Kronisk tromboembolisk pulmonal hypertension og vurdering af Højre ventrikels funktion i Grisling

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

En original pattegris model af kronisk tromboembolisk pulmonal hypertension (CTEPH) forbundet med kronisk Højre ventrikels (RV) dysfunktion er beskrevet. Pulmonal hypertension (PH) blev induceret i 3 uger gamle smågrise ved en progressiv obstruktion af pulmonale kredsløb. En ligering af den venstre pulmonal (PA) blev udført først gennem en mini-thorakotomi. For det andet blev ugentlige embolizations af højre nedre lunge lap udføres under fluoroskopisk vejledning med n-butyl-2-cyanoacrylat under 5 uger. Mean pulmonalt arterielt tryk (mPAP) målt ved ritght hjerte catheterism, øget gradvist, samt tryk i højre atrium og pulmonale vaskulære Modstandskræfter (PVR) efter 5 uger sammenlignet med sham dyr. Højre ventrikels (RV) strukturel og funktionel remodellering blev vurderet ved transtorakal ekkokardiografi (RV diametre, RV vægtykkelse, RV systolisk funktion). RV elastans og RV-pulmonal kobling blev vurderet ved tryk-Volume Loops(PVL) analyse med konduktansmetode. Histologisk undersøgelse af lungerne og højre ventrikel blev også udført. Molekylær analyser på RV friske væv kunne udføres ved gentagne transkutane endomyokardiebiopsier. Pulmonal mikrovaskulære sygdom blokeret, og uhindret områder blev undersøgt fra lunge biopsier hjælp molekylære analyser og patologi. Endvidere blev pålideligheden og reproducerbarheden i forbindelse med en række PH sværhedsgrad hos dyr. De fleste aspekter af den menneskelige CTEPH sygdommen blev gengivet i denne model, som gør det muligt nye perspektiver til forståelse af de underliggende mekanismer (mitokondrier inflammation) og nye terapeutiske tilgange (målrettede, cellulære eller genterapi) af overbelastet højre ventrikel, men også pulmonal mikrovaskulære sygdom.

Introduction

Kronisk tromboembolisk pulmonal hypertension (CTEPH) er en undertype af pulmonal hypertension (PH) som følge af kronisk pulmonal vaskulær seng obstruktion af vedholdende og organiserede blodpropper i relation til en eller flere akutte lungeemboli 1-3. En kombination af obstruktiv og ikke-obstruktiv mikrovaskulær sygdom fører til en yderligere stigning i pulmonal vaskulær modstand 4. Den højre ventrikel skal først tilpasse med kompenseret hypertrofi at opretholde hjertets minutvolumen. Uden behandling, den højre ventrikel dilaterer og undlader over tid. I den moderne æra, PH fortsat en progressiv og ofte dødelig sygdom på trods af brugen af moderne målrettede behandlinger 5. Mange undersøgelser har vist, at højre ventrikel (RV) tilpasning til trykoverbelastning er den vigtigste determinant for overlevelse i PH patienter. Derfor forstå mekanismerne bag overgangen fra adaptive til utilpasset RV remodeling er en hjørnesten til behandling og udvikpment af nye behandlingsformer. Fordi PH er sjælden og væv prøvetagning er næsten umuligt i disse skrøbelige patienter, der eksperimentelle undersøgelser er påkrævet. Desuden prækliniske undersøgelser er obligatoriske for at fastslå, at et lægemiddel med fordel i pulmonale kar ikke forårsager RV værdiforringelse.

I mange år har forskellige eksperimentelle modeller for PH og RV fiasko blevet udviklet med fordele og begrænsninger 6,7. I de farmakologiske murine modeller (Monocrotaline, SU5416, Hypoxi), PH og RV fiasko opstår sekundært til en massiv inflammation, iskæmi eller toksisk stressor, der kan fremkalde flere "sider effekter" og skævhed i molekylær pathway analyse. Desuden bør RV endomyokardiebiopsier i en murin model være meget udfordrende uden sacrifying dyret. Kirurgiske modeller i større dyr er mere fysiologiske, men påvirker ikke pulmonal kar (pulmonal banding, systemisk-til-pulmonal shunt) eller inducere akut PH og RVF (akut lungeemboli). Formålet med denne artikel er at beskrive en original model af CTEPH i smågrise, der er mere repræsentativ for CTEPH patofysiologi. Denne store dyremodel muliggør gentagen noninvasive og invasive målinger normalt udført i klinisk praksis (højre hjerte kateterisation) til at følge ændringer i pulmonale hæmodynamik og RV-funktion.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denne protokol blev godkendt af lokale etiske komité om dyreforsøg og af Institutional udvalg for dyrevelfærd i vores institution. Alle dyr fik human måde i overensstemmelse med "Principper for Laboratory Animal Care" formuleret af den nationale Selskab for Medicinsk Forskning og "Guide til Pleje og anvendelse af forsøgsdyr" udarbejdet af Institut for forsøgsdyr Ressourcer og offentliggjort af National Institutes of Health (NIH publikation nr 86-23, revideret 1996).

Generelle overvejelser: Alle dyr skal behandles med respekt, i henhold til 3R regler (Nationalt Center for udskiftning raffinement og Reduktion af dyr i forskning). Kirurgiske procedurer skal udføres med en streng sterilitet og på samme måde som for mennesker. Alt medicinsk udstyr skal være sterile.

1. Anæstesi-protokollen

BEMÆRK: Stor White smågrise 20 kg (3-ugers-gamle) blev anvendt. Pulmonal hypertension blev induceret gradvist. Det første skridt er involveret en venstre pulmonal (PA) ligation gennem en venstre torakotomi. Følgende trin bestod i at udføre ugentlige PA embolizations i løbet af 5 uger. Alle procedurer blev udført under generel anæstesi.

  1. Må ikke fodre dyrene 12 timer før proceduren.
  2. Gør en præmedicinering af pattegris, udføre en intramuskulær injektion ved hjælp 30 mg / kg Ketamin hydrochlorid og aropine 0,05 mg / kg i nakkemusklerne, 30 minutter før proceduren. 8
  3. Når grisen er bedøvet, skal du indsætte et kateter ind i øret vene.
  4. Udfør intravenøs en bolus af fentanyl (0,005 mg / kg) og propofol (2 mg / kg), før intubation. Injiceres intravenøst ​​i ørevenen Cisatracurium (0,3 mg / kg) og intubere pig (ikke-selektive intubation med en 7 French probe) 9.
  5. Placer kontinuerlig overvågning enheder på gris: kontinuerlig EKG, Eksspiratorisk CO2 og oxymetri 8,9. Indsæt en arteriel fluid felt kateteret gennem halspulsåren under ekkografi vejledning til at overvåge systemiske arterietryk 8-10.
  6. Opretholde generel anæstesi med isofluran (2%) i 100% oxygen supplement, kontinuerlig intravenøs infusion af fentanyl (0,004 mg / kg) og propofol (3 mg / kg).
  7. Tilføj en antibioprophylaxy med en injektion af Cefatoxine (1 g) og gentamycin (80 mg).
  8. Forhindre intra operative og postoperative smerter med injektion af nalbufin (0,01 mg / kg) tid
  9. Kontroller hver 15 minutter fuldstændigheden af ​​anæstesi: fravær af bevægelse, stabil puls, blodtryk, iltning.
  10. Anvendelse af dyrlæge salve på øjnene for at forhindre tørhed, mens under anæstesi.

2. Ligation af venstrefløjen lungepulsåren

  1. Installer pattegris i venstre side-liggende stilling, barbere den operative område og desinficere huden med en alcoholiC opløsning. Bruge en lokal sterile område.
  2. Åbne kisten gennem en lille venstre lateral torakotomi (5 til 10 cm) i 4. intercostals 'plads. Ikke gå til bag spidsen af ​​bovbladet. Trække forsigtigt lungen mod membranen.
  3. Når ideel kirurgisk vindue placeret, trække venstre azygos venen og dissekere den vigtigste venstre lungepulsåren, før binde det med en ikke-absorberbar 2/0 silke.
    BEMÆRK: Det er meget vigtigt ikke at åbne hjertesækken.
  4. Luk brystet lag efter lag med absorberbare suturer. Brug en kiste rør til at fjerne postoperativ pneumothorax. Fjern brystet røret lige efter gris extubering.

3. Embolisering af højre nedre Lobe lungepulsåren

  1. Efter generel anæstesi, sætte pattegris i en liggende stilling. Foretag en løbende overvågning af oxymetri, expiratory CO2, EKG, betyder det systemiske blodtryk (MPA) og gennemsnitlig lungepulsåren pres (mPAP) Under hele proceduren.
  2. Sæt alle katetre perkutant med ekkografisk vejledning. Indsæt en arteriel 6 French kateter i halspulsåren for blodtryksovervågning og en 8 franske kappe i superior vena cava via halsvenen (Udfør punkteringen 2 cm over suprasternal hak med en vinkel på 45 ° retning).
  3. Under fluoroskopisk vejledning, indsætte, gennem 8 Fr kappe, en 5 French angiografisk kateter i højre lungepulsåren. Spidsen af ​​kateteret skal være i en segmental nedre lap lungepulsåren.
  4. Forbered materiale til pulmonal embolisering: 1 ml blødt væv lim indeholdende N-butyl-2-cyanoacrylat sættes til 2 ml af en lipid kontrast farvestof.
    ADVARSEL: Undgå hud eller øjne kontakt med N-butyl-2-cyanoacrylat.
  5. Når det angiografiske kateter er godt placeret, injicere 0,2 ml til 0,4 ml af præparatet i lungepulsåren. Vurdere tolerance embolisering ved at målemPAP / MPA-forhold, der ikke bør overstige 0,5. Stop embolisering, hvis iltmætning var <90% og / eller MPA faldt under 60 mm Hg og / eller minutvolumen var under 2 L / min.
  6. Fjern angiografisk kateter og skeder og udfører digitale komprimeringer af indstiksstedet.

4. Hæmodynamisk Assessment

  1. Efter generel anæstesi, placere pattegris i en liggende stilling. Foretag en løbende overvågning af oxymetri, expiratory CO2, EKG, systemisk blodtryk (MPA) og pulmonal blodtryk (mPAP) under hele proceduren.
  2. Udluft smågrisene med det laveste FiO 2 som muligt i overensstemmelse med iltmætning (> 95%).
  3. Sæt alle kateter perkutant under ekkografisk vejledning. En arteriel 6 French kateter er indsat i halspulsåren og en 8 franske kappe er indsat i vena cava superior (Udfør punkteringen 2 cm over suprasternal hak med en 45 °vinkel retning).
  4. Indsæt en 7 French Swan-Ganz kateter i lungepulsåren stammen. Vurdere minutvolumen ved termo fortyndingsteknik, med injektion af 10 ml saltvandsopløsning ved 4 ° C.
  5. Optag følgende parametre: systolisk, diastolisk og gennemsnitligt systemisk og pulmonær arterietryk, hjertefrekvens, iltmætning, tryk i højre atrium, minutvolumen.

5. ekkokardiografisk vurdering af den højre ventrikel

  1. Efter generel anæstesi, skal du installere pattegris i liggende stilling og udføre en trans thorax ekkokardiografi ifølge menneskelige retningslinjer for RV screening. Optag video sløjfer under en end-eksspiratorisk pause.

6. Pres-Volume Loops Vurdering med Ledningsevne Method

  1. Efter generel anæstesi, installere pattegris i en liggende stilling. Foretag en løbende overvågning af oxymetri, expiratory CO2, EKG, systemisk blodtryk (MPA) ogpulmonal blodtryk (mPAP) under hele proceduren.
  2. Indsæt en arteriel 6 French kateter i højre eller venstre carotidarterie og et angiografisk kateter i den venstre ventrikel. Indsæt et 9 fransk kappe i den overlegne vena cava, en 8 fransk i højre eller venstre femorale vene og en arteriel PiCCO kateter i højre eller venstre femorale arterie. Sæt alle katetre perkutant under ekkografisk vejledning.
  3. Udfør tryk og volumen kalibrering af ledningsevne sonde ifølge producentens anbefalinger. Mål blodets modstand (Rho) ved prøveudtagning 5 ml arterielt blod. Harvest 5 ml arterieblod, de-air sprøjten og fylde probe til måling af blodets resistivitet. 10-13.
  4. Sæt ledningsevne kateter i højre hjertekammer gennem 9FR kappe i superior veina cava. Anbring korrekt enden af ​​kateteret med fluoroskopisk vejledning. Anbring enden af ​​kateteret i spidsen af ​​riggenht ventrikel og indsætte alle længe som muligt i ventriklen.
  5. Kontrollere kvaliteten af ​​løkkerne. (Figur 6)
  6. Indsæt et ballon ofres i ringere veina cava gennem femoralvenen. Placer ekstremiteten lige under højre atrium. Brug fluoroskopisk vejledning.
  7. Optag Trykvolumen sløjfer af højre ventrikel ved basal tilstand og under vena cava inferior okklusion som beskrevet tidligere 10-12. (Figur 7)

7. endomyokardiebiopsier af højre hjertekammer

  1. Efter generel anæstesi, placere pattegris i en liggende stilling. Foretag en løbende overvågning af oxymetri, expiratory CO2, EKG, systemisk blodtryk (MPA) og pulmonal blodtryk (mPAP) under hele proceduren.
  2. Indsæt perkutant 10 franske kappe i superior vena cava. Indsæt en 7 French Swan-Ganz (SG) sonde og en lang 7,5 French kateter kappe i den rigtige Atrium. Når spidsen af ​​SG sonden er godt placeret i den højre ventrikel (RV), puste ballonen GS sonde, skub lang kappe kateter i RV mod ballonen. Deflatere ballonen og fjern SG probe forlader lang kappe kateter i RV. Den gode position af lang kappe tip styres af fluoroskopi og ekkokardiografi.
  3. Sæt biotome på lang kappe og udfører endomyokardiebiopsier under ekkografisk, fluoroskopi og EKG-kontrol.

8. Generelle Post-kirurgi Care Overvejelser

  1. Efter operationen, ekstuberes grisen først efter genvinding af spontane respiratoriske funktioner.
  2. For postoperativ medicinering, udføre en intramuskulær injektion af Cefatoxine (1 g) Die i 5 dage og levere appropieted analgesi (buprenorphin, intramuskulært injektion 0,01 mg / kg Bud i 10 dage.
  3. Lad ikke et dyr, der har gennemgået operation for at selskab med andre dyr, indtil fuldt recovered.

9. Eutanasi Metode

  1. Aflive dyrene i de fulgte situationer; Slutningen af ​​eksperimenter, mistede vægt 15% eller mere i en uge, unibability i tilstrækkelig grad brødføde sig selv, anoreksi, ikke behandles infektion, smerte eller anden didease, desease for streng: cyanose, stor dyspnø
  2. Under generel anæstesi med sevoluorane 8%, indsprøjte en høj dosis af propofol (0,5 mg / kg) i forbindelse med en dødelig dosis af kaliumchlorid (0,2 g / kg). Når hjertet er stoppet i diastole, harveste hjerte og lunge blok med henblik på at gøre en histologisk og molekylær undersøgelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Gennemførlighed

Denne gris model af kronisk post-embolisk pulmonal hypertension er blevet etableret i vores laboratorium i 2009-2010. Siden 2011 har vi brugt 70 smågrise, og vi udførte 63 afsluttede modeller. Det er vores erfaring, realiseringen af ​​denne model krævede en indlæringskurve.

Med hensyn til dødelighed, vi observerede 5 uplanlagte dødsfald (7,1%), hovedsageligt i den første del af vores erfaring. De to kritiske trin var først, pulmonal embolisering og andet de endomyokardiebiopsier. Fire smågrise døde af alvorlig akut højre hjertesvigt efter pulmonal embolisering. Én gris døde af en ukendt årsag. Med hensyn til sygelighed, 4 smågrise (5,7%) havde en alvorlig komplikation under procedurer.

To smågrise behov presserende perikardiel afdræning i den endomyokardiel biopsier procedure. De krævede akut pericardo-syntesen på grund af en perforering af riggenht ventrikels frie væg. Opsvinget var begivenhedsløst i alle tilfælde. Da brugen af ​​ekkografiske vejledning til at udføre endomyokardiebiopsier, vi ikke observere denne komplikation længere.

To andre smågrise udviklet en pyothorax efter lungepulsåren ligation, og de krævede dødshjælp 7 dage efter de kirurgi.

Vi brugte Large White smågrise med en gennemsnitsvægt på 20 kg. Alle dyr var mænd og kom fra en fransk gård (Gambais, Frankrig). De første timer efter operationen, blev grisene anbragt i et specifikt rum med oxygen og gulvvarme. Derefter blev de anbragt alene eller med en anden gris i en 2 m 2 bur.

Modellen af kronisk pulmonal hypertension i smågrise blev opfyldt 6 uger efter den venstre pulmonal ligation og 5 gentagne embolizations (Figur 1). Den venstre pulmonal blev ligeret gennem en lille lateral thoracotnomi. Den første embolisering af højre nedre lungepulsåren blev udført 5 dage senere. Embolizations gentages ugentligt i 5 uger med et gennemsnit på 3,2 ± 0,8 ml N-butyl-2-cyanoacrylat pr embolisering. Virkninger på hæmodynamik lungekarrene og højre ventrikel kan beskrives som følger.

Sham dyr undergik kun en venstre torakotomi uden venstre lungepulsåren ligering. De har ikke embolisering af pulmonale arterier, men undergik gentagne hæmodynamik, ekkokardiografisk og histologiske evalueringer på samme tid som de andre dyr.

Figur 1
Figur 1. CTEPH dyremodel design. Den venstre pulmonal ligering blev efterfulgt af gentagen embolisering af den nedre lunge lap arterie (A og D). LPA ligering (pil) blev udført gennem enlille venstre torakotomi (C). Embolizations blev udført med fluoroskopisk vejledning om ugen i 5 uger (B). Alle forsøg blev udført under generel anæstesi og perkutane vaskulære adgangsveje blev brugt til embolizations og trykmålinger: (E) perkutan overlegen veina cava (stjerne) og højre halspulsåre kateterisering. (F) 8Fr kappe i den rigtige femorale vene (stjerne) og arteriel termofortyndings kappe sensor i venstre femorale arterie. Klik her for at se en større version af dette tal.

Hæmodynamiske resultater

Den gennemsnitlige pulmonale arterielle tryk (mPAP) steg progressivt efter embolizations over 25 mm Hg. Hæmodynamiske data er sammenfattet i tabel 1. Den tryk i højre atrium, at mPAP / mSAP forholdet og pulmonalvaskulære modstande steg også efter gentagne embolizations. Cardiac Index trended at falde efter flere embolizations, hvilket afspejler RV dysfunktion. Den mPAP / mSAP steg også gradvist. Dette forhold må ikke overstige 0,5 lige efter akut embolisering grund af den øgede risiko for død. Af denne grund må embolizations udføres med et maksimum på 2 ml per injektion. Reinjektion af 1 ml kan udføres, hvis den tidligere var veltolereret hæmodynamisk. I denne model, PH var kun præ- kapillære fordi PCWP ikke steg.

Tabel 1
Tabel 1. Hæmodynamiske data fra 8 smågrise modeller af CTEPH HR:. Puls; mSAP: betyder systemisk arterietryk; RAP: tryk i højre atrium; Forarbejdede animalske proteiner: systolisk pulmonal arteriel pres; PapD: diastoliske pulmonal arteriel tryk; mPAP: betyder pulmonal arteriel pres; PCWP: pulmonal kapillær kile presse ure; CO: minutvolumen; CI: hjerteindeks; ESV: udslyngning systolisk volumen; PVR: pulmonale vaskulære modstand.

Ombygning af pulmonale arterier

Bronkial cirkulation hypertrofi blev bemærket i den venstre lunge, højre nedre lap og langs mediastinal lungehinden. I patologi, blev store og talrige submukøse bronchiale arterier observeret i de obstruktive lungerne (venstre lunge og højre nedre lap), hvilket afspejler stigningen i angiogenese i disse områder. (Figur 2) Indtast obstruktiv lungesygdom vaskulopati med medier hypertrofi blev også fundet i obstruerede territorier (venstre lunge og højre nedre lap), mens overløb vaskulopati blev observeret i de ikke-obstruktive territorier (højre øvre lap). (Figur 3) Patologi viste også den kroniske obstruktion af højre nedre lap lungepulsåren ved et uløst trombe af N-butyl-2-cyanoacrylat og fibrin.

t "> Figur 2
Figur 2. Vaskulær remodellering i CTEPH model. Intraoperative afbildninger, der viser udviklingen af bronkiale arterier i venstre lunge og visceralt lungehinden (A) og i mediastinum (stjerne, B). Brutto anatomi høstede højre nedre lap der viser de uløste intravaskulære blodpropper (C). Medier hypertrofi i de små pulmonale arterier set i lysmikroskopi (pil) (D). Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 3
Figur 3. Sammenlignende pulmonal vaskulær remodellering i Sham og CTEPH dyr (Hematoxylin og eosin farvning) Histologi fra en farce pattegris (A):. Than lungepulsåren (pil) og tre mikrokar (cirkler) vise slanke vægge og kan iagttages nogen hypertrofiske ændringer. I en CTEPH pattegris efter 5 uger (B), pulmonale arterier (pil) i periferien af den øvre højre lap show mediale fortykkelse. Men mikrokar (cirkler) i dette område er til stede med kun meget milde ændringer (skala barer, 200 um). Ved højere forstørrelse (C), bronchiale arterier (pile) fra det øverste højre lap (uhindret territorium) vises unremodelled og normal størrelse i et CTEPH pattegris på 5 uger (skala bar, 1.000 um). Klik her for at se en større version af dette tal.

Ombygning af højre ventrikel

Betydelig udvidelse forbundet med højre ventrikel hypertrofi og fibrose blev observeret efter 6 uger (tabel 2 og figur4 og video 1 og video 2). RV-området, højre atrium (RA) område, RV diametre blev forøget efter gentagne embolizations. RV vægtykkelse steg også. RV hypertrofi blev bekræftet i lysmikroskopi efter hjerte høst. I ekkokardiografi, blev Tricsupid Annula Plane Systolisk Udflugt (TAPSE) og Højre ventrikels Fractionnal Area Change (RVFAC) faldt efter 6 uger afspejler RV dysfunktion i denne model. RV nyrefunktion blev også fundet med PVL analyse med et fald i den ventrikulære-arteriel kobling (tabel 3).

Timing
Værdier T0 (LPA ligation) 6 uger
RV diastole område, cm2 4,5 ± 0,2 7,1 ± 0,9
RV basal diameter, cm 1,5 ± 0,8 3,7 ± 1,3
RV fri vægtykkelse, cm 0,3 ± 0,02 0,59 ± 0,04
RA-området, cm2 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

Tabel 2. RV remodeling i ekkokardiografi RVFAC:. Højre ventrikel forandringer fraktioneret område; TAPSE: tricuspid ringformede plane udflugt; LV EF: venstre ventrikel uddrivningsfraktion.

Timing
Værdier T0 (LPA ligation) 6 uger
RV Stroke Work, mm Hg.ml -1 579 ± 55 2248 ± 148
RV elastans, Ees 0,33 ± 0,06 0,40 ± 0,06
Pulmonal arteriel elastans, Ea 0,32 ± 0,05 0,51 ± 0,03
RV kobling, Ees / Ea 1,33 ± 0,19 0,78 ± 1,0

Tabel 3. Funktionel ombygning af højre hjertekammer i tryk-volumen Loops analyse.

Figur 4
Figur 4. højre ventrikel remodeling. Ekkokardiografi viste udvidelse af den højre ventrikel i fire kaviteter se (A) og korte parasternal akse (B). Bemærk skiftet i interventrikulære septum og kompression på den venstre ventrikel. RV hypertrofi blev bekræftet makroskopisk (C) og ved lysmikroskopi w ed udvidelse af tværgående akse cardiomyocytter sammenlignet med sham (D og E). Som vist i (H), Fulton forholdet korreleret med gennemsnitligt pulmonalt arterietryk. RV fibrose blev forøget i CTEPH dyr i forhold til SHAM (F og G). Klik her for at se en større version af dette tal.

Movie 1

Video 1:. Transtorakal 4 hulrum og korte akse visninger, der viser udvidelsen af højre hjertekammer Klik her for at se denne video.

OAD / 53133 / 53133movie2.jpg "/>

Video 2: operative visning efter mediansternotomi. Den forstørrede højre ventrikel fylder hjertesækken. Klik her for at se denne video.

For at udføre en genetisk og metabolisk studie blev en teknik endomyokardiebiopsier af den højre ventrikel udviklet i den foreliggende model af kronisk trykoverbelastning. Denne teknik er sikkert og giver gentagne frisk myokardie prøvetagning i bedøvede grise. Ekkokardiografisk og fluoroskopisk kontrol reducerede risikoen for RV væg perforation med biotome. Den lange kateter teknik er en god strategi for at undgå trikuspidalklappen skade (Figur 5).

Figur 5
Figur 5. endomyokardiebiopsier i CTEPH model. (A </ strong>) en 55 cm jugular biotome er indsætte i højre hjertekammer gennem en transkutan 7 Fr lange kateter kappe. Pincet progression blev styret med ekkokardiografi (C) og gennemlysning (B) og et 6mm3 myokardie stykke udvindes (D). Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 6
Figur 6. Passende placering af ledningsevne probe til PV loops vurdering. (A) Anbring enden af sonden i spidsen af den højre ventrikel under fluoroskopisk vejledning (udfyldt pil). Indsæt minimum 3 segmenter i den højre ventrikel og proben skal være lige line. Indsæt en okklusion ballon i ringere veina cava gennem den femorale vene. Enden af ballonen skal være lige på det rigtige atrium indgang (stiplet pil) (*:. Intubation sonde; ** EKG ledning (B) Kontroller, at volumen segmenter af sonden skal være i fase i diastole og systole og " god shap af løkken på skærmen. (C) Eksempel på dårlig form af PV loop på grund af en forkert placering af volumensegmenterne i højre hjertekammer. (D) Eksempel på en dårlig volumen kalibrering. De ventrikulære volumener negativer. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figur 7
Figur 7. Eksempel på PV loop form ved basal tilstand og under ringere veina cava okklusion i SHAM (A og A ') og CTEPH pattegris (B og B & #8217). PV løkke i normal højre hjertekammer har en trekant form, med lavere tryk og volumen værdier sammenlignet med højre hjertekammer under pulmonal hypertension. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Som i klinisk praksis menneske, respekt aseptik regler er obligatorisk i alle kirurgiske procedurer. I den oprindelige CTEPH piglet model beskrevet af O. Mercier et al., Blev venstre pulmonal ligering udføres efter åbning af pericardium, gennem en mediansternotomi 14. Fordi pericardium blev efterladt åbnet, blev interaktionen mellem den højre ventrikel og pericardium svækket, og højresidigt hjertesvigt blev forsinket. Negative virkning af RV udvidelsen for minutvolumen har vist sig at være betydeligt lavere, når hjertesækken er åben 15. Af denne grund synes det bedre ikke at åbne hjertesækken på tidspunktet for venstre PA ligering. Selv om det er en mere teknisk krævende teknik (skal betales omhu for at bevare phrenic nerve og venstre lunge) og på trods problemet med smertekontrol, venstre laterale torakotomi tilbudt den bedste fremgangsmåde for venstre PA ligering uden hjertesækken. Som venstre PA ligation ikke resultere i øget mPAP, var det nødvendigt gradvis embolisering af højre nedre lap PA. Det andet kritiske punkt af denne model er risikoen for massiv lungeemboli efter højre nedre lap PA embolisering. Indsprøjtning på maksimalt 2 ml ved 2 ml N-butyl-2-cyanoacrylat blev udført og hæmodynamisk tolerance blev værdsat mellem hver injektion. Den mPAP / MPA-forholdet bør ikke overstige 0,5. Desuden embolisering wa sstopped hvis iltmætning var <90% og / eller MPA faldt under 60 mmHg og / eller minutvolumen var under 2 L / min.

Fem embolizations blev normalt udfører for hver CTEPH model. Antallet og hyppigheden af ​​embolizations kan indstilles i overensstemmelse med sværhedsgraden af ​​garanterede induceret pulmonær hypertension. Fire dage mellem 2 på hinanden embolizations måtte blive respekteret for en bedre hæmodynamisk tolerance. Ekstra embolizations eller en længere observationstid kan kopiere de fremskredne stadier af CTEPH med svær RVfiasko.

Denne model understøtter ikke replikere oprindelsen af ​​sygdommen, men blot konsekvenserne af kronisk pulmonal vaskulær obstruktion. Der er ingen spor på patofysiologien af ​​friske blodpropper blive organiseret og fibrøst intravaskulær materiale frem forsvinde.

Dette er den første store dyremodel for kronisk PH, der er reproducerbare inden for en kort tidsramme tillader yderligere terapeutisk afprøvning. Alle dyr forøgede mPAP over 25 mm Hg inden for 6 uger efter begyndelsen af ​​eksperimentet. Det gengives alle de morfologiske, funktionelle og biologiske ændringer ses i humane CTEPH højre ventrikler. Desuden blev de pulmonære mikrovaskulære læsioner gengivet i to separate vaskulære områder (blokeret versus ikke blokeret). I det mindste denne model gengivet samspillet mellem den forurettede pulmonal kar (tilstoppet og remodeling territorier) og den højre ventrikel.

Adskillige physiological undersøgelser har været baseret på denne originale og unikke CTEPH model 11,12,16. Det giver nye perspektiver for forståelsen af ​​de underliggende mekanismer RV fiasko (mitochondrier, inflammation) og nye terapeutiske tilgange (målrettede, cellulære eller genterapi). Denne model kan også bidrage til at undersøge mekanismerne for RV opsving efter kirurgisk behandling af PH. Faktisk kan venstre lunge reperfusion udføres, reproduktion kirurgisk PA desobtruction og RV aflæsning. Interaktioner mellem pulmonal mikrovaskulær sygdom og den højre ventrikel ville være målet om yderligere undersøgelser, som begge er afhængige af hinanden og ny terapi bør målrette dem begge.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Nogen interessekonflikt at afsløre.

Acknowledgments

Forfatterne takker holdet på Laboratoriet for Surgical Research, Marie Lannelongue Hospital, til teknisk bistand og pasning af dyr. Den VividE9 hjerte-ultralyd-system (General Electric Medical System) blev finansieret af en bevilling fra Cardio-vasculaire-Obésité Domaine D'Intérêt Majeur (CODDIM torsk 100.158, RégionIle-de-France, Frankrig).

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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics