Summary
Atriyal miyopati ve atriyal fibrilasyonu (AF) incelemek için minidomuzlarda steril bir perikardit modeli tanımladık. Bu yazıda cerrahi ve anestezik teknikler, vasküler erişim stratejileri ve AF'nin indüklenebilirliğini incelemek için bir protokol sunulmaktadır.
Abstract
Atriyal fibrilasyon (AF), atriyal miyopati olarak da adlandırılan atriyumun yapısal olarak yeniden şekillenmesinden kaynaklanan en yaygın aritmidir. Mevcut tedaviler sadece elektriksel anormallikleri hedef alır, altta yatan atriyal miyopatiyi değil. Yeni tedavilerin geliştirilmesi için, atriyal miyopatinin tekrarlanabilir büyük bir hayvan modeli gereklidir. Bu yazıda Aachener minipiglerinde steril perikardit kaynaklı atriyal miyopatinin bir modeli sunulmaktadır. Steril perikardit, steril talk pusuya püskürtülerek ve atriyal epikardiyal yüzey üzerinde steril bir gazlı bez tabakası bırakılarak indüklendi. Bu, atriyal miyopatinin patofizyolojisinin iki önemli bileşeni olan inflamasyon ve fibrozise yol açtı ve atriyumu AF indüksiyonuna duyarlı hale getirdi. Her atriyuma epikardiyal olarak iki kalp pili elektrodu yerleştirildi ve farklı üreticilerin iki kalp piline bağlandı. Bu strateji, cerrahi sonrası belirli zaman noktalarında AF'nin indüklenebilirliğini belirlemek için tekrarlanan non-invaziv atriyal programlı stimülasyona izin verdi. AF indüklenebilirliğini test etmek için farklı protokoller kullanılmıştır. Bu modelin avantajları, AF indüklenebilirliği ve her ikisi de atriyal miyopatide mevcut olan inflamasyon ve fibrozun hızlı indüksiyonu ile klinik önemi ve tekrarlanabilirliğidir. Model, atriyal miyopati ve AF'yi hedef alan yeni tedavilerin geliştirilmesinde yararlı olacaktır.
Introduction
Atriyal fibrilasyon (AF) en sık görülen kardiyak aritmidir ve önemli morbidite, mortalite ve sağlık giderlerine yol açmaktadır1. Birçok durumda, AF, atriyumun yapısal, elektriksel, otonomik ve kontraktil yeniden şekillenmesi ile tanımlanan altta yatan atriyal miyopatinin elektriksel semptomudur. Bu atriyal miyopati AF ve inme 2,3'e yol açabilir. Çoğu tedavi sadece elektriksel yeniden şekillenmeyi hedefler, ancak atriyumdaki altta yatan yapısal değişiklikleri (inflamasyon ve fibroz) hedeflemez4,5,6,7. Bu muhtemelen mevcut tedavilerin, özellikle daha ileri atriyal miyopati8'de, sadece marjinal olarak etkili olmasının nedenlerinden biridir.
Atriyal miyopatide bulunan inflamasyon ve fibrozu hedeflemek için tekrarlanabilir bir hayvan modeli çok önemlidir. Atriyal taşiklik modelleri birkaç büyük hayvan türündegeliştirilmiştir 9,10,11,12. Bu modellerde, atriyal doku, elektriksel ve nihayetinde yapısal değişikliklere neden olmak için uzun süreler boyunca sürekli olarak hızlandırılır. Taşikaklık modellerinin başlıca dezavantajları, atriyal miyopatinin yapısal belirtilerinin ortaya çıkmasından önceki uzun süre ve bunların sadece atriyal miyopatiden önce elektriksel anormalliklerin geliştiği klinik sendromlarla ilgisidir. Teorik bir risk, uzun takip sırasında fibrozise bağlı pacing-lead başarısızlığıdır9.
Steril perikardit modellerinde, akut enflamatuar ve fibrotik reaksiyonu indüklemek için atriyumun epikardiyal yüzeyine steril talk püskürtülür ve atriyal miyopati13,14 ile sonuçlanır. Domuzlar, insanlarınkine benzer kardiyak anatomiye ve fizyolojiye sahiptir ve bu nedenle domuz modelleri yüksek translasyonel alaka düzeyine sahiptir. Minipig kullanmanın avantajları, geleneksel domuz suşlarından daha küçük boyutları nedeniyle daha kolay kullanılmaları ve vücut ağırlığında önemli bir artış olmadan uzun süre korunabilmeleridir10. Tüm bu nedenler, minidomuzlarda steril perikarditi atriyal miyopati ve fibrilasyonun araştırılması için mükemmel bir model haline getirmektedir. Bu protokol ve video, bu modelin farklı araştırma tesislerinde kurulumunu kolaylaştırmayı ve AF'nin indüklenebilirliğini incelemek için protokolleri standartlaştırmayı amaçlamaktadır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Bu protokol, Antwerp Üniversitesi Hayvan Testleri Etik Komitesi (vaka numarası 2019-29) tarafından onaylanmıştır ve Anvers Üniversitesi'nin hayvan bakım yönergelerini takip etmektedir. Bu çalışma için ~20 kg ağırlığındaki on yedi adet 6 aylık Aachener minipigi (erkek, kısırlaştırılmış) seçildi.
1. İlaç ve anestezi
- Premedikasyon
- Domuzların 12 saat boyunca oruç tutulduğundan, ancak suya sınırsız erişime sahip olduğundan emin olun.
- Sedasyon için, aşağıdakileri bir kas içi enjeksiyonda uygulayın: atropin 0.05 mg / kg, ketamin 10 mg / kg, midazolam 0.5 mg / kg.
- Bilincini kaybettikten sonra domuzun tam ağırlığını belirleyin (yaklaşık 10 dakika doz sonrası). Domuzu ameliyathaneye taşıyın.
- Domuzu bir ısıtma yastığına yerleştirin.
- EKG izleme, nabız oksimetresi uygulayın ve bir başlangıç termometrisi gerçekleştirin.
- Marjinal kulak damarına veya dış safen damarına iğne üstü bir kateter (22 G) yerleştirin.
- Anestezi
- Anestezi indüksiyonu için, entübasyona başlamadan önce bir bolus propofol (1-4 mg / kg IV) uygulayın. Yüzeysel anestezi not edilirse, ekstra bir midazolam 0.2 mg / kg IV bolusu uygulayın ve ~ 5 dakika sonra entübasyona devam edin.
- Entübasyon
- Domuzu eğilimli pozisyona getirin.
- Bir asistandan iki sapan gazlı bez ve / veya bir ağız açıcı kullanarak hayvanın ağzını açık tutmasını isteyin. 2 mL iğnesiz bir şırınga ile gırtlakta 1 mL (10 mg) lidokain püskürtün, gırtlak duyarsızlaştırmak için 30-60 s bekleyin ve sonra devam edin.
- Bir laringoskop kullanarak iç çapı 6.5 mm olan bir endotrakeal tüp (ETT) yerleştirin. Görselleştirmek için bir laringoskop kullanın, epiglottis yumuşak damaktan çıkarın ve daha iyi manipülasyon için ETT içine bir stilit yerleştirin.
NOT: Domuzun ağzı geniş açılamaz ve burun ucundan gırtlağa olan mesafe uzundur. Bu nedenle, rima glottis'in görselleştirilmesi sınırlıdır. Bu nedenle, ETT ve stylet görselleştirmeye yardımcı olur.
- Ventilatörü bağlarken, gerekirse ek ilaç verin: midazolam 0.5 mg / kg IV ve / veya alfentanil 30 μg / kg IV.
- Aşağıdaki ventilatör ayarlarını kullanın: önceden ayarlanmış gelgit hacmi 10 mL/kg olan hacim kontrollü ventilasyon (VCV), 11-15 cmH 2 0 pik inspiratuar basınca (PIP),2-5cmH2 0 pozitif ekspiratuar basınç PEEP'ine; solunum hızı: 35-45 mmHg arasında son gelgit CO2'yi (ETCO2) korumak için 12-16 Brpm; FiO2:% 50 (doygunluk% 100 olduğunda azaltılmalıdır); sevofluran% 2.5.
- Analjezi için, alfentanil 0.5-1 μg · kullanın (kg·min) -1 CRI.
- 10 mL/kg plazmalit 3-5 mL· bolusu uygulayın (kg·h) Hipovolemiye bağlı hipotansiyonu düzeltmek için 10-20 dakikadan fazla -1.
- 1 g sefazolin IV uygulayın. Her 2 saatlik ameliyat için, ekstra 500 mg sefazolin IV uygulayın.
NOT: Ameliyathanede bulunması gereken acil ilaçlara genel bir bakış için Tablo 1'e bakınız. İdrar kesesi kateterizasyonu erkek domuzlarda zordur ve genel olarak bu prosedür için gerekli değildir. - Hayvanın torasik ve boyun bölgesini tıraş edin.
- Anestezi sırasında kuruluk ve göz tahrişini önlemek için gözlere veteriner merhem uygulayın.
- Hayati parametreleri sürekli izleyin. Çene tonusunun gevşemiş olup olmadığını, palpebral refleksin bulunmadığını, gözlerin döndürüldüğünü ve davranışsal uyarılma belirtisi olup olmadığını değerlendirerek anestezi derinliğini en az her 10 dakikada bir kontrol edin. Doku perfüzyonunu değerlendirmek için mukozanın rengini ve kılcal dolum süresini kontrol edin. Tüm verileri, uygulanan tüm ilaçlarla birlikte, bireysel bir anestezi çizelgesine kaydedin.
- Arteriyel hat yerleşimi
- Basınç iletim sistemini hazırlayın. % 0.9 NaCl'lik 500 mL'lik bir IV torbaya 5000 IU heparin ekleyin.
- Hayvanı sırtüstü pozisyona getirin. Bacağı uzatın ve karotis ortamında vasküler prob ile ultrason kullanarak femoral arteri bulun. Kasık bölgesini klorheksidin ile dezenfekte edin. Ultrason probunun sterilizasyonu için umonyum kullanın (veya steril bir dönüştürücü kapağı kullanın) ve antiseptik tekniği sağlamak için steril eldivenler kullanın.
- Ultrason rehberliğini kullanarak femoral arteri delin. Seldinger tekniğini kullanarak 3 Fr'lik bir kılıf yerleştirin.
NOT: Femoral arterin küçük çapı nedeniyle, bir asistanın kılavuz teli iğneden sokmasına izin vermek yararlı olabilir. Sadece ultrason probunu kaldırma eylemi iğne ucunu yerinden çıkarabilir. - Kılıfı bir dikişle sabitleyin. Kılıfı dönüştürücüye bağlayın ve yıkayın. Arteriyel kan basıncını gerçek zamanlı olarak izleyin.
2. Ameliyat
- Hazırlık
- Hayvanın sabit bir konumda sırtüstü olduğundan emin olun. Ekstra stabilite için, önceden ısıtılmış IV torbalarını hayvanı desteklemek için paraspinal pozisyona yerleştirin.
- Elektrokoterin topraklama plakasını hayvanın altına yerleştirin. Cilt ile doğru teması sağlamak için az miktarda ultrason jeli kullanın.
- Cilt hazırlığı: hayvanı aşağıdaki bölgelerde tıraş edin: boyun, üst ekstremiteler, ön toraks, karın üst kısmı, kasık ve EKG elektrot bölgeleri. Cildi düzgün bir şekilde dezenfekte etmek için% 70 alkol ve% 2 iyot ile üç alternatif ovma işlemi yapın.
- Steril perdeler yerleştirin. Hayvanın pençelerini steril çarşaflara veya eldivenlere de sarın. Onları geri çekmek için steril gazlı bez kullanın.
- Steril koşulları sağlamak için, cerrahi bölgeyi steril cerrahi kapaklarla örtün, steril aletler kullanın ve cilt kapanana kadar steril koşullar altında çalışın.
NOT: İşlem boyunca cerrahlar saç başlığı, ağız maskesi, cerrahi önlük ve steril eldiven giymelidir.
- Kalıcı santral venöz kateterin (CVC) cerrahi olarak yerleştirilmesi
- Sternokleidomastoid kasının medial sınırındaki olukta 5 cm'lik bir kesi yapın. İç juguler ven ulaşılana kadar açıkça diseke edin.
- Damar çevresindeki fibröz dokuyu çıkarın ve damar kontrolünü sağlamak için istenen kateterizasyon bölgesinin etrafına Prolene 6-0 ile kare bir dikiş (= bir daire oluşturan 3 ila 4 dikiş) yerleştirin.
- Seldinger tekniğini kullanarak iç juguler veni 3 Fransız üç lümenli CVC ile kanüle edin. Kateterin etrafındaki Prolene 6-0 dikişini sıkın.
- Kateterin sapını sternokleidomastoid kasına sabitleyin.
- Üç kateter luminasını ayrı ayrı tünelleyin: tüneli oluşturmak için büyük bir çift künt diseksiyon makası kullanın ve atravmatik bir kelepçe kateter luminasını tünelden çekin. Kateterin uçlarını cilde sıkıca takın ve iğnesiz enjeksiyon portuna koyun. Kateter luminasının çıkış bölgeleri, kateterin cilt altındaki maksimum yörünge uzunluğunu sağlamak için kulağın arkasına ve insizyon bölgesinden mümkün olduğunca uzağa yerleştirilmiştir.
- Kesi bölgesini iki kat halinde kapatın.
- Sternotomi
- Sternum belirgin hale gelene kadar sternumun manubriyumundan ksifoid sürecin 3 cm altına kadar medyan bir kesi yapın.
- Açıkça ksifoid süreçten kaudal olarak diseksiyon. Sternumun viseral tarafına bir parmak koyun ve viseral sternal yüzeyi takiben bağ dokusunu mümkün olduğunca çıkarın.
NOT: Sternotomi yapılırken miyokard yaralanmasını önlemek için bağ dokusu çıkarılır. - Sternumu ayırmak için sternum testeresini kullanın. Tüm kanama bölgelerini kontrol edin. Torasik boşluğa erişimi genişletmek için sternum yayıcıyı kullanın. Plevraya zarar vermekten kaçının.
- Perikardın dikkatlice açılmasını sağlayın ve cerrahi alandan uzak tutmak için süspansiyon dikişleri kullanın.
- Kalp pili potansiyel müşteri yerleştirme (bkz . Şekil 1)
- Sol atriyuma bir kalp pili ucu yerleştirin.
- Kurşunun sabitleme vidasının uzatma ve geri çekme mekanizmasını test edin. Ardından, ucu (kavisli) bir forseps üzerine koyun ve gerekirse stili 60 ° 'ye kadar döndürün.
- Sol ventriküle bir kompres koyun ve sol atriyumu görmek için yavaşça bir kenara çekin.
NOT: Ventrikül üzerindeki basınç hızla hipotansiyona neden olur. Anestezi uzmanının bunu CVC yoluyla düşük doz norepinefrin ile öngördüğünden emin olun. Ortalama kan basıncı >20 s için 40 mmHg'nin altına düştüğünde ventrikülü serbest bırakın. Sadece hayvanın kan basıncı normalleştiğinde devam edin. - Sol atriyumun görselleştirilmesi üzerine, kurşun ucunu sol atriyal serbest duvara, pulmoner damarlara mümkün olduğunca yakın ve ventrikülden mümkün olduğunca uzağa sıkıca yerleştirin. Sarmalını atriyal dokuya, tercihen hafif bir eğimle uzatarak vidalayın. Bunu mümkün olduğunca çabuk yapın ve sol ventrikül üzerindeki basıncı derhal serbest bırakın.
- Programlanabilir bir elektrikli stimülatör veya kalp pili programcısı kullanarak kurşunun algılama ve hız eşiğini ve empedansını ölçün. Yüksek voltajlarda (10 V) ilerlerken ventrikül aşırı yakalama olmadığından emin olun (EKG'de geniş QRS). Memnun kalmazsanız, kurşunun sarmalını geri çekin ve adım 2.4.1.1'den baştan başlayın.
NOT: Normal ilerleme hızı eşiği, darbe genişliği 0,5 ms olan <1 V olmalıdır (tipik olarak ~ 0,5 V @ 0,5 ms).
- Sol atriyal kurşunun yerleştirilmesine tamamen benzer şekilde, sağ atriyuma bir kalp pili kablosu yerleştirin.
- Her iki ucun da toraksı orta hatta bıraktığından emin olun; sol atriyal kurşun abdominal subkutan yağdan ksifoid süreçten sol kana, sağ atriyal kurşun sağ kanada tünellenmelidir.
- Domuzun sol ve sağ kanadındaki deri altı yağında bir kalp pili cebi yapın. Kalp pillerini uçlara bağlayın ve ceplerin içine yerleştirin. Sol atriyal kurşun (pacing'e izin vermek için) ve farklı bir üreticiden bir kalp pili (her iki kalp pilini aynı anda okurken çapraz konuşmayı önlemek için) ile (50 Hz) patlama hızı yapabilen bir kalp pilini sağ atriyal uça (algılamaya izin vermek için) bağlayın. Klasik tek dikişlerle 2 katmanda, iç tabakayı Vicryl 1-0 ile ve dış tabakayı Mersilene 0 ile kapatın.
- Sol atriyuma bir kalp pili ucu yerleştirin.
- Steril perikardit indüksiyonu
- Ventrikülleri nazikçe bir kenara çekerek atriyumu tekrar ortaya çıkarın. Ventrikülleri gazlı bezle örtün (ve daha sonra gazlı bezi alın).
- Steril talkumu, pakette bulunan dağıtıcıyı kullanarak her iki atriyumun epikardiyal yüzeyine püskürtün. Bradikardi ve hipotansiyon bu manipülasyonu takip edeceğinden, kalbe yaklaşık bir dakika sonra kendiliğinden iyileşmesi için yeterli zaman verin; gerekirse, bir norepinefrin damlamasını başlatın veya artırın (infüzyon hızı).
- Her iki atriyumun epikardiyal yüzeyinde bir kat steril gazlı bez (5 cm x 5 cm) bırakın: bir parça sol ve bir sağ.
- Kapatmaya başlamadan önce kalp pili uçlarının konumunu son bir kez kontrol edin.
- Göğsün kapatılması
- Mediastende bir drenaj bırakın ve cilt yüzeyine tünelleyin. Drenajı steril bir vakum kavanozuna bağlayın; Cildin ilk tabakası kapatıldığında bağlantıyı açın (hava sızıntısını önlemek için). Hayvanı ahırına geri getirirken drenajı çıkarın.
- Perikardın Prolene 6-0 ile kapanması.
- Sternumu paslanmaz çelik tel ile klasik bir serklaj tekniği kullanarak kapatın.
- Alt kesimi emilebilir iplikle iki katman halinde kapatın.
- Cilde 5 mL% 0.5 bupivakain sızarak sternal bir blok gerçekleştirin; periosta sızmak için sternum ile kemik temasını sağlayın.
NOT: Alternatif olarak, sternumun insizyonundan ÖNCE sternal bloğu uygulayarak önleyici analjezi kullanmak daha iyi olabilir. - Cildi emilebilir iplik kullanarak sürekli bir intradermal sütür ile kapatın.
3. Postoperatif bakım
- Aşamalı olarak, hayvanın derisini kapatırken tüm yatıştırıcıları kapatın.
- Vücut ısısı, ventilasyon ve hava yolu açıklığı, oksijenasyon ve hemodinamik parametrelerin yakından izlenmesiyle hayvanı ameliyat odasında tutun.
- İşlem sırasında sıklıkla meydana gelen vücut ısısındaki önemli bir düşüş nedeniyle, battaniyeler, ısıtma yastığı ve sıcak paketler kullanarak hayvanı sıcak tutun. İyileşme sırasında, özellikle titreme not edildiğinde oksijen sağlayın.
- Postoperatif analjezi için 50 μg / s'lik bir fentanil yaması uygulayın. Fentanil yaması etkili olmadan önce 6-8 saatlik bir gecikme olduğu için, bu süreyi köprülemek için deri altından 0.05-0.1 mg / kg morfin uygulayın.
- Hayvan stabil olduğunda, vücut ısısında bir artış gösteriyor; başını kaldırabilir; yutkunuyor; normal oküler refleksleri gösterir; ve bir ETT olmadan, üst solunum yolu tıkanıklığı belirtileri olmadan kendiliğinden, özgürce ve derinden nefes alıyor; kaleme geri taşınabilir. Geri kazanım aşamasında ısıtma araçları sağlayın (örneğin, kızılötesi lamba, ısıtma paspası, battaniyeler).
NOT: Solunum durması mümkün olduğunda, narkotiklerin kesilmesinden saatler sonra bile, hayvanı çok erken kaleme geri koymaktan kaçının . - Hayvan üzerinde bir kontrol yapın: ameliyat sonrası ilk saat boyunca her 15 dakikada bir, daha sonra hayvan rahat değilse ilk 4-6 saat veya daha sık olarak saatlik. Hayvan ağrı belirtileri gösterdiğinde, rahat olana kadar her 2 saatte bir deri altından 0.025-0.05 mg / kg ek morfin uygulayın. Ameliyattan sonra 1 g sefazolin 8 ve 16 saat uygulayın.
NOT: Ağrı değerlendirmesi tutum, davranış (ayakta durma, yeme, içme) ve yüz buruşturma gibi öznel unsurlardan oluşur. Ağrının objektif belirtileri yüksek kalp atış hızı, yüksek solunum hızı ve yüzeysel solunumdur. Hayvan 24 saat içinde normal durumuna ve davranışına dönecektir. Fentanil yamasını operasyon sonrası 3. günde çıkarın.
4. AF indüksiyonu için atriyal taşikaklık
- Ketamin 10 mg / kg ve midazolam 0.5 mg / kg kas içinden (atropin olmadan) enjekte edin ve yeterli sedasyon seviyesine ulaşana kadar bekleyin.
- Takip için domuzu tekrar tartın. Hayvanı kısıtlayıcı bir askının içine yerleştirin ve ameliyathaneye getirin.
- EKG ve oksijen doygunluğu izlemesini takın ve programcı kafalarını karşılık gelen kalp pillerinin üzerine yerleştirin. Kalp pillerini sorgulayın.
- Spontan AF oluşumu için kalp pili ayarlarını kontrol edin. Çift odacıklı kalp pili kullanırken ventriküler kurşun uyarısı arayın.
- Empedans, algılama ve hız eşiklerini belirleyin. Elektrofizyoloji (EP) çalışmaları yaparken, her zaman eşik voltajının iki katı hızda ilerleyin ve deney sırasında voltaj eşiğinde bir artış olup olmadığını izleyin.
- Patlama hızı sırasında 1:1 yakalamanın sürdürüldüğü en kısa döngü uzunluğuna yaklaşan atriyal etkili refrakter periyodu (AERP) belirleyin.
NOT: Bu yöntem klinik AERP tayininden farklıdır, ancak bu protokolle daha ilgilidir. - Sol ve sağ atriyal derivasyonlar arasındaki iletim süresini, pacing spike'ın başlaması ile sağ atriyal derivasyondaki atriyal depolarizasyon arasındaki süreyi ölçerek belirleyin.
- İlk protokol için, AERP + 30 ms döngü uzunluğuna sahip 20 s'lik bir seri çekim hızı uygulayın. Tempo kesildikten sonra, AF'nin varlığını kontrol edin ve bölümün ne kadar sürdüğünü ölçün. Her tempolu seans arasında en az 5 saniye duraklayın ve sinüs ritmi kalp atış hızı taban çizgisine ulaşana kadar bekleyin. Bunu ≥10 kez tekrarlayın; AF indüklenebilirliğinin yüzde olarak görüntülenmesine dikkat edin - "başarılı" girişimlerin AF'yi indükleme girişimlerinin toplam miktarına oranı.
NOT: Yalnızca 5 s > bölümler ilgili kabul edilir. - İkinci protokol için, AERP + 20 ms'lik bir döngü uzunluğu ile başlayarak 20 s'lik bir patlama hızı uygulayın. Bir sonraki seri çekim sırasında, döngü uzunluğunu 1:1 yakalama ile minimum döngü uzunluğuna kadar azaltın. Bunu en az 10 kez tekrarlayın. AF süresine ve AF indüklenebilirliğine dikkat edin.
- Üçüncü protokol için, 50 Hz'de 5 s'lik bir patlama hızı uygulayın. AF süresine ve AF indüklenebilirliğine dikkat edin.
- Hayvanın uyanmasına veya diğer prosedürlere devam etmesine izin verin (örneğin, ekokardiyografi, tedavi, kan alımı)
5. Ötenazi
- Bir ay süren deneyden sonra, hayvanlar aşırı dozda IV pentobarbital (50 mg / kg, IV) ile ötenazi yapılır. Ötanazi için insancıl sonlanım noktaları, yeterli tedaviye rağmen, şiddetli ağrı veya rahatsızlık belirtileri devam ediyordu. Bu, günlük olarak klinik olarak değerlendirilir: endişe verici belirtiler arasında hipertansiyon, taşikardi, artmış solunum hızı, davranış değişiklikleri (huzursuzluk, immobilizasyon, seslendirme) ve çene sıkma bulunur.
6. Şam ameliyatı
- Atriyal epikard üzerine talk pudrası püskürtmeden veya steril bir gazlı bez tabakası bırakmadan aynı protokolü uygulayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Morbidite ve mortalite:
Aachener minidomuzlarında bu steril perikardit modelini geliştirmeye başladığımızda, 17 domuzdan 4'ünün (% 23.5) perioperatif mortalitesini fark ettik: 4 ölümden 3'ü ilk 6 ameliyatta "öğrenme eğrisi etkisi" nedeniyle meydana geldi. Etiyolojiler şöyleydi: 2 domuz postoperatif solunum durması nedeniyle öldü; Bu problem alfentanil dozunun azaltılmasıyla çözüldü. Bir domuz, ilk pacing seansı sırasında ventriküler fibrilasyon nedeniyle ve biri pacing kurşununun testi sırasında öldü: bunun nedeni ventriküler aşırı yakalamaydı, çünkü sol atriyal kurşun ventriküle çok yakın yerleştirildi. Takip süresi boyunca, tüm hayvanlar kurban edilene kadar hayatta kaldı. Ayrıca, rahatsızlık belirtileri ameliyat sonrası 24 saat kayboldu. Bu süreden sonra herhangi bir rahatsızlık belirtisi devam ederse, araştırmacı komplikasyonlardan şüphelenmelidir.
İlerleme hızı özellikleri:
Deney sırasında sol atriyal kurşunun voltaj eşiğinde ve empedansında kademeli bir artış gözlenmiştir (Şekil 2A). Bununla birlikte, bu hayvanlar arasında değişmiştir ve hiçbir zaman yakalanmamaya yol açmamıştır. AF indüklenebilirliği ameliyattan iki hafta sonra ortalama ~% 25'e kadar artmaya başladı. "AERP + 30 ms" protokolü en az etkili olanıydı ve AF indüklenebilirliğini ~% 10 gösterdi. Düşüş hızı ve 50 Hz seri çekim hızı, AF indüklenebilirliğini ~%40'a yükseltti (Şekil 2B).
Histoloji:
Şekil 3, steril perikardit hayvanlarında şemslere kıyasla daha yüksek interstisyel/perivasküler fibroz seviyelerini göstermektedir.
Şekil 1: Hız atış hızı uçlarının deneysel kurulumu. Atriyal taşikaklaşma için bir kalp pili, sol atriyuma vidalanmış bir kurşuna bağlanır. Benzer şekilde, sağ atriyal elektromiyogramı algılamak için bir kalp pili, domuzun sağ atriyumuna vidalanmış bir kurşuna bağlanır. Kısaltma: EGM = elektrogram. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 2: Elektrofizyoloji parametrelerinin zaman içindeki evrimi. (A) Kurşun empedansı zamanla artarak fibrozis artışını gösterir (n = 6). Hata çubukları standart sapmayı gösterir. (B) Azaltma hızı ve 50 Hz seri çekim hızı protokolleri, AERP + 30 ms hız protokolünden daha başarılıdır; AF indüklenebilirliği (B) ve AF süresi (C) ameliyattan sonraki 2 hafta içinde artar (n = 4). (D) Sol atriyal kalp pilinin atriyal elektrogramlarına örnek. Üst: 50 Hz patlama hızının 5 s'sinden sonra atriyal fibrilasyon atağının indüklenmesi. Daha düşük: 50 Hz seri çekim hızından sonra AF indüklenmedi. Kısaltmalar: AF = atriyal fibrilasyon; AERP = atriyal etkili refrakter dönem. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: Steril perikardit hayvanlarında şemslere göre interstisyel/perivasküler fibrozis. (A) Sol: Masson'un sol atriyal dokunun trikrom boyaması. Mavi renk = fibrotik doku. Steril perikardit, atriyal dokuda sahte cerrahiye göre daha fazla perivasküler ve interstisyel fibrozise neden olur. Üst: 4x büyütme; ölçek çubukları = 500 μm. Düşük: 20x büyütme; ölçek çubukları = 50 μm. (B) ImageJ yazılımı kullanılarak toplam miyokard alanına göre mavi alanın % 'sinin kör nicelleştirilmesi, sahte grupta (n = 4) ortalama 8.84 ±% 0.95 ve steril perikardit grubunda 13.16 ±% 1.03 (n = 3; p = 0.0022, eşlenmemiş t-testi; ortalama ± SD) göstermektedir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| ACİL İLAÇLAR | Göstergesi | Doz (Bolus) | Doz (Sürekli infüzyon) |
| Adrenalin | Şiddetli hipotansiyon, anafilaktik şok ve resüsitasyon gibi hayatı tehdit eden durumlar | 15 μg/kg | 0,05-1 μg· (kg·min) -1 |
| Amiodaron | Resüsitasyon, ventriküler aritmi | 7,5 mg/kg | 15 mg· (kg·24 saat) -1 |
| Atrakuryum | Nöromüsküler bloke edici ajan | 0.75 mg/kg | 1 mg· (kg·h) -1 |
| Atropin | Bradikardi ve CPR | 0.02-0.05 mg/kg IM, SC, IV | |
| Klonidin | Malign hipertermi / hipertansiyon | 0,06 μg/kg | |
| Digoksin | Hızlı ventrikül yanıtı ile AF | 12,5 μg/kg | |
| Dobutamin | Kardiyojenik şok, hipotansiyon | 2,5 -10 μg· (kg·min) -1 | |
| Metoprolol | Hızlı ventrikül yanıtı ile AF | 50-250 μg/kg | |
| Nitrogliserin | Malign hipertermi / hipertansiyon | 50 μg/kg | 0.45 mg· (kg·h) -1 |
| Noradrenalin | Hipotansiyon | 0,05-1 μg· (kg·min) -1 | |
| Elektrikli defibrilasyon | Sürekli ventrikül aritmi | 50–150 J DC bifazik |
Tablo 1: Endikasyonlar ve dozajlar dahil olmak üzere acil ilaçlar ameliyat sırasında mevcut olacak15,16,17. Kısaltmalar: CPR = kardiyopulmoner resüsitasyon; AF = atriyal fibrilasyon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Güvenilir bir büyük hayvan modeli, atriyal miyopati ve AF'nin incelenmesi ve AF için yeni tedavilerin geliştirilmesi için önemli bir varlıktır. Atriyal epikardiyuma kalp pili derivasyonunun implantasyonu, küçük hayvanlarda zor olan uzunlamasına bir takip ve tekrarlayan elektrofizyolojik testlere izin verdi. Minidomuzların kullanımı kolaydır ve kalpleri yapısal ve fizyolojik olarak insan kalbine benzerdir10.
Steril perikardit modeli, sürekli atriyal taşikaklaşmaya kıyasla nispeten basittir, çünkü özelleştirilmiş programlanmış kalp pillerine gerek yoktur. Bu modelde indüklenen patofizyoloji, insanlarda sıklıkla gözlenen patofizyolojiye daha yakından benzemektedir, çünkü inflamasyon ve fibrozis AF2'nin indüksiyonundan önce gelir. AF'nin ventriküler disfonksiyona veya mitral kapak yetersizliğine sekonder olduğu diğer modeller, gelişmesi daha karmaşık olma eğilimindedir ve atriyal olmayan bir primer hastalığın varlığı, terapötik müdahalelerin neden olduğu etkilerin yorumlanmasını karıştırır.
Bildiğimiz kadarıyla, Schwartzman ve ark.14, domuzlarda steril perikarditi indükleyen diğer tek araştırmacılardı. Bu çalışmada, AF indüklenebilirliği ameliyattan hemen sonra daha yüksekti (%10) ve postoperatif 1 hafta sonra %80'e yükseldi. Buna karşılık, AF indüklenebilirliği sadece 2 hafta sonra arttı ve modelimizde% 40'ı geçmedi. Olası bir açıklama, domuzlarının yaşlılığı ve daha büyük vücut ağırlığının yanı sıra, kullandıkları daha yüksek talk pudrasıdır, bu da modellerini daha akut ve agresif bir model haline getirir. Düşük talk pudrası dozu ve daha genç hayvanlar muhtemelen AF indüklenebilirliğinin daha sonra artmasının ve bu çalışmada daha düşük olmasının nedenidir.
Bu protokolün sorunsuz bir şekilde uygulanması için deneyimli (kardiyak) bir cerrah ve hayvan anestezi uzmanı dahil edilmelidir. Cerrahi olarak, minidomuzun anatomisi insanlarınkine yakındır. Protokolde açıklandığı gibi, arteriyel kateterin ultrason eşliğinde yerleştirilmesi prosedürü daha az invaziv, ağrılı ve zaman alıcıhale getirir 18.
Projenin ilk aşamalarında, hayvanın arkasına bir pacing kablosu tünellendi ve programlanabilir bir harici kardiyak stimülatöre bağlamak için dışsallaştırıldı ( bkz. Bununla birlikte, bu kurşunların titizlikle sabitlenmesine rağmen, genellikle hayvanların kendileri tarafından ekstrakte edildiler ve bazı kurşunlar enfekte oldu ve pürülan perikardite yol açtı. Bu nedenle, strateji açıklanan iki kalp pili stratejisine uyarlanmıştır. Kritik adımlar entübasyon, santral venöz kateter yerleştirme, pacing lead implantasyonu ve anestezi sonrası iyileşmedir.
Başlıca anestezik kaygılar manipülasyonun neden olduğu hipotansiyon, hipotermi ve kardiyak disritmidir. Bunlar yakından izlenmeli ve sıvı bolusları ve norepinefrin, ısıtma pedleri ve acil durum ilaçlarının ve defibrilatörün varlığı uygulanarak yönetilmelidir. Protokol boyunca, hızlı ve tam bir iyileşme sağlamak için denetimli bir postoperatif iyileşmenin (sabır gerektiren) ve sıcaklık yönetiminin önemine vurgu yapan bazı ipuçları ve püf noktaları dahil edilmiştir. Sedasyondan ekstübasyona kadar prosedürün uzunluğu 3 ila 6 saat arasında değişmektedir.
Mevcut protokolde bazı sınırlamalar vardır. Herhangi bir büyük hayvan modelinde olduğu gibi, büyük bir sınırlama genel maliyettir. Hayvanların barınması ve ameliyathane ekipmanı için özel altyapıya önemli yatırımlar yapılmalıdır. Hayvanlar ve sarf malzemeleri de pahalıdır. Bununla birlikte, steril perikardit modeli, kısa süre nedeniyle ve kalp pillerinde herhangi bir değişiklik yapılması gerekmediği için atriyal taşiklik modellerinden önemli ölçüde daha ucuzdur. Küçük hayvan modelleriyle karşılaştırıldığında, mevcut protokol aynı zamanda emek yoğundur ve elde edilebilecek genel N-değerini sınırlar. Bununla birlikte, bu model, atriyumun daha büyük boyutuna ve anatomisine ve fizyolojisine daha yakın olan insanlara) dayanan daha yüksek bir translasyonel değere sahiptir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların hiçbirinin açıklayacağı herhangi bir çıkar çatışması yoktur.
Acknowledgments
Bu çalışma, Anvers Üniversitesi'nden Industrieel OnderzoeksFonds/Strategisch Basisonderzoek (IOF/SBO) araştırma hibesi (PID34923) ve Geconcerteerde Onderzoeksactie (GOA) hibesi (PID36444) tarafından desteklenmiştir; Kıdemli Klinik Araştırmacı bursu (VFS'ye) ve Bilimsel Araştırma Flanders Fonu'nun araştırma hibeleri (Uygulama numaraları 1842219N, G021019N, G0D0520N ve G021420N); ERA.Net RUS Plus (2018, Proje Konsorsiyumu 278) araştırma bursu ile; Vlaamse Interuniversitaire Raad / Interuniversitair Bijzonder OnderzoeksFonds (VLIR / iBOF) hibesi ile (20-VLIR-iBOF-027). Abbott ve Boston Scientific firmalarına kalp pili liderlerinin büyük bir kısmına sponsor oldukları için, Medtronic ve Biotronik firmalarına ise kalp pili programcısı kredisi için teşekkür ederiz. Anvers Üniversitesi hayvan tesisinin hayvan personeline, hayvanlara gösterdikleri mükemmel bakım için teşekkür ederiz.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aachener minipig, 6-months old, male, castrated, weight 15-25 kg | Carfil | ||
| Anesthesia and preparation | |||
| ECG electrodes | |||
| Endotracheal tube 6.5 mm ID | Covidien | 115-65OR | |
| External cardioverter-defibrillator | Innomed | Cardio-aid 200B | |
| Heating pad | OK. | OUB 60321 | |
| Intravenous catheter 22 GA, 1 Inch | BD | 381323 | |
| Laryngoscope blade size 4 | Miller | SUS426601 | |
| Monitor | GE Medical systems | 2600040-003 | |
| Respirator | Datex-Ohmeda | 1009-9000-000 | |
| Shaver | Aesculap | GT 104 / REF 985203 | |
| Syringe driver pump | Fresenius Kabi | 082470 | |
| Arterial and central venous line placement | |||
| 3-lumen central venous catheterization set, 7 French, 16 cm, 0.032 Inch guide | Arrow medical | EU-22703-EN | |
| Arteral catheter 3 French, 8 cm | Vygon | 1,15,090 | |
| Caresite Luer access device | B. Braun | 415122-01 | |
| Fluids: IV bags of Plasmalyte, Glucose 5%, NaCl 0.9% (500 mL or 1000 mL) | |||
| heparinized saline | |||
| Needles: 18 Ga / 40 mm and 22 Ga / 40 mm | |||
| Pressure monitoring set, 195 cm | Edwards Lifesciences | T005021M | |
| Pressure tubing 180 cm | Edwards Lifesciences | 50P172 | |
| suture with needle | |||
| Syringes Luerlok: 2 mL, 5 mL, 10 mL, 20 mL, 50 mL | |||
| Ultrasound gel | Zealand coating | 446-1 | |
| Ultrasound with vascular probe | Philips healthcare | EPIQ 7C / REF BZE1723 | |
| Surgical set | |||
| Blunt-tip surgical scissors | Martin | 11-934-25 | |
| 60 degrees curved Debakey forceps | Aesculap | FB403 | |
| Anatomical forceps | AS | 13-102-16 | |
| Debakey forceps | Geister | 10-0634 | |
| Electrocautery module | Alsa | Alsatom SU 140/D MPC | |
| Holders for stainless steel wire | COBE | 013-123 | |
| Mosquito | Leibinger | 32-01008 | |
| Needledriver, fine | Delacroix-Chevalier | 50302-21 | |
| Needledriver, normal | Aesculap | BM 77 | |
| Rib spreader | Martin | 24-178-01 | |
| Scalpel | Swann-Morton | 0511 | no. 24 |
| Scissors for stainless steel wire | Jakobi | 411830 | |
| Spreaders | AS | 16-058-00 | |
| Sternum saw | Eure-Power | 5000020 | |
| Sternum saw blade | MicroAire | ZR-032M | |
| Surgical consumables | |||
| Disinfectant: iodine, chlorhexidine | |||
| Electrocautery pencil with push button, cable 5 m | Dongguan QueenMed Equipment | ESPB4001LQ | |
| Gastric tube | Vygon | 390.12 | |
| Mersilene-0, 75 cm | Ethicon | F2505H | |
| Monocryl 3-0, 70 cm | Ethicon | Y423H | |
| Mouth masks, hair nets | |||
| Oriflex-4 vacuum flask for surgical draining | Oriplast Krayer | VK00352 | |
| Prolene 6-0, 75 cm | Ethicon | 8711H | |
| Stainless steel monofilament non-absorbable suture | Ethicon | W995 | |
| Sterile drapes | 3M | 9010 | |
| Sterile gauze 20 x 10 cm | Stella | 35921 | |
| Sterile gloves | |||
| Sterile surgical gown | |||
| Steritalc PF3 | Novatech | 16863 | |
| Vicryl-0, 75 cm | Ethicon | V324H | |
| Cardiac pacing | |||
| Bipolar pacing lead Fineline II Sterox EZ 58 cm | Boston Scientific | 4474 | |
| Bipolar pacing lead Tendril STS 58 cm | Abbott | 2088TC | |
| Ellegaard Göttingen Minipig Frame 3 | Lomir | DF H1PU | |
| Ellegaard Göttingen Minipig Sling Cover | Lomir | SS CEG1 | |
| Micropace cardiac stimulator | Boston Scientific | EPS 320 | |
| Pacemaker for pacing | Medtronic | Azure XT DR MRI SureScan | |
| Pacemaker for sensing | Biotronik | Eluna 8 DR-T | |
| Pacemaker programmer for pacing | Medtronic | CareLink Encore 29901A | |
| Pacemaker programmer for sensing | Biotronik | ICS 3000 DS CD-W US | |
| Medication | |||
| Adrenaline 1 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
| Atropine 0.5 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
| Catapressan 150 µg/mL, 1 ml clonidine | Boehringer Ingelheim | BE021402 | |
| Cefazoline 2 g powder | Mylan | BE319794 | |
| Cordarone 50 mg/mL, 3 mL amiodarone | Sanofi | ||
| Durogesic 50 µg/h fentanyl patches | Janssen-Cilag | ||
| Glucose 5%, 500 mL | Baxter | AE0063 | |
| Ketalar 50 mg/mL, 10 mL | Pfizer | 804101 | |
| Lanoxin 0.25 mg/mL, 2 mL digoxine | Aspen | ||
| Marcaine 0.5% + adrenaline 1:200,000 | Aspen | ||
| Midazolam 5 mg/ml, 3 mL | B. Braun | 3521740 | |
| Morfine 10 mg/mL, 1 mL | Sterop | ||
| NaCl 0.9%, 500 mL | Baxter | AKE1323 | |
| Nitro Pohl 1 mg/mL, 5 mL nitroglycerine | Pohl Boskamp | ||
| Noradrenaline 1 mg/mL, 4 mL | Aguettant | ||
| Plasmalyte 1000 mL | Baxter | AKE0324 | |
| Propofol 10 mg/mL, 20 mL | B. Braun | 3521810 | |
| Protamine 1400 IU/mL, 5 mL | Leo pharma | ||
| Rapifen 0.5 mg/mL, 2 mL | Janssen-Cilag | 95103 | |
| Seloken 1 mg/mL, 5 mL metoprolol | AstraZeneca | ||
| Sevorane Quick Fill 100% sevoflurane, 250 mL | Abbvie | 1283-415 | |
| Tracrium 10 mg/mL, 5 mL atracurium | Aspen |
References
- Hindricks, G., et al. 2020 ESC Guidelines for the diagnosis and management of atrial fibrillation developed in collaboration with the European Association for Cardio-Thoracic Surgery (EACTS): The Task Force for the diagnosis and management of atrial fibrillation of the European Society of Cardiology (ESC) Developed with the special contribution of the European Heart Rhythm Association (EHRA) of the ESC. European Heart Journal. 42 (5), 373 (2021).
- Sajeev, J. K., Kalman, J. M., Dewey, H., Cooke, J. C., Teh, A. W. The atrium and embolic stroke: myopathy not atrial fibrillation as the requisite determinant. JACC. Clinical Electrophysiology. 6 (3), 251-261 (2020).
- Shen, M. J., Arora, R., Jalife, J.
- Jalife, J., Kaur, K. Atrial remodeling, fibrosis, and atrial fibrillation. Trends in Cardiovascular Medicine. 25 (6), 475-484 (2015).
- Fu, X. X., et al. Interleukin-17A contributes to the development of post-operative atrial fibrillation by regulating inflammation and fibrosis in rats with sterile pericarditis. International Journal of Molecular Medicine. 36 (1), 83-92 (2015).
- Liao, J., et al. TRPV4 blockade suppresses atrial fibrillation in sterile pericarditis rats. JCI Insight. 5 (23), 137528 (2020).
- Zhang, Y., et al. Role of inflammation in the initiation and maintenance of atrial fibrillation and the protective effect of atorvastatin in a goat model of aseptic pericarditis. Molecular Medicine Reports. 11 (4), 2615-2623 (2015).
- Vizzardi, E., et al. Risk factors for atrial fibrillation recurrence: a literature review. Journal of Cardiovascular Medicine. 15 (3), Hagerstown, Md. 235-253 (2014).
- Dosdall, D. J., et al. Chronic atrial fibrillation causes left ventricular dysfunction in dogs but not goats: experience with dogs, goats, and pigs. American Journal of Physiology. Heart and Circulatory Physiology. 305 (5), 725-731 (2013).
- Schuttler, D., et al.
- Wijffels, M. C., Kirchhof, C. J., Dorland, R., Allessie, M. A. Atrial fibrillation begets atrial fibrillation. A study in awake chronically instrumented goats. Circulation. 92 (7), 1954-1968 (1995).
- Willems, R., Ector, H., Holemans, P., Van De Werf, F., Heidbuchel, H. Effect of different pacing protocols on the induction of atrial fibrillation in a transvenously paced sheep model. Pacing and Clinical Electrophysiology. 24 (6), 925-932 (2001).
- Pagé, P. L., Plumb, V. J., Okumura, K., Waldo, A. L. A new animal model of atrial flutter. Journal of the American College of Cardiology. 8 (4), 872-879 (1986).
- Schwartzman, D., et al. A plasma-based, amiodarone-impregnated material decreases susceptibility to atrial fibrillation in a post-cardiac surgery model. Innovations. 11 (1), Philadelphia, Pa. 59-63 (2016).
- BCFI vzw. Vetcompendium BCFIvet. , Available from: https://www.vetcompendium.be/nl (2021).
- Swine in the laboratory. Surgery, anesthesia, imaging, and experimental techniques, Third edition. Swindle, M. M., Smith, A. C. , CRC Press. (2016).
- Unit for Laboratory Animal Medicine. Guidelines on anesthesia and analgesia in swine. , Available from: https://az.research.umich.edu/animalcare/guidelines/guidelines-anesthesia-and-analgesia-swine (2021).
- Ettrup, K. S., et al. Basic surgical techniques in the Gottingen minipig: intubation, bladder catheterization, femoral vessel catheterization, and transcardial perfusion. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (52), e2652 (2011).
