêndices atrial direito e esquerdo nos punhos do receptor, que podem ser necessários durante as anastomoses.
- Prepare o coração doador para implante.
- Dissecar a artéria pulmonar do átrio esquerdo e separar completamente a artéria pulmonar da aorta. Deixe pelo menos 2-3 cm de cada embarcação a ser aparada durante o implante, conforme necessário. Ligate a veia cava com uma gravata de seda O. Unir todas as veias pulmonares, criando um único manguito atrial esquerdo para ser anastosada.
- Compare os tamanhos do manguito atrial esquerdo (doador e receptor) e apare cada um conforme necessário para se tornarem tamanhos semelhantes. O Apêndice Atrial Esquerdo do receptor pode ser encurtado, ou o teto atrial esquerdo do doador e o apêndice podem ser abertos para isso.
- Entregue a primeira dose de cardioplegia ao coração do doador usando a cânula de cardioplegia previamente colocada, conforme descrito na etapa 1.2.6. A solução protetora cardioplégico consiste em 500 mL de uma mistura de sangue 2:1: Cristaloide contendo 24 mEq de potássio e entregues a 10 ° c. Atingir a concentração desejada de potássio, adicionando cloreto de potássio à mistura cardioplégico.
- Após a conclusão de cada anastomose, entregar uma dose adicional de 300 mL de cardioplegia a 10 ° c contendo 8 mEq de potássio.
- Após todas as anastomoses e antes da remoção do grampo cruzado aórtico, administrar uma dose adicional de 500 mL de cardioplegia sanguínea morna (37 ° c) com 8 mEq de potássio.
- Retire o coração do doador do armazenamento e implante com a técnica anastomotic Biatrial padrão na seguinte seqüência: vestíbulo esquerdo, átrio direito, artéria pulmonaa, e aorta. Use uma sutura de 4-0 Prolene com uma agulha SH para o átrio esquerdo e direito, e a aorta e uma sutura do Prolene 5-0 com uma agulha do BB para a artéria pulmonaa.
- Átrio esquerdo: coloc uma sutura do prolene 4-0 na junção entre o vestíbulo esquerdo e o IVC (margem inferior direita) e outro em 180 ° do primeiro, conectando os punhos do doador e do receptor. Termine a anastomose da parede do posterior. Termine a anastomose anterior da parede. Isso é realizado a partir da sutura superior à sutura inferior.
- Átrio direito: Abra o átrio direito do doador do apêndice para o IVC, criando um manguito doador que corresponda ao tamanho do manguito receptor. A partir do ângulo inferior (junção entre IVC e átrio direito), completar a anastomose da parede interior e, em seguida, a parede lateral.
- Artéria pulmonar: aparar as bordas das artérias pulmonares do receptor e do doador para criar tamanhos correspondentes. Coloque uma sutura de 5-0 Prolene na parede lateral esquerda unindo vasos doadores e destinatários e outro na borda lateral direita. Termine a anastomose inferior da parede e então a anastomose anterior da parede.
- Aorta: guarnição descrita com a artéria pulmonar. Coloque uma sutura na parede lateral esquerda conectando os vasos doador e receptor. Termine a parede inferior e então a anastomose anterior da parede.
- Realize anastomoses em camadas únicas, exceto a artéria pulmonar, onde é necessária uma anastomose em camadas duplas. O tecido porcino é extremamente frágil e deve ser manuseado cuidadosamente para evitar lágrimas. Importante, a anastomose da artéria pulmonaa é a etapa a mais delicada do implante e deve ser feita com cuidado extremo. A técnica do implante pode ser modificada de acordo com a preferência dos cirurgiões e o delineamento experimental.
- Após a conclusão de todas as anastomoses e o parto caloroso da dose de cardioplegia como descrito acima, retire a Pinça cruzada da aorta. Inspecione todas as anastomoses para locais de sangramento, eles devem ser corrigidos neste momento.
- Reperfuse o coração do doador por 60 min em cec. Arritmias ventriculares podem ser tratadas com desfibrilhação interna (20-50 J). Se necessário, a estimulação ventricular pode ser usada para manter uma frequência cardíaca de 100 batimentos por minuto. as drogas antiarrítmicas (por exemplo, amiodarona, lidocaína ou sulfato de magnésio) podem ser usadas a critério dos investigadores, se necessário.
- Após 60 min de reperfusão, administrar 1 g de cloreto de cálcio. Iniciar o desmame da CEC, diminuindo o fluxo para metade, em seguida, um quarto e depois fora. A linha venosa central pode ser usada para monitorar a pressão venosa central, visando 10 mmHg. Iniciar a infusão de medicamentos vasoativos e inotrópicos (por exemplo, Dobutamina, epinefrina, norepinefrina e vasopressina) de acordo com o delineamento experimental ou a discrição dos investigadores.
- O desmame é considerado bem-sucedido se o animal manter uma pressão arterial sistólica acima de 60 mmHg por mais de 30 min após a interrupção da CEC. Como este não é um modelo de sobrevivência, não reverter a heparina; sangramento contínuo pode ocorrer a partir de furos de agulhas e estruturas dissecadas (por exemplo, esterno). Os corações doadores respondem bem a pequenas e repetidas doses de reposição de volume usando o sistema de cec. Adicionalmente, o modelo porcino responde bem à dobutamina.
Nota: a gestão de destinatários deve ser adaptada à experiência dos investigadores e ao desenho experimental. Um anestesiologista cardíaco pode ajudar dessa maneira.
3. avaliação do enxerto:
- Avaliação funcional:
- Este modelo animal grande tem a vantagem de ter uma aproximação aberta do peito em todas as vezes, que facilita a avaliação funcional direta. Para medir a contratilidade cardíaca, use análises de loop de pressão-volume (PV), ecocardiografia e/ou cateterismo à direita.
- Loops de pressão-volume10: Coloque uma fita umbilical em torno do IVC, e insira um cateter de CONDUTÂNCIA PV no ventrículo esquerdo através de uma pequena ventriculotomia apical para permitir medições contínuas de relações fotovoltaicas do ventrículo esquerdo. Obtenha gravações de estado estacionário para gerar parâmetros dependentes de volume (por exemplo, pressão desenvolvida e trabalho de AVC) e, em seguida, obter gravações de oclusão em triplicado, oclusando o IVC para gerar parâmetros independentes de volume (por exemplo, pré-carga recrutável trabalho do curso).
- Ecocardiografia: os anestesiologistas cardíacos obtêm imagens epicárdicas usando uma sonda transesofágica padrão.
- Cateterismo direito-tomado o partido: Introduza um cateter de Swans-Ganz através da bainha venosa coloc no começo do procedimento e do GUID para a artéria pulmonaa. Isso possibilita a mensuração da pressão venosa central, pressão ventricular direita, pressões da artéria pulmonar, pressão da Cunha capilar pulmonar e débito cardíaco com a técnica de termodiluição.
- Realizar avaliação contrátil na linha de base e após 2 e 3 h pós-reperfusão do coração doador no receptor. Isto pode ser modificado pelos investigadores de acordo com o desenho experimental.
- Avaliação metabólica:
- Para avaliações metabólicas, colete amostras de sangue arterial e venosa (alternativamente: mista venosa) e armazene o plasma para análises subsequentes. Análises de gás sanguíneo em tempo real e níveis de lactato também devem ser obtidos.
- Colete estas amostras na linha de base no doador, antes da colheita no doador, na linha de base no receptor, e em 15, 30 e 60 min de reperfusão do coração doador (após a remoção de cruz-braçadeira). Isso pode ser modificado de acordo com o experimento.
- Término da experiência e eutanásia:
- Uma vez que todas as avaliações são terminadas, exsanguinar o animal do receptor no reservatório venoso do circuito de CEC abrindo a braçadeira venosa da linha. Alternativamente, a exsangination pode ser conseguida colhendo o alograft cardíaco para coletar amostras (isto é biópsias miocárdicas).
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Representative Results
Este modelo pré-clínico tem sido utilizado com sucesso desde 19945,6,8,9. A tabela 1 demonstra os resultados representativos das relações pressão-volume e dos parâmetros ecocardiográficos tomados na linha de base, e 3 h pós-transplante em um conjunto de 5 experimentos. Embora nós vejamos uma diminuição na contratilidade myocadial depois da transplantação, esta não era estatisticamente significativa.
A Figura 1 mostra os loops de volume de pressão representativos coletados de um experimento ao mesmo tempo-pontos. Durante as avaliações de "estado estacionário" (Figura 1, linha superior). os parâmetros volume-dependentes são gravados, tais como a taxa máxima e mínima de pressão desenvolvida. Os parâmetros volume-Independent são obtidos pela oclusão intermitente do IVC. Com isso, o volume do ventrículo esquerdo diminui progressivamente e diferentes relações podem ser calculadas. Na fileira média da Figura 1, vemos as relações de pressão-volume sistólica e diastólica final que estão sendo registradas, que representam a relação entre as pressões sistólica final ou diastólica final, respectivamente, com o correspondente volume diastólico final. Na linha inferior da Figura 1, vemos a gravação do trabalho de traçado recrutável pré-carga, que é a relação entre o trabalho de traçado e o volume diastólico final correspondente.
Finalmente, como visto na Figura 2, vários outros metabólicos (por exemplo, níveis de lactato e pH) e parâmetros funcionais (por exemplo, débito cardíaco) podem ser medidos com este modelo para testar diferentes hipóteses.
Figura 1 . Loops de pressão-volume representativos em um estado estacionário, durante a oclusão da veia cava interior (IVC) e relacionamentos (trabalho de braçada de pré-carga recrutável). (A) um experimento na linha de base. (B) um experimento após 3 h de reperfusão. PRSW = trabalho de curso recrutável pré-carga. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2 . Tendências de lactato e pH durante o protocolo de transplante cardíaco. Após a reperfusão, há um aumento significativo do lactato e diminuição do pH. Isto pode ser controlado mantendo a pressão adequada da perfusão com recolocação apropriada do volume e uso vasoativas da droga. Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Base | 3 horas após o transplante | valor de p | |
| Cateter de artéria pulmonar | |||
| Índice cardíaco (L/min) | 3,7 ± 0,8 | 2,8 ± 0,3 | 0,485 |
| Análise de volume de pressão | |||
| PRSW (ERG ∙ cm-3∙ 103) DP/DT máximos (mmHg ∙ s-1) DP min/DT (mmHg ∙ s-1) |
62,1 ± 7 2500 ± 425 -1537 ± 238 |
53,8 ± 10 1815 ± 410 -1427 ± 317 |
0,841 0,309 0,547 |
| Ecocardiografia | |||
| LV EF (%) LV FAC (%) RV FAC (%) |
47,3 ± 3,0 53,8 ± 3,6 39,2 ± 1,3 |
37,0 ± 4,2 46,4 ± 2,9 32,8 ± 3,6 |
0, 95 0,222 0,309 |
Tabela 1. Relações de pressão-volume representativas e parâmetros ecocardiográficos de um conjunto de 5 transplantes realizados no início do estudo e após 3 h de reperfusão. Os dados foram apresentados como média ± erro padrão e comparados com o teste de Rank assinado de Wilcoxon. EF = fração de ejeção. FAC = alteração de área fracionária. LV = ventrículo esquerdo. Max dP/DT = taxa máxima de mudança de pressão no ventrículo esquerdo. Min dP/DT = taxa mínima de mudança de pressão PF no ventrículo esquerdo. PRSW = trabalho de curso recrutável pré-carga. RV = ventrículo direito.
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Discussion
Este manuscrito descreve um modelo pré-clínico grande-animal da transplantação transplantação orthotopic do do coração. Vários modelos animais pequenos da transplantação Heterotopic do coração foram usados com sucesso para estudar os efeitos de tratamentos novos para melhorar a preservação do órgão e para diminuir ferimento da isquemia-reperfusão11,12, 13. Adicionalmente, os modelos animais pequenos permitem modelos de sobrevivência e seguimento a longo prazo para investigar o desenvolvimento da rejeição e do aloenxerto cardíaco vasculopatia11,12,13. Entretanto, a maioria destas terapias novas falham dentro ou nunca fazem-na aos testes clínicos. A fim facilitar e agilizar a tradução clínica, um modelo grande-animal de confiança e clìnica relevante é necessário.
Este protocolo foi projetado para investigar diferentes estratégias de tratamento e preservação de órgãos para prevenir ou diminuir a disfunção primária do enxerto e lesão de isquemia-reperfusão. Como mencionado acima, este modelo tem sido usado desde 1994. Os autores demonstraram previamente os efeitos benéficos da infusão salina hipertônica no doador8 ou no receptor9 antes do suprimento ou do implante de órgão, respectivamente. Além disso, os autores investigaram diferentes protocolos e estratégias de preservação, como o uso do doador derramou infusões de sangue durante o armazenamento a frio6 e o efeito da suplementação de insulina na solução cardioplégico5.
A principal limitação da técnica descrita aqui é a continuação a curto prazo. Um modelo de transplante de coração porcino de sobrevivência A longo prazo seria recurso intenso e envolveria custos elevados. O procedimento descrito aqui centra-se na lesão aguda de isquemia-reperfusão e é um método pré-clínico confiável para investigar novas intervenções que foram testadas e validadas em modelos experimentais menores, como o modelo murino. Além disso, essa técnica pode ser facilmente adaptada para experimentos de acompanhamento de longo prazo. Isso envolveria reversão adequada da heparina, decanulação animal, hemostasia adequada e fechamento torácico.
O coração de suínos é muitas vezes considerado o mais anatomicamente semelhante ao coração humano ao usar modelos de animais grandes. Como tal, é uma plataforma ideal para realizar a pesquisa cirúrgica cardíaca. No entanto, é importante notar que o tecido é tipicamente descrito como frágil e friável, especialmente no átrio direito e na artéria pulmonar, sendo propenso a lágrimas14. Adicionalmente, o coração de porco é considerado sensível à manipulação e propenso a arritmias, razão pela qual o sulfato de magnésio deve ser administrado rotineiramente a cada animal no início do experimento. Uma diferença importante entre o modelo de suínos e o transplante cardíaco clínico é a veia hemiázima esquerda nos suínos, que drena diretamente para o seio coronariano. Isto tem de ser ligado durante o procedimento de receptor para evitar hemorragias contínuas. Finalmente, o modelo porcino é muito sensível à isquemia, o que parece adequado para estudos agudos no transplante cardíaco15.
Gestão de destinatários após o transplante pode ser desafiador às vezes. É importante rever todas as anastomoses e não assegurar nenhum sangramento. Uma área particularmente incômoda é em torno da artéria pulmonaa do posterior. Como mencionado acima, os tecidos porcina e frágil e pode facilmente rasgar; Se isso acontecer, o cirurgião pode voltar rapidamente para a CEC para corrigir o problema e tentar desmame mais uma vez. A fibrilação ventricular geralmente ocorre durante a reperfusão inicial; Se isso não resolver com desfibrilação simples, intervenções farmacológicas, como 2 g de sulfato de magnésio ou 1 mg/kg de lidocaína, podem ser administradas e uma desfibrilação seguinte deve ser aplicada. O ritmo sinusal normal pode ser facilmente alcançado em menos de 3 min.
Este procedimento exige pelo menos um cirurgião treinado a ser executado; Além disso, são necessários 3 a 5 experimentos para otimizar o protocolo dentro de cada grupo de pesquisa. Além disso, a equipe deve alocar um membro para realizar exclusivamente anestesia animal e gerenciamento de destinatários, conforme necessário (por exemplo, suporte inotrópico). Devido às considerações importantes sobre o modelo suíno descrito acima, as seguintes etapas são críticas neste procedimento: indução anestésica e intubação (importante para evitar prolongar os períodos hipoxêmicos), manipulação cardíaca durante a avaliação, canulação para circulação extracorpórea e manipulação e anastomose da artéria atrial e pulmonar direita. No entanto, como estes são passos rotineiros realizados na prática clínica, eles devem ser realizados com cuidado e atenção aos detalhes. Consistência e repetição levará a um modelo otimizado e confiável para vários usos.
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Disclosures
Os autores não têm nada a revelar.
Acknowledgments
Os autores não têm agradecimentos.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Amiodarone | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Angiocath 20G | BD | 381704 | |
| Calcium Chloride 1g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Cardioplegia solution | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Cautery Pencil | Covidien | E2515H | |
| Central Venous Catheter double-lumen | Cook Medical | C-UDLM-501J-LSC | |
| CPB pack | Medtronic | Custom-made cardiopulmonary bypass perfusion circuit. | |
| D5W 5% 250ml | Baxter | JB1064 | |
| DLP Aortic Root Cannula/stabber | Medtronic | 12218 | |
| DLP single-lumen venous cannula (24F or 28F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Dobutamine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Electrode Polyhesive | Covidien | E7507 | |
| EOPA arterial cannula (17F or 21F) | This should be chosen at the investigators discretion. | ||
| Epinephrine | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Eppendorf Tubes, 1.5 mL | Sarstedt | 72.690.001 | |
| Gloves, nitrile, medium | Fischer | 27-058-52 | |
| Heparin 1000 IU/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Ketalean (Ketamine) inj. 100mg/ml, 50ml/vial | Health Canada | Requires health canada approval | |
| Lidocaine/Xylocaine 1% | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Magnesium Sulfate 5g/10ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Midazolam inj. USP 5mg/ml vial/10ml | Health Canada | Requires Health canada approval | |
| MPS Quest delivery disposable pack | Quest medical | 5001102-AS | |
| NACL 0.9% 1L | Baxter | JB1324 | |
| Organ Bag | CardioMed | 2990 | |
| Pipette Tips, 1 mL | Fisherbrand | 02-707-405 | |
| Propofol 1mg/ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Rocuronium | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Set Admin Prim NF PB W/Checkvalve | Smith Medical | 21-0442-25 | Intravenous infusion pump line. Researchers should choose infusion lines compatible with the infusion pump available at their facilities |
| Set Intro Sheath 8.5FRx 10CM | Arrow | SI-09880 | |
| Sofsilk 0 wax coated | Covidien | S316 | |
| Solumedrol 500mg/5ml | Purchased from institutional pharmacy | ||
| Suction tip | Covidien | 8888501023 | |
| Suction Tubing 1/4" x 120" | Med-Rx | 70-8120 | |
| Suture 5.0 Prolene BB | Ethicon | 8580H | |
| Suture Prolene Blum 4-0 SH 36 | Ethicon | 8521H | |
| Sutures 2.0 Prolene Blu M SH | Ethicon | 8523H | |
| Sutures BB 4.0 Prolene | Ethicon | 8881H | |
| Tracheal Tube, 6.5mm | Mallinckrodt | 86449 |
References
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- Lund, L. H., Edwards, L. B., et al. The Registry of the International Society for Heart and Lung Transplantation_ Thirty-first Official Adult Heart Transplant Report-2014; Focus Theme_ Retransplantation. The. Journal of Heart and Lung Transplantation. 33 (10), 996-1008 (2014).
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