Chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie und Beurteilung der rechtsventrikulären Funktion in der Ferkel

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Noly, P. E., Guihaire, J., Coblence, M., Dorfmüller, P., Fadel, E., Mercier, O. Chronic Thromboembolic Pulmonary Hypertension and Assessment of Right Ventricular Function in the Piglet. J. Vis. Exp. (105), e53133, doi:10.3791/53133 (2015).

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Abstract

Ein Original-Ferkelmodell der chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie (CTEPH) mit chronischen rechten ventrikulären (RV) Dysfunktion beschrieben. Lungenhochdruck (PH) wurde in 3 Wochen alten Ferkeln durch eine fortschreitende Behinderung des Lungengefäßbett induziert. Eine Ligation der linken Lungenarterie (PA) wurde zuerst durch eine Mini-Thorakotomie durchgeführt. Zweite, wöchentlich Embolisationen des rechten unteren Lungenlappen wurden unter fluoroskopischer Führung mit n-Butyl-2-Cyanacrylat während 5 Wochen. Mittleren pulmonalen (mPAP) durch ritght Herzen Katheterismus gemessen wird, erhöht schrittweise sowie Druck im rechten Vorhof und Lungengefäßwiderstandsarten (PVR) nach 5 Wochen im Vergleich zu Schein-Tiere. Rechten Ventrikels (RV) strukturelle und funktionelle Umgestaltung wurden von transthorakale Echokardiographie (RV Durchmesser, Wandstärke RV, RV systolischer Funktion) beurteilt. RV Elastance und RV-Lungen-Kopplung wurden von Druck-Volumen-Loops bewertet(PVL) Analyse mit Leitfähigkeitsmethode. Histologische Untersuchung der Lunge und der rechten Herzkammer wurden ebenfalls durchgeführt. Molekulare Analysen RV frischem Gewebe konnte durch wiederholte transkutane Endomyokardbiopsien durchgeführt werden. Pulmonale mikrovaskuläre Krankheit behindert und ungehinderten Gebieten wurde von Lungenbiopsien mit Hilfe molekularer Analysen und Pathologie untersucht. Weiterhin wurde die Zuverlässigkeit und die Reproduzierbarkeit mit einem Bereich von pH-Schwere bei Tieren. Die meisten Aspekte der menschlichen CTEPH Krankheit wurden in diesem Modell, das neue Perspektiven für das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen (Mitochondrien, Entzündung) und neue Therapieansätze (gezielte, zellulären oder Gentherapien) des überlasteten rechten Herzkammer, sondern auch pulmonale mikrovaskuläre können wiedergegeben Krankheit.

Introduction

Chronisch thromboembolischen pulmonalen Hypertonie (CTEPH) ist ein Subtyp des Lungenbluthochdruck (PH) aufgrund einer chronischen pulmonalen Gefäßverschluss durch anhaltende und organisierte Gerinnsel zu einem oder mehreren akuten Lungenembolien 1-3 zusammen. Eine Kombination von obstruktiven und nicht-obstruktive mikrovaskuläre Erkrankung führt zu einer weiteren Erhöhung des pulmonalen Gefässwiderstands 4. Die rechte Herzkammer muss zuerst mit kompensierter Hypertrophie anzupassen, um die Herzleistung aufrechtzuerhalten. Ohne Behandlung, erweitert die rechte Herzkammer und nicht über die Zeit. In der modernen Ära, bleibt PH trotz der Verwendung von modernen zielgerichtete Therapien 5 eine fortschreitende und oft tödliche Krankheit. Viele Studien haben gezeigt, dass der rechten Herzkammer (RV) Anpassung an die Druckbelastung ist die wichtigste Determinante der Überlebensrate bei PH-Patienten. Aus diesem Grund ist das Verständnis der Mechanismen des Übergangs von der adaptiven, um maladaptive RV Umbau zugrunde liegt, ist ein Grundpfeiler für die Behandlung und development neuer Therapien. Weil PH ist selten und Gewebeentnahme ist fast unmöglich in diesen gebrechlichen Patienten werden experimentelle Untersuchungen erforderlich. Darüber hinaus sind vorklinische Studien obligatorisch, um festzustellen, dass ein Medikament mit Nutzen in der Lungengefäßsystems hat RV Wertminderung verursachen.

Seit vielen Jahren wurden verschiedene experimentelle Modelle der PH und RV Versagen mit Vorteile und Grenzen 6,7 entwickelt. In der pharmakologischen Mausmodellen (Monocrotalin, SU5416, Hypoxie), PH und RV Fehler auftreten als Folge einer massiven Entzündung, Ischämie oder toxische Stressoren, die mehrere "Seiten-Effekte" und Verzerrungen bei der molekularen Weg Analyse induzieren könnte. Außerdem sollten RV Endomyokardbiopsien in einem Mausmodell sehr anspruchsvoll, ohne geopfert wird das Tier sein. Chirurgische Modelle in größeren Tiere sind physiologische, aber keinen Einfluss auf die Lungengefäßsystems (Lungenarterie Kanten, systemisch-pulmonalen Shunts) oder zu veranlassen akuten PH und RVF (akuter Lungenembolie). Das Ziel dieses Artikels ist es, eine ursprüngliche Modell der CTEPH in der Ferkel, die mehr Vertreter der CTEPH Pathophysiologie ist zu beschreiben. Diese Großtiermodell ermöglicht es wiederholt nicht-invasive und invasive Messungen in der Regel in der klinischen Praxis (Rechtsherzkatheter) durchgeführt, um Veränderungen in der pulmonalen Hämodynamik und RV-Funktion folgen.

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Protocol

Dieses Protokoll wurde von der lokalen Ethikkommission für Tierversuche und von der Institutional Ausschuss für Tierschutz unserer Institution zugelassen. Alle Tiere erhielten humane Pflege im Einklang mit den "Principles of Laboratory Animal Care" von der Nationalen Gesellschaft für Medizinische Forschung und dem "Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren" durch das Institut für Labortier Ressourcen vorbereitet formuliert und von der National veröffentlicht Institutes of Health (NIH-Veröffentlichung Nr 86-23, überarbeitet 1996).

Allgemeine Erwägungen: Alle Tiere müssen in Bezug nach den 3R-Vorschriften (National Centre for Replacement Verfeinerung und Reduzierung von Tieren in der Forschung) behandelt werden. Operationsverfahren muss mit einer strengen Sterilität und auf die gleiche Weise durchgeführt werden, dass für den Menschen. Alle Medizinprodukte müssen steril sein.

1. Anästhesie-Protokoll

HINWEIS: Große Pfingste Ferkel mit einem Gewicht von 20 kg (3 Wochen alten) verwendet. Lungenhochdruck wurde schrittweise induziert. In einem ersten Schritt eine linke Lungenarterie (PA) Ligation durch eine linksseitige Thorakotomie. Folgenden Schritten bestand aus der Durchführung Wochen PA Embolisationen während 5 Wochen. Alle Verfahren wurden unter Vollnarkose durchgeführt.

  1. Die Tiere 12 Stunden vor dem Eingriff nicht füttern.
  2. Führen Sie eine Prämedikation des Ferkels, führen Sie eine intramuskuläre Injektion mit 30 mg / kg Ketamin-Hydrochlorid und aropine 0,05 mg / kg in der Nackenmuskulatur, 30 Minuten vor dem Eingriff. 8
  3. Wenn die Schweine sediert, legen Sie einen Katheter in die Ohrvene.
  4. Zuführen intravenösen Bolus von Fentanyl (0,005 mg / kg) und Propofol (2 mg / kg) vor der Intubation. Injizieren intravenös in die Ohrvene Cisatracurium (0,3 mg / kg) und das Schwein intubiert (nicht-selektive Intubation mit einem 7 Französisch Sonde) 9.
  5. Zeigen kontinuierliche Überwachung Geräte auf dem Ferkel: kontinuierliche EKG, Exspiratorische CO2 und Oxymetrie 8,9. Legen Sie eine arterielle Flüssigkeit Feld Katheter durch die Halsschlagader unter Ultraschall Anleitung, um den systemischen arteriellen Drucks 8-10 überwachen.
  6. Aufrechtzuerhalten Narkose mit Isofluran (2%) in 100% Sauerstoff zu ergänzen, kontinuierliche intravenöse Infusion von Fentanyl (0,004 mg / kg) und Propofol (3 mg / kg).
  7. Fügen Sie ein antibioprophylaxy mit einer Injektion von Cefatoxine (1 g) und Gentamycin (80 mg).
  8. Verhindern intra operative und postoperative Schmerzen bei Injektion von Nalbuphin (0,01 mg / kg) tid
  9. Überprüfen Sie alle 15 min die Vollständigkeit der Anästhesie: Fehlen von Bewegung, stabile Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffversorgung.
  10. Die Verwendung von Tierarzt Salbe auf die Augen bis zur Trockenheit während der Narkose zu verhindern.

2. Ligation des linken Lungenarterie

  1. Installieren Sie die Ferkel in der linken Seitenlage, rasieren den operativen Bereich und desinfizieren Sie die Haut mit einem alcoholic-Lösung. Verwenden Sie eine lokale sterilen Bereich.
  2. Öffnen Sie die Brust durch eine kleine linke seitliche Thorakotomie (5 bis 10 cm) im 4. Zwischenrippen "Raum. Sie hinter dem Schulterblattspitze gehen nicht. Die Lunge auf die Membran vorsichtig zurückziehen.
  3. Sobald ideale Operationsfensters befindet, schieben Sie den linken V. azygos und sezieren die Haupt linken Lungenarterie vor der band ihn mit einem nicht resorbierbaren 2/0 Seide.
    HINWEIS: Es ist sehr wichtig, nicht den Herzbeutel zu öffnen.
  4. Schließen Sie die Brust Schicht um Schicht mit resorbierbaren Fäden. Verwenden Sie eine Thoraxdrainage, um die postoperative Pneumothorax zu entfernen. Entfernen Sie die Thoraxdrainage kurz nach der Ferkel Extubation.

3. Embolisation des rechten Unterlappens Lungenarterie

  1. Nach der Vollnarkose, legen Sie die Ferkel in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, bedeuten systemischen Blutdruck (MPa) und die mittlere Lungenarteriendrucks (mPAP) Während des gesamten Verfahrens.
  2. Legen Sie alle Katheter perkutan mit echographischen Führung. Legen Sie eine arterielle 6 Französisch Katheter in die Halsschlagader für die Blutdruckmessung und einem 8 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene durch die Halsschlagader (Führen Sie die Einstich 2 cm über dem Jugulum mit einem Winkel von 45 ° Richtung).
  3. Unter Durchleuchtungskontrolle, legen, durch die 8 Fr Mantel, einen 5 Französisch Angiographiekatheter in der rechten Lungenarterie. Die Spitze des Katheters muss in einem Segmentunterlappen Lungenarterie sein.
  4. Vorbereitung des Materials für Pulmonalarterie Embolisation: 1 ml von weichen Gewebekleber, enthaltend N-Butyl-2-Cyanacrylat ist auf 2 ml einer lipidischen Kontrastmittel zugesetzt.
    ACHTUNG: Vermeiden Sie Haut- oder Augenkontakt mit dem N-Butyl-2-Cyanacrylat.
  5. Wenn der Angiographiekatheter gut positioniert ist, injiziert 0,2 ml bis 0,4 ml des Präparats in der Lungenarterie. Beurteilen Sie die Toleranz der Embolisation durch Messung dermPAP / MPA-Verhältnis, das nicht überschreiten sollte 0.5. Stoppen Embolisation, wenn die Sauerstoffsättigung war <90% und / oder MPA sank unter 60 mm Hg und / oder die Herzleistung war unter 2 L / min.
  6. Entfernen Sie die Angiographiekatheter und Scheiden und führen digitale Kompressionen der Einstichstelle.

4. hämodynamische Beurteilung

  1. Nach der Vollnarkose, positionieren Sie den Ferkeln in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) und die Lungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens.
  2. Belüftung der Ferkel mit der niedrigsten FiO 2 wie möglich entsprechend der Sauerstoffsättigung (> 95%).
  3. Legen Sie alle Katheter perkutan unter echographischen Führung. Eine arterielle 6 Französisch Katheter in die Halsschlagader eingeführt und ein 8 Französisch Hülle in die Vena cava superior eingeführt (Führen der Punktions 2 cm über dem Jugulum mit 45 °Winkelrichtung).
  4. Legen Sie eine 7 Französisch Swan-Ganz-Katheter in den Lungenarterien Stamm. Beurteilung der Herzleistung durch das Thermoverdünnungsmethode, mit der Injektion von 10 ml Kochsalzlösung bei 4 ° C.
  5. Nehmen Sie die folgenden Parameter: den systolischen, diastolischen und mittleren systemischen und arterieller Lungendruck, Herzfrequenz, Sauerstoffsättigung, Druck im rechten Vorhof, die Herzleistung.

5. echokardiographische Beurteilung des rechten Ventrikels

  1. Nach der Vollnarkose, installieren Sie die Ferkel in Rückenlage und führen Sie eine trans Brust Echokardiographie nach menschlichen Richtlinien für die RV-Screening. Aufzeichnen von Video-Loops während eines endexspiratorischen Pause.

6. Druck-Volumen-Loops Abschätzung mit dem Leitwert Methode

  1. Nach der Vollnarkose, installieren Sie die Ferkel in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) undLungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens.
  2. Einfügen eines arteriellen 6 Französisch Katheter in die rechte oder linke Arteria carotis und eines angiographischen Katheter in die linke Herzkammer. Legen Sie eine 9 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene, eine 8-Französisch in die rechte oder linke Oberschenkelvene und eine arterielle PiCCO-Katheter in die rechte oder linke Arteria femoralis. Legen Sie alle Katheter perkutan unter echographischen Führung.
  3. Führen der Druck und die Volumenkalibrierung der Leitfähigkeit Sonde gemäß den Empfehlungen des Herstellers. Messen Sie den Blutwiderstand (Rho) durch Abtasten 5 ml des arteriellen Blutes. Ernte 5 ml des arteriellen Blutes, de-Luft die Spritze und füllen Sie die Sonde für die Messung des Blutwiderstand. 10-13.
  4. Legen Sie die Leitfähigkeit Katheter in die rechte Herzkammer durch die 9FR Scheide in der Superior Veina Cava. Richtig Legen Sie das Ende des Katheters mit Durchleuchtungskontrolle. Das Ende des Katheters in den Scheitelpunkt der right Herzkammer und legen Sie alle lange wie möglich in der Herzkammer.
  5. Kontrolle der Qualität der Schleifen. (Figur 6)
  6. Legen Sie eine Ballonverbrauchs im unteren Veina cava durch die Oberschenkelvene. Legen Sie das Ende knapp unter dem rechten Vorhof. Verwenden Durchleuchtungskontrolle.
  7. Record Druck-Volumen-Schleifen des rechten Ventrikels mit basalen Zustand und während die untere Hohlvene Okklusion wie zuvor beschrieben 10-12. (Figur 7)

7. Endomyokardbiopsien des rechten Ventrikels

  1. Nach der Vollnarkose, positionieren Sie den Ferkeln in Rückenlage. Durchführung einer kontinuierlichen Überwachung der Oxymetrie, exspiratorische CO 2, EKG, den systemischen Blutdruck (MPa) und die Lungenblutdruck (mPAP) während des gesamten Verfahrens.
  2. Legen perkutan 10 Französisch Scheide in der oberen Hohlvene. Legen Sie eine 7 Französisch Swan-Ganz (SG) Sonde und eine lange 7.5 Französisch Katheterhülle in der rechten Atrium. Wenn die Spitze des SG-Sonde ist auf dem rechten Ventrikel (RV) platziert, Aufblasen des Ballons des SG-Sonde, drücken Sie den Langmantel Katheter in der RV gegen den Ballon. Die Luft aus dem Ballon und entfernen Sie die SG-Sonde Verlassen der Langmantel Katheter in der RV. Die gute Position der langfrisHüllenSpitze wird durch Fluoroskopie und Echokardiographie gesteuert.
  3. Legen Sie die biotome in der Langmantel und führen Endomyokardbiopsien unter echographischen, Fluoroskopie und EKG-Kontrolle.

8. Allgemeine Post-Chirurgie Pflegehinweise

  1. Nach der Operation extubiert das Ferkel nur nach der Wiederherstellung der spontanen Atemfunktion.
  2. Für postoperative Medikation, führen Sie eine intramuskuläre Injektion von Cefatoxine (1 g) Die für 5 Tage und liefern appropieted Analgesie (Buprenorphin, intramuskulär Injektion 0,01 mg / kg bid für 10 Tage.
  3. Sie ein Tier, das der Operation an die Firma von anderen Tieren, bis sie vollständig rec unterzogen wurde verlassenovered.

9. Euthanasie-Methode

  1. Euthanize die Tiere in den Situationen, gefolgt; Ende des Experimentierens, verloren an Gewicht 15% oder mehr in einer Woche, unibability angemessen zu sich selbst zu ernähren, Anorexie, nicht behandelbaren Infektionen, Schmerzen oder andere didease, Krankheit zu streng: Zyanose, Dyspnoe Haupt
  2. Während der Narkose mit sevoluorane 8%, injizieren einer hohen Dosis von Propofol (0,5 mg / kg) mit einer letalen Dosis von Kaliumchlorid (0,2 g / kg) verbunden. Wenn das Herz in der Diastole gestoppt, Harveste das Herz-und Lungen bloc, um eine histologische und molekulare Untersuchung zu tun.

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Representative Results

Machbarkeits

Diese Ferkel Modell der chronischen Post-embolischen pulmonalen Hypertonie wurde in unserem Labor in den Jahren 2009-2010 gegründet. Seit 2011 haben wir 70 Ferkel und führten wir 63 Modelle abgeschlossen. Wir haben die Erfahrung, die Realisierung dieses Modells benötigt eine Lernkurve.

In Bezug auf die Sterblichkeit, beobachteten wir 5 ungeplante Todesfälle (7,1%), vor allem im ersten Teil unserer Erfahrung. Die beiden kritischen Schritte waren die ersten, die pulmonale Embolie und zweitens die Endomyokardbiopsien. Vier Ferkel starben an schweren akuten Rechtsherzversagen nach Lungen Embolisation. Ein Ferkel starben an einer unbekannten Ursache. Über die Morbidität, 4 Ferkel (5,7%) eine Hauptkomplikation bei Eingriffen.

Zwei Ferkel brauchte dringend Perikarddrainage während der Endomyokardbiopsien Verfahren. Sie benötigt dringend pericardo-Synthese aufgrund einer Perforation des right freien Ventrikelwand. Die Erholung war ereignislos in allen Fällen. Da die Verwendung von echographischen Anleitung für Endomyokardbiopsien durchführen, wir haben nicht diese Komplikation zu beobachten mehr.

Zwei andere Ferkel entwickelten ein Pyothorax nach der Lungenarterie Ligation und sie benötigt Euthanasie 7 Tage nach de Chirurgie.

Wir verwendeten Large White Ferkel mit einem Durchschnittsgewicht von 20 kg. Alle Tiere waren männlich und kam von einem Französisch Bauernhof (Gambais, Frankreich). Die ersten Stunden nach der Operation wurden die Ferkel in einem speziellen Raum mit Sauerstoff und eine Fußbodenheizung angeordnet. Dann werden sie allein oder mit einem anderen Ferkel in einem 2 m 2 Käfig untergebracht wurden.

Das Modell der chronischen Lungenbluthochdruck in der Ferkel wurde 6 Wochen nach der linken Lungenligation und 5 wiederholt Embolisationen (Abbildung 1) erfüllt. Der linke Lungenarterie wurde durch einen kleinen seitlichen thoracot ligiertschaft. Die erste Embolisation des rechten unteren Lungenarterie wurden 5 Tage später durchgeführt. Embolisationen werden wöchentlich während 5 Wochen mit einem Durchschnitt von 3,2 ± 0,8 ml N-Butyl-2-Cyanacrylat pro Embolisation wiederholt. Wirkung auf Hämodynamik, Lungengefäßsystems und dem rechten Ventrikel kann wie folgt beschrieben werden.

Die Schein-Tiere unterzogen nur Linksthorakotomie ohne linken Lungenarterie Ligation. Sie haben nicht die Embolisation der Lungenarterien, sondern unterzog wiederholt Hämodynamik echokardiographische und histologische Beurteilungen am gleichen Zeit wie die anderen Tiere.

Abbildung 1
Abbildung 1. CTEPH Tiermodell-Design. Der linke Lungenarterie Ligation wurde durch wiederholte Embolisation der unteren Lungenlappen Arterie (A und D) folgten. LPA Ligation (Pfeil) wurde durch eine durchkleine Linksthorakotomie (C). Embolisationen wurden mit Durchleuchtungskontrolle wöchentlich für 5 Wochen (B) durchgeführt wird. Alle Experimente wurden unter Vollnarkose durchgeführt und perkutane vaskuläre Zugänge wurden Embolisationen und Druckmessungen verwendet: (E) überlegene perkutane Veina Cava (Stern) und rechte Halsschlagader Katheterisierung. (F) 8Fr Scheide in der rechten Oberschenkelvene (Stern) und arterielle Thermodilution Mantel Sensor in der linken Oberschenkelarterie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Hämodynamische Ergebnisse

Der mittlere pulmonale arterielle Druck (mPAP) schrittweise erhöht, nachdem Embolisationen über 25 mm Hg. Hämodynamische Daten sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Der Druck im rechten Vorhof, die mPAP / MSAP Verhältnis und die LungenGefäßwiderstände auch nach wiederholten Embolisationen erhöht. Der Herzindex tendierte nach mehreren Embolisationen zu verringern, was die RV-Dysfunktion. Die mPAP / MSAP Verhältnis schrittweise erhöht auch. Dieses Verhältnis muss nur nach akutem Embolisation wegen der erhöhten Gefahr des Todes nicht überschreiten 0.5. Aus diesem Grund müssen Embolisationen mit maximal 2 ml pro Injektion durchgeführt werden. Reinjektion von 1 ml durchgeführt werden kann, wenn die vorhergehende war gut hämodynamisch toleriert. In diesem Modell wurde der pH nur präkapillären weil der PCWP nicht erhöhen.

Tabelle 1
Tabelle 1 Hämodynamische Daten von 8 Ferkel Modelle von CTEPH HR:. Herzfrequenz; MSAP: mittleren systemischen arteriellen Drucks; RAP: Druck im rechten Vorhof; PAP: systolischen arteriellen Lungenblutdruck; PapD: diastolischen arteriellen Lungenblutdruck; mPAP: mittleren pulmonalen Arteriendruck; PCWP: Lungenkapillardruck Presse ure; CO: Herzzeitvolumen; CI: Herzindex; ESV: Auswurf systolischen Volumen; PVR: pulmonale Gefäßwiderstand.

Umbau des Lungenarterien

Bronchial Zirkulation Hypertrophie wurde in der linken Lunge, des rechten Unterlappens und entlang der mediastinalen Pleura festgestellt. In der Pathologie wurden große und zahlreiche submuköse Bronchialarterien in den obstruktiven Lungen (linke Lunge und rechten Unterlappen) beobachtet, was auf die Erhöhung der Angiogenese in diesen Gebieten. (Abbildung 2) Beitrag obstruktive Lungen Vaskulopathie mit Medien Hypertrophie wurde auch in verstopften Gebieten (linke Lunge und rechten Unterlappen) gefunden, während Überlauf Vaskulopathie wurde in den nicht-obstruktive Gebiete (rechten Oberlappen) beobachtet. (Abbildung 3) Pathology zeigte auch die chronische Obstruktion der rechten unteren Lungenarterie Keule eines ungelösten Thrombus aus N-Butyl-2-Cyanacrylat und Fibrin.

t "> Figur 2
Fig. 2 Gefäßumbau im CTEPH Modell. Intraoperative Ansichten, die die Entwicklung von Bronchialarterien in der linken Lunge und Pleura (A) und im Mediastinum (Stern, B). Gross Anatomie des geernteten rechten Unterlappen, die die ungelösten intravaskulären Gerinnseln (C). Medien Hypertrophie in den kleinen Lungenarterien in der Lichtmikroskopie (Pfeil) (D) zu sehen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3. Vergleichs pulmonalen Gefäßumbau in Sham und CTEPH Tieren (Hämatoxylin-Eosin-Färbung) Histologie von einer Schein-Ferkel (A):. Ter Lungenarterie (Pfeil) und drei Mikrogefäßen (Kreise) angezeigt schlanken Wänden und keine hypertrophen Veränderungen beobachtet werden können. In einer CTEPH Ferkel nach 5 Wochen (B), Lungenarterien (Pfeil) in der Peripherie der oberen rechten Vorsprung zeigen medial verdickt. Allerdings Mikrogefäßen (Kreise) in diesem Gebiet nur sehr milde Veränderungen vorhanden (Maßstabsbalken, 200 & mgr; m). Bei höherer Vergrößerung (C), Bronchialarterien (Pfeile) von der oberen rechten Lappen (unverbauten Gebiet) erscheinen unremodelled und von normaler Größe in einer CTEPH Ferkel mit 5 Wochen (Maßstab, 1000 um). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version zu sehen dieser Figur.

Umbau des rechten Ventrikels

Deutliche Erweiterung mit rechtsventrikulären Hypertrophie und Fibrose wurde nach 6 Wochen (Tabelle 2 und Abbildung beobachtet4 und Video 1 und Video 2). Die RV-Bereich, im rechten Vorhof (RA) Bereich, RV Durchmesser wurden nach wiederholter Embolisationen erhöht. Der RV Wandstärke erhöht. RV-Hypertrophie wurde in der Lichtmikroskopie nach Herzensraub bestätigt. In der Echokardiographie wurden Tricsupid Annula Flugzeug systolische Exkursion (TAPSE) und der rechten ventrikulären Fractionnal Bereich ändern (RVFAC) nach 6 Wochen reflektierende RV Dysfunktion bei diesem Modell verringert. RV Funktionsstörungen wurde auch mit PVL-Analyse mit einer Abnahme des ventrikulären arterielle Kopplung (Tabelle 3) festgestellt.

Timing
Werte T0 (LPA Ligation) 6 Wochen
RV Diastole Bereich cm 2 4,5 ± 0,2 7,1 ± 0,9
RV Basisdurchmesser, cm 1,5 ± 0,8 3,7 ± 1,3
RV freien Wandstärke cm 0,3 ± 0,02 0,59 ± 0,04
RA-Bereich, 2 cm 3,9 ± 0,4 5,9 ± 0,3
RVFAC,% 0.50 ± 0.03 25,0 ± 1,0
RV TAPSE, cm 1,6 ± 0,2 1,11 ± 0,07
LV EF% 55,7 ± 4,9 52,2 ± 6,0

Tabelle 2. RV Umbau in der Echokardiographie RVFAC:. Rechtsherzbruchflächenänderung; TAPSE: tricuspid Ringebene Ausflug; LV EF: linksventrikulären Auswurffraktion.

Timing
Werte T0 (LPA Ligation) 6 Wochen
RV Schlagarbeit, mm Hg.ml -1 579 ± 55 2248 ± 148
RV Elastanz, Ees 0,33 ± 0,06 0,40 ± 0,06
Pulmonale arterielle Elastanz, Ea 0,32 ± 0,05 0,51 ± 0,03
RV Kupplung Ees / Ea 1,33 ± 0,19 0,78 ± 1,0

Tabelle 3. Funktions Umbau des rechten Ventrikels in Druck-Volumen-Loops Analyse.

Figur 4
Abbildung 4. Rechtsherz Umbau. Echokardiographie zeigte Vergrößerung des rechten Ventrikels in den vier Hohlräumen (A) und kurze parasternal Achse (B). Man beachte die Verschiebung des interventrikulären Septums und die Kompression auf dem linken Ventrikel. RV Hypertrophie wurde makroskopisch (C) und durch Lichtmikroskopie bestätigt w ith Erweiterung der Querachse der Herzmuskelzellen im Vergleich zu Schein (D und E). Wie in (H) gezeigt, die Fulton-Verhältnis mit der mittleren pulmonalen Arteriendruck korreliert. RV Fibrose Rate wurde in den CTEPH Tieren im Vergleich zu den schein (F und G). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Film 1

Video 1:. Transthorakale 4 Hohlräume und Kurzachsenansichten zeigt die Erweiterung des rechten Ventrikels Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen.

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Video 2: Operative Ansicht nach Längssternotomie. Die dilatative rechten Ventrikel füllen den Herzbeutel. Bitte klicken Sie hier, um dieses Video anzusehen.

Um einen genetischen und metabolischen Studie durchzuführen, wurde eine Technik der Endomyokardbiopsien der rechten Herzkammer im vorliegenden Modell der chronischen Druckbelastung entwickelt. Diese Technik ist sicher und ermöglicht wiederholte frischen Myokardinfarkt Probenahme in narkotisierten Ferkeln. Echokardiographische und Durchleuchtung reduziert das Risiko von RV Wanddurchbruch mit der biotome. Die lange Kathetertechnik ist eine gute Strategie zur Trikuspidalklappe Verletzung (Figur 5) zu vermeiden.

Figur 5
Abbildung 5. Endomyokardbiopsien in der CTEPH-Modell. (A </ strong>) ein 55 cm Halsschlag biotome in der rechten Herzkammer durch eine transkutane 7 Fr langen Katheterhülle einzufügen. Zange Progressions wurde mit Echokardiographie (C) und Fluoroskopie (B) gesteuert wird und eine 6mm3 myokardialen Stück extrahiert (D). Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 6
Abbildung 6. Geeignete Platzierung der Leitfähigkeitssonde für PV-Loops Bewertung. (A) Legen Sie das Ende der Sonde an der Spitze des rechten Ventrikels unter fluoroskopischer Führung (durchgezogener Pfeil). Legen Sie mindestens 3 Segmente in der rechten Herzkammer und die Sonde gerade sein line. Legen Sie eine Okklusionsballon im unteren Veina cava durch die Oberschenkelvene. Das Ende des Ballons muss gerade in den rechten Vorhof Eintrag (gestrichelter Pfeil) (* sein. Intubation Sonde; ** EKG Draht (B) Stellen Sie sicher, dass die Volumensegmente der Sonde muss in der Phase in der Diastole und der Systole und der sein " gute shap der Schleife auf dem Bildschirm. (C) Beispiel für die schlechte Form der PV-Loop aufgrund einer falschen Platzierung der Volumensegmente in der rechten Herzkammer. (D) Beispiel für eine schlechte Volumenkalibrierung. Die ventrikuläre Volumina Negative. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 7
Abbildung 7. Beispiel für PV Schleifenform bei basalen Zustand und während minderwertige Veina cava Okklusion in SHAM (A und A ') und CTEPH Ferkel (B und B & #8217;). PV-Loop in normalen rechten Ventrikel hat eine Dreiecksform mit Unterdruck und Volumenwerte, verglichen mit rechten Ventrikels unter pulmonaler Hypertonie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

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Discussion

Wie in den menschlichen klinischen Praxis ist bezüglich der Asepsis Regeln während aller chirurgischen Verfahren obligatorisch. In der von O. Mercier et al. Beschriebenen Original CTEPH Ferkelmodell wurde die linke Lungenarterie Ligation nach dem Öffnen des Herzbeutels durchgeführt wird, durch eine mediane Sternotomie 14. Weil das Pericardium wurde offen gelassen wurde die Wechselwirkung zwischen der rechten Herzkammer und dem Herzbeutel beeinträchtigt wird und Rechtsherzinsuffizienz verzögert. Negativen Auswirkungen der Erweiterung auf die RV Herzleistung hat sich gezeigt, deutlich niedriger, wenn der Herzbeutel geöffnet ist 15. Aus diesem Grund scheint es besser, das Perikard zum Zeitpunkt des linken PA Ligierung öffnen. Obwohl es ein technisch anspruchsvolleren Technik (Dabei ist darauf zu zahlen, den Zwerchfellnerv und die linke Lunge erhalten werden), und obwohl das Problem der Schmerzkontrolle, bot linken lateralen Thorakotomie der beste Ansatz für die linke PA Ligation außerhalb des Herzbeutels. Wie links PA ligation nicht in erhöhten mPAP führen, progressive Embolisation des rechten Unterlappens PA notwendig war. Der zweite kritische Punkt dieses Modells ist die Gefahr der massiven Lungenembolie nach dem rechten Unterlappen PA Embolisation. Maximale Injektion von 2 ml von 2 ml N-Butyl-2-Cyanacrylat wurde gemacht und hämodynamischen Toleranz zwischen jeder Injektion geschätzt. Die mPAP / MPA-Verhältnis sollte nicht mehr als 0,5. Darüber hinaus sstopped Embolisation wa, wenn die Sauerstoffsättigung war <90% und / oder MPA sank unter 60 mmHg und / oder die Herzleistung war unter 2 L / min.

Fünf Embolisationen wurden in der Regel durchführen für jedes CTEPH-Modell. Die Anzahl und die Frequenz der Embolisationen kann entsprechend der zugesicherten Schwere induzierte pulmonale Hypertonie eingestellt werden. Vier Tage zwischen 2 aufeinanderfolgenden Embolisationen musste für eine bessere hämodynamische Toleranz eingehalten werden. Zusätzliche Embolisationen oder einen längeren Beobachtungszeit können die fortgeschrittenen Stadien der CTEPH mit schweren RV replizierenVersagen.

Dieses Modell unterstützt nicht den Ursprung der Krankheit, sondern nur die Folgen der chronischen pulmonalen Gefäßverschluss zu replizieren. Es gibt keine Hinweise auf die Pathophysiologie der frischen Blutgerinnsel immer organisiert und faserige intravaskuläre Material anstatt zu verschwinden.

Dies ist die erste großTierModell der chronischen PH, die reproduzierbar in einem kurzen Zeitrahmen ermöglicht weitere therapeutische Tests ist. Alle Tiere erhöhte mPAP oberhalb von 25 mm Hg innerhalb von 6 Wochen nach Beginn des Experiments. Es reproduziert alle morphologischen, funktionellen und biologischen Veränderungen im menschlichen CTEPH rechten Ventrikel gesehen. Darüber hinaus wurden die pulmonale mikrovaskuläre Läsionen in zwei getrennten Kreis Gebiete (versperrt vs. nicht behindert) wiedergegeben. Zumindest, reproduziert dieses Modell der Interaktion zwischen dem verletzten Lungengefäßsystems (verschlossen und Umbau Territorien) und der rechten Herzkammer.

Mehrere physiological Studien zu diesem ursprünglichen und einzigartigen CTEPH Modell 11,12,16 basiert. Es ermöglicht neue Perspektiven für das Verständnis der zugrunde liegenden Mechanismen der RV Ausfall (Mitochondrien, Entzündung) und neue Therapieansätze (gezielte, zellulären oder Gentherapien). Dieses Modell kann auch helfen, Mechanismen der RV Erholung nach chirurgischen Behandlung von PH zu untersuchen. In der Tat kann linke Lunge Reperfusion durchgeführt werden, Reproduktion chirurgische PA desobtruction und RV Entladen. Wechselwirkungen zwischen pulmonalen mikrovaskulären Erkrankungen und der rechten Herzkammer wäre das Ziel weiterer Studien sein, da beide sind voneinander abhängig und sollte neue Therapie beide zielen.

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Disclosures

Kein Interessenkonflikt offen zu legen.

Acknowledgments

Die Autoren danken dem Team am Lehrstuhl für Chirurgische Forschung, Marie Lannelongue Hospital, für die technische Unterstützung und Pflege der Tiere. Die VividE9 Herz-Ultraschall-System (General Electric Medical System) wurde durch einen Zuschuss aus der Kardio-vasculaire-obésité Domaine D'Intérêt Majeur (CODDIM cod 100.158, RégionIle-de-France, Frankreich) finanziert.

References

  1. Simonneau, G., et al. Updated clinical classification of pulmonary hypertension. J Am Coll Cardiol. 54, Suppl 1. S43-S54 (2009).
  2. Dartevelle, P., et al. Chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Eur Respir J. 23, (4), 637-648 (2004).
  3. Hoeper, M. M., Mayer, E., Simonneau, G., Rubin, L. J. Chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Circulation. 113, (16), 2011-2020 (2006).
  4. Galie, N., Kim, N. H. Pulmonary microvascular disease in chronic thromboembolic pulmonary hypertension. Proc Am Thorac Soc. 3, (7), 571-576 (2006).
  5. Humbert, M., et al. Survival in patients with idiopathic, familial, and anorexigen-associated pulmonary arterial hypertension in the modern management era. Circulation. 122, (2), 156-163 (2010).
  6. Guihaire, J., et al. Experimental models of right heart failure: a window for translational research in pulmonary hypertension. Semin Respir Crit Care Med. 34, (5), 689-699 (2013).
  7. Mercier, O., Fadel, E. Chronic thromboembolic pulmonary hypertension: animal models. Eur Respir J. 41, (5), 1200-1206 (2013).
  8. Kaiser, G. M., Heuer, M. M., Fruhauf, N. R., Kuhne, C. A., Broelsch, C. E. General handling and anesthesia for experimental surgery in pigs. J Surg Res. 130, (1), 73-79 (2006).
  9. Flegal, M. C., Kuhlman, S. M. Anesthesia monitoring equipment for laboratory animals. Lab Anim (NY). 33, (7), 31-36 (2004).
  10. Guihaire, J., et al. Right ventricular reserve in a piglet model of chronic pulmonary hypertension. Eur Respir J. (2014).
  11. Guihaire, J., et al. Right ventricular plasticity in a porcine model of chronic pressure overload. J Heart Lung Transplant. 33, (2), 194-202 (2014).
  12. Guihaire, J., et al. Non-invasive indices of right ventricular function are markers of ventricular-arterial coupling rather than ventricular contractility: insights from a porcine model of chronic pressure overload. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 14, (12), 1140-1149 (2013).
  13. Kass, D. A., Yamazaki, T., Burkhoff, D., Maughan, W. L., Sagawa, K. Determination of left ventricular end-systolic pressure-volume relationships by the conductance (volume) catheter technique. Circulation. 73, (3), 586-595 (1986).
  14. Mercier, O., et al. Piglet model of chronic pulmonary hypertension. Pulm Circ. 3, (4), 908-915 (2013).
  15. Brooks, H., Kirk, E. S., Vokonas, P. S., Urschel, C. W., Sonnenblick, E. H. Performance of the right ventricle under stress: relation to right coronary flow. J Clin Invest. 50, (10), 2176-2183 (1971).
  16. Boulate, D., et al. Pulmonary microvascular lesions regress in reperfused chronic thromboembolic pulmonary hypertension. J Heart Lung Transplant. (2014).

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